Optimisation of the hydro-bio-mechanical performances of a bioreactor landfill: field-scale study
OPTIMISATION DES PERFORMANCES HYDRO-BIO-MECANIQUES D'UNE ISDND* EXPLOITEE EN MODE BIOREACTEUR : ETUDE A l'ECHELLE DU SITE
Résumé
Two ways of optimising waste biodegradation in a bioreactor landfill have been studied: how to set-up the waste
so that the kinetic of biodegradation is increased, and how to inject leachate. To achieve this, two full-scale
experimental areas have been instrumented; modelling and laboratory work enable to better understand the
occurring phenomena.
To study the impact of waste placement, nine test cells of 1700 m3
were filled with different procedures
(compaction, shredding and lift thickness). The instrumentation allowed to follow qualitatively the onset of
methanogenesis, and to distinguish some steps of the biodegradation process en consequently to determine the
relative influence of the different placement procedures. The three tested procedures appeared to be interesting
on the short term. Follow up of the project on a longer term will enable to check this tendency.
The study regarding waste injection optimisation has been realised on a full-scale landfill cell. The injection
system implemented is a network of buried injection pads, filled with a drainage material. Whereas the type of
filling material does not influence the injection system performances, underlying waste properties seem to rule
leachate fluxes. A reduction of the performances with repeated injections unlighted a potential clogging of the
injection systems or a decrease of the underlying waste permeability.
Deux thématiques principales ont été développées dans cette thèse : l’optimisation de la mise en place des
déchets pour un meilleur démarrage de la biodégradation et l’optimisation de l’injection de lixiviats. Pour cela,
deux zones expérimentales en conditions de stockage réelles ont été instrumentées ; la modélisation et des
expériences en laboratoire ont également contribué à la compréhension des phénomènes en jeu.
Concernant l’optimisation de la mise en place des déchets, neuf mini-casiers de 1700 m3 ont été remplis selon
des modalités de broyage, compactage et d’épaisseur de couches différentes. L’instrumentation mise en place a
permis de suivre qualitativement le démarrage de la méthanogenèse, et notamment de distinguer certaines phases
du processus de biodégradation et d’évaluer l’impact relatif des différentes modalités de placement. Ainsi, les
trois modalités testées semblent intéressantes pour améliorer les conditions de stockage du déchet. Un suivi sur
le plus long terme permettrait de confirmer ces tendances.
L’étude d’optimisation de la recirculation a été réalisée à l’échelle d’un casier d’ISDND. Le système d’injection
testé est un réseau de bassins drainant enterrés. L’instrumentation mise en place ainsi qu’une modélisation des
écoulements, ont permis d’en évaluer le fonctionnement. Alors que le type de matériau drainant utilisé
n’influence pas les performances de ces systèmes, les propriétés du déchet directement sous-jacent semblent
régir les écoulements. Une diminution des performances au fur et à mesure des injections met en évidence un
potentiel colmatage des systèmes ou une diminution de la perméabilité du déchet sous-jacent.
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