Description
Le balayage par fluides non newtoniens est une technique de dépollution in situ qui concerne les eaux souterraines et les sols. Cette technique vise à extraire les polluants organiques denses en phase liquide (Dense Non-Aqueous Phase Liquids – DNAPL) du sol de manière homogène en utilisant des fluides non newtoniens de type rhéofluidifiant. Les fluides non newtoniens peuvent être une mousse (mélange de gaz (70 à 99%) et d’une solution de tensioactifs) et/ou une solution de polymère (fluide visqueux obtenu par ajout de polymères dans une solution aqueuse). Les fluides sont formulés pour que leurs propriétés physiques s’adaptent aux caractéristiques du milieu et à la pollution à traiter.
Le mécanisme de dépollution est principalement physique : il consiste à accéder à toute la pollution et à déplacer mécaniquement le polluant pur et les eaux polluées vers un point d’extraction.
Le meilleur rendement épuratoire du balayage in situ par fluides non newtoniens par rapport à une technique de pompage/écrémage ou de lavage repose sur le contrôle des propriétés physiques (viscosité, densité) et chimiques des fluides (tension interfaciale avec le polluant) pour mobiliser voire désorber le plus de polluant et lui permettre un déplacement homogène jusqu’au puits de récupération :
- la viscosité des fluides non newtoniens, plus élevée que celle de l’eau, assure un front plat durant l’infiltration du fluide dans la zone saturée, ce qui permet de limiter la création de chemins préférentiels (digitations),
- leur viscosité diminue lorsqu’une contrainte mécanique est appliquée au fluide. Ils deviennent ainsi plus « fluide » lorsque la perméabilité du sol diminue d’où leur nom de rhéofluidifiant (fluides à rhéologie dite non newtonienne). Cette variation de viscosité selon la perméabilité leur permet de balayer de manière équivalente les horizons à la fois grossiers et fins d’un sol saturé ou non en eau et leur permet d’avancer de manière homogène (front plat).
- la faible tension interfaciale entre le polluant et le fluide de balayage, liée à l’utilisation de tensioactifs (nécessaires à la fabrication de la mousse et éventuellement ajoutés dans la formulation de solution de polymère), diminue les forces capillaires qui retiennent le polluant dans les pores du sol.
- la densification du fluide de balayage (dans le cas de solution de polymère) évite qu’il ne passe au-dessus des zones de produit pur (DNAPL) et améliore le déplacement de la pollution.
Ce sont les deux propriétés liées à la viscosité qui sont le plus influentes.