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Les caractéristiques géotechniques et hydrauliques des déchets ultimes de classe II (ménagers et industriels) Journée technique du Comité Français de Mécanique des Sols “Géotechnique et protection de l’environnement”, Paris, 23 janvier 2008 Franck OLIVIER Consultant - Gérant d’Ecogeos Sarl hébergée au LTHE à Grenoble

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Les caractéristiques géotechniques et hydrauliques des déchets ultimes de classe II

(ménagers et industriels)

Journée technique du Comité Français de Mécanique des Sols“Géotechnique et protection de l’environnement”, Paris, 23 janvier 2008

Franck OLIVIERConsultant - Gérant d’Ecogeos

Sarl hébergée au LTHE à Grenoble

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SOMMAIRE1. CARACTERISTIQUES GEOTECHNIQUES DES DECHETS

1.1. Comportement en conditions normales

- Compression initiale sous l’effet du compactage

- Tassement primaire sous l’effet du chargement

- Tassement secondaire sous l’effet du temps

- Fluage latéral aux abords des talus de déchets

1.2. Comportement en conditions limites

- Analyse à la rupture au travers de la cohésion et de l’angle de frottement interne

2. CARACTERISTIQUES HYDRAULIQUES DES DECHETS

2.1. Propriétés hydro-statiques

- Teneur en eau, capacité au champ

2.2. Propriétés hydro-dynamiques

- Porosité utile

- Conductivité hydraulique

2.3.Exemple d’application : optimisation de la vidange de casiers saturés en lixiviat

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PROBLEMATIQUE ET ENJEUX DES CARACTERISTIQUES GEOTECHNIQUES DES DECHETS• Problématique

• Enjeux associés

Problématique plus complexe que dans le cas des sols :

- Déchet

- Vieillissement

Enjeu économique

Estimation des capacités de stockageOptimisation du phasage d’exploitation

Raidissement des talus

Enjeu environnemental

Pérennité des couverturesStabilité des talus

Interactions déchets – structures

Composition et structure : matériau hétérogène, anisotropeet dont les constituants solides changent de propriété en fonction de la teneur en eau.

Dégradation des propriétés géotechniques sous l’effet du vieillissement (biodégradation de la matrice organique, combustion lente, désagrégation progressive des nappes de renforcement).

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Vandel Quantum 350 / 37 t / 261 kW

COMPRESSION INITIALE SOUS L’EFFET DU COMPACTAGE

Masse des engins : 25 à 55 T

Caterpillar 826 G / 37 t / 253 kW

Bomag BC 772 RB / 36 t / 330 kW

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COMPRESSION INITIALE SOUS L’EFFET DU COMPACTAGE

Couteaux (DIB)Dents à double alignement

Pieds de moutonDents en croix

0 1 2 3 4 5 6 7 8Nombre de passes

Epa

isse

ur

de

déc

het

Den

sité

du

déch

et

Epaisseur de la couche de déchet

Densité de la couche de déchet

Compacteur de masse et de surface de contact données

(Ela

stic

ité+

Fria

bilit

é)

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COMPRESSION INITIALE SOUS L’EFFET DU COMPACTAGE : IMPACT SUR LA DENSITE

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

Déchet noncompacté

Déchetcompacté non

surchargé

Déchetmoyennement

surchargé

Déchetfortementsurchargé

Densité mini

Densité maxi

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COMPACTAGE : CAS PARTICULIER DU MBT (‘Mechanical-Biological Treatment’)Entermann et Wendt (2007)

MBT : chaîne de process comprenant tri, broyage et

compostage (aérobie) ou méthanisation (anaérobie)

Mode de gestion très répandu en Allemagne notamment

Densité de terrain > densité Proctor

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Tassement primaire

• fonction de la charge

• supposé instantané

Distorsion, écrasement

et réarrangement des particules

Tassement secondaire

• fonction du temps écoulé

• supposé indépendant de la charge

Fluage, perte de masse et tamisage des éléments fins au travers des éléments

plus grossiers

= constant

pih∆

sih∆

'iσ

0h

0h

'iσ

DEUX COMPOSANTES DE TASSEMENT : PRIMAIRE / SECONDAIRE

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Tassement secondaire

Tassement primaire

c

iR

c

icR

pi CC

h

h

σσ

σσσ '

*'

*

0

log.log. =∆+

=∆

i

i

j j

i

si

tCC

h

h

ττ

ττ

αεαε∑

−=−

==∆

1

1**

0

log.log.

où est le coefficient de compression primaire intrinsèque

*RC

*αεCoù est le coefficient de compression

secondaire intrinsèque

EQUATIONS PROPOSEES DANS LE MODELE ISPM (‘ Incremental SettlementPrediction Model’)

= constant

pih∆

sih∆

'iσ

0h

0h

'iσ

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Tassement secondaire

TASSEMENT DES DECHETS EN PHASE D’EXPLOITATION

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1

Tassement secondaire

surconsolidé

TASSEMENT DES DECHETS EN PHASE D’EXPLOITATION

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1

Tassement primaire + secondaire

TASSEMENT DES DECHETS EN PHASE D’EXPLOITATION

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1

i

Tassement primaire + secondaire

TASSEMENT DES DECHETS EN PHASE D’EXPLOITATION

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1

i

Tassement primaire + secondaire

TASSEMENT DES DECHETS EN PHASE D’EXPLOITATION

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1

i

Tassement primaire + secondaire

TASSEMENT DES DECHETS EN PHASE D’EXPLOITATION

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n

ic

1

i

Tassement primaire + secondaire

TASSEMENT DES DECHETS EN PHASE D’EXPLOITATION

Amplitude du tassement primaire

0 % (couches sup. surconsolidées) à 20 % (très fort chargement)

0,12 < < 0,20

Amplitude du tassement secondaire

0 % (couche supérieure) à 25 % (en cas de montée pluri-annuelle)

0,03 < < 0,20*RC *

αεC

A l’échelle d’une couche…

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n

ic

1

i

Tassement secondaire

TASSEMENT DES DECHETS EN PHASE DE POST-EXPLOITATION

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Les tassements sont longs à se stabiliser :Généralement plus de 30 ans après la fin d’exploitation !

L’amplitude des tassements post-exploitation est importante : 10 à 25 % de la hauteur initiale

des déchets

TASSEMENTS DES DECHETS EN PHASE DE POST-EXPLOITATION

Sommet de casier en forme de cuvette résultant d’une mauvaise conception

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Dépressions sur la

couverture sommitale

Risque d’infiltrations

d’eau àtravers la

couverture

Points bas le long des tubesde collecte des

biogaz Risque de blocage

du gaz par accumulation

d’eau

Pour toutes ces raisons, un suivi des tassements est souhaitable !

DESORDRES COURANTS CONSECUTIFS A L’APPARITION DES TASSEMENTS

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Dispositifs de mesure :

Bornes de surface

Tassomètres

Profilomètres

Tiges télescopiques

Plaques enterrées

Extensomètres

10 sites instrumentés en France, parmi lesquels :

2 bioréactors

Chatuzange

Torcy

Lapouyade

Montech

Les Epesses

Lons-le-Saunier

St Paul de Tartas

Montreuil-sur-Barse

La Vergne

Mende

CARTE DES SITES INSTRUMENTES EN FRANCE PAR LE LTHE AVEC LE SOUTIEN DE L’ADEME

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Profilomètre Plaque enterréeTassomètre

Equipement

Extensomètre

Hydro-pneumatiqueCorde vibrante

HydrauliqueAccélérométrique

Tige flottanteTige télescopique

MagnétiqueMécanique

DISPOSITIFS INTERNES : MESURE TASSEMENT PRIMAIRE + SECONDAIRE

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Coussin hydraulique

φ= 27 cm

(ép. = 7 mm)

Jauge à corde vibrante

Tube rigide

Boule tassométrique

Tube de protection

de la connectique

Rilsans eau et gaz

TASSOMETRES ASSOCIES A DES CELLULES DE CONTRAINTE

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Installation du profilomètre et

mesure de référence

Illustration d’une mesure courante

1 2

3 4

PROFILOMETRE DE SURFACE OU ENTERRE : PROFILS 2D DES TASSEMENTS

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APPLICATION A L ’ INTERFACE ENTRE 2 CASIERS D’AGE DIFFERENT

Ancien casier Nouveau casier

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PROFIL DE TASSEMENT OBTENU A PARTIR DE 2 PROFILOMETRES

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Distance (m) à partir du plot de réfèrence DT

asse

men

t (m

)

4,93 mois

9,99 mois

20,09 mois

37,18 mois

58,82 mois

Plot D

22 mAncien casier (G) Nouveau casier (H)

Profilomètre 1 : 56 mProfilomètre 2 : 61 m

Distorsion maxi : 12,5 %Déformation de fibre maxi : 0,78 %

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Installation d’une plaque enterrée et

forage post-exploitation

Groupe de 3 tiges après exploitation

/ 1 an plus tard

1 2

3 4

PLAQUES ENTERREES ET TIGES FLOTTANTES

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EXTENSOMETRE MAGNETIQUE (A PLAQUES)

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Plaque de surface

Piquet de bois Borne à ergots Repère cimenté

Profilomètre

DISPOSITIFS EXTERNES : MESURE DU TASSEMENT SECONDAIRE POST-EXPLOITATION

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TECHNIQUES DE LEVE TOPOGRAPHIQUE HAUTE RESOLUTION SANS BORNE DE TERRAIN

Technique puissante donnant accès à :

Cartographie digitale 3D

Analyses géomètriques(estimation fine du “vide de fouille” restant)

Imagerie de synthèse, animations vidéo

Photogrammétrie, GPS et depuis peu… scanner laser 3D

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Casier ACasier F

Casier E

Casier D

Casier B

Casier C

Caractéristiques principales---------------

- Ouvert depuis fin 1992 - 6 casiers exploités à ce jour - 200 000 tonnes de déchets / an- Hauteur > 35 m

EXPERIMENTATION SUR LE SITE DE CHATUZANGE (SITE PILOTE DU PROGRAMME « ENVIRONALPES »)

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Scanner embarqué

Scanner sur trépied

Scanner Riegl LMS Z420i

- Distance : jusque 800 m- Angle de vue : 360°- Acquisition : 8 000 points / sec- Résolution : jusque 4 mm

Nikon D100 (6 Méga¨Pixels) Portable (Riscan ProTM)

INSTRUMENT LASER 3D

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EXEMPLE DE RESULTAT : CARTOGRAPHIE DES TASSEMENTS ENTRE 2 CAMPAGNES

Casier A

Casier B

Casier C

Casier D

Casier E

Casier F

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Profil topographique le long d’une coupe donnée entre 2 campagnes de

mesure

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Distance (m)

Set

tlem

ent (

m)

Borne 5: w = 16.9 cm

Borne 6: w = 16.2 cm

EXEMPLE DE RESULTAT : CARTOGRAPHIE DES TASSEMENTS ENTRE 2 CAMPAGNES

Casier A

Casier B

Casier C

Casier D

Casier E

Casier F

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Loi logarithmiqueLoi exponentielle Autres lois

- Modèle de Gibson (1961)

- Modèle d’Asaoka (1978)

- Modèle de Gandolla (1992)

- Modèle de Sowers (1973)

- Modèle de Yen (1975)

- Modèle de Bjarngard (1990)

- Modèle d’Edil (1990)

- Modèle de Ling (1998)

- Modèle de Baguelin (1999)

Modèles mécaniques Modèles mixtesModèles biochimiques

ETAPE FINALE : PREDICTION DES TASSEMENTS… TOUR D’HORIZON DES MODELES EXISTANTS

Tous ces modèles ont en commun d’être des modèles globaux : aucune prise en compte de l’historique de remplissage

Le modèle incrémental ISPM remédie à cela.

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Mesure de tassement

Temps (mois)tc

0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

0 20 40 60 80 100 120

Tas

sem

ent (

m)

Mesures tirées de la campagne de terrain

24 mois

PREDICTION DES TASSEMENTS PAR ANALYSE INVERSE : ETAPE N°°°°1

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Mesure de tassement

Temps (mois)tc

0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

0 20 40 60 80 100 120

Tas

sem

ent (

m)

24 mois

Valeur de Cαε αε αε αε

tc

0,12

0,10

0,08

0,06

0,04

0,02

0

0 20 40 60 80 100 120

Cαεαε αεαε

Temps (mois)

(Cαεαεαεαε)terrain

24 mois

PREDICTION DES TASSEMENTS PAR ANALYSE INVERSE : ETAPE N°°°°2

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Temps (mois)tc

0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

0 20 40 60 80 100 120

Tas

sem

ent (

m)

24 mois tc

0,12

0,10

0,08

0,06

0,04

0,02

0

0 20 40 60 80 100 120

Cαεαε αεαε

Temps (mois)

(Cαεαεαεαε)terrain

Cαεαεαεαε stabilisé ≅≅≅≅ 0,07

24 mois

PREDICTION DES TASSEMENTS PAR ANALYSE INVERSE : ETAPE N°°°°3

Mesure de tassement

Valeur de Cαε αε αε αε

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Temps (mois)tc

0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

0 20 40 60 80 100 120

Tas

sem

ent (

m)

Prédiction

à 10 ans

24 mois tc

0,12

0,10

0,08

0,06

0,04

0,02

0

0 20 40 60 80 100 120

Cαεαε αεαε

Temps (mois)

Cαεαεαεαε stabilisé ≅≅≅≅ 0,07

24 mois

Prédiction de tassement

Cαεαεαεαε ≅≅≅≅ 0,07

PREDICTION DES TASSEMENTS PAR ANALYSE INVERSE : ETAPE N°°°°4

Mesure de tassement

Valeur de Cαε αε αε αε

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Site de NENT (Hong-Kong)---------

50 repères topographiques

suivis selon (x, y, z) ⇒⇒⇒⇒ u, v, w( ) ),,,(/ tdzyxfwvu =∆∆+∆

rr

verticaux, suivi du

déplacement horizontal des

bornes (rapporté au déplacement

vertical)

SITES A FLANC DE COLLINE : UN SUIVI DES DEPLACEMENTS 3D EST VIVEMENT CONSEILLE

%60/%10 ≤∆∆+∆≤ wvurr

Zone A

Zone B

Zone C

Zone D

Zone A

Zone B

Zone C

Zone D

Zone A

Zone B

Zone C

Zone D

30 mm/mois

Zone 1

Zone 2

Zone 3

Zone 4

Zone 1

Zone 2

Zone 3

Zone 4

Zone 1

Zone 2

Zone 3

Zone 4

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ESTIMATION DES CONTRAINTES LATERALES DANS LES DECHETS : ESSAIS EN LABORATOIREJauges Glötzl (LTHE Grenoble)

0,18 – 0,36Jauges GlötzlOlivier et Gourc(2003)

0,23 – 0,40Cuve cylindrique àboulons de force

Landva et al. (2000)

0,20 – 0,30Essais triaxiauxJones et al. (1997)

K0AppareillageAuteur

Boulons de force (Landva et al., 2000)

Manomètre

Jauges

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SOMMAIRE1. CARACTERISTIQUES GEOTECHNIQUES DES DECHETS

1.1. Comportement en conditions normales

- Compression initiale sous l’effet du compactage

- Tassement primaire sous l’effet du chargement

- Tassement secondaire sous l’effet du temps

- Fluage latéral aux abords des talus de déchets

1.2. Comportement en conditions limites

- Analyse à la rupture au travers de la cohésion et de l’angle de frottement interne

2. CARACTERISTIQUES HYDRAULIQUES DES DECHETS

2.1. Propriétés hydro-statiques

- Teneur en eau, capacité au champ

2.2. Propriétés hydro-dynamiques

- Porosité utile

- Conductivité hydraulique

2.3.Exemple d’application : optimisation de la vidange de casiers saturés en lixiviat

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Zwanenburg et al. (Geodelft, 2007)

ESTIMATION DES CARACTERISTIQUES GEOTECHNIQUES A LA RUPTURE : MAXI-TRIAXIAL

Φ = 45 cm - H = 80 cm

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(ττττ )max

ESTIMATION DES CARACTERISTIQUES GEOTECHNIQUES A LA RUPTURE : MAXI-BOITE DE CISAILLEMENTLTHE Grenoble

Section carrée 100 * 100 cm

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Eid et al. (2005) : essais de cisaillementKavazanjian (2001) : rétro-analyses de ruptures

CARACTERISTIQUES GEOTECHNIQUES A LA RUPTURE : A QUELLES VALEURS SE FIER ?

c’ = 24 kPa

Φ’ = 33°

20 < c’ < 50 kPa

Φ’ = 35°

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Isenberg (2003)

ILLUSTRATIONS SUR LE TERRAIN…

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INFLUENCE DE LA TENSION DE FIBRES DANS LA RESISTANCE A LA RUPTURE

Machado (2007)

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Kolsch (1996)

INFLUENCE DE LA TENSION DE FIBRES DANS LA RESISTANCE A LA RUPTURE

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CARACTERISTIQUES GEOTECHNIQUES A LA RUPTURE : A QUELLES VALEURS SE FIER ?

Valeurs couramment retenues par les bureaux d’études :

10 < c’ < 20 kPa

20° < Φ’ < 25°

Singh et Murphy (1990)

Angle de frottement interne plus faible

Déchet dépourvu de fibres de renforcement ?

Déchet sous compacté ?

Déchet dégradé, hétérogène ?

Mode d’évaluation : prise en compte des pressions interstitielles ? Mesure en contraintes totales ?

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SOMMAIRE1. CARACTERISTIQUES GEOTECHNIQUES DES DECHETS

1.1. Comportement en conditions normales

- Compression initiale sous l’effet du compactage

- Tassement primaire sous l’effet du chargement

- Tassement secondaire sous l’effet du temps

- Fluage latéral aux abords des talus de déchets

1.2. Comportement en conditions limites

- Analyse à la rupture au travers de la cohésion et de l’angle de frottement interne

2. CARACTERISTIQUES HYDRAULIQUES DES DECHETS

2.1. Propriétés hydro-statiques

- Teneur en eau, capacité au champ

2.2. Propriétés hydro-dynamiques

- Porosité utile

- Conductivité hydraulique

2.3. Exemple d’application : optimisation de la vidange de casiers saturés en lixiviat

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PROBLEMATIQUE ET ENJEUX DES CARACTERISTIQUES HYDRAULIQUES DES DECHETS • Problématique

• Enjeux associés

Problématique là encore très complexe :

- Déchet

- Etat hydrique

Enjeu économique

Limitation des volumes de lixiviat à traiter

Enjeu environnemental

Drainage des lixiviats / biogazMinimisation des rejets non contrôlés

Propriétés hydrodynamiques évoluant très sensiblement en fonction du niveau de chargement et du temps.

Si apports trop importants, grandes quantités de lixiviat àtraiter. Si au contraire recharge d’eau faible, déchet sec incompatible avec l’objectif de stabilisation à l’échelle d’une génération.

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Cellule C4DC (1000l)

Oedo-perméamètre(15l)

Cellule Alpha (9l)

Transmissivimètre(100l)

Aeschlimann (2005)

Mugnier (2006)

APPAREILLAGES DE MESURE EN LABORATOIRE (LTHE -GRENOBLE)

Stoltz (2007)

Olivier (2003)

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CELLULE C4DC : CYCLES REPETES DE SATURATION – VIDANGE SUR DECHET BROYE

σ = 0 à 130 kPaCuve A

(immersion)

Cuve B(drainage)

qi

qd

2

1

0L0-1

L1-2

Niveau de nappe

∆∆∆∆H

Teneur en eau à l’équilibre (capacité au champ)

Porosité utile de drainage

Conductivité hydraulique (en conditions immergées)

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Phase 1: (wh , θθθθh) = f(σσσσ)

La teneur en eau volumique ne variepas avec la charge

CELLULE C4DC : EVOLUTION DE LA TENEUR EN EAU EN FONCTION DE LA CHARGE

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130Vertical stresses (kPa)

Wat

erco

nten

t afte

rdr

aina

ge (

24 h

ours

)

Mass moisture content (wh)

Mass moisture content (w'h)

Volume moisture content

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Phase 1: (wh , θθθθh) = f(σσσσ) Phase 2: (wh , θθθθh) = f(t)

La teneur en eau volumique ne variepas avec la charge

La teneur en eau pondérale ne varie pas au cours du temps

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130Vertical stresses (kPa)

Wat

er c

onte

nt a

fter

drai

nage

(24

hou

rs)

Mass moisture content (wh)

Mass moisture content (w'h)

Volume moisture content

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

0 3 6 9 12 15 18 21 24Time (months) from the end of Phase 1

Wat

er c

onte

nt

Mass moisture content (wh)

Mass moisture content (w'h)

Volume moisture content

CELLULE C4DC : EVOLUTION DE LA TENEUR EN EAU EN FONCTION DE LA CHARGE ET DU TEMPS

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1. nd diminue avec le niveau de chargement

2. Pourrait expliquer la montée subite de nappesde lixiviat en fond de casier en cas de drainage défectueux

Phase 1: nd=f(σσσσ)

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

Vertical stresses (kPa)

Dra

inag

e po

rosi

ty (

%)

CELLULE C4DC : EVOLUTION DE LA POROSITE UTILE EN FONCTION DE LA CHARGE

Durée du drainage : 24 h

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1. Après vidange rapide des macro-pores, vidange retardée des micro-pores

2. Doublement de nd jusqu’à atteindrel’équilibre après 1 semaine environ

1. nd diminue avec le niveau de chargement

2. Pourrait expliquer la montée subite de nappesde lixiviat en fond de casier en cas de drainage défectueux

Phase 1: nd=f(σσσσ) Phase 2: nd=f(t)

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

Vertical stresses (kPa)

Dra

inag

e po

rosi

ty (

%)

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

0 24 48 72 96 120 144Duration of drainage (hours)

Dra

inag

e po

rosi

ty (

%)

at 1

30 k

Pa

CELLULE C4DC : EVOLUTION DE LA POROSITE UTILE EN FONCTION DE LA CHARGE ET DU TEMPS

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OEDO-PERMEAMETRE : ESSAIS DE PERMEABILITE AU GAZ (PAR FLUX D’AZOTE) SUR DECHET FIN

Sortie du fluide

Entrée du fluide

Jauge de pression(p2)

Contrainte verticale σ’

Tassement w

Jauge de pression (p1)

Déchetq

L

A

1

22

21*

2

1*

p

pp

L

k

A

q

g

eg −=µ

(Loi de Darcy)1.E-12

1.E-11

1.E-10

1.E-09

0 50 100 150 200 250

stress σ (kPa)

gas

perm

eabi

lity

(m2)

Stoltz et Gourc (2007)

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- 24 -

CELLULE PITSEA (9 m 3) : ESSAIS DE PERMEABILITE AU LIQUIDE SUR DECHET GROSSIER Powrie et Beaven (2005)

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Consiste à mesurer :

- d’une part le débit pompé (m3/h)

- d’autre part l’évolution du niveau de la nappe par rapport au niveau piézométriqueinitial (avant début d’essai) dans le puits de contrôle.

10.6

10.8

11.0

11.2

11.4

11.6

11.8

12.0

0.1 1 10 100 1000

Temps (mn)

Pro

fond

eur

de la

nap

pe (

m)

Essai n°1 :26/07/2005

Essai n°2 :27/07/2005

Essai n°3 :04/08/2005

Essai n°4 :08/08/2005

Suivi de niveau de nappe dans le puits de contrôle

ESSAIS EN VRAI GRANDEUR SUR ANCIENNES DECHARGES EN PRESENCE D’UNE NAPPE SATUREE

Pompe immergée faible débit (< 1 m3/h)

Puits de pompage

Puits de contrôle

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ECOULEMENT EN REGIME TRANSITOIRE : FORMULE DE THEIS (1935)

Ecoulement d’une nappe souterraine vers un puits (entièrement pénétrant) en régime transitoire, en présence d’un aquifère homogène, isotrope, d’étendue illimité, à substratum et toit imperméable :

∂∂

=

∂∂

+∂∂

t

h

T

S

r

h

rr

h..

12

CALADE DES PARAMETRES HYDRO-DYNAMIQUES PAR RETRO-ANALYSE

Résolution par 2 méthodes graphiques

Cooper-Jacob (1950) Theis (1935)

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

0.1 1 10 100 1000 10000Temps (mn)

Rab

atte

men

t (m

)

Essai n°1 :26/07/2005

Essai n°2 :27/07/2005

Essai n°3 :04/08/2005

Essai n°4 :08/08/2005

c = 1,00 m

t0 = 65 mn

0.001

0.010

0.100

1.000

10.000

1 10 100 1000Temps (mn)

Rab

atte

men

t s (m

)

Essai n°1 :26/07/2005

Essai n°2 :27/07/2005

Essai n°3 :04/08/2005

Essai n°4 :08/08/2005

W(u)=f(u)

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• Logiciels du commerce

• Méthode d’application : analyse inverse

Plusieurs logiciels du commerce désormais disponibles basés généralement :

- sur la méthode des éléments finis: Feflow®

- sur la méthode des différences finies: Visual Modflow®, Groundwater-Vistas®

- sur la méthode des volumes finis: Porflow®

Anticipation sur les conditions de vidange de casiers par

pompage répété.

Calibration des paramètres hydrodynamiques du déchet à partir d’essais de pompage

MODELISATION 3D DE LA VIDANGE DE CASIERS DE DECHETS SATURES EN LIXIVIAT

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MODELISATION 3D A L’AIDE DU LOGICIEL VISUAL MODFLOW 4.2

Vue en coupe

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Durée de pompage en fonction du débit d'exhaureType de déchet n°3

0

100

200

300

400

500

600

700

0 0.5 1 1.5 2 2.5débit d'exhaure (m 3/jour)

duré

e de

pom

page

(jou

rs)

15 m / 4 m

15 m / 8 m

15 m / 12 m

30 m / 4 m

30 m / 8 m

30 m / 12 m

45 m / 4 m

45 m / 8 m

45 m / 12 m

DEVELOPPEMENT D’ABAQUES DE POMPAGE : DUREE DE POMPAGE = f(DEBIT)

50 mDéchet de caractéristiques médiocres (faible porosité& conductivité hydraulique)

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Durée de pompage en fonction du débit d'exhaureType de déchet n°3

0

100

200

300

400

500

600

700

0 0.5 1 1.5 2 2.5débit d'exhaure (m 3/jour)

duré

e de

pom

page

(jou

rs)

15 m / 4 m

15 m / 8 m

15 m / 12 m

30 m / 4 m

30 m / 8 m

30 m / 12 m

45 m / 4 m

45 m / 8 m

45 m / 12 m

DEVELOPPEMENT D’ABAQUES DE POMPAGE : DUREE DE POMPAGE = f(DEBIT)

1 m3/jour

112 jours

50 m

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Volume pompé en fonction du débit d'exhaureType de déchet n°3

0

50

100

150

200

250

300

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

débit d'exhaure (m 3/jour)

volu

me

pom

pé (

m3 )

15 m / 4 m 15 m / 8 m 15 m / 12 m

30 m / 4 m 30 m / 8 m 30 m / 12 m

45 m / 4 m 45 m / 8 m 45 m / 12 m

DEVELOPPEMENT D’ABAQUES DE POMPAGE : VOLUME POMPE = f(DEBIT)

1 m3/jour

112 m3

(/0.25 ha)

50 m

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Hauteur d'eau restante en fonction du débit d'exhau reDéchet type 3

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

débit d'exhaure (m 3/jour)

haut

eur r

esta

nte

au re

pos

(m)

15 m / 4 m 15 m / 8 m 15 m / 12 m

30 m / 4 m 30 m / 8 m 30 m / 12 m

45 m / 4 m 45 m / 8 m 45 m / 12 m

DEVELOPPEMENT D’ABAQUES DE POMPAGE : HAUTEUR RESTANTE = f(DEBIT)

50 m

1 m3/jour

4,10 m

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Durée de pompage en fonction du débit d'exhaureType de déchet n°3

0

100

200

300

400

500

600

700

0 0.5 1 1.5 2 2.5débit d'exhaure (m 3/jour)

duré

e de

pom

page

(jou

rs)

15 m / 4 m

15 m / 8 m

15 m / 12 m

30 m / 4 m

30 m / 8 m

30 m / 12 m

45 m / 4 m

45 m / 8 m

45 m / 12 m

DEVELOPPEMENT D’ABAQUES DE POMPAGE : DUREE DE POMPAGE = f(DEBIT)

0,25 m3/jour

680 jours

50 m

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Volume pompé en fonction du débit d'exhaureType de déchet n°3

0

50

100

150

200

250

300

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

débit d'exhaure (m 3/jour)

volu

me

pom

pé (

m3 )

15 m / 4 m 15 m / 8 m 15 m / 12 m

30 m / 4 m 30 m / 8 m 30 m / 12 m

45 m / 4 m 45 m / 8 m 45 m / 12 m

DEVELOPPEMENT D’ABAQUES DE POMPAGE : VOLUME POMPE = f(DEBIT)

0,25 m3/jour

170 m3

(/0.25 ha)

50 m

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Hauteur d'eau restante en fonction du débit d'exhau reDéchet type 3

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

débit d'exhaure (m 3/jour)

haut

eur r

esta

nte

au re

pos

(m)

15 m / 4 m 15 m / 8 m 15 m / 12 m

30 m / 4 m 30 m / 8 m 30 m / 12 m

45 m / 4 m 45 m / 8 m 45 m / 12 m

DEVELOPPEMENT D’ABAQUES DE POMPAGE : HAUTEUR RESTANTE = f(DEBIT)

50 m

0,25 m3/jour

2,10 m

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Merci de votre attention !

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