Modification du transfert de trois métaux lourds (Zn, Pb et Cd) dans un sol issu d'un dépot fluvio-glaciaire carbonate par l'introduction de geotextiles

Abstract

Les géotextiles sont des géomatériaux fibreux de plus en plus utilisés au sein des bassins d'infiltration d'eaux pluviales, sans faire l'objet d'un questionnement particulier par rapport à leur influence sur le devenir des contaminants transportés par ces eaux. Cette étude vise à caractériser, à l'aide de colonnes de laboratoire, la modification du transfert simultané de trois métaux lourds (Zn, Pb et Cd) induite par l'introduction de géotextiless dans un sol saturé et soumis à un écoulement unidirectionnel et permanent. Ce sol est issu d'un dépôt fluvio-glaciaire carbonaté qui sert de support à plusieurs bassins d'infiltration de l'Est lyonnais (France). Cette modification a été caractérisée pour différentes conditions hydriques de mise en place (géotextiles mis en place secs ou saturés) et pour deux vitesses d'écoulement, pour un géotextile aiguilleté. La rétention des métaux a ensuite été optimisée par le choix du type de géotextile (aiguilleté, thermolié) et par le nombre de géotextiles introduits. L'écoulement a été caractérisé au niveau de son homogénité à l'aide de traçages. Des essais colonnes complémentaires spécifiques ont été réalisés pouur l'observation au microscope électronique à balayage du sol et des géotextiles après contamination. Les résultats mettent en évidence que les géotextiles introduits secs induisent une augmentation de la rétention des métaux, différant selon le type de géotextiles (aiguilleté ou thermolié). S'ils n'induisent aucune rétention particulière en leur sein, ils favorisent la rétention des métaux dans le sol avoisinant. L'augmentation de la rétention résulte d'un meilleur contact entre la solution métallique et les particules solides réactives du sol (carbonates) du fait d'une homogénéisation de l'écoulement au voisinage des géotextiles. Les géotextiles régulent la rétention des métaux dans le sol en modifiant l'écoulement.Geotextiles are fibrous materials that are more and more employed for the design of infiltration basins. And yet, their influence on the transfer of contaminants carried by stormwater has not been fully investigated. This study, based on leaching experiments, was aimed at characterising the modification of the transfer of three heavy metals (Zn, Pb and Cd), due to the introduction of geotextiles in a saturated soil under steady state and unidirectional flow. The soil was collected in a carbonated fluvio-glacial deposit on which several infiltration basins were constructed in the Eastern region of Lyon (France). This modification was characterised in different installation hydric conditions (the geotextiles were put either wet or dry) and at two flow-rates. The retention of heavy metals was then optimised thanks to the kind of geotextiles (needle-punched or heat-bonded) and the number of geotextiles put in the soil. The flow was characterised by tracer experiments. Specific leaching experiments were monitored for the observation of the soil and the geotextiles after contamination with a scanning electron microscope. The results show that the geotextiles which were dry when placed triggered an increase in the retention of the heavy metals and that this increase depended on the kind of geotextiles (needle-punched or heat-bonded). While there was no specific retention inside geotextiles, they increased the retention in the neighbouring soil. This increase was due to a better contact between the metallic solution and the reactive particles of the soil (carbonates) thanks to a local homogenisation of flow in the neighbouring of geotextiles. The geotextiles ruled the retention of heavy metals in soil by modifying the flow.VILLEURBANNE-DOC'INSA LYON (692662301) / SudocSudocFranceCanadaFRC