Planter des couvertures de décharge

Jul 24, 2023

Les couvertures de sol sont utilisées pour réduire la quantité d'eau qui s'infiltre dans les dépôts de déchets dans les décharges. La réduction du volume d’eau infiltrante diminue la quantité de lixiviat généré et le risque de contamination des eaux souterraines.

Généralement, les couvertures de sol sont conçues avec des matériaux à faible conductivité hydraulique, tels que des barrières d'argile compactée, des revêtements géosynthétiques en argile (GCL) ou des revêtements membranaires flexibles (FML), également appelés géomembranes (GM). Cette philosophie de conception est souvent appelée une approche « imperméable » ou « parapluie ». Il a été démontré que les couvertures-barrières perdent leurs qualités imperméables au fil du temps en raison de l'influence des variations climatiques sur l'intégrité du système de revêtement.

Une alternative consiste à concevoir des couvertures de décharge en utilisant une approche de bilan hydrique pour exploiter la capacité de stockage de l’eau des sols à texture plus fine et riches en matières organiques et la capacité d’élimination de l’eau de la végétation. Ce type de couverture est appelé couverture évapotranspiration (ET) ou couverture bilan hydrique.

Les couvertures ET de décharge peuvent également être décrites comme des couvertures de décharges végétalisées dont le but principal est de contrôler l'infiltration des précipitations dans la zone de déchets grâce à des mécanismes d'équilibre hydrique, y compris l'évaporation et la photosynthèse, au lieu du mécanisme résistif utilisé par les couvertures de barrière conventionnelles, selon une étude. article de William H. Albright et d'autres en 2010.

Les variables qui peuvent être manipulées lors de la conception des couvertures ET sont la végétation, les propriétés du sol et l'épaisseur des couches de sol. Une combinaison appropriée de ces variables est nécessaire en fonction du climat local pour garantir une conception appropriée, selon un document de recherche de Mark Ankeny et d'autres en 2000. Par conséquent, la clé dans la conception des couvertures ET est de fournir suffisamment de sol pour stocker l'eau pendant la végétation. mois de dormance afin que l'eau stockée puisse être libérée pendant la saison de croissance des plantes.

Ces types de couvertures ont été largement utilisés, en particulier dans les régions arides et semi-arides, selon l'article d'Albright de 2010. En général, les couches de couvertures ET sont conçues avec des sols capables de supporter des plantes avec des systèmes racinaires hautement répartis et une grande quantité de contenu organique. Les racines et la végétation sont également connues pour être des milieux appropriés pour une bactérie naturelle appelée méthanotrophes, qui est connue pour oxyder les gaz de décharge, y compris le méthane, en dioxyde de carbone, car elles possèdent l'enzyme méthane mono-oxygénase, qui leur permet d'utiliser le méthane comme agent. source d’énergie et une source importante de carbone.

Plusieurs études antérieures sur l’oxydation du méthane des décharges dans le sol ont démontré sa capacité en tant que mécanisme à réduire les émissions de méthane provenant des surfaces des décharges. Cependant, la capacité du sol de couverture de décharge à oxyder le méthane dépend à la fois des propriétés physiques et chimiques des matériaux de couverture de décharge, telles que le type de sol, la teneur en humidité, la densité et la teneur en matières organiques et en éléments nutritifs. De plus, les conditions environnementales telles que la température et les précipitations peuvent affecter la capacité des sols de couverture des décharges à oxyder le méthane.

Il a également été rapporté que les niveaux d’oxydation du méthane dépendent de l’ampleur de la charge de méthane provenant de la masse de déchets dans le profil du sol. Parce que toutes ces variables existent, des modèles mathématiques ont été développés pour estimer l’oxydation du méthane dans les sols des décharges en simulant le transport de l’eau, de la chaleur et du gaz, ainsi que l’oxydation biologique dans divers climats.

L’un de ces modèles a été développé par une équipe de recherche du Florida A&M University-Florida State University College of Engineering : le modèle d’émissions de surface des décharges (LandSEM). LandSEM combine les flux d'eau et de chaleur avec le transport et l'oxydation des gaz dans les profils de sol de couverture dans toutes les conditions climatiques et dans différentes conditions de charge en méthane. La dernière version du modèle a été regroupée via une interface utilisateur graphique. Le nouveau modèle LandSEM comprend quatre modules principaux :

Des recherches antérieures ont utilisé LandSEM pour développer une technique permettant d'estimer l'étendue de l'oxydation biologique du méthane dans tout profil de sol de couverture donné installé sur des décharges à travers les zones climatiques du bassin méditerranéen, les couvertures ET sous les différents climats de Californie et les couvertures ET, appelées phyto -des couvertures, à construire dans différentes écozones d'Australie. Dans toutes ces études, LandSEM a été utilisé pour développer des corrélations entre le pourcentage d'oxydation du méthane et le pourcentage de méthane s'échappant du système de collecte de gaz vers le fond du profil du sol dans différentes conditions microclimatiques, en tenant compte des précipitations quotidiennes, de la température moyenne de l'air et de la pression barométrique.