Intéractions physico-chimiques du rejet en mer

Cahier des charges du binôme Douinot-Pinteaux

Contexte de l'étude

Dans le cadre de l’étude physico-chimique du rejet de résidus en mer, la composition exacte de l’effluent rejeté constitue la base du travail à réaliser. Or, d’après nos recherches d’avant projet, c’est aussi l’information la plus protégée par les secrets industriels. De ce fait, nous ne nous attarderons pas à connaître précisément la composition. Nous nous intéresserons plutôt à faire l’étude à partir d’une composition de base et étudier la sensibilité des impacts générés vis à vis de variations de la composition.

Objectifs

Deux problématiques feront l’objet de notre étude :

  • Tout d’abord, une première partie portera sur l’impact du rejet sur le pH de l’eau de mer. Les résidus sont en effet susceptibles d’être basiques puisque le procédé de transformation de l’alumine se réalise à l’aide de soude. L’évolution du pH au niveau du rejet sera étudiée, ainsi que les conséquences quand à la spéciation des éléments chimiques.
  • Puis selon la composition de l’effluent, le devenir de 2 à 3 composants (vraisemblablement le vanadium, le chrome, le titane) du rejet fera l’objet d’une seconde partie.  Il s’agira ici, de référencer les différents réactions possibles (complexation, adsorption, dissolution, sédimentation) et d’en déduire la spéciation des éléments chimiques dans le dépôt mais aussi dans les résidus en suspension.
Déroulement du travail

Le travail à effectuer a été réparti en 4 étapes distinctes :

Etape 1 : Recherches bibliographiques. L'objectif de cette étape est d'acquérir les données nécessaires à notre étude à savoir :

  • la composition chimique de l'effluent, la densité, le pH, l'alcalinité,
  • la composition chimique de l'eau de mer au niveau du rejet, densité, pH, alcalinité,
  • les caractéristiques générales des principaux composants de l'effluent (condition de complexation, degré d'oxydation, adsorption).

Pour ce faire, l'aide de nos contacts scientifiques, à la fois de l'entreprise mais aussi des laboratoires Ifremer et GET nous seront indispensables.

 

Etape 2 : Etude de l'influence du pH du rejet industriel. Il s'agit de répondre aux objectifs suivants :

  • identifier les éléments basiques de l'effluent,
  • évaluer l'étendue spatiale de l'influence du rejet sur le pH de l'eau de mer,
  • identifier les modifications de la spéciation chimique des résidus du rejet au contact de l'eau de mer.

Le logiciel PhreeqC sera principalement utiliser pour étudier l'évolution de la spéciation chimique. En parallèle, nous travaillerons en commun avec le second binôme sur telemac 3D pour caractériser la concentration spatiale en ion oxonium.

 

Etape 3 : Etude du devenir de 2 à 3 éléments de la composition chimique de l'effluent. A partir de la bibliographie effectuée, les objectifs sont les suivants  :

  • identifier la spéciation des éléments étudiés dans la suspension
  • identifier les réactions possibles sur le dépôt (adsorption, complexation, diffusion)
  • caractériser l'évolution du dépôt d'après la cinétique des réactions identifiées

Il s'agit ici de caractériser à la fois l'impact direct du rejet, mais aussi l'évolution à long terme des composants déposés.

 

Etape 4 : Interprétation et mise en commun des résultats

Une dernière étape permettra de synthétiser nos résultats et harmoniser nos travaux avec les travaux de l'ensemble du groupe.

 

Planning prévisionnel

Les étapes 2 et 3 sont indépendantes ce qui nous permettra de travailler parallèlement les deux axes d'études. L'agenda de l'étude est présent ici : Diagramme de Gantt