Dans le domaine de l’ingénierie en réhabilitation, un nombre croissant d’outils potentiels émergent pour résoudre divers problèmes environnementaux aux quatre coins du monde. Une formule gagnante est de sélectionner les outils appropriés pour produire les meilleurs résultats sur les plans environnemental, social et économique.
Voici un exemple concret : un ancien établissement de stockage d’essence et de diesel au Québec a été utilisé pendant 40 ans. Au fil du temps, des fuites d’hydrocarbures provenant des réservoirs se sont infiltrées dans le sol. Bien que les réservoirs et la majorité des autres structures aient été retirés du site, il restait des contaminants dans le sol, lesquels risquaient d’entrer dans une conduite d’égout à proximité du site, puis d’être emportés hors du site et possiblement lessivés dans l’eau souterraine.
Un choix éclairé de méthode de réhabilitation grâce à la technologie
Afin de déterminer la meilleure méthode de réhabilitation pour le site concerné et de protéger l’eau souterraine, le client a mandaté Golder pour analyser divers choix de technologies à l’aide de son application Web exclusive d’analyse multicritères GoldSETMD. Cet outil permet de trouver la solution la plus durable en pesant les conséquences économiques, sociales, environnementales et techniques de chaque option.
Parmi les techniques de réhabilitation existantes, Golder a envisagé l’approche « creuser et jeter », qui consiste à excaver le sol contaminé, puis à le rejeter dans un site d’enfouissement étanche. Cette méthode relativement peu coûteuse était considérée comme économiquement acceptable. Cependant, elle aurait généré du bruit et des perturbations pour la communauté avoisinante, qui comprend une école. Ainsi, elle s’est avérée non durable sur le plan social.
Golder a aussi examiné des méthodes de réhabilitation par oxydation chimique sur place, mais tout comme l’enfouissement, ces méthodes risquaient de nuire à la communauté en raison du transport et de l’injection d’un important volume de produits chimiques. De plus, elles occasionnent des coûts élevés.
Contrairement à de nombreux projets de réhabilitation où le temps est compté (afin que la propriété puisse servir à d’autres fins), ce projet était moins pressant. Grâce au délai généreux, Golder avait la possibilité d’employer une technique rentable à faible incidence sur la société et l’environnement, mais qui exige beaucoup de temps.
Cette technique porte le nom de « bioréhabilitation » et consiste à utiliser des processus biologiques naturels pour décomposer les hydrocarbures en molécules de dioxyde de carbone. Pour ce faire, de l’oxygène et des nutriments sont ajoutés à la zone affectée à l’aide de puits d’injection verticaux, ce qui offre les conditions idéales pour la croissance des bactéries natives. Ainsi, ces bactéries ont un appétit accru d’hydrocarbures, qu’elles ingèrent et transforment en dioxyde de carbone.
Des processus de réhabilitation optimisés avec l’eau super-oxygénée
Malgré les contraintes de temps souples de ce mandat par rapport à d’autres projets menés par Golder, le problème devait toutefois être réglé avant que les contaminants ne se propagent.
Un des inconvénients de la bioréhabilitation est qu’elle perd de son efficacité au fil du temps. Cela s’explique, entre autres, par le fait que les bactéries absorbent une grande partie de l’oxygène séparant naturellement les particules du sol en effectuant leur travail. Sans cet oxygène, les bactéries consomment toujours les contaminants en état anaérobique, mais le nettoyage s’en voit ralenti.
Plusieurs méthodes existent pour accélérer la productivité des microbes souterrains. Dans le présent cas, l’équipe de Golder a mis en œuvre sa technique novatrice d’eau super-oxygénée* pour accélérer la réhabilitation du sol. Celle-ci consiste à dissoudre de l’oxygène ultrapur dans l’eau à l’aide d’une tour d’aération à surpression ou d’une chambre pressurisée. Ces deux méthodes très efficaces permettent de transférer plus de 90 % de l’oxygène injecté sous forme d’eau super-oxygénée dans l’eau souterraine. La technologie d’eau super-oxygénée permet d’atteindre des concentrations d’oxygène de 40 à 50 mg/L, soit cinq à six fois la teneur normale en oxygène dissous de l’eau souterraine.
Pour certains de ses projets employant cette technologie, Golder s’était approvisionnée en eau municipale. Cependant, dans ce cas-ci, l’équipe a mis au point un système durable en boucle fermée : l’eau souterraine est transportée à la surface par pompage, en aval du panache d’eau souterraine, puis enrichie d’oxygène et réinsérée dans la zone contaminée par une série de puits d’injection.
Afin que l’oxygène supplémentaire soit maintenu dans les zones affectées, Golder a ajouté des nutriments oléophiles dans l’eau injectée. Ces nutriments se fixent aux hydrocarbures, ce qui réduit ou élimine la nécessité de traiter les zones régulièrement.
Le compresseur et tout autre équipement requis étaient entreposés dans un bâtiment sur place alimenté par le réseau électrique. Les tuyaux souterrains d’approvisionnement des puits d’injection étaient installés sous le seuil du gel; ainsi, les travaux de réhabilitation ont pu se poursuivre pendant toute la durée des rudes hivers québécois.
Après deux mois de travaux seulement, la concentration en oxygène du panache affecté a augmenté de 1 à 45-55 parties par million (ppm), le compte des bactéries consommant les hydrocarbures est passé de 200 à plus de 5 000 000 unités formatrices de colonies (une mesure de la viabilité bactérienne) par centimètre cube et la concentration en hydrocarbures de l’eau souterraine a diminué de plus de 90 %.
En 2009, Golder a remporté un prix Brownie de l’Institut urbain du Canada dans la catégorie de la réhabilitation durable et de l’innovation technique pour cet important projet.
Pour en savoir plus sur les avantages de la bioréhabilitation, consultez notre article L’eau super-oxygénée : un remède écologique de choix pour les eaux souterraines contaminées.
* Note de la rédaction : Le processus d’eau super-oxygénée a été mis au point en 2004 par l’équipe de réhabilitation de Golder à Montréal, au Canada (Éric Bergeron, Sylvain Hains, Christian Gosselin et J-P Davit).
