The coupled infiltration and conservative tracer test: a tool for evaluating contaminants transfer in the unsaturated zone of soils
L'essai d'infiltration couplé à un traçage non réactif : un outil pour évaluer le transfert des polluants dans la zone non saturée des sols
Résumé
The unsaturated zone of the soil is generally of great importance in order to describe the fate of contaminants in the subsurface. Because of its central position exchanging with the other compartments of the environment (atmosphere, biosphere and groundwater), the unsaturated zone is the place of highly transient water flow conditions. At the scale of a spill at the soil surface at an industrial unit, the heterogeneous distribution of water flow and contaminants transport properties in the unsaturated zone often results in a wide range of impact times and concentrations to groundwater. A research project named TRANSAT has then been conducted by the group composed of CEA / BURGEAP / LTHE / EDF with the funding of the National Research Agency. The edited guidelines documentation gives technical and methodological recommendations aiming to specify when and how the unsaturated zone needs to be accounted for and what type of characterization and modelling tools match the spill scenario. Among the available methods, a special interest has grown towards the coupled large diameter ring infiltration and conservative tracer test, proven to be the only tool capable of measuring the impact time and concentration in the groundwater at the scale of the site spill area and accounting for unsaturated zone characteristics: heterogeneity and capillary retention / dispersion effects.
La zone non saturée du sol (ZNS) joue généralement un rôle important dans le devenir des polluants dans le milieu souterrain. Étant située en position centrale dans les échanges avec les autres compartiments de l’environnement (atmosphère, biosphère et eau souterraine), la ZNS est soumise à des conditions d’écoulement d’eau fortement transitoires. À l’échelle d’un déversement en surface au droit d’une unité industrielle, l’hétérogénéité des propriétés d’écoulement d’eau et de transport des polluants dans la ZNS se traduit généralement par une large disparité des temps d’arrivée et des concentrations des polluants au toit de la nappe. Dans ce contexte, le consortium CEA / BURGEAP / LTHE / EDF a mené un projet de recherche & développement co-financé par l’Agence Nationale de la Recherche : TRANSAT. Le guide issu de ce projet décrit des recommandations techniques et méthodologiques visant à préciser quand et comment prendre en compte la ZNS et avec quels outils de caractérisation et de modélisation en fonction du scenario de déversement. Parmi les techniques disponibles, une attention particulière a été portée sur l’essai d’infiltration gros diamètre couplé à un traçage en ZNS, seule méthode permettant de mesurer, à l’échelle de la zone de déversement du site, les temps et concentrations d’impact à la nappe en intégrant les hétérogénéités et les effets de rétention capillaire/dispersion dans la ZNS.