Protocole d'entretien et d'exploitation des sondes électrochimiques. Application aux paramètres azotés dans la ZRV de type "bassin" à Marguerittes (30). Rapport d'étape

[Departement_IRSTEA]Ecotechnologies [TR1_IRSTEA]TEDLes Zones de Rejet Végétalisées ou ZRV sont des espaces aménagés entre la sortie de la station d’épuration et le milieu récepteur de surface : elles reçoivent donc de l’eau usée traitée par la station. Elles peuvent également recevoir les effluents issus du déversoir d’orage en tête de station ou du by-pass après prétraitement, au-delà du débit de référence. L’objectif global des ZRV vise à une atténuation de pression des rejets de la station d’épuration sur les milieux aquatiques récepteurs de surface, et ce tout particulièrement en période d’étiage. Les attentes sont très nombreuses mais difficiles à quantifier ni forcément quantifiables. Le programme dans lequel s’inscrit cette étude s’intéresse aux attentes suivantes : réduction des volumes d’effluents rejetés et réduction des flux de macropolluants (matières carbonées, azote, phosphore, matières en suspension) et de certains micropolluants, réduction des germes témoins de contamination fécale. Afin d’étudier ces objectifs, une métrologie importante et appropriée a été mise en place. Le travail présenté dans ce document a été réalisé dans ce cadre et porte plus particulièrement sur l’évolution de l’azote au sein de la ZRV. Celle-ci est de type « bassin ». Elle est constituée de 2 bassins en série (B1 et B2) d’environ 1 hectare en eau (Zone de rejet végétalisée de Marguerittes (30) Contexte général, Rapport Irstea, Partenariat 2013-2015, décembre 2014). Afin de répondre aux questions concernant la réduction des flux de macropolluants, il est utile de réaliser des bilans-matière, en l’occurrence sur l’azote. Pour cela, il a été choisi d’obtenir l’évolution dynamique des masses d’eau transitant dans la ZRV ainsi qu’une connaissance approfondie des paramètres chimiques. Pour les paramètres azotés, en plus des prélèvements ponctuels fréquents et les campagnes d’échantillonnage pendant 24h, ont été installées, 6 sondes équipées d’électrodes spécifiques pour la mesure des ions ammonium (NH4+) et nitrate (NO3-) en continu sur le site. Ces sondes sont donc des outils complémentaires installés dans l’objectif d’étudier la dynamique du système de manière plus fine qu’avec des bilans 24 heures ou encore des échantillons ponctuels. Le pas de temps de l’enregistrement de la mesure est identique à celui utilisé pour les paramètres hydrauliques (5 min.) : le calcul de masse à chaque pas de temps sera ainsi possible

In situ continuous monitoring of nitrogen with ion-selective electrodes in a constructed wetland receiving treated wastewater: An operating protocol to obtain reliable data

International audienceConstructed wetlands receiving treated wastewater (CWtw) are placed between wastewater treatment plants and receiving water bodies, under the perception that they increase water quality. A better understanding of the CWtw functioning is required to evaluate their real performance. To achieve this, in situ continuous monitoring of nitrate and ammonium concentrations with ionselective electrodes (ISEs) can provide valuable information. However, this measurement needs precautions to be taken to produce good data quality, especially in areas with high effluent quality requirements. In order to study the functioning of a CWtw instrumented with six ISE probes, we have developed an appropriate methodology for probe management and data processing. It is based on an evaluation of performance in the laboratory and an adapted field protocol for calibration, data treatment and validation. The result is an operating protocol concerning an acceptable cleaning frequency of 2 weeks, a complementary calibration using CWtw water, a drift evaluation and the determination of limits of quantification (1 mgN/L for ammonium and 0.5 mgN/L for nitrate). An example of a 9-month validated dataset confirms that it is fundamental to include the technical limitations of the measuring equipment and set appropriate maintenance and calibration methodologies in order to ensure an accurate interpretation of data

Carbon nanofiber- and alumina-reinforced lithium aluminosilicate for controlled thermal expansion materials

[EN] Materials with a very low or tailored thermal expansion have many applications ranging from cookware to the aerospace industry. Among others, lithium aluminosilicates (LAS) are the most studied family with low and negative thermal expansion coefficients. However, LAS materials are electrical insulators and have poor mechanical properties. Nanocomposites using LAS as a matrix are promising in many applications where special properties are achieved by the addition of one or two more phases. The main scope of this work is to study the sinterability of carbon nanofiber (CNFs)/LAS and CNFs/alumina/LAS nanocomposites, and to adjust the ratio among components for obtaining a near-zero or tailored thermal expansion. Spark plasma sintering of nanocomposites, consisting of commercial CNFs and alumina powders and an ad hoc synthesized beta-eucryptite phase, is proposed as a solution to improving mechanical and electrical properties compared with the LAS ceramics obtained under the same conditions. X-ray diffraction results on phase compositions and microstructure are discussed together with dilatometry data obtained in a wide temperature range (-150 to 450 degrees C). The use of a ceramic LAS phase makes it possible to design a nanocomposite with a very low or tailored thermal expansion coefficient and exceptional electrical and mechanical properties.This work was financially supported by the National Plan Projects MAT2006-01783 and MAT2007-30989-E and the Regional Project FICYT PC07-021. A Borrell thanks the Spanish Ministry of Science and Innovation for her research grant BES2007-15033. O Garcia-Moreno is working for CSIC under a JAE-Doc contract co-funded by the ESF.Borrell Tomás, MA.; Garcia-Moreno, O.; Torrecillas, R.; Garcia-Rocha, V.; Fernandez, A. (2012). Carbon nanofiber- and alumina-reinforced lithium aluminosilicate for controlled thermal expansion materials. SCIENCE AND TECHNOLOGY OF ADVANCED MATERIALS. 1-7. doi:10.1088/1468-6996/13/1/015007S1