3D electrical resistivity tomography geophysical monitoring of the effectiveness of an environmental remediation system by pure oxygen injection

Suivi par méthode géophysique en tomographie électrique 3D de l’efficacité d’un système de dépollution par injection d’oxygène pur

GEOLITHE, 181 rue des bécasses, 38920 Crolles, France

^* Corresponding author: benjamin.seive@geolithe.com

Abstract

A polluted site with hydrocarbons is being actively treated by an innovative approach consisting of improving the effect of aerobic bacteria to depollute the soil. To do so, pure oxygen is added into the ground by an injection borehole. In order to complement soil, water and gas sampling made directly from adjacent monitoring boreholes, a 3D electrical resistivity tomography (ERT3D) geophysical imaging analysis has been conducted on a monthly basis. The setup consists of 286 electrodes positioned on a 75m x 75m grid centered on the injection borehole. The acquisition is made with more than 45000 apparent resistivity points collected over 4 different array types: Dipole-Dipole, Pole-Dipole, Wenner and Wenner Schlumberger. Over the 5 months survey we have observed that changes in resistivity are mainly located around the injection borehole, especially in the northern and eastern part of the site. The geophysical survey allows a better understanding of the localization, shape and evolution over time of the main pollutants with respect to the injection of O2. This survey demonstrate that 3D electrical resistivity imaging is an efficient tool to quickly map a polluted site and to allow for a better definition of corrective remediation measures.

Résumé

Un site pollué par des hydrocarbures est traité par une méthode innovante de stimulation de la biodégradation aérobie par injection continu d’oxygène pure depuis un forage d’injection. Un suivi géophysique mensuel par tomographie électrique 3D est réalisé afin de compléter le protocole en place d’échantillonnage ponctuelle des gaz, sols et eaux depuis des forages adjacents au forage d’injection. Le dispositif géophysique consiste en 286 électrodes implantées selon un maillage de 75m x 75m centré autour du forage d’injection. L’acquisition consiste en plus de 45000 points de mesures de résistivités apparentes selon différents types de dispositifs : Dipôle-Dipôle, Pole-Dipôle, Wenner et Wenner Schlumberger. Sur la période d’essai de 5 mois nous avons pu observer que les changements de résistivités se situent principalement autour de la zone d’injection ; plus particulièrement vers le nord et l’est. Les résultats géophysique permettent une meilleure définition de la position, de la forme et de l’évolution temporelle des polluants principaux en fonction de l’injection d’O2. Ce projet démontre l’efficacité des méthodes géophysique électrique 3D pour l’étude des sites pollués et leur gestion.