InSiTrate

Les résultats de l’usine pilote sont prometteurs, atteignant des pourcentages d’élimination de la concentration en nitrates supérieurs à 80%. L’installation de traitement in situ est automatique et ne génère pas de déchets qui doivent être traités ou éliminés ultérieurement.

Le projet InSiTrate n’est pas une action de gestion mais une application technologique qui nécessite certaines conditions hydrogéologiques de l’aquifère pour son bon fonctionnement. Cependant, son approche locale, son faible coût et sa grande efficacité en font une référence intéressante pour le traitement des eaux souterraines.

Entité responsable

Eurecat, Centre technologique de Catalogne, favorise la compétitivité des entreprises et le bien-être de la société par la recherche appliquée et l’innovation.

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Eurecat est le principal centre technologique de Catalogne et la deuxième organisation privée d’Espagne en matière de collecte de fonds H2020. Il s’agit d’une entité spécialisée dans l’offre de services de R&D appliquée, technologique, de formation hautement spécialisée, de conseil technologique et d’événements professionnels pour les entreprises de tous les secteurs. Elle a participé à plus de 200 grands projets de consortium nationaux et internationaux de R&D&I de haute valeur stratégique et possède 88 brevets et 7 spin-offs.

Eurecat développe et optimise des technologies et des processus pour améliorer la gestion de l’eau, du sol et de l’air, ainsi que des ressources associées. Le centre mène des projets de recherche, de développement et d’innovation avec des entreprises de tous les secteurs pour améliorer la durabilité économique, environnementale et sociale.

Le centre utilise des outils de modélisation et d’expérimentation avancés à différentes échelles (laboratoire, usine pilote et échelle réelle) pour développer et valider de nouvelles technologies et leurs applications. Il travaille avec un large éventail de technologies de traitement des polluants pour limiter leur présence dans le milieu naturel, ainsi que pour récupérer les ressources en eau et soutenir la transition vers une économie circulaire.

L’expérience de l’Unité Eau, Air et Sol, combinée aux capacités des différentes unités technologiques d’Eurecat, permet d’apporter des solutions à des problèmes complexes et spécifiques dans un large éventail de secteurs : traitement de l’eau, industries chimiques, agroalimentaires, pharmaceutiques ou de base et biens d’équipement, entre autres.

Dans le secteur de l’eau, les principaux objectifs sont :

1. Le développement et l’optimisation de : La gestion de l’eau et des ressources associées, les procédés d’élimination des composés traces et/ou récalcitrants, le traitement des effluents et les technologies de traitement in-situ et ex-situ.

2. Procédés avancés de séparation, traitement biologique, oxydation avancée, électrochimique et désinfection pour le traitement des liquides.

3. Identification et évaluation des possibilités d’améliorer l’efficacité et de mettre en œuvre une économie circulaire.

4. Identification et développement de procédés de recirculation et de réutilisation en cascade dans les processus industriels.

5. Récupération des ressources en eau et des effluents liquides (nutriments, énergie, matières premières).

6. Outils de surveillance, de prédiction et d’assurance qualité dans les réseaux de distribution.

7. Études, modélisation et simulation du comportement et de la mobilité des polluants dans les sols et les eaux souterraines.

8. Procédés de biorémédiation avec des nanoparticules, atténuation naturelle contrôlée, barrières perméables réactives, oxydation chimique, stripping, etc.

9. Valorisation des déchets / sous-produits pour l’amélioration des propriétés physico-chimiques du sol.

Explication détaillée

Les technologies conventionnelles les plus couramment utilisées pour l’élimination des nitrates nécessitent d’abord l’extraction de l’eau pour un traitement ultérieur. Les technologies ex situ sont coûteuses et peuvent générer des sous-produits indésirables (déchets). Le projet Life+ InSiTrate montre la faisabilité d’une technologie in situ basée sur le processus de biorémédiation induite.

Les objectifs de Life+ InSiTrate étaient :

1. Démontrer à l’échelle pilote la faisabilité de la technologie de biorémédiation in situ des eaux souterraines contaminées par les nitrates pour la production d’eau potable.
2. Le développement d’un outil innovant de conception et de prédiction basé sur un modèle mathématique qui décrit le processus de biorémédiation in situ dans n’importe quel aquifère et aide à la conception de stratégies de remédiation optimales pour d’autres sites.
3. L’étude de la faisabilité de la technologie in situ du point de vue technique, environnemental et économique, et la comparaison de cette technologie avec d’autres existantes en utilisant les mêmes indicateurs.

Figura 2: Esquema planta piloto de Sant Andreu de Llavaneres. Recuperado de Layman’s Report

4. Promouvoir l’acceptation sociale de cette technologie et encourager la participation des parties prenantes et des groupes de travail au développement de la technologie.

5. L’étude de l’extrapolation de la technologie dans d’autres sites européens spécifiques pour démontrer son application potentielle.

Le processus de biorémédiation induite consiste en l’accélération du processus naturel de dénitrification par les micro-organismes présents dans l’aquifère affecté. Les nitrates sont transformés en azote gazeux par une séquence de réactions de réduction microbienne. Dans ce cas, l’injection de matière organique (acide acétique) dans l’aquifère induit une biorémédiation.

Pour réaliser le projet et construire l’usine pilote, une caractérisation hydrogéologique et chimique de l’aquifère (InSiTrate, n.d.) a été effectuée.

L’outil IST-InSiTrate est un instrument utile pour la prise de décision. Il simule le processus d’assainissement sous les différentes stratégies d’injection et caractéristiques hydrogéologiques afin d’identifier la configuration optimale des usines de dénitrification (InSiTrate, n.d.). En outre, il facilite la conception et la stratégie d’assainissement de l’aquifère, en définissant la configuration et les paramètres de fonctionnement de l’usine. (InSiTrate, 2017).

Description de la presse pilote

L’installation comporte deux puits d’injection (I1 et I2 ; Figure 2), un puits d’extraction à une distance de 30 m de I1 et I2, et trois piézomètres (P1, P2 et P3).

Les résultats du projet démontrent la réduction de la concentration de nitrate entre 80-100% dans les puits de surveillance et environ 30% dans les puits d’extraction.

Le principal problème était le bioclogging qui a été résolu en injectant la matière organique par impulsions et en effectuant des nettoyages périodiques.

La projection sociale pour mettre en œuvre des technologies innovantes était essentielle. Des approches ouvertes et une collaboration étroite entre les groupes de recherche et les groupes d’intérêts sociaux impliqués ont été nécessaires, générant une approche participative et intégrée au contexte social. Le plan de communication et de diffusion a été structuré en une série de tâches visant à informer les citoyens des objectifs et du développement du projet en plus de faciliter les résultats obtenus.

La technologie au niveau commercial exige que le système soit mis à l’échelle, pour cela l’installation de 5 puits d’injection est nécessaire pour créer la zone de réaction où la dénitrification sera accélérée (I. Jubany et al 2019).