Article de recherche / Research Article

Gas capture and extraction using multi-linear drainage géocomposite

Capture et extraction de gaz au moyen d’un géocomposite de drainage multi-linéaire

¹ Groupe CTT, 3000 Ave Boulle, Saint-Hyacinthe QC J2S 1H9, Canada
² Afitex-Texel, 1300, 2e Rue, Parc industriel. Sainte-Marie QC G6E 1G8, Canada

^* Corresponding author: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Abstract

The design of gas drainage systems is essential for mitigating environmental impacts, especially in contaminated soils (e.g., hydrocarbons, radon) and landfill covers (e.g., methane and carbon dioxide management). This study experimentally investigates the gas drainage capacity and transport through mini pipes within multi-linear drainage geocomposites, as these mini pipes primarily determine the system’s overall drainage capacity. Initially, the assessment of the discharge capacities was performed on air, and CO₂ through various mini-pipe diameters and lengths to characterize the flow rate as a function of the gradient. Finally, the drainage capacity through mini-tube connections and their integration into the principal collection system was examined. These two steps enable the estimation of both linear and singular head losses, considering the extended lengths of the mini-pipes and their connections. The final objective is to extend these findings to gases such as methane and radon by establishing discharge equivalencies among various fluids. This experimentation is supported by well-known fluid transport concepts, allowing for the modeling and reproduction of the drained flow rate as a function of the fluid gradient. This paper presents the methodology and results of the proposed study, along with various analyses of equivalency considerations to enhance gas drainage system design.

Résumé

La conception des systèmes de drainage de gaz est essentielle pour limiter les impacts environnementaux, particulièrement dans les sols pollués (par exemple, hydrocarbures, radon) et les couvertures de centres d’enfouissement de déchets (par exemple, pour la gestion du méthane et du dioxyde de carbone). Cette étude analyse expérimentalement la capacité de drainage et de transport du gaz par des mini-tubes placés dans des géocomposites de drainage multilinéaires, car ces mini-tubes déterminent principalement la capacité de drainage globale du système. Initialement, l’évaluation de la capacité de décharge a été effectuée avec de l’air et du CO₂ pour des mini-tubes de différents-tubes diamètres et longueurs pour caractériser le débit en fonction du gradient. Finalement, la capacité de drainage à travers les connexions des mini-tubes et leur intégration dans le système de collecte principal a été examiné. Ces deux étapes permettent d’estimer à la fois les pertes de charges linéaires et singulières, en tenant compte de la longueur totale des mini-tubes et leurs connexions. L’objectif final est d’étendre ces résultats à des gaz tels que le méthane et le radon, en établissant les équivalences entre ces différents fluides. Cette expérimentation s’appuie sur les concepts bien connus du transport des fluides, qui permettent de modéliser et reproduire la vitesse d’écoulement drainée en fonction du gradient du fluide. Cet article présente la méthodologie et les résultats de cette étude, ainsi que différentes analyses des équivalences permettant d’améliorer la conception des systèmes de drainage des gaz.