Oxygen diffusion and consumption in unsaturated cover materials

Dans plusieurs problèmes de géotechnique environnementale, les ingénieurs doivent analyser des situations d'écoulement simultané d'eau et de gaz. C'est typiquement le cas lorsque des couvertures en sol sont conçues pour des sites d'entreposage de rejets. Étant placés bien au- dessus de la surface phréatique, les matériaux de recouvrement sont non saturés, et ils peuvent permettre à des composés gazeux (tels que l'air et le méthane) d'entrer ou de s'échapper du site. Comme c'est le cas avec l'eau, le flux de gaz doit habituellement être contrôlé par le recouvrement. Une application particulière à cet égard concerne les couvertures construites pour limiter le flux d'oxygène vers les résidus miniers sulfureux, qui peuvent générer un lixiviat acide. Dans cet article, les auteurs présentent une a pproche pour évaluer ce flux et les paramètres de contrôle, incluant le coeffi cient de diffusion effectif D e et le coefficient du taux de réaction (ou de consommation) K r . Un procédé expérimental pour la mesure simultanée de ces deux paramètres en laboratoire est décrit, et une procédure d'in terprétation avec quelques résultats d'essais sont présentés. Des solutions analytiques sont de plus développées pour calculer le flux d'oxygène à travers des systèmes de recouvrement. Ces solu tions sont comparées aux résultats obtenus d'un traitement numérique des lois de Fick modifiées . Diverses applications spécifiques de la méthode de conception des barrières à l'oxygène sont présentées et discutées.