Transfers in biodegradable, unsaturated, and deformable porous media with dual porosity: application to landfills

Transferts en milieu poreux biodégradable, non saturé, déformable et à double porosité : application aux ISDND

Guillaume Stoltz (1)

1 LTHE - Laboratoire d'étude des transferts en hydrologie et environnement

This thesis, supported by The French Environmental Agency and VEOLIA, is related to the study of the hydro-mechanical behaviour of waste, stored in a landfill. The settlement of the different layers of a landfill, due to the compression stress, induced by the upper column of waste, conducts a decrease of the intrinsic permeability of the medium. The gas and hydraulic permeability depend on the intrinsic permeability but also on the saturation degree. Three cells were designed in LTHE in order to assess the evolution of the transfer's properties of a compacted waste. Results are in good agreement with a dual porosity model. The target was in addition to consider the settlement linked to the biodegradation phenomena: four compression cells, called CICLADE have been developed. Experiences are still in progress.

Cette thèse, cofinancée par l'ADEME et VEOLIA, porte sur l'étude du comportement hydro-mécanique d'un déchet biodégradable déposé en Installation de Stockage de Déchets Non Dangereux (ISDND). La biodégradation induit des biogaz et le concept de bioréacteur suppose une circulation de lixiviat, d'où l'importance de l'étude des transferts des effluents dans la masse stockée. La compressibilité du déchet doit aussi être prise en compte car le tassement des différentes couches de déchets d'un casier, dû à la contrainte imposée par la colonne de matériau sus-jacente, entraîne une diminution de la perméabilité intrinsèque du milieu. De plus, les perméabilités au gaz et au liquide vont dépendre de la perméabilité intrinsèque mais aussi du degré de saturation en liquide. Trois types de cellules, oedo-perméamètre, oedo-succiomètre, transmissivimètre ont été conçus afin de mesurer l'évolution des propriétés de transfert d'un déchet sous compression. Les résultats ont notamment permis de monter le bon accord avec un modèle de double porosité. L'objectif était aussi de considérer l'évolution du matériau avec la biodégradation : quatre pilotes de méthanisation sous confinement, nommés CICLADE, simulant les conditions in situ et permettant des bilans massiques en continu, ont été mises au point. Les expériences sont, au moment de la rédaction de ce mémoire, toujours en cours.

Mots clés: Waste; landfill; bioreactor; settlement; retention curve; permeability; unsaturated; double porosity; experimental work; analytic modelling

Mots clés: Déchet; ISDND; bioréacteur; biodégradation; tassement; courbe de rétention; perméabilité; non saturé; double porosité; expérimentation; modélisation analytique

Domaines: Sciences de l'ingénieur [physics]

Guillaume Stoltz. Transferts en milieu poreux biodégradable, non saturé, déformable et à double porosité : application aux ISDND. Sciences de l'ingénieur [physics]. Université Joseph-Fourier - Grenoble I, 2009. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00372543⟩