Utilisateur:MathildeBtx/Brouillon

Dépollution des sols :

Extraction électrique / Électrocinétique :

Dans la dépollution des sols, l'extraction de certains polluants organiques (HAP / PCB...) et/ou inorganiques (métaux lourds) peut se faire par une méthode électrique, majoritairement appelée : Électrocinétique ou électro-remédiation (EK : Electrokinetic en anglais). C'est une méthode de dépollution largement répandue dans le domaine du Génie-Civil.

Bien qu'elle soit principalement utilisée pour dépolluer des sols, l'EK peut également s'appliquer aux déchets, aux sédiments et aux eaux souterraines.

L'avantage majeur de cette méthode, est qu'elle est applicable directement in situ. Malheureusement, elle n'est pas encore couramment utilisée à l'échelle du terrain. En effet, en raison de la complexité des phénomènes physico-chimiques qui entrent en jeu, elle est encore beaucoup étudiée dans les laboratoires de recherche.

Principe de fonctionnement :

La décontamination par l’électrocinétique consiste à appliquer, à l’aide d’électrodes, une différence de potentiel électrique à l'intérieur d'une matrice, dans le but d’extraire les métaux lourds ou tous autres polluants en présence.

Généralement deux électrodes sont nécessaires pour réaliser la méthode à l'échelle du laboratoire.

A l’électrode positive appelée anode, se produit une réaction électrochimique importante : c’est l’électrolyse de l’eau.

L’eau y est oxydée (voir équation 1-1 ), ce qui produit des ions H⁺ et de l’oxygène gazeux. Les ions H⁺ sont transportés principalement par migration électrique vers l’électrode négative appelée cathode. Il en résulte la création d’un front acide qui progresse dans le sol de l’anode vers la cathode et qui solubilise les métaux lourds. La solubilisation charge positivement les métaux lourds ou les polluants organiques, cela les fait donc migrer dans le même sens que les ions H⁺. Cette solubilisation des polluants est importante car elle permet par la suite de les extraire par migration électrique.

En effet plus de 90% des métaux lourds sont généralement immobilisés dans le sol sous une forme dans laquelle ils ne peuvent être extraits par le champ électrique, la solubilisation est donc nécessaire pour permettre leur extraction.

A la cathode, une autre réaction d’électrolyse de l’eau se produit, mais la réaction créée est une réaction de réduction de l’eau (voir équation 1-2 ), qui crée des ions OH^- et de l’hydrogène gazeux.

Les ions OH^-, malgré le mouvement des ions H⁺, migrent vers le pôle positif. Lorsque les métaux lourds, solubilisés par le front acide des ions H⁺, entrent en contact avec les ions hydroxydes OH^-, ils sont immobilisés de nouveau dans le sol par précipitation. Toutefois, un contrôle du pH par l'ajout d’acide, au niveau de la cathode, peut neutraliser les ions OH- et améliorer l'électromigration des métaux lourds dans le sol.

De plus, les ions H+ et OH^- réagissent ensemble pour former de l’eau qui neutralise l’avancée du front acide et du front basique. Afin donc de s’assurer de la bonne extraction des métaux lourds, la constitution des solutions en contact avec les électrodes doit être contrôlée régulièrement.

Équation 1‑1 :

Réaction d’Oxydation à l’anode : 2H₂O = O₂ (gaz) + 4H⁺ + 4e^-

Équation 1‑2 :

Réaction de Réduction à la cathode : 2H₂O + 2e^- = 2OH^- + H₂ (gaz)

La récupération des polluants se fait par généralement par pompage.

Les mécanismes mis en avant dans le processus d’EK sont  :

• Les mécanismes de transport, dont les deux principaux sont : l’électro-osmose et l'électromigration.
• La dissolution
• La précipitation
• La sorption