Traitement électrocinétique appliqué aux composés organiques et inorganiques dans les sédiments de dragage

Les quantités de sédiments de dragage portuaires produites chaque année se chiffrent à 50 millions m-3 en France. Par le passé, le devenir des sédiments dragués contaminés était le relargage en mer, mais ces activités sont désormais strictement réglementées; la mise en dépôt de ces matériaux dans des aires spécialement aménagées, qui arrivent à saturation, est de plus en plus couteuse. Dans cette logique, la valorisation des sédiments de dragage s'avère capitale pour un développement durable. Du fait de l’état ces sédiment qui contient des éléments trace métalliques et organiques, un traitement est nécessaire pour préparer le matériau à l’éventuelle valorisation. Le traitement par la technique électrocinétique consiste à appliquer un faible champ électrique à travers le sédiment de l’ordre de 1V/cm, qui induit la migration des espèces ionisées par électromigration et les espèces non-ionisées par électro-osmose. Les travaux présentés concernent des essais, effectués à l'échelle du laboratoire, en premier lieu sur des échantillons de sédiments modèles reconstitué est dopé par cinq métaux (cadmium, chrome, cuivre, plomb et zinc) et cinq autre type de HAP (Phénanthrène, Fluoranthène, Pyrène, Chrysène, Benzo (b) fluoranthène). En deuxième lieu on a utilisé un sédiment naturel. Nous avons évalué sous différentes conditions les performances de l’atténuation des teneurs éléments trace métallique et organique (HAP). Cette étude a mis en évidence qu’un procédé électrocinétique a permis une atténuation significative des éléments traces métalliques et organiques, que l'extraction des métaux lourds dépend frottements du pH, plus le pH est faible plus le procédé est meilleurs. L’acide nitrique et l'acide citrique ont montré les meilleurs taux d'extraction de métaux lourds. Dans toutes les expériences, le Zinc est l’élément le plus mobile. L’extraction des HAP avec un tensioactif non anionique (Tween 20) est meilleure qu’un un tensioactif anionique (SDS). Le traitement utilisant la combinaison Tween 20 et Acide citrique améliore l'extraction des HAP lourds car l’acidification du milieu améliore le flux électroosmotique donc la mobilité des polluants non-ionisés

Prétraitement de sédiments de dragage par une méthode électrocinétique

Nous avons évalué sous différentes conditions les performances de la déshydratation d'un sédiment causée sous l'effet combiné de la gravité et d'un champ électrique par rapport à celle obtenue sous l'effet gravitaire. Les résultats montrent que la déshydratation et la consolidation d'un matériau sont nettement accélérées sous l'effet d'un champ électrique, ainsi qu'un front basique qui s'installe dans l'échantillon, durant l'essai. Les effluents recueillis seront analysés afin d'évalué l'atténuation des contaminations

Contribution of MODIS image to hydrologic and erosion modeling

Erosion is the most dangerous phenomenon of environmental and economic threat to arable land. By FAO. 35 % of Tunisian land are threatened by water erosion and varies regionally.  Quantification and estimation of soil loss by water erosion is now essential to install the best management practices. In our study, we used a continuous physical based simulation version of a hydrological and water erosion model ANSWERS-2000. The aim of this study is to investigate the introduction of land use parameters extracted by MODIS image. This study is focused on El Azire watershed, is characterized by a moderate Mediterranean climate and a high spatial heterogeneity of soil and land use proprieties. Describing, monitoring, and predicting land-use and land-cover change in the watershed is a difficult process. However, the usefulness of MODIS image with their daily temporal resolution and spatial resolutions of 250 m and 500 m can make utilization of continuous physical-based models easier for great scale watersheds. A sensitivity analysis was conducted on each application such that the variability in erosion map output and can be assessed and incorporated into the interpretation of results with an acceptable level of confidence

Effect of reduced tillage under various mulch types on soil fertility and yield of an organic pepper crop

The effects of mulching on soil characteristics and plant development for pepper crops conducted in organic farming were studied in the Sahel coast of Tunisia. The types of mulching used for tests are straw mulching, compost mulching, and plastic mulching which were compared with bare soil without mulching (control). The soil characteristics under these different mulching systems were evaluated by soil physical and biological parameters such as penetration resistance at 0-60 cm layer, microbial biomass, organic matter, and water content at 0-20 cm layer. Measurements were performed every week for 50 days. The obtained results showed that compost mulching led to a better growth rate and improved the structural and water state of cultivated soil by decreasing its resistance to penetration and increasing its organic matter content. It can be concluded that the "Beldi" organic pepper crop under conservation tillage and compost mulching has presented the best combination thus leading to motivating results such as the positive effects of soil physical properties and microbial biomass on the final crop yield

Contribution to the study of electrokinetic process applied to dredged sediments

Les travaux présentés dans le cadre de cette thèse portent sur la contribution à l’étude des processus électrocinétiques appliqués aux sédiments de dragage. Deux aspects ont été étudiés ; le premier est dédié à la phase de prétraitement et développe le processus d’électrodéshydratation, tandis que le second aspect traite de l’électroremédiation. L’électrodéshydratation des sédiments de dragage par la technique électrocinétique apparait comme une technique prometteuse. Dans ce cadre, des essais ont été réalisés sous différentes conditions dans le but de fournir une compréhension générale du comportement des sédiments soumis à un champ électrique seul ou combiné avec une contrainte mécanique, et d’évaluer la performance de déshydratation du sédiment, avec un accent particulier sur la détermination des paramètres physico-chimiques. Ensuite, des études sont menées afin d’évaluer l’efficacité du procédé électrocinétique sur la décontamination d’un sédiment de dragage, en utilisant des additifs aux propriétés chimiques bien définies. Afin de cibler les deux types de contaminants organiques (HAP) et inorganiques (métaux lourds), il s’est avéré intéressant de combiner les avantages de plusieurs types d’additifs. En combinant un acide avec un tensioactif, on arrive à améliorer ainsi l’efficacité du procédé d’électroremédiation. La considération énergétique du processus permet de réduire le coût par le biais de deux paramètres ; la dépense énergétique avec le traitement périodique et la concentration de l’additif. Les résultats ont montré que cette technique allie les avantages de compétitivité vis-à-vis des autres méthodes et d’efficacité de cibler les deux types de polluants.The works presented in this thesis focuse on the contribution to the study of electrokinetic processes applied to the dredged sediments. Two aspects have been studied ; the first one deals with the preprocessing phase and develops the dewatering process, while the second aspect is devoted toe electroremediation. Dewatering dredged sediments by electrokinetics appears as a promising technique. In this framework, tests were performed under various conditions to provide a general understanding of the behaviour of the sediment subjected to a single electric field or combined with a mechanical stresses, and also to assess the performance of the dehydratation with particular emphasis on the determination of physicochemical parameters. Subsequently, studies were conducted to assess the potential of the Electrokinetic process on a dredged-contaminated sediment using additives with well-defined chemical properties. In order to target the two types of organic and inorganic contaminants, it was interesting to combine the advantages of several types of additives. For example, combining an acid with a surfactant can improve the electroremediation process. The improvement of this process can also be carried regarding to the economic aspect through two parameters; energy consumption with the periodic voltage treatment and the concentration of the additive. Therefore this electroremediation technique combines the advantage of being more competitive and efficient for several elements (organic and inorganic) present in the solid matrix

Enhanced Electroremediation of Metals from Dredged Marine Sediment under Periodic Voltage Using EDDS and Citric Acid

The electrokinetic remediation (EKR) method has been extensively considered for the removal of inorganic pollutants from contaminated dredged sediment. In addition, the use of chelating agents as electrolyte solutions has been beneficial in increasing the mobility of metals. This study investigated the metals’ (Cd, Cr, Cu, Pb, and Zn) mobilities by assessing the effect of two environmentally friendly chelating agents, ethylenediaminedisuccinic acid (EDDS) and citric acid (CA), in enhancing the EKR efficiency under a periodic voltage gradient. The results showed that, for the same concentration (0.1 mol L−1), CA is more suitable for enhancing the removal of Cr (67.83%), Cu (59.77%), and Pb (32.05%) by chelating and desorbing them from the sediment matrix and concentrating them in the electrode compartments. EDDS provided efficiency to improve the Cd extraction percentage (45.87%), whereas CA and EDDS had comparable improvement removal impacts on Zn EKR (39.32% and 41.37%, respectively). From the comparison with previous results obtained with a continuous voltage, applying a periodic voltage gradient associated with a low concentration of chelating agents led to a promising result

Contribution à l étude des processus électrocinétiques appliqués aux sédiments de dragage

LE HAVRE-BU Centrale (763512101) / SudocSudocFranceF

Enhanced Electroremediation of Metals from Dredged Marine Sediment under Periodic Voltage Using EDDS and Citric Acid

International audienceThe electrokinetic remediation (EKR) method has been extensively considered for the removal of inorganic pollutants from contaminated dredged sediment. In addition, the use of chelating agents as electrolyte solutions has been beneficial in increasing the mobility of metals. This study investigated the metals’ (Cd, Cr, Cu, Pb, and Zn) mobilities by assessing the effect of two environmentally friendly chelating agents, ethylenediaminedisuccinic acid (EDDS) and citric acid (CA), in enhancing the EKR efficiency under a periodic voltage gradient. The results showed that, for the same concentration (0.1 mol L−1), CA is more suitable for enhancing the removal of Cr (67.83%), Cu (59.77%), and Pb (32.05%) by chelating and desorbing them from the sediment matrix and concentrating them in the electrode compartments. EDDS provided efficiency to improve the Cd extraction percentage (45.87%), whereas CA and EDDS had comparable improvement removal impacts on Zn EKR (39.32% and 41.37%, respectively). From the comparison with previous results obtained with a continuous voltage, applying a periodic voltage gradient associated with a low concentration of chelating agents led to a promising result

Traitement des sédiments de dragage : Evolution d'un dépôt à terre et valorisation

International audienceLe dragage maritime génère des volumes importants de sédiments et leur immersion crée un risque environnemental sur le milieu marin en raison de leur potentielle contamination. Une alternative au dragage intensif consiste à déposer le matériau à terre en vue d'un traitement avant une éventuelle valorisation, mais la législation régissant les sédiments de dragage demeure un frein au développement de voies de valorisation. Le présent article détaille l'évolution d'un site de dépôt de sédiment à Tancarville (76) qui a été suivie pendant une dizaine d'années par rapport à la concentration des métaux lourd, de la salinité, de la matière organique et de l'humidité. L'analyse du sédiment le long de cette période a montré que ces caractéristiques ont évolué significativement, permettant au matériau d'acquérir les qualités physiques et pédologiques requises pour un matériau de construction ou un sol cultivable. Les sédiments dragués dans l'estuaire de la Seine peuvent ainsi être mis en dépôt aménagé avant de pouvoir être potentiellement valorisés dans la fabrication de briques ou la reconstruction de sols dégradés