Characterizing the ageing of GCL through electrical resistivity

In closed hazardous waste landfills, impermeable layered covers mainly composed by clays, Geosynthetic Clay Liner (GCL) or geomembrane etc are used to seal in the waste to minimize water infiltration and accumulation of leachate inside the waste. An experimental site of landfill cap was realized with sodium-activated calcium bentonite GCL at a depth of 0.45 m covered by gravels and top soil. The monitoring of this site was performed during 32 months with measurements of weather conditions, electrical resistivity tomography (ERT) and geotechnical measurements at the end of the monitoring. Two different methods underlined that the GCL’s electrical resistivity decreased after 22 months subsequent to its installation morever it was possible to detect the defects that have been made in the GCL prior to closure to simulate factors affecting GCL performance. Thereby the analyses made on the GCL, sampled at two locations in the vicinity of the ERT profile, highlighted changes in the intrinsic properties of the material. Changes in the proportion of sodium and calcium cations occurred and its hydraulic conductivity increased from 5×10-11 to 3×10-6 m.s-1. Thus, this study shows that electrical resistivity is able to characterize the ageing of a GCL. Résumé Sur les installations de stockage de déchets dangereux, des couvertures imperméables composées d’argile parfois accompagnées de GSB (géocomposite synthétique benthonique contenant de la bentonite calcique activée au sodium) ou de géomembrane, sont mises en place pour isoler les déchets des infiltrations d’eau et diminuer la quantité de lixiviat. Un site expérimental contenant un GSB à 0.45 m de profondeur, surmonté par des graviers et de la terre végétale, a été mis en place. Ce site équipé d’une station météorologique et de mesure d’humidité a fait l’objet d’un suivi temporel de 32 mois, et d’une caractérisation par tomographie de résistivité électrique et géotechnique en fin de suivi. Les mesures géophysiques, montrent que la résistivité électrique du GSB décroit fortement 22 mois après sa mise en place ; de plus, des défauts mécaniques créés à travers le GSB au moment de la construction deviennent détectables. Les analyses réalisées sur des prélèvements d’échantillon de GSB, démontrent, quant à elles, un changement des propriétés du matériau. Ainsi les proportions de cations calciques et sodiques diffèrent de celles du GSB initial témoignant d’échanges cationiques et s’accompagnent d’une augmentation de la perméabilité hydraulique, passant de 5×10-11 à 3×10-6 m.s-1. Nous montrons ainsi que la résistivité électrique permet de mettre en évidence le vieillissement du GSB.The accepted manuscript in pdf format is listed with the files at the bottom of this page. The presentation of the authors' names and (or) special characters in the title of the manuscript may differ slightly between what is listed on this page and what is listed in the pdf file of the accepted manuscript; that in the pdf file of the accepted manuscript is what was submitted by the author