Ce projet, mené par Fanny COUTELOT dans le cadre de sa thèse, a permis au travers de l’étude des flux de métaux en colonne non saturée, de réaliser des améliorations sur les techniques de prélèvement et de relier les flux de métaux aux résultats des tests de lixiviation classiques. A l’aide de la microscopie électronique, les processus d’immobilisation lors de l’ajout d’hydroxyapathite ou de grenaille d’acier ont put être décrits.

L’objectif de cette thèse a été de proposer une méthode de mesure des flux qui permette de simuler au mieux les conditions naturelles des transferts des éléments traces vers les nappes. Pour cela, nous avons mis au point une colonne de laboratoire non-saturée.

Dans un premier temps, nous avons pu montrer que l’estimation des flux d’eau faite classiquement à l’aide de bougies poreuses entrainait un biais et qu’il était donc nécessaire de récupérer tous les flux provenant du bas de la colonne pour avoir une estimation fiable. Ceci nous a conduit à proposer l’utilisation de lysimètres colonne sur le terrain.

Dans un deuxième temps nous avons testé l’utilisation des techniques de lixiviation classiques (batch et colonne ascendante) pour estimer les flux dans la colonne non saturée. Il s’avère que dans certains cas l’extrapolation est possible directement ou avec une étape de modélisation. Cependant lorsque le devenir du métal est dépendant du potentiel redox il est nécessaire de faire des expériences dans diverses conditions et en colonne pour pouvoir réaliser une extrapolation.

Finalement, l’effet d’amendements minéraux sur la mobilité des éléments traces a été mesurée sur deux sols contaminés. Nous avons étudié la lixiviation de ces éléments suite à l’apport d’amendements : de l’hydroxyapathite et de la grenaille d’acier en utilisant les colonnes de sol développés précédemment. L’étude de la localisation des éléments traces sur les minéraux nouvellement formés suite à l’apport de ces amendements minéraux et leur interaction avec les constituants minéraux d’origine des sols (microscopie couplée à des spectromètres de fluorescence X) nous a permis de comprendre et de déterminer les réactions mises en jeu au cours de la lixiviation de ces éléments. Ainsi, l’apport d’hydroxyapatite (HA) et de grenaille d’acier (GA) ont permis de diminuer significativement les concentrations en Cd, Zn dans les lixiviats. En revanche, l’apport de HA et GA aux sols augmente significativement la libération de As (dans le cas de HA) et Pb suite a l’apport de GA et HA. Les phases minérales porteuses de ces éléments traces, ont pu être caractérisées et ainsi les mécanismes responsables de l’immobilisation ou du relargage ont pu être identifiés.