Brevet FR2274741A1 — publié le 19760109

Dans ces dernières années, la pollution est devenue un problème croissant auquel ont å faire face toutes les nations du monde. Parmi ces problèmes de pollution qui se sont le plus accrus, on peut citer les problèmes de la pollution de l'eau et de l'élimination des eaux contaminées. Jusqur présent, les lagunes et autres zones de retenue d'eau formées à partir du sol ont été utilisées de maniere extensive pour le contrôle de la pollution et en vue d'éviter l'infiltration de liteau contenue dans ces zones de retenue d'eau, on a mélangé de la bentonite avec le sol formant les zones de retenue. ta bentonite est normalement efficace parce qu'elle gonfle en contact avec l'eau en remplissant les cavités qui se trouvent dans le sol.Donc,la bentonite a constitué une solution satisfai sante pour contenir l'eau qui n'était pas très fortement contaminée avec des résidus industriels solubles dans l'eau ; cependant, lorsque l'eau est contaminée avec ces déchets industriels, l'utilisation de la bentonite ntempêche pas par elle-même l'infiltration de lteau à travers le sol parce que la plupart des déchets industriels provoquent la désagrégation de la bentonite. Pour éviter l'infiltration de l'eau contaminée avec des quantités relativement faibles de ces déchets industriels (pas plus de 2,3 7. dans le cas de chlorure calcium), on a proposé une hydratation préliminaire de la bentonite avant sa mise en contact avec l'eau contaminée. Ceci a été relativement satisfaisant avec l'eau contenant de très faibles quantités de ces déchets industriels solubles dans l'eau, mais lorsque l'eau contient des quantités importantes de chlorure de calcium (et plus de 4 X de chlorure de sodium), l'infiltration a encore lieu. Dans la mesure où une quantité assez grande d'eau contient des déchets industriels solubles dans l'eau, il apparat facilement que lton souhaite dans la technique trouver un procédé pour retenir l'eau qui est fortement contaminée avec ces déchets industriels solubles dans l'eau. La demanderesse a découvert de façon surprenante selon l'invention une composition qui, ajoutée au sol, empoche l'infiltration de l'eau lorsque l'eau contient de grandes quantités de résidus industriels de sels inorganiques solubles dans l'eau, tels que les chlorures, les sulfites et les sulfates solubles dans l'eau. En conséquence, l'un des principaux objets de l'invention est un procédé pour former des bassins et autres zones de retenue d'eau ne permettant pas l'infiltration de l'eau contenant des déchets industriels inorganiques solubles dans l'eau. L'invention a également pour objet une composition qui, ajoutée au sol, empêche l'infiltration dans le sol de l'eau contaminée avec des déchets industriels solubles dans l'eau. L'invention a également pour objet un sol contenant un additif qui est utile pour former des bassins et des zones de retenue d'eau ne permettant pas l'infiltration de l'eau contenant de grandes quantités de déchets industriels solubles dans l'eau. L'invention concerne encore une composition d'étanchéification du sol contenant comme ingrédients essentiels de la bentonite, un certain type de dispersant soluble dans l'eau et un certain type de polymère soluble dans l'eau. L'invention concerne encore un procédé pour former des zones de retenue d'eau constituées par le sol, lesdites zones de retenue d'eau étant capables de retenir l'eau contaminée avec des déchets industriels solubles dans l'eau sans infiltration à travers le sol, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : on forme un mélange du sol et d'une composition d'étanchéification composée de bentonite, d'un agent dispersant soluble dans l'eau et d'un polymère soluble dans l'eau, on forme un bassin retenant l'eau dans ledit sol et on hydrate la bentonite contenue dans le sol par mise en contact avec de l'eau sensiblement non contaminée par des déchets industriels solubles dans l'eau. L'invention a encore pour objet un procédé pour traiter la bentonite de manière qu'elle ne se désagrège pas lorsqu'on la met en contact avec de l'eau contenant des déchets industriels solubles dans l'eau consistant en chlorures, sulfates et sulfites inorganiques solubles dans l'eau. D'autres objets de l'invention apparattront à la lecture de la description qui suit, dans laquelle les parties et les pourcentages s'entendent tous en poids sauf indication contraire. Comme on l'a indiqué ci-dessus, l'invention concerne une composition contenant de la bentonite, un dispersant soluble dans l'eau et un polymère soluble dans l'eau, ladite composition étant utile pour empecher les fuites dans les zones de retenue d'eau pour les eaux contaminées formées à partir du sol. On notera que dans la présente description le terme "sol" désigne le sable, l'argile, la terre végétale, etc. On ne spécifie à aucun moment le type de sol utilisé dans la présente invention puisque la composition d'étanchéification décrite gonfle et remplit les cavités contenues dans les sols les plus poreux, par exemple le sable siliceux à grosses particules. La bentonite utilisée selon l'invention est du type qui s'hydrate en présence d'eau, c'est-à-dire qu'elle gonfle en présence d'eau. Une bentonite préférée est la bentonite de sodium qui est fondamentalement une argile de montmorillonite hydrstable contenant des ions sodium comme ions échangeables prédominants. Cependant, la bentonite utilisée selon l'invention peut également contenir d'autres cations, tels que magnésium et fer. Le cation particulier contenu dans la bentonite n'est pas essentiel; ce qui est important est le cation susceptible entre remplacé ou échangé. Comme on l'a noté plus haut, la bentonite de sodium gonfle dans l'eau et elle est donc le type de bentonite le plus utile pour les buts de l'invention. Pour que la bentonite evite les fuites et infiltrations d'eau contaminée avec des sels industriels solubles dans liteau, tels que chlorure de sodium ou de calcium, il est absolument nécessaire que la composition d'étanchéification du sol contienne un certain type de dispersant soluble dans l'eau et un polymère soluble dans l'eau. Le dispersant soluble dans l'eau peut titre un sel soluble dans l'eau d'acide phosphorique (phosphate), tel qu'un hypophosphate, un orthophosphate, un métaphosphate ou un pyrophosphate. Le cation particulier formant le sel n'est pas important > pourvu que le sel résultant soit soluble dans l'eau. Par exemple, le cation peut être presque n' importe quel cation métallique, tel qu'un cation de métal alcalin ou alcalinoterreux. A titre d'exemples de selfs de métaux alcalins, on peut citer ltorthophosphate de sodium, l'or thophospha te trisodique, le mé taphospha te de sodium et le pyrophosphate de sodium. D'autres métaux alcalins qui sont utiles pour produire les phosphates utilisables selon l'invention sont ltorthophosphate de potassium, lthydrophosphate de potassium, le pyrophosphate de potassium et le phosphate de lithium. A titre d'exemples de sels de métaux alcaline-terreux, on peut mentionner le phosphate monocalcique. Comme on l'a note plus haut, les sels solubles dans l'eau de l'acide phosphorique sont d'excellents dispersants ; cependant, on peut également utiliser d'autres dispersants solubles dans liteau. Par exemple, on peut mentionner les sulfates solubles dans l'eau comportant un groupe hydrophobe fixé au groupe sulfate, ces composés répondant à la formule ROS03X, dans laquelle R est un groupe hydrocarboné quelconque en environ Cg à C32, mais de préférence C8 à C22, et X est un métal alcalin ou le reste ammonium. Dans la formule ci-dessus, on préfère que R soit un reste aliphatique supérieur, tel qu'un groupe alkyle supérieur. Un composé préféré dans lequel R est un groupe aliphatique supérieur est le laurylsulfate de sodium. On notera que le laurylsulfate de sodium correspond en réalité à un mélange d'alcools gras en C8-Ci8 dérivés de l'huile de noix de coco, dans lequel l'alcool laurylique est le constituant le plus abondant (environ 49 %). D'autres sulfates aliphatiques utiles pour les buts de l'invention sont le cétylsulfate de sodium, l'oléylsulfate de sodium et le stéarylsulfate de sodium. En outre, les sulfates dérivés d'huiles de poisson sont utiles pour les buts de l'invention. A titre d'exemples d'autres dispersants solubles dans l'eau que l'on peut utiliser selon l'invention, on peut citer les sels solubles dans l'eau de la léonardite. La léonardite est un minéral naturel rencontrée par exemple dans le Dakota du Nord et considérée parfois comme une lignite oxydée naturellement et contient de l'acide humique. Un sel soluble dans l'eau de la léonerdite peut être obtenu par réaction de la léonardite avec un composé alcalin, par exemple l'hydroxyde de sodium, pour former le sel correspondant, par exemple le sel de sodium si l'on utilise l'hydroxyde de sodium. D'autres sels solubles dans l'eau de la léonardite sont les sels de métaux alcalins, tels que sodium, potassium et lithium, ainsi que les sels d'ammonium de la léonardite.On insistera cependant sur le fait que les sels précédents sont simplement donnés à titre d'exemples et que l'on peut utiliser selon l'invention n'importe quel type de sels solubles dans l'eau de la léonardite. Le polymère soluble dans l'eau préféré selon l'invention est l'acide polyacrylique. Comme il est connu dans la technique, les sels de l'acide polyacrylique peuvent obtenus directemant par polymérisation à partir des sels de l'acide acrylique. Si on le désire, le sel d'acide polyacrylique peut être acidifié pour donner l'acide polyacrylique. Selon l'invention, on peut utiliser l'acide polyacrylique lui-même ou,de préférence, ses sels solubles dans lteau. D'autres polymères solubles dans l'eau que l'on peut utiliser selon l'invention sont le polyacrylonitrile hydrolysé, l'acétate de polyvinyle hydrolysé et l'alcool polyvinylique. En outre, on peut également utiliser des copolymères et, de préférence, des copolymères d'acide acrylique et d'acrylonitrile, d'acétate de vinyle ou d'alcool vinylique. De plus, un autre copolymère préféré est le copolymère d'acide acrylique et d'anhydride maléique. On préfère que les polymères ci-dessus aient un poids moléculaire d'au moins environ 100.000 et, de préférence, de 150.000 ou plus. Le poids moléculaire préféré est compris entre 500.000 et 2.000.000 ou plus. La quantité de polymère soluble dans l'eau utilisé dans la composition d'étanchéification du sol selon l'invention peut varier entre 0,1 et 3,0 % en poids, de préférence de 0,5 à 2 ou 3 % en poids à peu près. Le rapport pondéral dispersant hydrosoluble/polymère hydrosoluble est de préférence de 6:1-36. La composition d'étanchéification du sol est préparée trips facilement par simple mélange à sec de la bentonite, du polymère soluble dans l'eau et du dispersant soluble dans l'eau pour former une composition sèche granulée ou en poudre. Cette composition seche peut facilement être introduite dans le sol par mélange avec celui-ci. Pour illustrer les résultats inattendus de la composition et du procédé de l'invention, on utilise un sable siliceux contenant 30 Z de cavités et on ajoute au sable 22 kg de bentonite non 2 traitée par m de lit de sable de 5 cm d'épaisseur. On traite un échantillon de sable identique avec la même proportion de la composition d'étanchéification selon l'invention. La composition d'étanchéification répond à la formulation suivante : 99 % en poids de bentonite de sodium, 0,5 Z en poids de polyacrylate de sodium et 0,5 Z en poids de pyrophosphate acide de sodium. On soumet les deux échantillons de sable à une pré-hydratation avec 30 cm d'eau du robinet pendant 24 h. On introduit ensuite dans chacun une solution aqueuse à 10 % de chlorure de sodium et on mesure les perméabilités en cm par s et par 0,093 m de hauteur d'eau. Les résultats obtenus sont les suivants Temps Bentonite non traitée Bentonite traitée O h 5,0 X-10 6 5,0 X 10.6 96 h 9,2 X 10'6 4,8 X 10-6 120 h 5,0 X 10 5 4,1 X 10 144 h 5,0 X 10 4,1 x 10 168 h 5,1 X 10 4,0 X 10 6 On notera qu'après 168 h la matière traitée permet le passage à 10-6 cm/s seulement au lieu de 10 5 cm/s avec la bentonite non traitée, ce qui indique que la matière traitée est dix fois supérieure. Au lieu du polyacrylate de sodium utilisé dans l'exemple ci-dessus, on peut aussi utiliser l'un quelconque des polymères d'acide acrylique et d'acétate de vinyle, alcool maléique ou anhydride maléique. En outre, on peut utiliser le polyacrylonitrile hydrolysé avec de très bons résultats. La quantité particulière de composition d'étanchéifica- tion selon l'invention ajoutée au sol n'est pas critique et l'on a obtenu de bons résultats n'importe où en utilisant de 1,6 à 3,2 kg de la composition 3 par m3 de sol jusqu'à 16 à 32 kg/m3 et même 64 à 96 kg/m3, selon la porosité du sol. Dans le mode de mise en oeuvre ci-dessus, on utilise certains composés, certains polymères et certains pourcentages ; cependant, on peut utiliser d'autres polymères, dispersants et sols avec des résultats également bons et en quantités variables, et il est entendu que l'invention ntest pas limitée aux modes de mise en oeuvre décrits ci-dessus à titre d'illustration. REVENDICATIONS I. Procédé pour empêcher l'infiltration dans le sol d'eau contenant des déchets industriels constitués par des sels solubles dans l'eau, ledit procédé étant caractérisé en ce que l'on mélange le sol avec une composition d'etanchéification consistant essentiellement en bentonite, un agent dispersant soluble dans l'eau et un polymère soluble dans l'eau choisi parmi l'acide acrylique et ses sels solubles dans liteau, le polyacrylonitrile et l'acétate de polyvinyle hydrolysés et l'alcool polyvinylique et les copolymères correspondants et les copolymères d'acide acrylique et d'anhydride maléique, la quantité du polymère soluble dans l'eau dans ladite composition d'étanchéification étant de 0,1 b 3,0 7. en poids et la quantité de dispersant soluble dans l'eau dans ladite composition étant de 0,1 à 3,0 Z en poids, le rapport pondéral dispersant soluble dans l'eau/polymère soluble dans l'eau étant de 6:1-36 ; on forme un volume de retenue d'eau dans ledit mélange de ladite composition avec le sol ; et on met en contact la surface intérieure avec de l'eau ne contenant pratiquement pas de conteminant industriel salin soluble dans l'eau, de manière à hydrater la bentonite. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le polymère soluble dans l'eau est choisi parmi l'acide polyacrylique et ses sels solubles dans l'eau. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent dispersant soluble dans l'eau est un sel soluble dans l'eau de l'acide phosphorique. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le sel soluble dans l'eau de l'acide phosphorique est un pyrophosphate de métal alcalin, de préférence le pyrophosphate de sodium. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent dispersant soluble dans l'eau est un composé de formule ROS03X dans laquelle R est un reste hydrocarboné en C8-C22 et X est le sodium, de préférence le laurylsulfate de sodium. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que 1'agent dispersant soluble dans l'eau est un sel soluble dans l'eau de la léonardite, de préférence la léonardito de sodium. 7. Procédé pour produire une composition d'étanchéification utile pour former une zone de retenue d'eau pour de l'eau contaminée par des déchets industriels salins solubles dans l'eau, caractérisé en ce qu'on mélange le sol avec une composition d'étanchéification consistant essentiellement en bentonite, un agent dispersant soluble dans l'eau et un polymère soluble dans l'eau choisi parmi l'acide acrylique et ses sels solubles dans l'eau, le polyacrylonitrile et l'acétate de polyvinyle hydrolysés et l'alcool polyvinylique et les copolymères correspondants et les copolymères d'acide acrylique et d'anhydride maléique, la quantité du polymère soluble dans l'eau dans ladite composition d'étanchéification étant de 0,1 à 3,0 % en poids et la quantité de dispersant soluble dans l'eau dans ladite composition étant de 0,1 à 3,0 Z en poids, le rapport pondéral dispersant soluble-dans ls'eau/polymbre soluble dans l'eau étant de 6:1-36 ; et on met en contact la surface intérieure avec de l'eau ne contenant pratiquement pas de contaminant industriel salin soluble dans l'eau de manière à hydrater la bentonite. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le polymère soluble dans l'eau est choisi parmi l'acide polyacrylique et ses sels solubles dans l'eau. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le sel soluble dans l'eau de l'acide phosphorique est un pyrophosphate de métal alcalin, de préférence le pyrophosphate de sodium. 10. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'agent dispersant soluble dans l'eau est un composé de formule ROS03X dans laquelle R est un reste hydrocarboné en C8-C22 et X est le sodium, de préférence le laurylsulfate de sodium. 11. Procédé -selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'agent dispersant soluble dans l'eau est un sel soluble dans l'eau de la léonardite, de préférence la léonardite de sodium. 12. Composition d'étanchéification du sol pour former une zone de retenue d'eau pour empêcher l'infiltration de liteau contaminée avec des déchets industriels salins solubles dans l'eau, ladite composition consistant essentiellement en un mélange du sol avec une quantité efficace d'une composition consistant essentiellement en bentonite hydratée, un agent dispersant soluble dans 1 'eau et un polymère soluble dans l'eau choisi parmi l'acide acrylique et ses sels solubles dans l'eau, le polyacrylonitrile et l'acétate de polyvinyle hydrolysés et l'alcool polyvinylique et les copolymères correspondants et les copolymères d'acide acrylique et d'anhydride maléique, la quantité du polymère soluble dans l'eau dans ladite composition d'étanchéification étant de 0,1 à 3,0 Z en poids et la quantité de dispersant soluble dans l'eau dans ladite composition étant de 0,1 à 3,0 Z en poids2 le rapport pondéral dispersant soluble dans l'eau/ polymère soluble dans l'eau étant de 6:1-36. 13. Composition selon la revendication 12, caractérisée en ce que le polymère soluble dans l'eau est choisi parmi l'acide polyacrylique et ses sels solubles dans l'eau. 14. Composition selon la revendication 13, caractérisée en ceque l'agent dispersant soluble dans 1 'eau est un sel soluble dans l'eau de l'acide phosphorique. 15. Composition selon la revendication 14, caractérisée en ce que le sel soluble dans l'eau de l'acide phosphorique est un pyrophosphate de métal alcalin, de préférence le pyrophosphate de sodium. 16. Composition selon la revendication 12, caractérisée en ce que l'agent dispersant soluble dans l'eau est un composée formule ROS03X dans laquelle R est un reste hydrocarboné en C8 -C22 et X est le sodium, de préférence le laurylsulfate de sodium. 17. Composition selon la revendication 12, caractérisée en ce que l'agent dispersant soluble dans l'eau est un sel soluble dans l'eau de la léonardite, de préférence la léonardite de sodium.