Considérations sur les contraintes liées à la - Infoterre

Considérations sur les contraintes
liées à la gestion des données
thermodynamiques en vue de la
création de la base de données
THERMODDEM
Rapport final
BRGM/RP-55118- FR
Décembre 2006

Gonsidérations
sur
les
contraintes
liées
à la
gestion
des
données
thermodynamiques
en
vue de
la
création
de
la
base
de
données
THERMODDEM
Vérificateur
:
Nom : M. Azaroual
Date:
PloTlfu>
Signature
:
Rapport
final
RP-55118-FR
Décembre
2006
P. Blanc,
A. Lassin
Approbateur
:
Nom:D.
Darmendrail
o"t",116[o{o}-
Signature
:
Le
système
de management
de la
qualité
du BRGM est
certifié
AFAQ ISO 9001:2000.

Mots clés : Base de données, propriétés thermodynamiques, méthodes d'estimation
En bibliographie, ce rapport sera cité de la façon suivante :
P. Blanc, A. Lassin (2006) – Considérations sur les contraintes liées à la gestion des données
thermodynamiques en vue de la création de la base de données THERMODDEM . Rapport
final, BRGM/RP-55118-FR
© BRGM, 2006, ce document ne peut être reproduit en totalité ou en partie sans l’autorisation expresse du BRGM.

Considérations sur les contraintes liées à la gestion des données thermodynamiques en vue de la création
de la base de données THERMODDEM
BRGM/RP-55118 -FR 3
Synthèse
La politique de gestion des déchets connaît ces dernières années une très forte
impulsion vers l'évaluation et la prévision de leur devenir physico-chimique. Ceci
implique une amélioration de notre capacité à modéliser les processus géochimiques
mettant en jeu les phases solides contenues dans les déchets. En particulier, le besoin
de disposer d'une base de données thermodynamiques adaptée a été identifié. Dans
cette optique, la convention THERMODDEM (Thermodynamique et Modélisation de la
Dégradation des DEchets Minéraux) n° 0372C0090 a été signée entre l’ADEME et le
BRGM le 14 mars 2005. Cette convention avait pour objet la constitution et la mise à
disposition publique sur le Web d’une base de données thermodynamiques cohérentes
nécessaire à la modélisation de la dégradation de déchets. Le présent rapport s'inscrit
dans le cadre de THERMODDEM en présentant les réflexions qui doivent être
effectuées préalablement à la réalisation proprement dite de la base de données.
Il inclut une synthèse bibliographique présentant les bases de données
thermodynamiques actuellement disponibles, en détaillant leur mode d’établissement,
les règles suivies par les auteurs en ce qui concerne la sélection des données, la
cohérence interne et les critères permettant de juger de la qualité d’une base de
données de ce type.
Le document présente également les différentes techniques d’acquisition des
propriétés thermodynamiques en insistant sur les avantages et inconvénients de
chacune d’entre elles.
Il aborde aussi les méthodes d’estimation des propriétés thermodynamiques des
minéraux ou des réactions. Ce qui est souvent indispensable dans le milieu artificiel
que constituent les déchets, car toute la thermodynamique appliquée au milieu naturel
a été dimensionnée sur, et pour, des phases naturelles.
Les différentes sources d’incertitudes sont également abordées, qu’elles proviennent
des contraintes techniques d’acquisition des propriétés, mais aussi des règles de
sélection ou des critères de cohérence retenus par les auteurs.
Un point est également réalisé sur les bases de données annexes, qui ne sont pas
directement liées au projet mais qui pourront être rattachées à la base de données,
dans le cadre de développements ultérieurs.
.La discussion permet d’établir des recommandations pour bâtir la base de données
THERMODDEM mise par le BRGM et l’ADEME en consultation publique sur le Web.
En particulier, on peut distinguer les points suivants :
– la base de données thermodynamiques doit inclure les propriétés des espèces
aqueuses car les conditions de stabilité des minéraux leur sont intimement
liées ;

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de la base de données THERMODDEM
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– la notion d'indice de confiance associée à la sélection d'une valeur pour une
propriété thermodynamique donnée est difficile à établir, et même relativement
versatile. Une documentation argumentée accompagnant le choix de la donnée
semble être un mode d'information plus rigoureux envers l'utilisateur ;
– de manière générale, les données acquises expérimentalement par calorimétrie
sont fiables, de sorte que le choix puisse être préférentiellement orienté vers ce
type de données ;
– THERMODDEM est construite à partir d'un cœur de base, essentiellement
constitué de la base de données CODATA pour ce qui concerne les éléments
et quelques corps simples, "slop98.dat" pour les espèces aqueuses, et les
bases de Robie et Hemingway (1995) et de l'US Bureau of Mines pour les
phases minérales et les gaz ;
– pour une bonne utilisation de la base, notamment en termes de choix de
phases minérales à inclure dans les systèmes à modéliser, une information
rassemblant des indications d'ordre géologique et/ou minéralogique doit être
fournie ;
– la base de données se doit d'être régulièrement mise à jour et enrichie afin de
conserver son utilité. Cela implique la constitution d'un réseau d'utilisateurs
experts contribuant dans ce sens ;
– afin d'être utilisable par le plus grand nombre la base de données doit être
disponible à différents formats, adaptés aux codes de calcul géochimique les
plus utilisés.
Ce dernier point suggère que le domaine d'application de la base inclue celui des
températures élevées et, dans une perspective plus lointaine, puisse être étendu aux
solutions fortement salées, inclue la réactivité de la matière organique, les mécanismes
de complexation de surface et éventuellement des contraintes cinétiques.
Cet état des lieux était un pré-requis indispensable à la construction la base. Il est
aussi téléchargeable sur le portail de la base dont une première version officielle sera
mise en service au début de l'année 2007.