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BRGM/RP-60227-FR - Ministère de l`écologie, du développement

1. Zm Tableau 11 Acquisition des param tres d entr e de l Etape 2 3 4 3 R sultats r de dilution FD Le facteur de dilution est bas sur le principe de conservation des flux massiques provenant de la surface depuis la zone de r utilisation et provenant de la nappe en amont de la zone de r utilisation Ce facteur est d fini et calcul comme suit C CIZ AIP YC FD da Kiz OLEO Pour viter le ph nom ne de diminution de la concentration pr sente avant r utilisation sur site C par dilution avec une concentration calcul e dans l eau des terres d apport Ce inf rieure le facteur de dilution est d fini comme suit dans le cas o C 2C C KiZ LP C cl FD C KiZ LP C LPC Si la concentration calcul e C 2 est inf rieure la concentration cible fix e pour la substance consid r e Ceibe la r utilisation des terres excav es est possible Si la concentration calcul e est sup rieure il est n cessaire de passer l Etape 3 42 BRGM RP 60227 FR Rapport final Guide d utilisation de l outil HYDROTEX 3 5 ETAPE 3 PRISE EN COMPTE DES PHENOMENES DE DISPERSION ADSORPTION ET DEGRADATION L Etape 3 est bas e sur les r sultats obtenus l issue de lEtape 2 De ce fait apparaissent en jaune et en haut de la feuille les renseignements suivants le site o sont excav es les terres le site receveur la soci t personne renseignant Hydrotex la date le
2. o non prise en compte des conditions physico chimiques pH temp rature redox o non prise en compte de la sorption comp titive des substances organiques et inorganiques L utilisation du Ky est soumise la v rification de ces hypoth ses et en cons quence plus adapt e i aux faibles valeurs de concentrations de polluants qu aux fortes valeurs o peuvent intervenir des ph nom nes de pr cipitation min rale parfois peu r versibles et ii des environnements dont les conditions physico chimiques ne changent pas ou peu en fonction du temps et qui sont repr sentatives des conditions d acquisition exp rimentales des valeurs de Kg o Calcul pour les substances non polaires v Fraction de carbone organique dans les terres d apport foc Valeur comprise entre 0 et 100 d pendant du type de sol tudi correspondant au pourcentage de la masse de carbone organique naturellement pr sente dans l chantillon pr lev hors d une zone contamin e par rapport la masse de l chantillon BRGM RP 60227 FR Rapport final 31 Guide d utilisation de l outil HYDROTEX Une valeur de cette constante faible est majorante vis a vis de l impact sur la ressource en eau Parmi plusieurs valeurs nous recommandons donc de retenir la valeur la plus faible Environnement de Fraction de Texture A carbone Nom du site d tude d p t s organique fluvial deltaique 0 053 0 12 Hill AFB Utah c organic silt and pe
3. z exp j 40 1 O07 erf Ce 400 erf a 4x 400 c Cez _ 0 0046 FA 193 76 BRGM RP 60227 FR Rapport final bra pour une Terre durable Centre scientifique et technique Service EPI 3 avenue Claude Guillemin BP 36009 45060 Orl ans Cedex 2 France T l 02 38 64 34 34
4. BRGM RP 60227 FR Rapport final 37 Guide d utilisation de l outil HYDROTEX La concentration est calcul e partir de l quation suivante bas e sur le principe d quilibre entre les phases gaz liquide solide Es A ea Kit Nw Pat Dans le cas o la concentration pr sente dans la nappe avant r utilisation Ci est sup rieure la concentration cible Coipie la r utilisation des terres est carter Dans le cas contraire Ci lt Ccipie et si la concentration calcul e l issue de l Etape 1 Co est sup rieure la concentration cible C gt Coibie alors il est n cessaire de passer l Etape 2 Si la concentration calcul e l issue de l Etape 1 est inf rieure la concentration cible Cc lt Ccibie deux cas de figure se pr sentent afin de tenir compte de la concentration pr sente dans la nappe avant r utilisation e la concentration pr sente dans la nappe avant r utilisation est inf rieure la concentration calcul e l issue de l Etape 1 C lt C alors la r utilisation des terres est possible e sinon C 2C il est n cessaire de passer l Etape 2 38 BRGM RP 60227 FR Rapport final Guide d utilisation de l outil HYDROTEX 3 4 ETAPE 2 PRISE EN COMPTE DE LA DILUTION DANS LA NAPPE 3 4 1 Param tres d entr e et valeurs calcul es L tape 2 est bas e sur les r sultats obtenus l issue de l Etape 1 De ce fait apparaissent en jaune et en haut de la feuille
5. Guide d utilisation de l outil HYDROTEX R utilisation hors site des terres _excav es en technique routi re et dans des projets d am nagement We at ANT Rapport final A NA RENA OA BRGMRP 602 27 FR VA Le F vrier 2012 E Libert galit Fraternit REE RONEN G osciences pour une Terre durable Minist re de l cologie du D veloppement durable des Transports et du Logement Guide d utilisation de l outil HYDROTEX R utilisation hors site des terres excav es en technique routi re et dans des projets d am nagement Rapport V2 BRGM RP 60227 FR F vrier 2012 tude r alis e dans le cadre des projets de Service public du BRGM 2010 n SU7431 BOISSARD G Avec la collaboration de Bellenfant G Blanc C Guyonnet D et Merly C Approbateur V rificateur Nom H Gaboriau Date Le Ny nature ment pour les fapports diff s an Version num rique original sign e ponible aux Archives du BRGM Le syst me de management de la qualit du BRGM est certifi AFAQ ISO 9001 2008 ED bra pour une Terre durable Nom L Rouvreau Date 4 En l absence de signature nota Mots cl s terres excav es r utilisation ressource en eau mod lisation En bibliographie ce rapport sera cit de la fa on suivante BOISSARD G avec la collaboration de Bellenfant G Blanc C Guyonnet D et Merly C 2012 Guide d utilis
6. s guide for evaluating subsurface vapor intrusion into buildings 2004 US EPA Understanding variation in partition coefficient Ky values volume The Kg model Methods of measurement and application of chemical reaction codes Ref EPA 402 R 99 004A Ao t 1999 USEPA Users manual Bioplume III Natural attenuation decision support system 1998 USEPA Soil Screening Guidance Technical Background Document TBD EPA document number EPA 540 R 95 12 8 1996 Van Ganse R Les infiltrations dans les chauss es valuations pr visionnelles Symposium on road drainage federal office of highways and rivers Berne v 1 p 176 192 1978 BRGM RP 60227 FR Rapport final 61 Guide d utilisation de l outil HYDROTEX Veerkamp W W ten Berge The concepts of HESP Reference manual Human exposure to soil pollutants version 2 10a Shell Internationale Petroleum Maatschappij B V The Hague 1994 West M R B H Kueper and M J Ungs On the use and error of approximation in the Domenico solution Ground Water 45 2 126 135 2007 Xu amp Eckstein Use of weighted least squares method in evaluation of the relationship between dispersivity and field scale Ground water publishing 1995 Site internet http www ades eaufrance fr 62 BRGM RP 60227 FR Rapport final Guide d utilisation de l outil HYDROTEX Annexe 1 Exemples de valeurs de la constante de Henry H de la solubilit dans l eau S et d
7. LP C _ 0 00005 0 003 6 3 50 0 1 365 24 3600 3 0 IZ CLEO 50 0 1 365 24 3600 3 0 C C tA 3 0 i FD 7 0 70 BRGM RP 60227 FR Rapport final Guide d utilisation de l outil HYDROTEX Exemple 2 R utilisation hors site de terres excav es sous un b timent La r utilisation hors site de terres excav es est envisag e dans le cadre d un projet d am nagement sous un b timent de 1 500 m 30 m x 50m Plusieurs analyses sur le contenu total d chantillons repr sentatifs des terres excav es ont r v l une concentration maximale en benz ne de 0 05 mg kg Le site receveur est localis au droit d un aquif re compos de sables fins et 400 m en amont hydraulique d un captage d alimentation en eau potable Etape 1 Une concentration de 1 ug l est utilis e comme concentration cible conform ment l usage de la nappe pour la production d eau potable et la valeur seuil r glementaire Arr t du 11 janvier 2007 Le suivi de la qualit de l eau de la nappe proximit du site receveur permet de renseigner une concentration nulle en benz ne La concentration maximale mesur e lors d analyses sur le contenu total est retenue dans le calcul La concentration calcul e dans l eau des terres d apport tant sup rieure la concentration cible retenue il est n cessaire de passer l Etape 2 BRGM RP 60227 FR Rapport final 71 Guide d utilisation de l outil HYDROTEX Param
8. e Concentration calcul e dans la zone de m lange C 2 nine paren aro dle Sens d coulement des eaux souterraines brgm Figure 4 Localisation des ph nom nes pris en compte lors de l Etape 2 La concentration dans les eaux souterraines au niveau de la cible est celle calcul e dans la zone de m lange au droit de la zone de r utilisation C2 o Etape 3 Prise en compte des ph nom nes de dispersion adsorption et d gradation Cette tape permet de prendre en compte en plus des ph nom nes pr c dents les ph nom nes de dispersion adsorption et d gradation dans la zone satur e en aval hydraulique de la zone de r utilisation Cible vis vis des eaux Zone de r utilisation des Pr cipitations terres excavees souterraines Zone non satur e mm aan o Zone satur e Sens d coulementdeseaux OS on ARAS Fore Concentration calcul e au niveau de la cible envisag e C s Ohrg Figure 5 Localisation des ph nom nes pris en compte lors de lEtape 3 La concentration dans les eaux souterraines au niveau de la cible est consid r e comme tant celle calcul e dans le panache de pollution une certaine distance de la zone de r utilisation C3 BRGM RP 60227 FR Rapport final 17 Guide d utilisation de l outil HYDROTEX 2 3 FONCTIONNEMENT La feuille de calcul HYDROTEX fournit un r sultat sp cifique la zone de r utili
9. sous la zone de r utilisation S Cette valeur correspond la valeur de la zone de m lange d finie lors de l Etape 2 valeur sp cifique ou calcul e Param tre relatif la cible v Distance entre la cible et la zone de r utilisation parall lement au sens d coulement de la nappe x Distance exprim e en m s parant la zone de r utilisation de la cible envisag e dans les eaux souterraines La concentration est calcul e dans laxe du panache c est dire que les distances lat rale y et verticale z entre la cible et l axe du panache sont consid r es nulles 44 BRGM RP 60227 FR Rapport final Guide d utilisation de l outil HYDROTEX Zone de r utilisation des Panache de pollution potentielle Axe du panache terres excav es Sens d coulement des eaux Cible vis vis des eaux souterraines souterraines Figure 8 Vue de dessus du panache de pollution potentielle Cible vis vis des eaux Zone de r utilisation des terres excavees souterraines souterraines Panache de pollution potentielle Axe du panache Figure 9 Vue en coupe du panache de pollution potentielle BRGM RP 60227 FR Rapport final 45 Guide d utilisation de l outil HYDROTEX Deux options sont disponibles pour sp cifier cette valeur o le renseignement d une valeur sp cifique o le calcul en l absence d ouvrage captage d alimentation en eau potable o Valeur sp cifique
10. valeur calcul e donn e concernant la source d information utilis e renseigner pour d terminer la valeur des param tres d entr e cellule rendue inactive suite au choix d une option ne n cessitant pas le renseignement de cette cellule r sultat obtenu l issue de l tape tudi e 1 2 ou 3 Afin de faciliter la lecture de ce guide le m me code de couleurs est appliqu aux paragraphes selon le param tre concern 3 3 ETAPE 1 CALCUL DE LA CONCENTRATION DANS L EAU DES TERRES D APPORT 3 3 1 Param tres d entr e et valeurs calcul es v Site o sont excav es les terres Adresse du site o les terres sont excav es et nom du propri taire de ce site v Site receveur Adresse du site o les terres excav es sont r utilis es et nom du propri taire de ce site Y Soci t personne compl tant cette feuille Nom de la personne et ou de la soci t ayant renseign la feuille HYDROTEX v Date Date laquelle la feuille HYDROTEX a t compl t e v Substance tudi e Nom de la substance une seule par simulation pour laquelle les calculs sont r alis s Les calculs doivent tre r alis s successivement pour toutes les substances mises en vidence lors de la prestation de lev e de doute 22 BRGM RP 60227 FR Rapport final Guide d utilisation de l outil HYDROTEX y Concentration cible envisag e pour la substance tudi e Csibe Cette concentr
11. 1 o Tableau 2 Grandeurs caract ristiques porosit totale porosit efficace perm abilit pour diff rents mat riaux Banton et Bangoy 1999 28 BRGM RP 60227 FR Rapport final Guide d utilisation de l outil HYDROTEX v Porosit remplie d air na Part de la porosit qui est remplie d air Cette part est comprise entre 0 et la porosit totale La valeur de la porosit remplie d eau additionn e celle de la porosit remplie d air vaut la porosit totale La porosit remplie d air est calcul e comme suit Na 1 S xn v Porosit remplie d eau nw Part de la porosit qui est remplie d eau Cette part est comprise entre la teneur en eau r siduelle et la porosit totale La porosit remplie d eau est calcul e comme suit Ny N Na Cette valeur est comparer avec les valeurs habituellement rencontr es dans la litt rature pour la porosit totale et la teneur en eau r siduelle F Teneur en eau Texture Teneur en eau a saturation Os Zs r siduelle Or PS e TT A AE amas Tableau 3 Valeurs moyennes de la teneur en eau r siduelle 6 et de la teneur en eau saturation 0 quivalent la porosit totale pour diff rentes cat gories de texture de sol d apr s USEPA 2004 BRGM RP 60227 FR Rapport final 29 Guide d utilisation de l outil HYDROTEX Param tre relatif l quilibre air eau dans les terres d apport Y Constante de Henry de la sub
12. Banton et Bangoy Hydrog ologie multiscience environnementale des eaux souterraines Universit s francophones 1999 Bellenfant G Guyonnet D 2009 Mod lisation des impacts li s l utilisation de mat riaux alternatifs ou hors sp cifications en technique routi re BRGM RP 57322 FR 42 p 8 fig 3 tabl 2 ann BLANC C avec la participation de F Lefevre MEDDTL G Boissard M Scamps BRGM et B Hazebrouck INERIS 2012 Guide de r utilisation hors site des terres excav es en technique routi re et dans des projets d am nagement version n 4 Rapport Brgm RP 60013 FR 53 p Castany G Principes et m thodes de l hydrog ologie Dunod universit 1992 Domenico P A An analytical model for multidimensional transport of decaying pollutant species Journal of hydrology 91 49 58 1987 Guyonnet D and C Neville Dimensionless analysis of two analytical solutions for 3 D solute transport in groundwater Journal of Contaminant Hydrology 75 141 153 2004 Handbook of Chemistry and Physics Editor R C Weast Avril 1979 Howard et al Handbook of Environmental Degradation Rates Lewis 1991 Srinivasan V T P Clement and K K Lee Domenico solution is it valid Ground Water 45 2 136 146 2007 Technical Adaptation Committee Decisions to be made with respect to the acceptance procedure for waste 2001 USEPA Partition coefficients for metals in surface water soil and waste 2005 USEPA User
13. Ccibie non non initiale Ci lt Ccaicui e Cc 1 2 r utilisation possible des terres r utilisation possible des terres Ccalcul e Cc2 lt Cible non r utilisation possible des terres Coalcul e Cea lt Coible non donn es d entr e trop forte incertitude sur jug es pertinentes les donn es d entr e non r utilisation autre tude inve compl mentaires mod lisation approfondie pene A Figure 6 Principe de fonctionnement d HYDROTEX BRGM RP 60227 FR Rapport final Ogm 19 Guide d utilisation de l outil HYDROTEX 3 Utilisation 3 1 INSTALLATION La feuille de calcul HYDROTEX v1 0 peut tre t l charg e sur le site du Minist re de l Ecologie du D veloppement Durable des Transports et du Logement MEDDTL http www developpement durable qouv fr Sites et sols pollues html Il peut tre n cessaire d activer si ce n est pas le cas par d faut le compl ment d analyse VBA Ce module permet l utilisation des fonctions erf fonction erreur et erfc fonction erreur compl mentaire Le chemin a suivre dans Microsoft Excel 2010 pour activer le module est le suivant D veloppeur gt Compl ments gt Analysis ToolPAk VBA Le chemin a suivre dans Microsoft Excel 2003 pour activer le module est le suivant Outils gt Macros compl mentaires gt Ut
14. de substances 3 3 2 Acquisition des param tres d entr e Le Tableau 9 r sume l origine recommand e des param tres d entr e n cessaires lors de l Etape 1 Le cas valeur sp cifique au cas d tude suppose une mesure en laboratoire ou de terrain sp cifique au cas d tude 36 BRGM RP 60227 FR Rapport final Guide d utilisation de l outil HYDROTEX Valeur bibliographique potentiellement suffisante AAA Ccibie Concentration pr sente avant r utilisation sur le site d tude C Concentration mesur e dans l luat lors du test de tion C luat Li UCI O ES sur brut Cs Humidit w XX r elle r a CO A apparente s che r ES Q la substance H Fraction de carbone organique dans les terres d apport foc Coefficient de partage carbone organique eau Koc ARTE d apport __pK de la substance O Z O oo d X _ Solubilit dans Peau S O O X Tableau 9 Acquisition des param tres d entr e de I Etape 1 Valeur sp cifique Valeur sp cifique Param tres d entr e au cas d tude au cas d tude n cessaire pr f rable 3 3 3 R sultats Le r sultat de l Etape 1 est la concentration dans l eau des terres d apport C en fonction du type de substance o Pour les substances inorganiques La concentration dans l eau des terres d apport correspond la concentration mesur e dans l luat lors du test de lixiviation L S 10 l kg
15. entre o le renseignement d une valeur sp cifique o le calcul pour les substances non polaires partir des valeurs de Koc et foc o le calcul pour les substances polaires partir des valeurs de Koc foc pH et pKa o Valeur sp cifique Le renseignement d une valeur sp cifique est adapt au cas des substances inorganiques La valeur de Kg peut tre estim e a partir d essais en laboratoire USEPA 1999 ou partir de donn es bibliographiques Le Tableau 13 fournit quelques r f rences utiles l estimation du Ky pour les substances inorganiques BRGM RP 60227 FR Rapport final 47 Guide d utilisation de l outil HYDROTEX USEPA Soil Screening Guidance Technical Background Document TBD EPA document number EPA 540 R 95 12 8 July 1996 A Burnol BRGM L Duro M Grive Enviros El ments traces m talliques Guide m thodologique Recommandations pour la mod lisation des transferts des l ments traces m talliques dans les sols et les eaux souterraines document INERIS n INERIS DRC 06 66246 DESP RO1a Programme TRANSPOL ao t 2006 USEPA Understanding variation in partition coefficient Kg values volume l The Kg model Methods of measurement and application of chemical reaction codes Ref EPA 402 R 99 004A Ao t 1999 USEPA Partition coefficients for metals in surface water soil and waste 2005 Mark Elert et al Release from contaminated sites method to assess leaching and
16. et environnementales des substances chimiques INERIS 2006 BRGM RP 60227 FR Rapport final Le d tail des calculs est le suivant Tr 2 2 A A Ya 1 62 ee Ae e 35 8 Ta 1 62 T 2 2 na 1 S n 1 92 2 26 4 Ny N Na 26 4 2 1 Ka Koc foc 60 1 C Cs e ss a ee Ka yw na H 0 6 Ya Etape 2 24 3 2 1 0 225 Guide d utilisation de l outil HYDROTEX Des investigations pompages d essai ont t men es sur le site receveur afin de d terminer la perm abilit des formations aquif res pr sentes au droit du site L paisseur et le gradient de la nappe sont renseign s partir des donn es disponibles sur l hydrog ologie locale La concentration calcul e C 4 6 10 mg l reste plus lev e que la concentration cible de 1 10 mg l Il est donc n cessaire de passer l Etape 3 BRGM RP 60227 FR Rapport final 73 Guide d utilisation de l outil HYDROTEX i sag Source utilis e pour d finir la valeur du Param tre d entr mbole Valeur Unit h i aram tre d entr e Symbo param tre d entr e Dimension de la zone de r utilisation dans le sens d coulement de la nappe L z Longueur du b timent Pluviom trie efficace Po 40 Valeur sous b timent 5 Pr cipitations Valeur issue de la Banque de Donn es du Sous Sol Perm abilit Pompages d essai Epaisseur de la nappe Gradient hydraulique i Carte pi zom trique r gionale Epai
17. guide m thodologique le domaine d application d HYDROTEX concerne la r utilisation potentielle hors site de terres excav es selon 2 sc narios o en technique routi re l issue de la prestation de lev e de doute LEVE norme NF X 31 620 2 o dans des projets d am nagement l issue de la prestation de lev e de doute LEVE norme NF X 31 620 2 en s assurant galement de la compatibilit des terres r utilis es avec l usage L int r t principal de cet outil r side dans la prise en compte des particularit s et caract ristiques o de la zone de r utilisation des terres excav es dimensions type de mat riau o du milieu de transfert hydrog ologie recharge pluviom trique o des cibles prot ger captage d alimentation en eau potable en eau industrielle BRGM RP 60227 FR Rapport final 5 Guide d utilisation de l outil HYDROTEX Trois tapes correspondant chacune un onglet de la feuille de calcul Etape 1 Etape 2 et Etape 3 permettent de prendre en compte successivement diff rents ph nom nes d att nuation des concentrations dans la zone satur e Chaque tape se base sur les r sultats de l tape pr c dente en int grant la prise en compte de m canismes suppl mentaires O Etape 1 Calcul de la concentration dans l eau des terres d apport Cette tape permet le calcul de la concentration dans l eau des terres d apport partir de la conce
18. inorganique Concentration mesur e dans l luat lors du test de lixiviation mg l Test de lixiviation L S 10 l kg L S 10 l kg R sultats Etape 2 Des investigations pompages d essai ont t men es sur le site receveur afin de d terminer la perm abilit des formations aquif res pr sentes au droit du site L paisseur et le gradient de la nappe sont renseign s partir des donn es disponibles sur l hydrog ologie locale BRGM RP 60227 FR Rapport final 69 Guide d utilisation de l outil HYDROTEX Le facteur de dilution calcul dans la nappe au droit de la zone de r utilisation permet d envisager la r utilisation des terres puisque la concentration calcul e C 2 0 43 mg l est plus basse que la concentration cible de 0 7 mg l a ae Source utilis e pour d finir la valeur du Param tre d entr mbol Valeur nit R 5 z aram tre d entr e Symbole aleu U param tre d entr e Dimension de la zone de r utilisation dans le sens d coulement de la nappe L gt AO O Pluviom trie efficace Po Valeur sous voirie 100 mm an Valeur issue de la Banque de Donn es du Sous Sol Perm abilit Pompage d essai Epaisseur de la nappe Gradient hydraulique i i Carte pi zom trique r gionale Epaisseur de la zone de gt Valeur calcul e m lange R sultats Le d tail des calculs est le suivant ok x x Z JOTZE efi e E JODE 10 1 e9 AA 26 Le 0 00005 0 003 10 D KiZ
19. les renseignements suivants le site o sont excav es les terres le site receveur la soci t personne renseignant Hydrotex la date le nom de la substance tudi e la concentration cible C la concentration Ce calcul e lors de l Etape 1 ainsi que la concentration C pr sente dans la nappe avant r utilisation sur le site d tude Param tre relatif la zone de r utilisation La Figure 7 sch matise les donn es renseigner concernant la zone de r utilisation Zone de r utilisation des Cible vis vis des eaux terres excav es souterraines Zone satur e Sens d coulement des eaux souterraines G estoeces poor no Tore duraba brgm Figure 7 Sch ma de la zone de r utilisation v Dimension de la zone de r utilisation dans le sens d coulement de la nappe L Cette valeur exprim e en m est sp cifique la zone de r utilisation envisag e Param tres relatifs la nappe v Pluviom trie efficace Pe Part des pr cipitations participant a la recharge de la nappe Ce param tre est a exprimer en mm an BRGM RP 60227 FR Rapport final 39 Guide d utilisation de l outil HYDROTEX Plusieurs cas sont distinguer O R utilisation sans rev tement la pluviom trie efficace sera estim e partir de l quation suivante Pe P ETR R avec P les pr cipitations ETR l vapotranspiration et R le ruissellement Les sources d information pour les diff rents termes
20. nom de la substance tudi e la concentration cible C la concentration Cc dans les eaux souterraines et le facteur de dilution calcul s l issue de l Etape 2 3 5 1 Param tres d entr e et valeurs calcul es Param tre relatif la zone de r utilisation Y Dimension de la zone de r utilisation perpendiculaire au sens d coulement de la nappe Sy Cette valeur exprim e en m est sp cifique la zone de r utilisation envisag e Param tres relatifs l aquif re v Masse volumique apparente s che ran La d finition de ce param tre est identique celle de l Etape 1 hormis le fait qu il s agit de la valeur relative a l aquif re v Porosit efficace Ne La porosit efficace correspond la porosit qui participe l coulement et n inclut donc pas la porosit occluse Cette valeur est comparer avec les valeurs habituellement obtenues dans la litt rature cf Tableau 2 et Tableau 12 Cette porosit efficace de la zone satur e n est donc pas en relation avec les valeurs de porosit remplie d eau et remplie d air renseign es lors de l Etape 1 BRGM RP 60227 FR Rapport final 43 Guide d utilisation de l outil HYDROTEX D SS ations ES ES ES EE AAA CC ts sites ta Tableau 12 Valeurs de porosit efficace pour diff rents types de r servoirs d apr s documents de l US Geological Survey cit s dans Castany 1992 v Epaisseur du panache de pollution dans la nappe
21. ont t d finis pour certains bassins versants En l absence de toute donn e la valeur retenue correspondra a 50 de la valeur cible envisag e pour la substance Param tre relatif au type de substance Deux types de substances peuvent tre pris en compte o les substances inorganiques o les substances organiques Une substance est dite organique lorsqu elle poss de au moins un atome de carbone li au moins un atome d hydrog ne Les principales substances organiques sont les suivantes les hydrocarbures aliphatiques les hydrocarbures aromatiques monocycliques notamment benz ne tolu ne thylbenz ne et xyl nes les hydrocarbures aromatiques polycycliques HAP les compos s organiques halog n s volatils COHV les polychlorobiph nyles PCB les compos s ph noliques ph nols et chloroph nols Les principales substances inorganiques sont les suivantes les m taux et m talloides lourds notamment As Cd Cr Cu Hg Ni Pb Zn et les cyanures 24 BRGM RP 60227 FR Rapport final Guide d utilisation de l outil HYDROTEX Selon le type de substance les donn es d entr e et la m thode de d termination de la concentration dans l eau des terres d apport seront diff rentes Les cellules correspondants aux donn es d entr e sp cifiques au type de substance non retenu sont rendues inactives cellules blanches si la case substance organique est activ e seules les cellules relatives ce ty
22. tre d entr e Symbole Valeur Concentration cible envisag e pour la substance tudi e Concentration pr sente avant r utilisation sur le site d tude Substance organique Concentration mesur e sur brut Humidit Masse volumique r elle Masse volumique apparente s che Indice des vides Saturation Porosit totale Porosit remplie d air Porosit remplie d eau Constante de Henry de la substance Substance organique non Fraction de carbone organique dans les terres polaire d apport Coefficient de partage carbone organique eau de la substance Coefficient de partage sol eau calcul Solubilit dans l eau de la substance tudi e R sultats 72 Coible Ci Cs Ww fr la e 1 00E 03 0 0 05 15 0 2 2 1 62 35 8 92 2 26 4 2 1 24 3 0 225 1 0 60 0 6 Unit mg l mg l mg kg MS kg l kg l sans dimension Source utilis e pour d finir la valeur du param tre d entr e Annexe de l Arr t du 11 janvier 2007 Limite R f rence de Qualit des eaux de consommation Valeur issue de la banque de donn es ADES Analyse en laboratoire Analyse en laboratoire Analyse en laboratoire Analyse en laboratoire Fiche de donn es toxicologiques et environnementales des substances chimiques INERIS 2006 Analyse en laboratoire Fiche de donn es toxicologiques et environnementales des substances chimiques INERIS 2006 Fiche de donn es toxicologiques
23. v Distance entre la cible et la zone de r utilisation parall lement au sens d coulement de la nappe x Si la cible correspond un ouvrage captage d alimentation en eau potable la distance renseigner est celle s parant l ouvrage de la zone de r utilisation dans le sens d coulement de la nappe o Valeur calcul e en l absence d ouvrage v Distance entre la cible et la zone de r utilisation parall lement au sens d coulement de la nappe x En l absence d ouvrage la distance retenir est celle correspondant un temps de transport d une particule d eau depuis la zone de r utilisation de 50 j Cette distance est calcul e comme suit Ki n x vitesse _ de _transportx temps _ de _ transport 50 j n Param tres relatifs la dispersion du polluant dans la nappe Plusieurs options sont disponibles pour sp cifier les valeurs de dispersivit o le renseignement d une valeur sp cifique o le calcul en consid rant un pourcentage de la distance entre la cible et la zone de r utilisation o le calcul en consid rant une quation propos e par Xu Eckstein 1995 o Valeurs sp cifiques v Dispersivit s longitudinale a transversale ay et verticale a La dispersivit permet de traduire l talement d un panache de pollution La difficult l estimer sur le terrain et sa forte d pendance l chelle d tude en font souvent un param tre de calibrage Le choi
24. 31 49 1980 O BOUR INERIS Hydrocarbures aromatiques polycycliques Donn es d entr e des mod les analytiques ou num riques de transferts dans les sols et les eaux souterraines Synth se bibliographique relative aux param tres Kg sorption et t biod gradation rapport d tude ref INERIS DRC 66244 DESP R02 Programme Transpol 2005 M Mariot INERIS Solvants chlor s Donn es d entr e des mod les analytiques ou num riques de transferts dans les sols et les eaux souterraines Synth se bibliographique relative aux param tres Ka sorption et t 2 biod gradation rapport d tude ref INERIS DRC 08 94669 08132A Programme Transpol 2005 Base de donn es Bio sorp http www developpement durable gouv fr INERIS B D P SORP BIO Base de html Fiches de donn es toxicologiques et environnementales des substances chimiques de l INERIS http www ineris fr fr rapports d C3 A 9tude toxicologie et environnement fiches de donn C3 AY9es toxicologiques et environnementales Tableau 15 R f rences utiles l estimation du temps de demi vie non exhaustif BRGM RP 60227 FR Rapport final 51 Guide d utilisation de l outil HYDROTEX v Constante de d gradation A Dans le cas de la d gradation appliqu e uniquement a la phase dissoute la constante de d gradation est calcul e comme suit je hi Dans le cas de la d gradation appliqu e toutes les phases
25. 5 16 25 34 BRGM RP 60227 FR Rapport final Guide d utilisation de l outil HYDROTEX v Coefficient de partage carbone organique eau foc et coefficient de partage carbone organique eau Koc Pour ces 2 param tres les caract ristiques sont identiques celles pr cis es plus haut pour les substances organiques non polaires y Coefficient de partage sol eau Ka Les groupes fonctionnels s ionisant aux valeurs de pH rencontr s dans la zone vadose conf rent aux polluants organiques hydrophobes polaires amines acides carboxyliques et ph nols des propri t s de sorption distinctes La d termination des K s effectue en 2 tapes USEPA 1996 1 la d termination de l importance de l ionisation 2 la d termination des K s pour les esp ces ionis es Koci et neutres Koon en fonction du degr de ionisation calcul une valeur de pH repr sentative pour le calcul des Ko K Kpop foc OU KP est donn par la relation suivante Lee et al 1990 cit dans USEPA 1996 Ko K K oc p oc n oc i D Le calcul des fractions non dissoci es est sp cifique au caract re acide base du polluant organique _ HA 1 Dr acide HA A HO de Pa pase B Ba 141077 ou pKa est la constante d ionisation acide base du polluant Etant donn la difficult obtenir via une recherche bibliographique des valeurs de Koci et Koc n Une approche o les Kos ne s
26. Acquisition des param tres d entr e de l Etape 1 37 Tableau 10 Valeurs moyennes de perm abilit pour diff rentes textures de s l USEPA 2004 ecc eo 41 Tableau 11 Acquisition des param tres d entr e de l Etape 2 cccccccnccccoconcnccnnnnnns 42 Tableau 12 Valeurs de porosit efficace pour diff rents types de r servoirs d apr s documents de l US Geological Survey cit s dans Castany DO Ve ace secre ag An ad ee he acct eet dala a ae 44 Tableau 13 R f rences utiles l estimation du Kg non exhaustif 48 8 BRGM RP 60227 FR Rapport final Guide d utilisation de l outil HYDROTEX Tableau 14 Valeurs de Kd recommand es d apr s Technical Adaptation Commitee 2001 re cotilla 49 Tableau 15 R f rences utiles l estimation du temps de demi vie non O RS ne tr D tan O dirt 51 Tableau 16 Acquisition des param tres d entr e de l Etape 3 53 Liste des annexes Annexe 1 Exemples de valeurs de la constante de Henry H de la solubilit dans l eau S et du coefficient de partage carbone organique eau Koc pour quelques SUDSTANCES ewicrrisiaimaiz ii caia c 63 Annexe 2 Exemples d utilisation de l outil HYDROTEX oooccccccccccnnncnnncnnnnnnnnnnnnninnnos 67 BRGM RP 60227 FR Rapport final 9 Guide d utilisation de l outil HYDROTEX 1 Objet d finitions et limites du guide 1 1 OBJET La m thodologie de r utilisation hors site des terres excav es s inscrit dans le c
27. Epaisseur du panache de pollution dans la nappe sous la zone de r utilisation Valeur sp cifique Distance entre la cible et la zone de r utilisation parall lement au sens d coulement de la nappe Pourcentages de la Dispersivit longitudinale distance entre la cible Dispersivit transversale et la zone de r utilisation Substance organique Fraction de carbone organique dans la nappe i Analyse en laboratoire non polaire Fiche de donn es toxicologiques et environnementales des substances chimiques INERIS 2006 Captage AEP a 400 m en aval hydraulique Dispersivit verticale Coefficient de partage carbone organique eau de la substance Coefficient de partage sol eau calcul Coefficient de retard Vitesse de transport du polluant D gradation appliqu e uniquement a Temps de demi vie du polluant dans 1E 100 la pollution dissoute la nappe Constante de d gradation 3 5 101 R sultats Absence consid r e de d gradation 19 3 2 4E 04 BRGM RP 60227 FR Rapport final 75 Guide d utilisation de l outil HYDROTEX Le d tail des calculs est le suivant x 400 x 400 x 400 eta 10 10 100 100 1000 1000 Ka Koc foc 60 0 1 Ko re r 2d 0 06 1 62 n 10 es K i 0 00005 24 3600 3 2 o n R 10 2 0 In2 1 In2 1 A aga tia R 10 2 0 aoaaa A A A es es ee Ces x 41a Te 400 El 4 x 3 5 10 101 x 40 50 3 4 exp El Jil i erf 2 erf
28. P 60227 FR Rapport final Guide d utilisation de l outil HYDROTEX v Indice des vides e L indice des vides est calcul comme suit fr e 1 Ya v Saturation S La saturation est calcul e comme suit W x 7 e Cette valeur doit tre comprise entre 0 et 100 v Porosit totale n La porosit totale est calcul e comme suit n 1 Tr Cette valeur est comparer avec les valeurs habituellement rencontr es dans la litt rature Le Tableau 2 donne un ordre de grandeur des valeurs de porosit totale pour diff rents mat riaux BRGM RP 60227 FR Rapport final 27 Guide d utilisation de l outil HYDROTEX Porosit totale Porosit efficace roches m s Mat riaux non consolid s selon leur texture Graviers 10 1 Sable grossier 10 10 Sable moyen 1010 Sable fin 10710 Sable limoneux 10 10 Limon 10 10 Limon argileux 10710 Argile 107 10 Tourbe 10 10 Mat riaux non consolid s selon leur origine Sable olien 10 10 Loess 10 10 Till glaciaire sableux 10 10 Till glaciaire argileux TRES Roches s dimentaires d tritiques consolid es Gr s 10 1107 Gr s fissur 10710 Gr s d ciment 10 10 Marne 0 5 10 10 Schistes 10710 Roches carbonat es m tamorphis es ou non Roche massive 0 5 105 0 Roche lit e 5 10 10 10 Craie 0 5 1010 Roche fissur e 10 10 Roche alt r e 10 10 Roches cristallines m tamorphis es ou non 10 10 0 5 5 Roches volcaniques
29. RES DARPOR Marissa one td eo at ot nr 22 3 3 1 Param tres d entr e et valeurs calcul es oooccccccnnnccnncnnnnnnnninnninnnoos 22 3 3 2 Acquisition des param tres d entr e ooooccccccnnnccnononnnnnnnnnnnnnnnnnnninnninnnios 36 3 3 3 ROSUMA SS srta rai 37 3 4 ETAPE 2 PRISE EN COMPTE DE LA DILUTION DANS LA NAPPE 39 3 4 1 Param tres d entr e et valeurs calcul es ooooooonococcccccccnonononannncnnnnnon 39 3 4 2 Acquisition des param tres d entr e oooocccccccnnccnnnonnnonnnnnnnnnnninnninnninoniss 42 3 4 3 LE CNE LEE LE ndo 42 3 5 ETAPE 3 PRISE EN COMPTE DES PHENOMENES DE DISPERSION ADSORPTHON ETF DEGRADATION hs ondes neue 43 3 5 1 Param tres d entr e et valeurs calcul es oooocccccccnccnncnnncnnnninnninnnoos 43 3 5 2 Acquisition des param tres d entr e oooooccccccnncccnnnonononnnnnnnnnnnnnnninnninnnins 52 OE OS A A A 53 9 0 EXEMPLES D UTILISATION sent on Annee teen dt 55 4 Etude de sensible dai 57 5 Validation du MO cin 59 6 Bibliographie redresser aia 61 BRGM RP 60227 FR Rapport final 7 Guide d utilisation de l outil HYDROTEX Liste des figures Figure 1 Sch ma des principes de r utilisation hors site des terres excav es Source Blanc et al 20D listan pios 12 Figure 2 Sch ma de princi asii een 15 Figure 3 Localisation des ph nom nes pris en compte lors de lEtape 1 16 Figure 4 Localisation des ph nom nes pris en compte
30. a similarit des conditions environnementales pH redox pr sence d autres substances En cas d incertitude sur l existence r elle du ph nom ne de d gradation dans le cas tudi il est recommand de consid rer l absence de d gradation et de renseigner un temps de demi vie tr s lev par exemple 10 Le Tableau 15 pr sente quelques r f rences utiles l estimation du temps de demi vie 50 BRGM RP 60227 FR Rapport final Guide d utilisation de l outil HYDROTEX Howard et al Handbook of environmental degradation rates 1991 THIERRIN JOSEPH DAVIS GREGORY B BARBER CHRIS PATTERSON BRADLEY M PRIBAC FRIDERIK POWER TERRY R and LAMBERT MICHAEL 1993 Natural degradation rates of BTEX compounds and naphthalene in a sulphate reducing groundwater environment Taux de d gradation naturelle des compos s BTEX et de la naphtal ne dans un environnement sulfo r ducteur dans l eau souterraine Hydrological Sciences Journal 38 4 309 322 Risk integrated software for clean ups RISC User s manual 2001 Enviro base Lite Howard P H R S Boethling W F Jarvis W M Meylan and E M Michalenks Handbook of Environmental Degredation Rates Lewis Publishers Inc Chelsea Michigan 725p 1994 Zoeteman B C Harmsen K Linders J B H J Morra C F H and Sloof W 1980 Persitent organic pollutant in river water and groundwater of the Netherland Chemosphere 9 2
31. actures ou de karsts Les principales hypoth ses majorantes utilis es dans l outil HYDROTEX sont o les ph nom nes d att nuation des concentrations dans la zone non satur e ne sont pas pris en compte o dans le cas o la cible correspond un captage le ph nom ne de dilution des concentrations au niveau du captage d au m lange avec les eaux environnantes n est pas pris en compte o la concentration au niveau de la cible est calcul e dans l axe du panache c est dire que les distances lat rale et verticale entre la cible et laxe du panache sont consid r es nulles cf Figure 8 et Figure 9 BRGM RP 60227 FR Rapport final 13 Guide d utilisation de l outil HYDROTEX Les configurations pour lesquelles HYDROTEX n est pas adapt et les cas o les hypoth ses d HYDROTEX sont trop majorantes n cessiteront le recours une tude particuli re avec la r alisation d investigations compl mentaires afin de mieux comprendre le transport de contaminants potentiels Le recours une mod lisation num rique sera probablement indispensable 14 BRGM RP 60227 FR Rapport final Guide d utilisation de l outil HYDROTEX 2 Principes g n raux 2 1 PRESENTATION GENERALE L outil HYDROTEX est une feuille de calcul d velopp e sous Microsoft Excel afin de v rifier si la r utilisation hors site de terres excav es affecte ou non la qualit de la ressource en eau souterraine Cette valuation se base
32. adre r glementaire fix par les lois Grenelle et Il qui ont notamment pour objectif de r duire la production de d chets tout en favorisant la valorisation et le recyclage des d chets Un guide m thodologique Blanc et al 2012 Guide de r utilisation hors site des terres excav es en technique routi re et dans des projets d am nagement version n 4 Rapport Brgm RP 60013 FR a t labor par le BRGM et l INERIS sur demande du Minist re de l Ecologie du D veloppement Durable des Transports et du Logement MEDDTL pour fournir aux diff rents acteurs un cadre commun de r utilisation directement applicable L outil HYDROTEX a t d velopp pour mettre en uvre de fa on pratique ce guide et v rifier si la r utilisation hors site de terres excav es affecte ou non la qualit de la ressource en eau souterraine crit re 2 du guide m thodologique de r utilisation hors site des terres excav es Conform ment au guide m thodologique le domaine d application d HYDROTEX concerne la r utilisation hors site de terres excav es selon 2 sc narios o en technique routi re l issue de la prestation lev e de doute LEVE norme NF X 31 620 2 o dans des projets d am nagement l issue de la prestation lev e de doute LEVE norme NF X 31 620 2 tout en s assurant de la compatibilit des terres r utilis es avec l usage Le principe de r utilisation hors site en technique routi re et dans des p
33. at glaciaire lacustre 10 0 25 0 Elmendorf AFB Alaska c silty sand fluvioglaciaire 0 07 0 8 Elmendorf AFB Alaska c ilt with l ee ew sana a ang moraine glaciaire 0 17 0 19 Elmendorf AFB Alaska c clay glacial till medium sand to gravel fluvioglaciaire 0 125 Elmendorf AFB Alaska c fluvioglaciai T Field Madi fine medium sand o lt 0 06 0 61 dl lacustre glaciaire Wisconsin c King Sal AFB Fi fine to medium sand fluvioglaciaire 0 021 1 9 Te cu ee Training area Alaska c Dover AFB Delaware c fine to coarse sand fluvioglaciaire 0 029 7 3 Battle Creek ANGB Michigan c Oconee River Georgia a sand finest flwial 226 Oconee River Georgia a fluvioglaciaire 0 023 0 12 IS n ee ue medium sand to gravel fluvioglaciaire 0 017 0 065 Diff rents a amo a Karickhoff 1981 b Domenico et Schwartz 1990 c Wiedemeier et al 1995 Tableau 5 Valeurs repr sentatives du fo d apr s USEPA 1998 32 BRGM RP 60227 FR Rapport final Guide d utilisation de l outil HYDROTEX v Coefficient de partage carbone organique eau de la substance Koc Coefficient de partage exprim en l kg entre l eau et le carbone organique Les valeurs issues de la litt rature peuvent tre consid r es comme appropri es cf Tableau 6 USEPA Soil Screening Guidance Technical Background Document TBD EPA document number EPA 540 R 95 12 8 July 1996 CALTOX McKone T Hall D Kastenberg WE CalTOX ver
34. ation exprim e en mg l correspond la concentration dans les eaux souterraines au niveau de la cible envisag e situ e une certaine distance de la zone de r utilisation des terres excav es Cette concentration est sp cifique chaque substance tudi e La concentration cible est choisie en fonction des usages dans la zone d influence hydrog ologique situ e en aval de la zone de r utilisation des terres excav es La valeur de la concentration cible est d termin e o soit partir de valeurs r glementaires o soit a partir de valeurs de gestion o soit partir de calculs de risques sanitaires lorsqu aucune valeur n est disponible Les concentrations issues des r sultats de la mod lisation HYDROTEX peuvent tre compar es en fonction des usages aux valeurs de l Arr t du 17 d cembre 2008 en application de la Directive Cadre sur les Eaux qui tablit les crit res d valuation et les modalit s de d termination de l tat des eaux souterraines et des tendances significatives et durables de d gradation de l tat chimique des eaux souterraines Cet arr t pr voit les crit res d valuation et les modalit s de d termination de l tat des eaux souterraines L annexe de cet arr t fixe les normes de qualit des masses d eau souterraines crit res de potabilit des eaux une eau potable est r put e saine pour la consommation humaine et pour tous les autres usages domestiques ou assimil
35. ation de l outil HYDROTEX R utilisation hors site des terres excav es en technique routi re et dans des projets d am nagement Rapport final BRGM RP 60227 FR 76 p 9 fig 16 tab 2 ann BRGM 2012 ce document ne peut tre reproduit en totalit ou en partie sans l autorisation expresse du BRGM Guide d utilisation de l outil HYDROTEX Synth se La m thodologie de r utilisation hors site des terres excav es s inscrit dans le cadre r glementaire fix par les lois Grenelle et Il qui ont notamment pour objectif de r duire la production de d chets tout en favorisant la valorisation et le recyclage des d chets Un guide m thodologique Blanc et al 2012 Guide de r utilisation hors site des terres excav es en technique routi re et dans des projets d am nagement version n 4 Rapport Brgm RP 60013 FR a t labor par le BRGM et l INERIS sur demande du Minist re de l Ecologie du D veloppement Durable des Transports et du Logement MEDDTL pour fournir aux diff rents acteurs un cadre commun de r utilisation directement applicable L outil HYDROTEX a t d velopp pour mettre en uvre de fa on pratique ce guide de r utilisation et v rifier si la r utilisation hors site de terres excav es pour des conditions hydrog ologiques donn es affecte ou non la qualit de la ressource en eau souterraine crit re 2 du guide m thodologique de r utilisation des terres excav es hors site Conform ment au
36. compte o Etape 1 Calcul de la concentration dans l eau des terres d apport Cette tape permet le calcul de la concentration dans l eau des terres d apport partir de la concentration mesur e sur luat lors d un essai de lixiviation avec un rapport Liquide Solide de 10 l kg pour les substances inorganiques ou partir de la concentration sur brut pour les substances organiques Zone de r utilisation des Cible vis vis des eaux terres excav es souterraines Zone non satur e Concentration calcul e dans l eau des terres d apport C Zone satur e Sens d coulement des eaux souterraines B nscinces pour wno Toe durabla brgm Figure 3 Localisation des ph nom nes pris en compte lors de l Etape 1 Les ph nom nes d att nuation des concentrations dans les zones satur e et non satur e ne sont pas prise en compte La concentration dans les eaux souterraines au niveau de la cible est identique celle calcul e dans l eau des terres d apport Ce o Etape 2 Prise en compte de la dilution dans la nappe Cette tape permet de prendre en compte en plus du calcul pr c dent le ph nom ne de dilution dans la nappe au droit de la zone de r utilisation 16 BRGM RP 60227 FR Rapport final Guide d utilisation de l outil HYDROTEX Zone de r utilisation des Pr cipitations Cible vis vis des eaux terres excav es souterraines Zone non satur e Zone de m lange Zone satur
37. cteur est d fini et calcul comme suit Cez 1 La solution analytique de Domenico en r gime permanent sine pour un panache suppos l quilibre de d crire l att nuation de la concentration en polluant selon la direction principale de l coulement souterrain lors de son transport r actif par FA BRGM RP 60227 FR Rapport final 53 Guide d utilisation de l outil HYDROTEX o advection unidirectionnelle au sein d un milieu poreux suppos homog ne et isotrope o dispersion tridimensionnelle avec une dispersion verticale orient e uniquement vers le bas o adsorption consid r e lin aire o biod gradation r gie par une cin tique de premier ordre La diffusion mol culaire qui est bas e sur un gradient de concentration est n glig e Ce mod le de transport tient compte des propri t s de l aquif re au sein duquel le flux d eau pollu e s coule depuis la source de pollution suppos e infinie et plac e au sommet de l aquif re jusqu une distance x La solution de Domenico reste une solution analytique approximative de l quation d advection dispersion L erreur induite par les approximations consid r es est en particulier sensible o aux valeurs lev es de dispersivit longitudinale Srinivasan et al 2007 West et al 2007 Pour rappel une valeur de dispersivit lev e est repr sentative d un aquif re au sein duquel le transport est significativement influ
38. de la pollution dissoute et sorb e la constante de d gradation est calcul e comme suit gam Li 3 5 2 Acquisition des param tres d entr e Le Tableau 16 r sume l origine recommand e des param tres d entr e n cessaires lors de l Etape 3 52 BRGM RP 60227 FR Rapport final Guide d utilisation de l outil HYDROTEX Valeur Valeur Valeur sp cifique au sp cifique au bibliographique cas d tude cas d tude potentiellement n cessaire pr f rable suffisante Dimension de la zone de r utilisation perpendiculaire au sens d arene de la nappe Masse volumiene apparente s che ran Porosit efficace n OA A Distance entre la cible et la zone de r utilisation parall lement au sens d coulement de la nappe x Dispersivit longitudinale a X Dispersivit transversale ay A Dispersivit verticale a X Coefficient de partage soil eau Ka pour les substances inorganiques Fraction de carbone So dans la nappe foc organique eau Koc lc mu PoC XT dans la nappe t1 2 Tableau 16 Acquisition des param tres d entr e de l Etape 3 Param tres d entr e 3 5 3 R sultats v Facteur d att nuation FA Le facteur d att nuation FA est bas sur l quation de Domenico en r gime permanent Domenico 1987 qui est une solution analytique de l quation d advection dispersion du transport de polluant dissous dans les eaux souterraines Ce fa
39. e 2001 o Calcul pour les substances organiques polaires et non polaires Pour les substances organiques ces param tres sont renseign s de mani re identique l Etape 1 fraction de carbone organique dans la nappe foc coefficient de partage carbone organique eau de la substance K pH dans la nappe et pKa de la substance Cependant le param tre concerne l interaction polluant matrice solide dans la nappe et non dans les terres d apport Pour les diff rentes options substances organiques et inorganiques le coefficient de retard R est exprim de la mani re suivante R 1 Aa n e et la vitesse de transport du polluant u exprim e en m j est calcul e de la mani re suivante Ki u n R Le calcul du Kg pour les substances organiques polaires et non polaires est identique a celui de l Etape 1 BRGM RP 60227 FR Rapport final 49 Guide d utilisation de l outil HYDROTEX Param tres relatifs la d gradation du polluant v Temps de demi vie ty Le temps de demi vie t 2 exprim en j est le temps au bout duquel la concentration initiale de la substance est divis e par 2 Pour les substances non d gradables par exemple les m taux lourds un temps de demi vie tr s lev par exemple 10 j est renseigner Deux options sont disponibles pour sp cifier le temps de demi vie d une substance o Une d gradation concernant uniquement la pollution dissoute lorsque l
40. e d utilisation de l outil HYDROTEX d l ments de comparaison uniquement dans les zones o la pr sence de puits a usage agricole est fortement suspect e zones de cultures Valeurs guides de l Organisation Mondiale de la Sant OMS qui peuvent servir de valeurs de comparaison dans le cas o il n existe pas de valeurs r glementaires fran aises Dans le cas o il n existe aucune valeur pour un compos sp cifique qu elle soit r glementaire ou de gestion il conviendra de r aliser des calculs de risques sanitaires pour un sc nario ingestion d eau afin de d terminer une valeur cible pour la substance consid r e Param tre relatif la nappe y Concentration pr sente avant r utilisation sur le site d tude C Concentration exprim e en mg l pr sente dans les eaux souterraines avant la r utilisation hors site envisag e des terres excav es Plusieurs sources d informations peuvent renseigner sur cette concentration C dans la nappe pour la substance recherch e avant r utilisation des terres excav es Dans la mesure du possible il conviendra de privil gier des valeurs mesur es sur des pi zom tres situ s en amont de la zone de r utilisation pr sence de puits ou pi zom tres en amont donn es du r seau ADES A d faut cette concentration pourra tre recherch e dans la bibliographie notamment dans les atlas hydrog ologiques existants o des bruits de fond hydrog ochimiques
41. e taux de d gradation est obtenu via des essais en laboratoire qui ne portent que sur l volution des quantit s de substances dissoutes et non sur les quantit s sorb es sur la matrice solide o Une d gradation concernant toutes les phases de la pollution sorb e et dissoute lorsque le taux de d gradation est obtenu via des observations de terrain par exemple lors d un suivi long terme des eaux souterraines ou des essais de laboratoire qui portent la fois sur les eaux souterraines et sur la matrice solide Le mod le consid r est celui d une cin tique de biod gradation de premier ordre qui suppose que o le taux de biod gradation est proportionnel la concentration du compos qui se biod grade o les autres l ments n cessaires la r action tels que les accepteurs d lectrons ou les donneurs d lectrons les catalyseurs ou les nutriments sont pr sents en quantit non limitantes Remarque Ce mod le simple ne convient pas tous les cas de figures et le taux de biod gradation est souvent limit par l absence ou la trop faible proportion des autres l ments n cessaires la r action ou par des conditions peu favorables temp rature pH Les donn es relatives a la d gradation de la substance doivent donc tre bas es sur des donn es de terrain ou a d faut sur des donn es bibliographiques conservatoires L utilisation d une donn e bibliographique doit tre justifi e par l
42. enc par la dispersion m canique et la diffusion mol culaire o aux valeurs faibles du nombre de P clet Guyonnet et Neville 2004 soit classiquement Y quand laquifere est relativement imperm able les processus de dispersion m canique et de diffusion mol culaire peuvent influencer le transport de mani re significative et en particulier quand Pe lt 10 v quand le panache de pollution en pr sence est caract ris par des concentrations lev es en polluants r sultant en une diffusion mol culaire importante Y Concentration dans les eaux souterraines au niveau de la cible C3 Cette concentration est calcul e comme suit Co 2 FA Cos Y Conclusion Si la concentration calcul e est inf rieure la concentration cible fix e pour la substance consid r e la r utilisation des terres excav es est possible Si la concentration calcul e est sup rieure et que les donn es d entr e sont jug es pertinentes alors la r utilisation des terres est carter Si l incertitude li e aux 54 BRGM RP 60227 FR Rapport final Guide d utilisation de l outil HYDROTEX param tres d entr e est jug e trop importante deux cas de figures doivent tre envisag s e la non r utilisation des terres excav es dans le cas consid r e le d clenchement d investigations compl mentaires afin de r duire les incertitudes li es au choix des param tres d entr e et de choisir des valeurs moin
43. eurs valeurs nous recommandons donc de retenir la valeur la plus faible L Annexe 1 fournit un exemple de valeurs pour une soixantaine de substances Param tres relatifs l interaction polluant matrice solide dans les terres d apport Le Kg exprim en l kg est le coefficient de partition sp cifique la substance tudi e entre la phase liquide et la matrice solide 30 BRGM RP 60227 FR Rapport final Guide d utilisation de l outil HYDROTEX Pour une substance consid r e comme ne s adsorbant pas sur la matrice solide une valeur nulle de Kg peut tre retenue Plusieurs moyens sont disponibles afin de renseigner le coefficient de partage sol eau Kg ll est possible de choisir entre o le calcul pour les substances non polaires partir des valeurs de Kee et foc o le calcul pour les substances polaires a partir des valeurs de Koc foc pH et pKa Les principaux polluants organiques polaires sont les amines les acides carboxyliques et les ph nols A Les hypoth ses prises en compte dans la th orie de partition sont les suivantes o relation d quilibre instantan entre la concentration du polluant en solution du sous sol et la concentration du polluant sur les surfaces de la matrice solide o adsorption r versible o adsorption lin aire la quantit des sites susceptibles d adsorber d sorber le polluant est illimit e et tous les sites d adsorption ont la m me affinit chimique
44. icologiques et environnementales des substances chimiques de l INERIS http www ineris fr fr rapports d C3 A 9tude toxicologie et environnement fiches de donn C3 A9es toxicologiques et environnementales Tableau 6 R f rences utiles l estimation du Koc non exhaustif Le choix d une valeur de cette constante faible constitue une hypoth se majorante vis a vis de limpact sur la ressource en eau Parmi plusieurs valeurs nous recommandons donc de retenir la valeur la plus faible BRGM RP 60227 FR Rapport final 33 Guide d utilisation de l outil HYDROTEX L Annexe 1 fournit un exemple de valeurs pour une soixantaine de substances v Coefficient de partage sol eau Ka Dans le cas des substances organiques non polaires le K4 est calcul comme suit Kg Koc foc o Calcul pour les substances polaires Y pH dans les terres d apport Valeur du potentiel hydrog ne dans l eau des terres d apport v pK de la substance Constante d ionisation acide base de la substance Le Tableau 7 donne les valeurs de cette constante pour diff rentes substances tae Temor OOO e Pe 25 0e ES A TT ST INSI Dichloroph nol 233 Dinitroph nol 2 4 A Ss 3 96 ear rehloroph mol SO Tableau 7 Valeurs de la contante d ionisation acide base pour quelques substances Handbook of Chemistry and Physics 1979 Acide mphtaie D 25 2 25 25 15 20 25 25 25 18 2
45. ilitaire d Analyse VBA 3 2 PRINCIPES D UTILISATION Le fichier comporte les diff rentes feuilles suivantes o onglet Introduction cet onglet rappelle les diff rentes consignes et limites d utilisation de l outil o onglet Etape 1 cet onglet fournit la concentration dans l eau des terres d apport partir de la concentration mesur e sur luat lors d un test de lixiviation avec un rapport Liquide Solide de 10 l kg pour les substances inorganiques ou a partir de la concentration mesur e sur brut pour les substances organiques o onglet Etape 2 cet onglet fournit la concentration dans les eaux souterraines au droit de la zone de r utilisation en prenant en compte le ph nom ne de dilution dans la nappe o onglet Etape 3 cet onglet fournit la concentration dans les eaux souterraines au niveau de la cible envisag e en prenant en compte les ph nom nes de dispersion sorption et d gradation o onglet Etape 3 Calc cet onglet permet de voir le d tail des calculs r alis s lors de l Etape 3 La feuille de calcul est verrouill e et seules certaines cellules cellules vertes et bleues des onglets Etape 1 gt Etape 2 et Etape 3 sont modifiables BRGM RP 60227 FR Rapport final 21 Guide d utilisation de l outil HYDROTEX Le code de couleurs suivant est appliqu valeur du param tre d entr e renseigner ou case cocher parmi plusieurs options
46. lors de l Etape 2 17 Figure 5 Localisation des ph nom nes pris en compte lors de lEtape 3 17 Figure 6 Principe de fonctionnement d HYDROTEX neeesser 19 Figure 7 Sch ma de la zone de r utilisation 39 Figure 8 Vue de dessus du panache de pollution potentielle 45 Figure 9 Vue en coupe du panache de pollution potentielle 45 Liste des tableaux Tableau 1 Ordre de grandeur de la masse volumique apparente s che d apr s USEPA 2004 nr as 26 Tableau 2 Grandeurs caract ristiques porosit totale porosit efficace perm abilit pour diff rents mat riaux Banton et Bangoy 1999 28 Tableau 3 Valeurs moyennes de la teneur en eau r siduelle 6 et de la teneur en eau saturation O quivalent a la porosit totale pour diff rentes cat gories de texture de sol d apr s USEPA 2004 29 Tableau 4 R f rences utiles l estimation de la constante de Henry non exhaustif roeie a 30 Tableau 5 Valeurs repr sentatives du foc d apr s USEPA 1998 32 Tableau 6 R f rences utiles l estimation du Koc non exhaustif 33 Tableau 7 Valeurs de la contante d ionisation acide base pour quelques substances Handbook of Chemistry and Physics 1979 34 Tableau 8 R f rences utiles l estimation de la solubilit non exhaustif 36 Tableau 9
47. moyennes de perm abilit pour diff rentes textures de sol USEPA 2004 v Gradient hydraulique i Pente de la surface libre de la nappe exprim e en o Param tres relatifs a la zone de m lange de la substance dans la nappe Deux options sont possibles pour d finir l paisseur de la zone de m lange Zm o le renseignement d une valeur sp cifique o le calcul partir d une quation empirique utilisant les param tres d j renseign s v Epaisseur de la zone de m lange Zm Le calcul de l paisseur de m lange est bas sur l quation empirique suivante EPA 1996 Z 0 0112 12 eji opte L e Dans le cas o l paisseur de la zone de m lange renseign e est sup rieure celle de l paisseur de la zone satur e un message de mise en garde appara t BRGM RP 60227 FR Rapport final 41 Guide d utilisation de l outil HYDROTEX 3 4 2 Acquisition des param tres d entr e Le Tableau 11 r sume l origine recommand e des param tres d entr e n cessaires lors de l Etape 2 Valeur Valeur Valeur sp cifique au sp cifique au bibliographique cas d tude cas d tude potentiellement n cessaire pr f rable suffisante Dimension de la zone de r utilisation dans le sens X d coulement de la nappe L Param tres d entr e Pluviom trie efficace P X o _ Epaisseur de lanappe e X o Perm abiit R X Gradient hyaraulique X ooo o o
48. ntration mesur e sur luat lors d un essai de lixiviation avec un rapport Liquide Solide de 10 l kg pour les substances inorganiques ou partir de la concentration sur brut pour les substances organiques Etape 2 Prise en compte de la dilution dans la nappe Cette tape permet de prendre en compte en plus du calcul pr c dent le ph nom ne de dilution dans la nappe au droit de la zone de r utilisation Etape 3 Prise en compte des ph nom nes de dispersion adsorption et d gradation Cette tape permet de prendre en compte en plus des ph nom nes pr c dents les ph nom nes de dispersion adsorption et d gradation dans la zone satur e en aval hydraulique de la zone de r utilisation Le pr sent rapport est un guide d utilisation de l outil HYDROTEX et constitue un mode d emploi de la feuille Microsoft Excel BRGM RP 60227 FR Rapport final Guide d utilisation de l outil HYDROTEX Sommaire 1 Objet d finitions et limites du guide 11 Tels 2 0 24 Ni 11 LA DEFINITON Susa R 12 13 LIMIT ES DELECUTLEAYDROTE Aura diana 13 2PEINCIPes genera didas 15 2 PRESENTATION GENERALE ias ita 15 2 2 FONGTIONNALET ES oie 15 2 39 FONCTIONNEMENT octal a a ea 18 3 Utilisa tioN eanas a aeaaeae aaa aaa aaa aaa e touts pet seaheden cious seed ontweeste 21 SINS RAEI AG HO Nica vane cokes da ur one aaa nt ne ne 21 3 2 PRINCIPES D UTILISATION caia 21 3 3 ETAPE 1 CALCUL DE LA CONCENTRATION DANS L EAU DES TER
49. on de stockage de d chets L emprise du site est une unit fonci re d finie par le projet d am nagement d un seul tenant et constitu e d une ou plusieurs parcelles cadastrales dans leur int gralit ou pour partie La zone de r utilisation est la zone situ e l int rieur du site receveur o les terres d apport sont r utilis es 1 3 LIMITES DE L OUTIL HYDROTEX L outil HYDROTEX a t d velopp pour mettre en uvre de fa on pratique la d marche d crite dans le guide m thodologique relatif la r utilisation hors site des terres excav es Blanc et al 2012 afin de v rifier si la r utilisation de terres excav es affecte ou pas la qualit de la ressource en eau souterraine La mise a la disposition de l ensemble des acteurs ou parties prenantes d un outil commun doit permettre l homog n isation des pratiques La qualit de la ressource en eau de surface les aspects sanitaires g otechniques les risques li s lalt ration des mat riaux au contact de certains compos s chimiques qui n entrent pas dans le champ de l outil doivent tre pris en compte conform ment aux r glements et aux normes applicables aux domaines du b timent et des travaux publics L outil HYDROTEX n est pas adapt la prise en compte o de captages pr sents entre la cible et le site receveur susceptibles de modifier les coulements souterrains o d coulements essentiellement r gis par un syst me de fr
50. ont pas pond r s pour les esp ces ionis es ou neutres Veerkamp amp ten Berge 1994 a t retenue soit Ka n acide 1 10 Ka K 7 Koo foc P BRGM RP 60227 FR Rapport final 35 Guide d utilisation de l outil HYDROTEX Param tre relatif la solubilit de la substance Y Solubilit dans l eau de la substance tudi e S Concentration maximale de la substance tudi e qui peut se dissoudre dans l eau exprim e en mg l La concentration calcul e l issue de chaque tape C 1 C2 et Ce est comparer avec la solubilit de la substance tudi e Un message de mise en garde appara t dans le cas o la concentration calcul e est sup rieure la solubilit renseign e Les valeurs issues de la litt rature peuvent tre consid r es comme appropri es cf Tableau 8 USEPA Soil Screening Guidance Technical Background Document TBD EPA document number EPA 540 R 95 12 8 July 1996 Handbook of Environmental Data on Organic Chemicals 5 Ed Verschueren K John Wiley amp Sons 2008 Fiches de donn es toxicologiques et environnementales des substances chimiques de l INERIS http www ineris fr fr rapports d C3 A9tude toxicologie et environnement fiches de donn C3 A9es toxicologiques et environnementales Tableau 8 R f rences utiles l estimation de la solubilit non exhaustif L Annexe 1 fournit un exemple de valeurs pour une soixantaine
51. pe de substance sont apparentes inversement si la case substance inorganique est activ e seules les cellules relatives ce type de substance sont apparentes Param tres relatifs aux terres d apport Les param tres concernant les terres d apport sont ceux correspondant aux terres excav es apr s mise en place sur le site receveur o Substance inorganique Y Concentration mesur e dans l luat lors du test de lixiviation L S 10 1 kg Cluat Cette concentration exprim e en mg l correspond la concentration mesur e pour la substance consid r e lors du test norm NF EN 12457 2 sur un chantillon repr sentatif de terres d apport o Substance organique v Concentration mesur e sur brut Cs Valeur de la concentration exprim e en mg kg mesur e sur un chantillon repr sentatif de terre d apport pour la substance consid r e Y Humidit w Valeur de l humidit pond rale exprim e en correspondant au rapport entre la masse d eau contenue dans un chantillon et la mati re s che de cet chantillon _ masse d eau Mw W masse de solsec Ms v Masse volumique r elle r Valeur exprim e en kg l du rapport entre la masse des constituants solides du mat riau et leur volume masse du solide M 7 volume du solide V BRGM RP 60227 FR Rapport final 25 Guide d utilisation de l outil HYDROTEX La masse volumique d un sol est d termin e par la natu
52. re de ses composants solides et en particulier par leurs masses volumiques respectives La masse volumique des l ments constituant la fraction min rale varie selon le type de min raux pr sents Celle des min raux argileux varie entre 2 0 et 2 65 kg l alors que celle des min raux primaires comme le quartz et le feldspath constituant les fractions silt et sable est de l ordre de 2 5 2 6 kg l La fraction organique poss de quant elle une masse volumique plus faible et relativement constante de l ordre de 1 3 1 4 kg l Les valeurs moyennes de la masse volumique r elle des sols sont ainsi g n ralement comprises entre les valeurs suivantes o sols min raux 2 6 lt r lt 2 7 kg l o sols organiques 1 4 lt r lt 2 0 kg l v Masse volumique apparente s che ra Valeur exprim e en kg l du rapport entre la masse de mat riau sec et le volume apparent de l ensemble des grains masse de mat riau sec M a volume apparent des grains V Le Tableau 1 fournit quelques ordres de grandeur de ce param tre pour diff rents mat riaux Moyenne arithm tique Masse volumique Texture argile limon sable du diam tre des apparente s che particules cm kg 1 san 32 EA o is O moam 1257 66 na oo 14 D sm Loue an ron om us Usa 4667 4567 666 om aa Tableau 1 Ordre de grandeur de la masse volumique apparente s che d apr s USEPA 2004 26 BRGM R
53. rojets d am nagement est pr sent sur la Figure 1 Ce guide d utilisation de l outil HYDROTEX constitue un mode d emploi de la feuille Microsoft Excel cr e dans le cadre de la m thodologie de r utilisation hors site des terres excav es en technique routi re et dans des projets d am nagement BRGM RP 60227 FR Rapport final 11 Guide d utilisation de l outil HYDROTEX ima Es Apr s la phase brgm d identification des fili res I l Usages en technique routi re __ Usages en projets d am nagements _ _ D finition du projet 1 y i de r utilisation Site receveur Site receveur Passage par des installations de transit regroupement de traitement 8 Caract risation du Qualit du so site receveur eceveur maintenue 2 crit re 1 oui Envoi en installations de stockage ISDND ISDI Outils Hydrotex crit re 2 acceptable sur les eaux souterraines et les cosyst mes 2 acceptable sur les eaux souterraines et les cosyst mes Valeurs seuils ou ompatibilite Evaluation du avec l usage 2 risque sanitaire crit re 3 Phase de validation et de finalisation de la d marche oui R utilisation selon l usage Conservation de la m moire R utilisation selon l usage Conservation de la m moire Figure 1 Sch ma des principes de r utilisation hors site des terres excav es Source Blanc et al 2012 Le pr sen
54. s selon l Arr t du 11 janvier 2007 retranscrit dans le Code de la sant publique L annexe parties A et B de l arr t donne les limites et r f rences de qualit pour les eaux destin es la consommation humaine crit res de potabilisation des eaux s il s agit d valuer un site par rapport une ressource en eau non utilis e destin e tre pr serv e en vue d un usage d eau potable ult rieur L annexe II de l Arr t du 11 janvier 2007 donne les limites de qualit des eaux brutes utilis es pour la production d eau destin e la consommation humaine valeurs de qualit des eaux usage agricole ou d abreuvage des troupeaux le syst me d valuation de la qualit des eaux SEQ fournit des seuils de qualit des eaux selon leurs usages Le SEQ eaux souterraines labor par le MEDDTL et les agences de l eau a t mis en place dans le but d valuer la qualit des eaux souterraines en fonction d un certain nombre d usages s lectionn s tels que l irrigation l abreuvage l industrie et l eau potable Les valeurs issues du SEQ irrigation serviront 1 Syst me d valuation de la qualit des eaux souterraines SEQ Eaux Souterraines Rapport de pr sentation Version 0 1 Agences de l Eau MEDD BRGM ao t 2003 e Syst me d valuation de la qualit des eaux souterraines Etudes des agences de l Eau n 80 ISSN 1161 0425 Mars 2002 BRGM RP 60227 FR Rapport final 23 Guid
55. s conservatoires ou la r alisation d une mod lisation plus approfondie permettant par exemple de prendre en compte la zone non satur e 3 6 EXEMPLES D UTILISATION Deux exemples d utilisation de la feuille de calcul HYDROTEX sont pr sent s en Annexe 2 BRGM RP 60227 FR Rapport final 55 Guide d utilisation de l outil HYDROTEX 4 Etude de sensibilit Une tude de sensibilit s av re n cessaire pour chacune des tapes Etape 1 2 et 3 afin o de mettre en vidence les param tres les plus sensibles vis vis des r sultats obtenus o de mettre en vidence la n cessit ventuelle d acqu rir de nouvelles donn es ou d approfondir leur connaissance via une tude bibliographique approfondie l acquisition de donn es de terrain et ainsi r duire l incertitude li e au r sultat o de choisir volontairement une valeur conservatoire pour certains param tres afin de rester majorant o de mieux argumenter le choix des valeurs et donc de renforcer la robustesse du calcul Cette tude de sensibilit peut tre r alis e en majorant et en minorant fortement la valeur du param tre tudi tout en restant dans la gamme des valeurs possibles de ce param tre et de comparer les r sultats obtenus BRGM RP 60227 FR Rapport final 57 Guide d utilisation de l outil HYDROTEX 5 Validation du mod le Dans les cas o il existe un r seau de surveillance des eaux souterraines sur le site receve
56. sation et la substance consid r e Cet outil doit donc tre utilis substance par substance pour une m me zone de r utilisation Le r sultat de chaque tape est exprim sous forme d une concentration en mg l o dans l eau des terres d apport C calcul e l issue de l Etape 1 o dans les eaux souterraines au droit de la zone de r utilisation C 2 calcul e l issue de l Etape 2 o dans les eaux souterraines au niveau de la cible envisag e Ce calcul e a l issue de l Etape 3 Chacune de ces concentrations est compar e avec la concentration cible pour la substance sp cifique tudi e La r utilisation hors site des terres excav es peut tre envisag e dans le cas o concentration calcul e l issue de l une des tapes 1 2 ou 3 est inf rieure concentration cible la la Dans le cas o la concentration pr sente dans la nappe avant r utilisation est sup rieure la concentration cible la r utilisation des terres est carter Dans le cas contraire et si la concentration calcul e l issue de l Etape 1 est sup rieure la concentration cible alors il est n cessaire de passer l Etape 2 Si la concentration calcul e l issue de l Etape 1 est inf rieure la concentration cible deux cas de figure se pr sentent afin de tenir compte de la concentration pr sente dans la nappe avant r utilisation o la concentration pr sente dans la nappe avant r utilisation e
57. sion 2 3 Description of Modifications and Revisions University of California Berkeley Ernest Orlando Lawrence Berkeley National Laboratory 1997 2 gt Risk integrated software for clean ups RISC User s manual 2001 So Montgomery John H 2000 Groundwater chemicals desk references 3rd ed Lewis Publishers p 992 Human Health risk based evaluation of petroleum release sites implementing the working group approach Total petroleum hydrocarbon criteria working group series Volume 3 1997 O BOUR INERIS Hydrocarbures aromatiques polycycliques Donn es d entr e des mod les analytiques ou num riques de transferts dans les sols et les eaux souterraines Synth se bibliographique relative aux param tres Kg sorption et t biod gradation rapport d tude ref INERIS DRC 66244 DESP R02 Programme Transpol 2005 analytiques ou num riques de transferts dans les sols et les eaux souterraines Synth se bibliographique relative aux param tres Ky sorption et t12 biod gradation rapport d tude ref INERIS DRC 08 94669 08132A Programme Transpol 2005 Handbook of Environmental Data on Organic Chemicals 5 Ed Verschueren K John Wiley amp Sons 2008 lt a M Mariot INERIS Solvants chlor s Donn es d entr e des mod les NE lt a Base de donn es Bio sorp http www developpement durable gouv fr INERIS B D P SORP BIO Base de html Fiches de donn es tox
58. sont les donn es de M t o France particuli rement pour P et ETR L ETR peut galement tre calcul e selon des formules empiriques formule de Turc par exemple Le terme R du ruissellement peut tre obtenu partir d tudes hydrologiques et p dologiques de caract risation du ruissellement ainsi que par des observations de terrain caract ristiques des sols drainage agricole R utilisation en sous couche routi re une valeur de 100 mm an est consid rer Bellenfant et al 2009 R utilisation sous b timent une valeur correspondant 5 de la valeur de la pluviom trie est consid rer v Epaisseur de la nappe e Distance exprim e en m entre la surface libre de la nappe et la base de l aquif re Y Perm abilit K Ce param tre exprime la capacit conductrice de l aquif re Il est exprim en m s La valeur de ce param tre peut tre estim e partir de donn es de terrain ou de donn es bibliographiques selon la nature de l aquif re Le Tableau 2 et le Tableau 10 donnent quelques ordres de grandeur de perm abilit pour diff rents mat riaux 3 Le recouvrement avec des mat riaux naturels n est pas consid r comme un rev tement Cette valeur correspond infiltration valu e au travers d un rev tement en bon tat Van Ganse 1978 40 BRGM RP 60227 FR Rapport final Guide d utilisation de l outil HYDROTEX a ES ET SE TC RE E Tableau 10 Valeurs
59. sseur de la zone de j f Epaisseur de la zone de m lange m lange calcul e R sultats Le d tail des calculs est le suivant x x x Z OZE 1 0 EE oo 10 1 e9 DCS 74 Le 0 00005 0 003 10 D KiZ L P C _ 0 00005 0 003 3 4 30 0 04 365 24 3600 0 0664 KiZ C ELE 30 0 04 365 24 3600 0 0664 Co 0 0664 C 2 FD 14 5 Etape 3 L Etape 3 permet de prendre en compte la dispersion et l adsorption du polluant sur la matrice solide dans la nappe En l absence de donn es pr cises sur les conditions de d gradation du benz ne le calcul est conduit en consid rant l hypoth se que le benz ne ne se d grade pas 74 BRGM RP 60227 FR Rapport final Guide d utilisation de l outil HYDROTEX La concentration calcul e dans les eaux souterraines au niveau du captage AEP C 3 0 24 ug l permet d envisager la r utilisation des terres excav es car elle est inf rieure la concentration cible de 1 ug l i a Source utilis e pour d finir la valeur du Param tre d entr e Symbole Valeur Unit E E arame y param tre d entr e Dimension de la zone de r utilisation perpendiculaire au sens d coulement de la nappe S 50 m Largeur du b timent Valeur bibliographique pour un sol de type loamy sand USEPA 2004 Valeur bibliographique pour un sable fin Castany 1992 Masse volumique apparente s che fan y kg l Porosit efficace
60. st inf rieure la concentration calcul e l issue de Etape 1 alors la r utilisation des terres est possible o sinon il est n cessaire de passer l Etape 2 Si la concentration calcul e l issue de l Etape 2 est sup rieure la concentration cible alors il est n cessaire de passer l Etape 3 afin de prendre en compte les ph nom nes suppl mentaires d crits au 2 2 Dans le cas o la concentration calcul e l issue de l Etape 3 est sup rieure a la concentration cible et que les donn es d entr e sont jug es pertinentes alors la r utilisation des terres est carter Si la concentration calcul e l issue de l Etape 3 est sup rieure la concentration cible et que l incertitude li e aux param tres d entr e est jug e trop importante deux cas de figures doivent tre envisag s o la non r utilisation des terres excav es dans le cas consid r 18 BRGM RP 60227 FR Rapport final Guide d utilisation de l outil HYDROTEX o le d clenchement d investigations compl mentaires afin de r duire les incertitudes li es au choix des param tres d entr e et de choisir des valeurs moins conservatoires ou la r alisation d une mod lisation plus approfondie permettant par exemple de prendre en compte la zone non satur e Le principe d utilisation de l outil HYDROTEX peut tre synth tis sous la forme du logigramme de la Figure 6 Cinitiale Ci 2 Cible non Cealcul s Cc1 lt
61. stance H Coefficient de partage sp cifique la substance consid r e entre la phase liquide et la phase gaz La constante renseigner est la constante adimensionnelle La valeur de cette constante pour les substances inorganiques et non volatiles peut tre consid r e nulle Les valeurs issues de la litt rature peuvent tre consid r es comme appropri es Le Tableau 4 fournit quelques r f rences USEPA Soil Screening Guidance Technical Background Document TBD EPA document number EPA 540 R 95 12 8 July 1996 Risk integrated software for clean ups RISC User s manual 2001 Groundwater risk assessment Strategic land planning trust Land at lower Feltham road Feltham Mott MacDonald 2008 Human Health risk based evaluation of petroleum release sites implementing the working group approach Total petroleum hydrocarbon criteria working group series Volume 5 1999 Handbook of Environmental Data on Organic Chemicals 5 Ed Verschueren K John Wiley amp Sons 2008 Fiches de donn es toxicologiques et environnementales des substances chimiques de l INERIS http www ineris fr fr rapports d C3 A9tude toxicologie et environnement fiches de donn C3 A9es toxicologiques et environnementales Tableau 4 R f rences utiles l estimation de la constante de Henry non exhaustif Une valeur faible est majorante vis a vis de l impact sur la ressource en eau Parmi plusi
62. sur le calcul de la concentration dans les eaux souterraines une certaine distance de la zone de r utilisation au niveau de la cible partir de la concentration dans les terres d apport Zone de r utilisation des Pr cipitations Cible vis vis des eaux terres excav es souterraines Zone non satur e Zone satur e Sens d coulement des eaux souterraines gt bror poar ane Torre durabla Figure 2 Sch ma de principe L int r t principal de cet outil r side dans la prise en compte des particularit s et caract ristiques o de la zone de r utilisation des terres excav es dimensions type de mat riau o du milieu de transfert hydrog ologie recharge pluviom trique o des cibles prot ger captage d alimentation en eau potable en eau industrielle 2 2 FONCTIONNALITES Trois tapes correspondant chacune un onglet de la feuille de calcul Etape 1 Etape 2 et Etape 3 permettent de prendre en compte successivement diff rents ph nom nes d att nuation des concentrations dans la zone satur e BRGM RP 60227 FR Rapport final 15 Guide d utilisation de l outil HYDROTEX Chaque tape se base sur les r sultats de l tape pr c dente en int grant la prise en compte de m canismes suppl mentaires Quelle que soit l tape de calcul la d marche adopt e reste conservatoire car l att nuation des concentrations dans la zone non satur e n est jamais prise en
63. t guide d crit les diff rentes fonctionnalit s de l outil HYDROTEX et les principes g n raux n cessaires son utilisation 1 2 DEFINITIONS Le sol est la couche sup rieure de la cro te terrestre compos e de particules min rales de mati re organique d eau d air et d organismes vivants Le sol est une formation structure meuble d paisseur variable h t rog ne qui r sulte de l alt ration des roches et de la d gradation des mati res organiques sous l influence d agents biologiques chimiques et physiques Le terme terre excav e au sens de cette d marche correspond au sol excav qui peut comporter des remblais h t rog nes apport s au fil des ans Les terres d apport correspondent aux terres excav es apport es sur le site receveur en vue de leur r utilisation La cible envisag e dans le cadre de la pr sente d marche correspond au r cepteur situ dans la zone satur e par exemple captage d alimentation en eau potable au 12 BRGM RP 60227 FR Rapport final Guide d utilisation de l outil HYDROTEX niveau duquel une diminution de la qualit des eaux souterraines li e l utilisation des terres excav es pourrait potentiellement tre observ e Le site receveur est le site o les terres excav es sont r utilis es sous r serve qu elles respectent les crit res d finis dans le pr sent guide selon les usages consid r s Le site receveur n a pas le statut d une installati
64. tilisation hors site de terres excav es est envisag e en techniques routi res sous un parking de 2 500 m 50 m x 50 m Des tests de lixiviation r alis s sur 3 chantillons repr sentatifs des terres excav es ont r v l des concentrations en baryum dans l luat de 2 1 3 0 et 2 2 mg l Le site receveur est localis au droit d un aquif re compos de sables fins et 550 m en amont hydraulique d un captage d alimentation en eau potable Etape 1 Une concentration de 700 ug l est utilis e comme concentration cible conform ment l usage de la nappe pour la production d eau potable et la valeur seuil r glementaire Arr t du 11 janvier 2007 Le suivi de la qualit de l eau de la nappe proximit du site receveur permet de renseigner une concentration nulle en baryum La concentration maximale mesur e lors des tests de lixiviation est retenue dans le calcul La concentration calcul e dans l eau des terres d apport tant sup rieure a la concentration cible retenue il est n cessaire de passer l Etape 2 Source utilis e pour d finir la valeur du param tre d entr e Annexe de l Arr t du 11 janvier 2007 Cible 0 7 mg l Limite R f rence de Qualit des eaux de consommation Param tre d entr e Symbole Valeur Unit Concentration cible envisag e pour la substance tudi e Concentration pr sente avant r utilisation a le site d tude Ci mg l Valeur issue de la banque de donn es ADES Substance
65. transport 2007 Washington state department of Ecology An assessment of laboratory leaching tests for predicting the impacts of fill material on groundwater and surface water quality a report to the legislature Publication n 03 09 107 2003 Fiches de donn es toxicologiques et environnementales des substances chimiques de lr INERIS http www ineris fr fr rapports d C3 A9tude toxicologie et environnement fiches de donn C3 AY9es toxicologiques et environnementales Tableau 13 R f rences utiles l estimation du Kg non exhaustif La litt rature fournit pour une m me substance des valeurs tr s diff rentes s talant sur plusieurs ordres de grandeur Ceci est li la forte d pendance du Kg aux propri t s du sol pH teneur en mati re organique teneur en argile Le choix d une valeur de Kg issue de la litt rature doit donc tre justifi par une grande similarit des conditions environnementales notamment du type de sol et du pH Une valeur de cette constante faible est majorante vis a vis de l impact sur la ressource en eau Parmi plusieurs valeurs nous recommandons donc de retenir la valeur la plus faible 48 BRGM RP 60227 FR Rapport final Guide d utilisation de l outil HYDROTEX Si les incertitudes demeurent fortes les valeurs suivantes sont recommand es AS 50 A BA 2 Tableau 14 Valeurs de Kd recommand es d apr s Technical Adaptation Commite
66. u coefficient de partage carbone organique eau Koc pour quelques substances BRGM RP 60227 FR Rapport final 63 Guide d utilisation de l outil HYDROTEX Solubilit Constante de r Henry 27 C Koc l kg dans l eau mg l leans dimension _ L1 Dichloro thylene 400 6260 646 _____ T trachloro thyl ne 150 0923 661 _ T trahydrofurane 300000 0 00447 676 o 57 92 o 92 92 0 0927 0 269 2 1 1 3 5 2 1 1 xylene 200 0 281 0 45 2 Arochlor1254 0 012 0014 o Arochlor1260 00027 00138 gt 1 4 Dichlorobenz ne 80 00642 1175 _ ___2 3 4 6 T trachloroph nol 1000 gt 100 __ 00 90 50 50 52 00 15 00 70 98 BRGM RP 60227 FR Rapport final 65 Guide d utilisation de l outil HYDROTEX RTS Constante de Solubilit Substance dans l eau g l Henry 27 C Koc I kg sans dimension lore 190 000311 7 3 Phenol 84000 0 000317 141 pas de donn es Source VLEACH a one dimensional finite difference vadose zone leaching model version 2 2 developed for USEPA Center for Subsurface Modeling Support 1997 66 BRGM RP 60227 FR Rapport final Guide d utilisation de l outil HYDROTEX Annexe 2 Exemples d utilisation de l outil HYDROTEX BRGM RP 60227 FR Rapport final 67 Guide d utilisation de l outil HYDROTEX Exemple 1 R utilisation hors site de terres excav es sous un parking La r u
67. ur une comparaison et un calage entre les donn es de terrain et les calculs pourra tre tablie Dans la mesure o le mod le retenu ne simule pas avec une pr cision suffisante le ou les processus pour lesquels il a t con u l expert r valuera ind pendamment ou conjointement le choix du mod le la quantit et la qualit des donn es disponibles La pertinence des param tres retenus devra tre justifi e tout particuli rement lorsque les jeux de donn es retenus pour ces param tres ont pour cons quence une valuation moins conservatoire comme par exemple dans le choix de la prise en compte de la d gradation lors de l Etape 3 Les donn es de terrain devront tre privil gi es comme param tres d entr e du mod le par rapport des valeurs recueillies dans la litt rature scientifique En l absence de donn es de terrain permettant de replacer les r sultats du mod le dans le contexte du site l avis de l expert pr vaudra Si l incertitude sur les param tres d entr e est jug e trop importante alors la r utilisation des terres excav es ne pourra pas tre envisag e sur la base de ces seuls calculs La r utilisation des terres dans un tel contexte devra tre cart e ou r examin e partir d une autre approche tude compl mentaire dans la mesure o celle ci pourra tre jug e pertinente BRGM RP 60227 FR Rapport final 59 Guide d utilisation de l outil HYDROTEX 6 Bibliographie
68. x d une valeur de cette constante faible constitue une hypoth se majorante vis vis de l impact sur la ressource en eau Parmi plusieurs valeurs nous recommandons donc de retenir la valeur la plus faible 5 Ce temps de transport correspond au temps retenu dans le cadre de la d finition des p rim tres de protection rapproch s des captages d alimentation en eau potable 46 BRGM RP 60227 FR Rapport final Guide d utilisation de l outil HYDROTEX o Pourcentages de la distance entre la cible et la zone de r utilisation Les dispersivit s longitudinale a transversale a et verticale a sont calcul es comme suit a a a eta 10 gt 100 1000 o Valeurs calcul es d apr s Xu amp Eckstein 1995 Les dispersivit s longitudinale a transversale ay et verticale a sont calcul es comme suit a 0 83 log x 2 4 a et a As Gog x 710 100 Si l extension verticale du panache calcul e comme tant la somme de la zone de m lange et de la dispersivit verticale d finie ou calcul e est sup rieure l paisseur d finie l aquif re un message de mise en garde appara t II convient alors de diminuer la dispersivit verticale et ou l paisseur de la zone de m lange Param tres relatifs l interaction polluant matrice solide dans la nappe Plusieurs moyens sont disponibles afin de renseigner le coefficient de partage sol eau Ka ll est possible de choisir

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