FR2502989A1

FR2502989A1 - Procede pour la vitrification in situ du sol, notamment pour le confinement de dechets radioactifs

Info

Publication number: FR2502989A1
Application number: FR8205866A
Authority: FR
Inventors: Richard Allan Brouns; James Lavern Buelt; William Floyd Bonner
Original assignee: US Department of Energy
Current assignee: US Department of Energy
Priority date: 1981-04-06
Filing date: 1982-04-05
Publication date: 1982-10-08
Also published as: IT8220587A0; US4376598B1; JPH0243847B2; US4376598A; CA1160668A; FR2502989B1; IT1150761B; JPS57178023A; DE3212851C2; GB2096209B; GB2096209A; DE3212851A1

Abstract

PROCEDE DE VITRIFICATION DU SOL A LA SURFACE OU SOUS LA SURFACE DE CELUI-CI. AU MOINS DEUX ELECTRODES CONDUCTRICES 10 SONT INTRODUITES DANS LE SOL POUR CHAUFFER LA MASSE DE TERRE 20 SE TROUVANT ENTRE ELLES JUSQU'A UNE TEMPERATURE SUPERIEURE A SA TEMPERATURE DE FUSION. DES MATERIAUX SE TROUVANT DANS LE SOL, TELS QUE DES DECHETS RADIOACTIFS ENTERRES 16, PEUVENT AINSI ETRE IMMOBILISES DE FACON EFFICACE.

Description

La présente invention concerne un procédé de solidification du sol par

fusion et vitrification in-situ, au moyen de chaleur produite dans le sol même entre des électrodes espacées auxquelles on applique une tension électrique. Ce procédé pourrait être utilisé

pour solidifier des déchets radioactifs et le sol envi-

ronnant sur des sites de dépôt se trouvant sous la surface du sol, pour solidifier des déchets et des rejets dangereux, pour rendre étanches des forages et dans un

but général de stabilisation des sols.

La solidification in-situ du sol s'effectuait

auparavant par injection dans le sol de réactifs chimi-

ques pour solidifier des compositions de matériaux tels que le ciment, qui se mélangent au sol en donnant une masse solide. On a également réalisé des solidifications dans certaines formations géologiques par congélation artificielle du sol. Cette méthode exige un contrôle continu de la température du sol et une consommation permanente d'énergie pour abaisser la température du

sol.

La présente invention résulte d'une tentative pour améliorer la manipulation de déchets radioactifs enterrés existants. La solidification de ces matériaux diminue la probabilité que les déchets radioactifs n'envahissent la biosphère. La possibilité que les plantes et les animaux atteignent les déchets enterrés et qu'ils répandent d'une façon ou d'une autre des isotopes radioactifs à proximité des déchets, constitue également un risque notable. Pour limiter ces risques, certains 3o déchets enfouis sont recouverts de feuilles de plastique ou d'enveloppes de ciment. Bien que la technologie de l'enterrement des déchets ait fait d'importants progrès au cours des dernières années, il existe actuellement

de grandes quantités de déchets dans des sites d'enter-

rement souterrains à la fois sous formes liquide et

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solide, certains dans des réservoirs d'autres non. Le retraitement et l'élimination en toute sécurité de ces déchets par les proc.dés actuels qui nécessitent l'enlèvement du sol et des déchets et des opérations de traitement coûteuses jusqu'à élimination finale, sont extrêmement onéreux et conduisent à des dangers

d'exposition au cours du retraitement.

Le procédé de vitrification in-situ du sol consiste à introduire au moins une paire d'électrodes dans le sol en des points espacés l'un de l'autre. On doit prévoir dans le sol entre les électrodes, un chemin initial électriquement conducteur et résistif. On fait

passer un courant électrique dans le chemin électrique-

ment conducteur et résistif en appliquant une tension aux électrodes pour chauffer le sol au voisinage de ce trajet jusqu'à sa température de fusion. On établit ainsi un passage permettant la circulation du courant dans le sol fondu entre les électrodes. On maintient l'application du courant aux électrodes jusq'à ce que la masse du sol se trouvant entre et à proximité immédiate de celles-ci ait complètement fondu. Après

fusion de cette masse, on cesse d'appliquer la tension.

Cela permet au sol de refroidir et de se solidifier en une masse vitreuse ou solide. Le matériau solide qui en résulte est en verre, un verre céramique ou un verre partiellement dévitrifié, sous forme de cristaux et

de verre dispersés dans une matrice solide.

Lorsqu'on utilise pour immobiliser des déchets dangereux, la méthode peut servir soit à recouvrir les déchets d'une couche vitrifiée produite à partir du sol se trouvant au-dessus de ceux-ci, soit à vitrifier ou solidifier la totalité du sol à l'intérieur et autour des déchets. S'il se dégage des gaz nécessitant un traitement, ceux-ci peuvent être stockés dans une enceinte située au-dessus de la surface du sol et être traités. La solidification de zones étendues peut être réalisée par une technique à électrodes stationnaires ou mobiles. Avec des électrodes stationnaires, un volume de sol légèrement plus grand que celui qui est délimité par les électrodes est solidifié. D'autres

ensembles d'électrodes peuvent être utilisés pour soli-

difier le sol avoisinant. La méthode des électrodes

mobiles consiste à déplacer horizontalement les élec-

trodes dans le sol qui fond-au fur et à mesure qu'elles

se déplacent en laissant derrière elles un sol vitrifié.

L'invention a pour objet de fournir un procédé pour la solidification du sol sans remuer ou creuser

le sol ni manipuler la terre sous la surface du sol.

Un autre objet de l'invention est de fournir un procédé pour la solidification de déchets enterrés dangereux, qui ne nécessite pas la manipulation des

déchets eux-mêmes.

un autre objet de l'invention est de fournir un proc=dé pour la solidification du sol, qui peut être mis en

oeuvre simplement au moyen d'équipements mobiles.

L'invention a également pour but de fournir un système pour réaliser des revêtements étanches dans des structures souterraines telles que des décharges, des tunnels, ou des puits contenant des déchets, afin

d'empêcher une fuite indésirable.

La figure 1 est une vue en coupe verticale schématique représentant la vitrification in-situ;

La figure 2 est une vue schématique en pers-

pective représentant le processus de vitrification en cours le long d'une tranchée souterraine;

- La figure 3 est une vue schématique illus-

trant la préparation d'une tranchée pour la vitrifi-

cation;

- La figure 4 est une vue schématique illus-

trant la fusion du sol autour d'un chemin conducteur initial faisant résistance;

- La figure 5 est une vue schématique repré-

sentant une vitrification progressive; et,

- La figure 6 est une vue schématique repré-

sentant la zone de vitrification achevée. L'invention concerne la vitrification in-situ du sol pour n'importe quelle application. Elle peut se prêter à de nombreuses utilisations telles que la stabilisation des sols, l'obturation de forages ou

l'isolation étanche de zones souterraines. Elle s'appli-

que plus particulièrement aux systèmes d'élimination

des déchets. Bien que la description ci-après soit

orientée vers des applications d'élimination des déchets,

la présente invention n'est pas limitée au domaine du-

traitement des déchets.

Les sols contaminés par la radioactivité,

tels que ceux qui existent dans les terrains d'enter-

rement de déchets à faible profondeur et dans les tran-

chées d'enterrement du plutonium, attirent l'attention

du public du fait des dangers de dispersion de radio-

nucléides dans la biosphère. Dans certains sites exis-

tants, on doit construire des barrières améliorées pour contenir les déchets enterrés et le sol avoisinant dans lequel certains radionucléides ont migré. Parmi les

*25 techniques considérées pour diminuer le taux et l'é-

tendue de dispersion des radionucléides, on citera:

l'excavation des sites d'enterrement suivie d'un recon-

ditionnement et d'une remise en terre dans des dépôts situés à faible profondeur; ou la mise des déchets

sous une forme moins dispersable. Les études actuel-

lement en cours indiquent que les options les plus sou-

haitables disponibles aujourd'hui pour diminuer les dangers futurs qui menacent la sécurité publique sont

pour le moins coûteuses.

Conformément à la présente invention, ces déchets et le sol avoisinant sont immobilisés sous forme de verre, de verre-céramique ou de verre partiellement dévitrifié. Ce procédé immobilise les déchets enterrés sans excavation du sol contaminé, par application d'un courant électrique entre une ou plusieurs paires

d'électrodes placées dans le sol. Des températures suf-

fisamment élevées pour provoquer la fusion sont créées par application d'un courant électrique entre une ou

plusieurs paires d'électrodes placées dans le sol.

En variante, on peut utiliser ce procédé pour former une couverture vitreuse au-dessus de déchets

enterrés ou à la périphérie des déchets. Cette couver-

ture limite la pénétration des plantes ou d'animaux fouisseurs et limite l'érosion et l'entraînement des

déchets enterrés.

La vitrification du sol est obtenue par créa-

tion d'un "fondeur in-situ" chauffé électriquement.

Dans les fondeurs chauffés électriquement du type indus-

triels, la chaleur est produite dans le verre fondu en faisant passer un courant électrique entre des électrodes plongées dans la masse fondue. Le verre fondu, la chaleur et le courant électrique sont généralement contenus par des matériaux céramiques à haute température connus sous

le nom de matériaux réfractaires. Dans un fondeur in-

situ tel que celui utilisé dans le présent procédé, des électrodes sont introduites dans le sol sur le site o sont enterrés les déchets et le sol joue le rôle du réfractaire pour contenir et isoler le fondeur. Si on le souhaite, pour réduire les pertes de chaleur et recueillir les produits volatils, on peut utiliser un dôme isolé portatif relié à un épurateur de gaz pour recouvrir la surface du sol se trouvant au-dessus du fondeur. Les pertes de chaleur peuvent également être minimisées en maintenant une couverture de produit non fondu au-dessus de la masse fondue de terre se trouvant

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sous la surface du sol. Cela peut s'effectuer en démar-

rant le fondeur sous la surface du sol ou en plaçant

une surcharge sur la zone considérée avant l'amorçage.

La figure 1 illustre schématiquement la vitrification in-situ. Une paire d'électrodes verticales s'enfoncent dans une masse de sol fondu 11 formée par chauffage du sol et de tous les matériaux enterrés inclus dans le volume se trouvant entre les électrodes

et à proximité immédiate de celles-ci.

Les électrodes 10 sont suspendues dans des positions pratiquement verticales en des points séparés, à un couvercle ou dôme isolé 12. Elles sont alimentées en courant électrique par des conducteurs appropriés (non représentés) reliés en fonctionnement à une source d'énergie électrique. Des parties des électrodes 10 peuvent être recouvertes de revêtements protecteurs ou

d'une chemise de protection 19 pour éviter toute oxy-

dation ou détérioration des électrodes dans la partie exposée se trouvant au-dessus de la masse de verre

fondu 11.

Le dôme 12 dont la forme n'est pas limitée à des formes hémisphériques et peut être quelconque, présente un orifice d'évacuation 13. Les sousproduits gazeux résultant de la vitrification peuvent être recueillis au moyen d'une canalisation 14 pour être épurés ou pour d'autres traitements des gaz. La masse de sol fondu Il est entourée de sol non fondu 15 qui

joue le rôle de réfractaire isolant.

D'une manière générale, ce procédé peut être appliqué à la solidification de n'importe quelle masse solide. Le procédé met en jeu l'introduction d'au moins une paire d'électrodes dans le sol en des points séparés par au moins une partie de la masse de sol, de façon à provoquer la fusion du sol au voisinage des électrodes. On fait passer du courant électrique dans le sol et d'autres matériaux entre les parties enfouies des électrodes 10 par application à celles-ci d'une

tension pour chauffer les matériaux jusqu'à la tempé-

rature de fusion du sol, en créant un passage permet-

tant la circulation d'un courant entre les électrodes. Une fois ce passage de courant établi dans une masse de sol et/ou d'autres matériaux fondus comme indiqué en 11 dans la figure 1, on maintient l'application de courant jusqu'à ce que la profondeur de sol souhaitée ait fondu entre les électrodes 10. On interrompt ensuite

l'application de courant pour permettre le refroidis-

sement et la solidification du sol et des éventuels

matériaux restant dans la masse vitrifiée.

Les figures 3 à 6 illustrent schématiquement les opérations utilisées lors de l'application du présent procédé à la vitrification du sol et de déchets enterrés dans une tranchée de grande longueur. Le sol

est également représenté en 15 et les électrodes, en 10.

On a représenté les déchets enterrés stockés dans des conteneurs 16 à l'intérieur d'une tranchée souterraine

de grande longueur matérialisée par les lignes 17.

Pour amorcer la fusion du sol, il est nécessaire

d'établir une conduction électrique entre les électro-

des 10. Plusieurs méthodes d'amorçage peuvent être utilisées. En premier lieu, on peut utiliser une méthode à l'hydroxyde de sodium fondu consistant à chauffer une couche d'hydroxyde de sodium entre les électrodes 10 jusqu'à son point de fusion (300 0C). A ce stade, on crée une conductivité électrique entre les électrodes 10 permettant d'obtenir une augmentation de température

du sol suffisante pour amorcer la fusion de la struc-

ture du sol avoisinant. Une autre méthode met en jeu

le chauffage d'un élément résistant sacrifié. Une résis-

tance métallique sous forme d'une bobine ou d'un fil disposé entre les électrodes 10 crée une chaleur suffisante pour amorcer la fusion du sol. La bobine se

consume dans le sol fondu. Des réactifs chimiques pour-

raient être ajoutés au sol pour provoquer une réaction fortement exothermique, comme par exemple une réaction aluminothermique, produisant suffisamment de chaleur pour fondre le sol. Enfin, du graphite pourrait être placé entre les électrodes pour conduire l'électricité le long d'un trajet résistant pour qu'il soit porté

de la température ambiante à des températures suffisam-

ment élevées pour permettre la fusion du sol.

La dernière méthode d'amorçage décrite ci-

dessus est illustrée dans les figures 3 à 6. Une couche

horizontale de graphite 18 est disposée entre les élec-

trodes 10 pour constituer un chemin conducteur formant résistance entre celles-ci. L'application d'une tension aux électrodes 10 chauffe ensuite le graphite 18 et porte la température du sol à proximité du chemin

conducteur faisant résistance, à son point de fusion.

Ce procédé est illustré dans la figure 4, dans laquelle une masse de verre fondu 20 est représentée alors qu'elle se forme autour de la couche de graphite 18. La

couche de graphite 18 et la masse liquide 20 établis-

sent un passage conducteur entre les électrodes 10 qui s'agrandit progressivement au fur et à mesure que

le courant circule entre les électrodes 10.

La figure 5 illustre le procédé lorsque la masse liquide 20 s'agrandit à la fois latéralement

et verticalement vers le bas, noyant les déchets conte-

nus dans les cuves 16 et portant la température de

ces déchets à la température de fusion du sol avoisi-

nant. Les déchets fondent, sont pyrolisés ou dissous dans la masse de sol fondu, selon leur composition particulière. La figure 6 illustre la fusion complète des déchets et du sol avoisinant dans les limites de la tranchée entre les deux électrodes 10. Une fois

les matériaux totalement fondus, on peut cesser d'ali-

menter les électrodes 10. Les électrodes peuvent ensuite

être retirées pour être réutilisées si nécessaire.

On notera que l'on peut achever la fusion du sol avant fusion complète des déchets enterrés si l'on souhaite seulement former une couverture de matériau vitreux. Cette méthode se prête particulièrement au contrôle nécessaire pour recouvrir ou encapsuler des déchets enterrés dans le sol, ainsi qu'à la production d'une masse vitrifiée homogène de sol et de constituants

de déchets.

La masse vitrifiée obtenue est sous la forme

d'un verre, d'un verre-céramique, ou d'un verre partidl-

lement dévitrifié contenant des cristaux et du verre dispersés à l'intérieur d'une matrice solide. Les métaux contenus dans la masse peuvent être dissous dans le verre ou donner naissance à des masses solides

sur ses bords inférieurs.

Le choix du matériau constituant les électro-

des et de l'emplacement approprié des électrodes devra être lié à la nécessité de rendre maximale la durée de vie des électrodes, d'effectuer une fusion adéquate et de contenir le fondeur dans une zone précise. A titre d'exemple, on peut utiliser comme matériau pour électrode du molybdène sous forme de barre ou d'autres matériaux résistants aux températures élevées pour permettre un fonctionnement continu à des températures atteignant I 5000C. Cela correspond à la température de fusion typique de la plupart des sols, qui est généralement inférieure à 1 500'C. Comme le molybdène

s'oxyde rapidement dans l'air aux températures supé-

rieures à 600 OC, on doit prévoir une chemise refroidie, un revêtement imperméable à l'oxygène ou une autre protection physique, autour des surfaces exposées des électrodes. Les électrodes peuvent être verticalement ajustables pour permettre de modifier la profondeur du fondeur et d'introduire les électrodes vers le bas dans la masse de matériau fondu au fur et à mesure

qu'elles sont consommées par le processus de fusion.

Les électrodes peuvent être soit stationnaires

soit mobiles. Les dessins illustrent la méthode utili-

sant des électrodes stationnaires, mais on notera que

les électrodes pourraient être montées sur des che-

nilles se déplaçant horizontalement le long de la zone à stabiliser. La chaleur résultant du courant électrique aura pour effet de faire fondre le sol se trouvant en

avant des électrodes mobiles. Le sol fondu se solidi-

fiera après le passage des électrodes.

Dans le système stationnaire, des électrodes sous forme de barres sont introduites ou posées par

forage dans le sol o se trouve le dépôt de déchets.

Un système d'électrodes à deux phases comportant quatre électrodes équidistantes les unes des autres

semble être le plus approprié en raison de la réparti-

tion homogène du courant de fusion entre les paires d'électrodes. Des essais ont été réalisés pour contrôler la migration des radionucléides Pu, U, 90Sr, 106Ru, et 37Cs. Ces radionucléides ont été choisis car ils présentent les durées de vie les plus longues, et sont les plus volatils et/ou les plus difficiles à encapsuler

dans une masse de sol vitrifié.

On a trouvé que des échantillons types pro-

venant de sites d'enterrement existant actuellement, fondaient entre 1 4500C et 1 5000C. La composition d'un sol de ce type est indiquée dans le tableau I. Tableau I: Composition de Sol de Hanford Matériau % en poids SiO2 62,34 Al203 10,97 Fe203 6,83 TiO2 1,10 Ca 2,28 Mg 1,29 Na 1,91

K 1,57

C 68

N 10

S 03

H20 + oxydes 10,90 Dans l'étude des applications pratiques de ce procédé, on a considéré une tranche typique pour dépôt de déchets ayant pour dimensions de base une largeur de 5 mètres, une profondeur.de 6 mètres et une longueur de 100 mètres. La conception précise d'un système destiné à mettre en oeuvre le présent procédé repose sur des facteurs tels que la résistivité électrique du

sol et l'espacement des électrodes. Des calculs effec-

tués pour une réalisation au stade de prototype mon-

trent que la vitrification d'un volume de 4,3 m de large, 4,3 m de profondeur et 9 m de long, demanderait heures. La consommation d'énergie moyenne au cours de cette période serait de 2 000 kW. En utilisant un espacement de 6 m entre les électrodes, la tension initiale serait d'environ 4 000 V avec un courant d'environ 700 A, la tension tombant à environ 1 600 V et le courant atteignant environ 950 A au fur et à

mesure que se produit la fusion.

Des essais en laboratoire utilisant un échan-

tillon de sol provenant d'un terrain de dépôt de déchets existant et contenant des déchets simulés ont été effectués. Une analyse du sol en dehors de la zone de vitrification n'a révélé aucune-migration potentielle de radionucléides. Il semble que la pyrolyse des déchets soit totale. Les taux détectés de monoxyde de carbone s'étant dégagé au cours des essais ont permis d'évaluer le dégré de combustion complète. Une certaine volatilisation ou entraînement de déchets inorganiques

dans les gaz émis a également été d5cel4e.

Des thermocouples ont été placés dans le sol

en de nombreux points pour contr8ler la zone de vitri-

fication et obtenir des données sur le transfert de chaleur. Les électrodes de molybdène d'une longueur de 20 cm avec des prolongements en acier inoxydable ont été introduites dans le sol à 30 cm l'une de l'autre,

une couche de graphite ayant été répandue entre celles-

ci pour l'amorçage. Un système d'échantillonnage de l'effluent a été installé sur l'appareil pour déterminer la volatilité des radionucléides et identifier les

produits de la combustion. Une cuve contenant des -

échantillons de tissu, de matière plastique, de caout-

chouc, de métal, de céramique, de verre et de ciment, a été enterrée sous la surface du sol. Des isotopes non radioactifs du Cs, du Ru et du Sr ont été ajoutés au sol introduit dans la cuve et mélangés à une couche de terre de 15 cm X 2 cm d'épaisseur se trouvant sous

la cuve.

Pour amorcer la fusion, des flocons de gra-

phite ont été placés entre les électrodes et derrière celles-ci dans une tranchée de 44 cm de long, 5 cm de profondeur et 2,5 cm de largeur. Le graphite a été placé de façon à occuper les 2,5 cm du fond de'la

tranchée, puis a été recouvert de 2,5 cm de terre.

On a fait varier la résistance de la couche de gra-

phite selon les besoins des essais en perturbant phy-

siquement la couche de graphite. La tension était dans la gamme de 180 à 220 V et le courant était d'environ A. L'essai complet a donné une masse vitrifiée de 48,6 kg en 9,75 heures. La zone vitrifiée englobait la totalité de la cuve et du sol contaminé simulé. Des lingots de métal formés à partir des déchets métalliques ont été trouvés en deux points a la base de la zone vitrifiée. Une analyse spectrométrique de masse du gaz qui s'est dégagé lors de l'un de ces essais est

présentée dans le tableau 2.

Tableau 2: Analyse des gaz par spectrométrie de masse Echantillon n (moles %)

1 2 3 4 5 6

CO2 0,47 0,17 0,21 0,22 0,17 0,21

Ar 9,93 0,92 9,95 0,93 0,97 0,97

2 19,8 21,1 21,2 21,2 21,2 21,2

'2 76 77,4 76,9 76,5 76,9 76,9

CC 2,2 0,4 0,7 1,1 0,7 0,7

Hle 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 fi2 0,01 0,01 0,01 0,04 0,02 0,01

CH4 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01

La teneur en monoxyde de carbone des gaz émis est élevéedans les échantillons 1 et 4. L'échantillon 1 a été prélevé lorsque 1i co,,cha d'amorçage en graphite était en train de s'oxyder. L'échantillon 4 a été prélevé lorsque la cuve combustible contenant des déchets simulés a été noyée dans la masse fondue. La

prédominance initiale du monoxyde de carbone est vrai-

semblablement le résultat d'une combustion incomplète du graphite utilisé pour l'amorçage. La teneur élevée

en monoxyde de carbone de l'échantillon 4 est probable-

ment due au fait que les températures des gaz sont trop faibles pour permettre une combustion complète des gaz lorsqu'ils atteignent les conditions d'oxydation à la surface du sol. Le refroidissement des gaz s'est apparemment produit lorsque ceux-ci ont traversé la croûte relativement froide se trouvant au-dessus de la

masse fondue au cours de cette période de l'essai.

Les échantillons provenant de l'épuration et de la condensation des gaz produits au cours des essais ont permis de montrer que de petites quantités de césium, de cadmium et de plomb étaient volatilisées ou entraînées dans les gaz émis au-dessus de la zone fondue. On n'a cependant pas décelé de strontium ni de ruthénium. Des échantillons du sol en divers points situés en dehors de la zone de vitrification à proximité immédiate de celle-ci,ont également ét3 analysés pour déceler une éventuelle migration de déchets à travers

le matériau et dans le sol. Aucune migration à l'exté-

rieur de la masse vitrifiée n'a été mise en évidence.

Des échantillons de verre provenant d'un essai

ont été prélevés au centre de la masse vitreuse obtenue.

Les numéros d'identification des échantillons indiqués

avec les résultats d'analyse dans le tableau 3 corres-

pondent à la profondeur en cm par rapport à la surface

supérieure de la masse de verre, pour chaque échan-

tillon. Un échantillon prélevé à la base de la masse de verre, l'échantillon Sp7 présente une concentration élevée en fer. La forte concentration en fer dans cette partie signifierait que du fer se sépare de la terre par réduction par les matières organiques ou qu'il se forme des spinelles. Dans les deux cas, il

ne semble pas que cela soit gênant.

La figure 2 illustre schématiquement l'ap-

pareillage de surface qui pourrait être utilisé en

association avec ce procédé. La tranchée est ici éga-

lement matérialisée par les lignes 17. Une zone préa-

lablement vitrifiée le long de la tranchée est repré-

sentée en 21. Des trous 22 sont forés sur les bords de la tranchée pour recevoir des électrodes 10. Le dessin illustre une électrode lOa que l'on introduit

dans un trou 22 au moyen d'une grue mobile 23.

Les électrodes 10 de cet appareil illustré à titre d'exemple sont fixées par groupes de quatre sur des cadres rigides mobiles indiqués en 24. Ces cadres comportent des isolateurs électriques pour chacune des électrodes 10, ainsi qu'un capot protecteur 25 constitué d'un matériau étanche aux gaz et entouré par une jupe 26

permettant un contact étanche avec la surface du sol.

L'énergie électrique est apportée aux électro-

des 10 par des câbles à haute tension.27 alimentant une station mobile et une unité de régulation illustrée en 28. La forme appropriée d'énergie électrique est ensuite envoyée sur les cables d'alimentation illustrés

en 30 qui conduisent aux électrodes individuelles 10.

Une fois la vitrification achevée dans la

zone et sur la longueur couvertes par le groupe opé-

rationnel des quatre électrodes, celles-ci peuvent être retirées du sol après interruption de l'alimentation

en courant et avant solidification de la masse fondue.

On peut ensuite réutiliser les électrodes 10 en les implantant de nouveau en d'autres points le long de la

tranchée. Les gaz émis sont transférés par la canali-

sation 14 vers un épurateur mobile ou autre dispositif

de traitement des gaz représenté d'une manière géné-

rale en 31.

Si l'on souhaite obtenir une fusion continue du sol depuis la surface exposée vers le bas, les cadres 24 peuvent être montés sur des roues ou des rails de

façon à pouvoir se déplacer le long de la tranchée 17.

Le cadre peut être auto-propulsé ou être mU par une force extérieure à une vitesse correspondant à la vitesse de fusion du sol, maintenant ainsi les

électrodes à l'intérieur de la masse de matériau fondu.

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Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé pour la vitrification in-situ du sol, caractérisé en ce qu'il comprend une suite d'étapes consistant à: - introduire au moins une paire d'électrodes (10) dans le sol en des points espacés les uns des autres; fournir un chemin initial (18) électriquement conducteur et formant résistance électrique dans le sol entre les électrodes; - faire passer un courant électrique dans le chemin électriquement conducteur formant résistance par application d'un courant aux électrodes pour chauffer le sol à proximité de ce chemin jusqu'à sa température de fusion, établissant ainsi un passage (20) permettant la circulation du courant dans le sol fondu entre les électrodes (10);

- maintenir l'application de courant aux élec-

trodes (10) jusqu'à ce que le sol (20) se trouvant entre les électrodes et à proximité immédiate de celles-ci ait fondu; et, - interrompre l'application de courant aux électrodes pour permettre le refroidissement et la

solidification du sol fondu en une masse solide.

2. Procédé selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que la vitrification in-situ du sol

s'effectue verticalement au-dessus de déchets enterrés.

3. Procédé selon la revendication 1, carac-

térisé en ce qu'il consiste en outre à retirer les

électrodes du sol avant stabilisation par solidification.

4. Procédé selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que les électrodes (10) sont introduites à travers la surface supérieure du sol dans des positions

parallèles et verticales.

5. Procédé selon la revendication 4, carac-

térisé en ce que l'on fait fondre le sol depuis sa surface vers le bas jusqu'à une profondeur supérieure à celle des extrémités inférieures des électrodes, et en ce qu'il comprend l'opération supplémentaire suivante.

6. Procédé pour la vitrification in-situ de déchets enterrés entourés de terre dans un site de dépôt de déchets, caractérisé en ce qu'il consiste à: - introduire au moins une paire d'électrodes dans le sol en des points espacés couvrant au moins une partie des déchets enterrés; - fournir un chemin initial électriquement conducteur faisant résistance dans le sol entre les électrodes à une certaine profondeur au-dessus des déchets; faire passer un courant électrique dans le chemin électriquement conducteur faisant résistance par application d'un courant aux électrodes pour chauffer le sol à proximité du chemin jusqu'à sa température de fusion, établissant ainsi un passage permettant la circulation du courant dans le sol fondu entre les électrodes; - maintenir l'application de courant aux électrodes jusqu'à ce que le sol se trouvant entre les électrodes et à proximité immédiate de celles-ci ait fondu; et, interrompre l'application de courant aux

électrodes pour permettre le refroidissement et la soli-

dification du sol et des éventuels déchets restant entre

les positions des électrodes, en une masse solide.

7. Procédé selon la revendication 6, carac-

térisé en ce qu'il consiste en outre à: recouvrir la partie de la surface du sol entre les électrodes et à proximité immédiate de celles-ci d'un couvercle

imperméable aux gaz.

8. Procédé selon la revendication 6, carac-

térisé en ce qu'il consiste en outre à recouvrir la partie de la surface du sol entre les électrodes et à proximité immédiate de celles-ci d'un couvercle étanche aux gaz et à évacuer les produits gazeux se trouvant sous le couvercle au fur et à mesure qu'ils

se dégagent pendant les opérations de vitrification.

9. Procédé selon la revendication 6, carac-

térisé en ce que les électrodes sont introduites à travers la surface supérieure du sol dans des positions

parallèles et verticales.

10. Procédé selon la revendication 9, carac-

térisé en ce que l'on fait fondre le sol depuis sa surface vers le bas jusqu'à une profondeur supérieure à celle des extrémités inférieures des électrodes, et en ce qu'il consiste en outre à déplacer les électrodes horizontalement dans les limites de la masse du sol fondu.

11. Procédé selon la revendication 6, carac-

térisé en ce qu'il consiste en outre à retirer les

électrodes du sol avant sa solidification.

12. Procédé selon la revendication 6, carac-

térisé en ce que les déchets enterrés sont disposés dans une tranchée souterraine allongée et en ce qu'il consiste à introduire les électrodes par groupes de quatre de façon à couvrir au moins une partie de la

largeur de la tranchée et une partie de sa longueur.

13. Procédé selon la revendication 6, carac-

térisé en ce que les déchets sont disposés dans une tranchée souterraine allongée, et en ce qu'il consiste à introduire les électrodes par groupes de quatre de façon à couvrir la largeur de la tranchée et une partie de sa longueur et à retirer les électrodes après avoir

cessé de les alimenter en courant, avant la solidifi-

cation de la masse fondue.

14. Procédé selon la revendication 6, carac-

térisé en ce que les déchets enterrés sont disposes dans une tranchée souterraine allongée, et en ce qu'il consiste à: - introduire les électrodes par groupes de quatre de façon à couvrir la largeur de la tranchée et.une partie de sa longueur; - retirer les électrodes aprês avoir cessé de les alimenter en courant et avant solidification de la masse fondue; et, - réintroduire les électrodes en un autre

point de la tranchée.

15. Procédé selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que les déchets enterrés sont radioactifs.