De l huile dans le sol

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1 SKB La Fondation Développement et transfert de connaissances sur le sol (SKB) s occupe du développement et du transfert de connaissances dont les propriétaires et les gestionnaires de parcelles et de terrains ont besoin pour une adéquation efficace entre la qualité du sol et l utilisation visée du sol. SKB soutient le développement et la démonstration de nouvelles formes de collaborations, d approches et de techniques pour améliorer l adéquation entre utilisation de sol et qualité du sol et s attache à stimuler l acceptation générale de cet aspect dans la société. Cahiers SKB Les Cahiers SKB sont des cahiers qui abordent de façon claire et concise les aspects importants ayant trait au sol. Ils se destinent à un public large et sont rédigés dans un style vivant et accessible. Sur la base d exemples tirés de la pratique, les lecteurs doivent pouvoir mettre le sujet en pratique dans le cadre de leur propre exercice professionnel. Cahier SKB De l huile dans le sol Fondation Développement et transfert de connaissances sur le sol Boîte postale 420 NL-2800 AK Gouda Pays-Bas Tél. +31 (0) Fax +31 (0) [email protected]

2 Tableau Techniques Méthode d assainissement Excavation Assainissements extractifs Techniques individuelles d assainissement Aspiration des gaz du sol Injection d air comprimé Captage d eau souterraine et/ou infiltration Extraction à Phase Multiples Convient à élimination de concentrations/ charges élevées ou basses? Elimination en vrac, concentrations élevées Elimination en vrac, concentrations élevées Elimination en vrac, concentrations élevées Elimination de concentrations basses, dissoutes Elimination en vrac, concentrations élevées Convient à approche source ou panache Zone de source Approche source Approche source Approche panache Approche source Convient à élimination de croûte? Oui Non Non Non Oui Zone d étalement saturée ou zone non saturée? Les trois zones Zone non saturée Zone saturée & zone d étalement Zone saturée, surtout eau souterraine plus profonde Les trois zones, surtout eau souterraine peu profonde Convient à types d huile? Tous les types BTEX et fractions d huile légères jusqu à C 12 -C 14 BTEX et fractions d huile légères jusqu à C 12 -C 14 Tous les types Tous les types Expérience aux Pays-Bas? Importante, plus de 25 sites, plus de 3 entrepreneurs Importante, plus de 25 sites, plus de 3 entrepreneurs Importante, plus de 25 sites, plus de 3 entrepreneurs Importante, plus de 25 sites, plus de 3 entrepreneurs Importante, plus de 25 sites, plus de 3 entrepreneurs Durée assainissement? Brève, quelques mois Longue, quelques mois à plusieurs années Longue, quelques mois à plusieurs années Longue, quelques mois à plusieurs années Longue, quelques mois à plusieurs années Espace nécessaire? Limité, pas ou peu d installations requises Système en surface semi-permanent requis, y compris épuration d air Système en surface semi-permanent requis, y compris épuration d air Système en surface semi-permanent requis, y compris épuration d air Système en surface semi-permanent requis, y compris épuration d air Intensité/coûts de la technique par m³ de sol traité? Limités Limités Limités Limités Elevés Impact sur environs et/ ou processus entreprise? Elevé Au début moyen, modulable Au début moyen, modulable Au début moyen, modulable Au début moyen, modulable Types de sol? Aspects de sécurité? Pas de limite Surtout sols bien perméables Surtout sols bien perméables Surtout sols bien perméables Surtout sols bien perméables Monitoring de la formation de vapeur vers les environs - Maîtriser l évaporation vers le niveau du sol Installation épuration eau souterraine peut être nécessaire Extraction peut générer zone ex, installation épuration air peut être nécessaire Cahier Assainissements biologiques Electrorégénération Extraction stimulée par la vapeur Six Phase heating Dégradation aérobie Bioven-tilation Injection air comprimé ou barbotage Injection d oxygène plus pure, par ex. ISOC Extraction à Phase Multiples ou bioaspiration Captage eau souterraine ou infiltration de nutriments Elimination en vrac, concentrations élevées Elimination en vrac, concentrations élevées Elimination en vrac, concentrations élevées Elimination de concentrations basses, dissoutes Elimination de concentrations basses, dissoutes Elimination de concentrations basses, dissoutes Elimination de concentrations basses, dissoutes Elimination de concentrations basses, dissoutes Approche source Approche source Approche source Zone source & panache Zone source & panache Zone source & panache Zone source & panache Zone source & panache Non Oui Non Non Non Non Non Zone saturée, surtout eau souterraine peu profonde Les trois zones Zone non saturée Zone non saturée Zone saturée BTEX, fractions d huile plus légères et plus lourdes BTEX, fractions d huile plus légères et plus lourdes BTEX, fractions d huile plus légères et plus lourdes BTEX et fractions d huile jusqu à C 16 BTEX et fractions d huile jusqu à C 16 BTEX et fractions d huile jusqu à C 16 BTEX et fractions d huile jusqu à C 16 BTEX et fractions d huile jusqu à C 16 Moyenne, plus de 25 sites, moins de 3 entrepreneurs Limitée, moins de 5 sites, moins de 3 entrepreneurs Limitée, moins de 5 sites, moins de 3 entrepreneurs Importante, plus de 25 sites, plus de 3 entrepreneurs Importante, plus de 25 sites, plus de 3 entrepreneurs Importante, plus de 25 sites, plus de 3 entrepreneurs Importante, plus de 25 sites, plus de 3 entrepreneurs Importante, plus de 25 sites, plus de 3 entrepreneurs Longue, quelques mois à plusieurs années Brève, quelques mois Brève, quelques mois Longue, quelques mois à plusieurs années Longue, quelques mois à plusieurs années Longue, quelques mois à plusieurs années Longue, quelques mois à plusieurs années Longue, quelques mois à plusieurs années Système en surface semi-permanent requis, y compris épuration d air Système en surface semi-permanent requis, y compris épuration d air Système en surface semi-permanent requis, y compris épuration d air Système en surface semi-permanent requis, y compris épuration d air Système en surface semi-permanent requis, y compris épuration d air Système en surface semi-permanent requis, y compris épuration d air Système en surface semi-permanent requis, y compris épuration d air Système en surface semi-permanent requis, y compris épuration d air Elevés Elevés Elevés Limités Limités Limités Limités Limités Au début moyen, modulable Au début moyen, modulable Au début moyen, modulable Au début moyen, modulable Au début moyen, modulable Limité Au début moyen, modulable Au début moyen, modulable Surtout sols bien perméables Surtout sols bien perméables Convient également à des sols moins perméables (argileux & limoneux) Surtout sols sablonneux bien perméables Surtout sols sablonneux bien perméables Surtout sols sablonneux bien perméables Surtout sols sablonneux bien perméables Surtout sols sablonneux bien perméables Extraction peut générer zone ex, installation épuration air peut être nécessaire Extraction peut générer zone ex, installation épuration air peut être nécessaire Extraction peut générer zone ex, installation épuration air peut être nécessaire Installation épuration d air peut être nécessaire Maîtriser l évaporation vers le niveau du sol - Extraction peut générer zone ex, installation épuration air peut être nécessaire Installation épuration eau souterraine peut être nécessaire Faire et laisser faire Injection périodique (shock load) d ORC, sels cédant de l oxygène et/ou nutriments Elimination de concentrations basses, dissoutes Zone source & panache Non BTEX et fractions d huile jusqu à C 16 Importante, plus de 25 sites, plus de 3 entrepreneurs Longue, quelques mois à plusieurs années Injection unique ; équipement d injection brièvement présent sur site Limités Limité Convient également à des sols moins perméables (argileux & limoneux) - dans Dégradation anaérobie Injection périodique (shock load) ou injection continue de nitrate, sulfate et/ou autres nutriments Elimination de concentrations basses, dissoutes Zone source & panache Non BTEX Moyenne 5-25 sites Longue, quelques mois à plusieurs années Injection unique ; équipement d injection brièvement présent sur site Limités Limité Convient également à des sols moins perméables (argileux & limoneux) Concentrations résiduelles élevées de nitrate/sulfate dans eau souterraine le sol Assainissements chimiques Oxydative Oxydation chimique mouillée avec réactif de Fenton Elimination en vrac, concentrations élevées Zone de source Non Zone saturée BTEX et fractions d huile jusqu à C 16 Importante, plus de 25 sites, plus de 3 entrepreneurs Brève, 3-6 mois Injection périodique ; équipement d injection parfois présent sur site Elevés Au début moyen, modulable Surtout pour sables sablonneux bien/moyennement perméables Ne convient pas avec tourbe Extraction peut générer zone ex, installation épuration air peut être nécessaire Température & contrôle niveaux d eau Injection continue d ozone, éventuellement en combinaison avec eau oxygénée Injection de permanganate de sodium ou de potassium Elimination de concentrations basses, dissoutes Elimination de concentrations basses, dissoutes Zone de panache Zone de panache Non Non Zone saturée ozone : éventuellement zone non saturée Zone saturée BTEX et fractions d huile jusqu à C 16 TEX Importante, plus de 25 sites, plus de 3 entrepreneurs Moyenne 5-25 sites Longue, quelques mois à plusieurs années Brève, 3-6 mois Système en surface semi-permanent requis, y compris épuration d air Injection périodique ; équipement d injection parfois présent sur site Moyens Moyens Au début moyen, modulable Limité Surtout pour sables sablonneux bien/moyennement perméables Ne convient pas avec tourbe Surtout pour sables sablonneux bien/moyennement perméables Ne convient pas avec tourbe Extraction peut générer zone ex, installation épuration air peut être nécessaire - Fondation Développement et transfert de connaissances sur le sol

3 De l huile dans le sol Fondation Développement et transfert de connaissances sur le sol

4 Contenu Préface et conseils de lecture 7 1. Qu est-ce que l huile? Introduction Huile brute Raffinage Composition Comportement et dispersion Introduction Comportement de l huile dans le sol Croûtes La source Le panache Produit dissous 20 Intermezzo : Le souci de la santé Risques Introduction Risques d exposition Evaluation des risques d exposition Evaluation des risques pour 26 l homme avec l approche de fractionnement Nuisances olfactives Conséquences Risques pour l écosystème Résumé Détérioration Risque d incendie et d explosion 30 Intermezzo : L assainissement du samedi après-midi Stratégies d étude Introduction Buts de l étude Méthodes d étude conventionnelles Etude historique Etude conventionnelle Etude complémentaire sur la zone de la source 46 et le panache Techniques conventionnelles Nouvelles techniques Ancienneté et origine de 49 contaminations par de l huile Intermezzo : Site Konijnenberg 45 à Breda Techniques d assainissement Introduction Objectifs d assainissement réalistes Objectifs généraux d assainissement Excavation Assainissements extractifs physiques Assainissements biologiques Assainissements chimiques Techniques individuelles d assainissement Captage d eau souterraine classique 65 et/ou infiltration Aspiration des gaz du sol Extraction à Phase Multiples (EPM) Injection d air comprimé (strippage in situ) Stimulation de dégradation aérobie : 71 périodique ou injections de charges de choc 5

5 Préface et conseils de lecture Technique auxiliaire : 73 chaleur (électrorégénération) Technique auxiliaire : surfactants Extraction stimulée par la vapeur Six Phase heating Oxydation chimique avec réactif de Fenton Oxydation chimique avec ozone et perozone oxydation chimique avec permanganate Aspects techniques importants à prendre en compte Durée d assainissement 77 Intermezzo : Risques entre l Afrique et Assen Finances Introduction Assainissement de la source Assainissement de panache ou résiduel Aspects déterminant pour le prix Risques d échec Résumé et conclusions Annexes 90 évoque deux réalités : la ressource naturelle utilisée à grande échelle comme carburant ; la contamination indésirable qui représente un risque pour la santé publique et qui doit être assainie. La deuxième signification est le sujet du présent cahier. Bien que tout le monde pense savoir ce que signifie la notion «huile dans le sol», il est bon de définir la notion d «huile» et d expliquer son comportement et sa dispersion. Ces sujets sont abordés aux chapitres 1 et 2. entraîne des risques, pour l homme mais également pour le milieu des plantes et des animaux. Le chapitre 3 évoque le contexte et les types de risques. Avant toute action concrète en terme d assainissement de sol, des études préliminaires sont nécessaires. Ces études doivent porter sur la nature, l étendue et les propriétés de la contamination. Le chapitre 4 aborde les questions à prendre en compte dans les études préliminaires et les méthodes de recherche envisageables. Sur la base de ces informations, la technique d assainissement la plus efficace et la plus effective peut être mise en œuvre. Le chapitre 5 comporte un aperçu général des diverses possibilités d assainissement sur la base de l éventail des techniques de la SKB. Un assainissement coûte de l argent. Il est difficile de donner des prix unitaires pour les différentes techniques d assainissement. Le chapitre 6 propose néanmoins quelques règles générales. Entre le corps du texte se trouvent divers «intermezzos». Ces intermezzos se composent d entrevues avec des personnes et au sujet de situations pratiques. Ces entrevues se veulent un miroir de la pratique variée et diverse. Le fil rouge reste la perception et la sensation du risque. La parole est donnée à des acteurs du marché importants et moins importants ; du spécialiste en santé publique à la multinationale, en passant par le garagiste et l «assainisseur» amateur. Un aperçu des figures et des tableaux, une liste de définitions et diverses références à de la littérature et à des sites Internet figurent à la fin de l ouvrage pour plus de lisibilité et de clarté. 7

6 1 Qu est-ce que l huile? 1.1. Introduction Prenez le mot «huile» à la bouche, et tout le monde sait de quoi vous parlez. Chacun a une idée de ce qu est l huile. Mais quand il s agit de donner une définition exacte, la notion se révèle plus complexe. Outre le problème de la définition, la complexité du comportement de l huile est également sous-estimée. Le même principe s applique aux contaminations du sol par de l huile. Le comportement de ces contaminations se révèle souvent plus complexe que prévu. Contrairement à nombre d autres contaminations, l huile est un mélange de plus 1000 substances différentes. Ces substances se composent principalement d hydrocarbures. Les hydrocarbures sont des matières chimiques qui se composent exclusivement de carbone (C) et d atomes d hydrogène (H). Les hydrocarbures peuvent être des chaînes et des cycles (voir figure 1). Malgré cette complexité, l huile est souvent considérée en pratique comme une substance simple, présentant des propriétés univoques et exprimée selon le paramètre huile minérale (h.m. ; C 10 - C 40 ). Selon NEN 5733 (1997), l huile minérale se définit comme suit : composés qui sont isolables dans les conditions de cette norme et qui peuvent être chromatographiés avec des temps de rétention qui se situent entre les temps de rétention de n-décane (C 10 H 22 ) et de n-tétracontane (C 40 H 82 ). Penthane Benzène Figure 1 : Hydrocarbures présents dans de l huile 9

7 Le paramètre huile minérale (h.m. ; C 10 - C 40 ) est uniquement une indication de la quantité d huile. Même à ce niveau, le paramètre n est pas complet. Seulement 10-20% de la teneur réelle des contaminations qui se composent en grande partie de composants <C 10 (telles que les contaminations par de l essence et du pétrole) sont couverts par l analyse d huile minérale. Cela signifie que 80 à 90% d une essence ne sont pas identifiés par l analyse d huile minérale. Ceci peut avoir des conséquences importantes. L évaluation des risques passe outre les matières les plus volatiles et donc présentant les risques d exposition les plus élevés (voir également le chapitre 3). Pendant l assainissement, un filtre au carbone actif peut par exemple se saturer beaucoup plus rapidement que prévu. L huile n est pas une matière, comme par exemple le plomb, mais un mélange complexe. Cela entraîne des conséquences importantes pour tout le processus d assainissement du sol, de la première étude préliminaire jusqu au mode d assainissement, en passant par l évaluation des risques et la définition de l objectif de l assainissement. 1.2 Pétrole Plus de 300 sortes de pétrole différentes existent dans le monde. Le pétrole, ou «huile brute», se compose d hydrocarbures avec des chaînes et des cycles allant de 5 à plus de 50 atomes de carbone. Il peut également comporter des substances telles que des métaux lourds et des composés sulfureux Raffinage Chaque jour, environ 150 millions de litres de pétrole sont importés aux Pays-Bas. Ce pétrole est transformé en produits pétroliers dans des raffineries. Le raffinage est une méthode consistant à séparer l huile brute en une série de produits différents. Le processus du raffinage permet de produire toute une série de produits, à partir des différents types de pétrole. Le processus le plus important est la distillation. Ce processus consiste à séparer des substances sur la base de leur différence de point d ébullition. Le pétrole est séparé en produits utilisables tels que GPL, essence, kérosène et gazole. Le rapport des produits après distillation ne correspond pas à la demande actuelle du marché. Le volume de mazout issu de la distillation est par exemple supérieur à ce qui se vend sur le marché. C est la raison pour laquelle le mazout est transformé par conversion et/ou cracking en substances pour lesquelles il existe davantage de demande. Le processus (raffinage et cracking) donne ainsi divers produits utilisables. Outre des carburants, des matières premières sont également obtenues pour la production de plastiques, de peintures, de solvants, de lubrifiants et d autres produits chimiques tels que les phénols. Un autre produit issu du raffinage est le goudron. 1.4 Composition La contamination du sol se définit généralement par la teneur totale en huile minérale (C 10 - C 40 ), éventuellement complétée de la teneur en BTEX et HAP. Pour une idée de la composition, le paramètre total huile minérale (C 10 - C 40 ) se décompose en «fractions de carbone», telles que la fraction C 10 - C 12. L approche «fraction» du TPHCWG et du RIVM est également de plus en plus souvent utilisée. L huile est alors séparée en fractions aliphatiques et aromatiques. Le classement en fractions aliphatiques et aromatiques répond aux valeurs d intervention révisées proposées (RIVM, 2001). Ce classement représente une amélioration par rapport à une seule valeur d intervention pour huile minérale. En outre, ce classement tient compte du fait qu il existe également de l huile et des types d huile qui se composent en partie de fractions <C 10. Dans ce classement, les HAP et les BTEX font partie de la fraction aromatique. La composition des produits diffère entre les différents produits et d un produit à l autre. Le tableau 1 donne un aperçu de la composition globale de quelques produits pétroliers connus

8 Tableau 1 Composition de quelques produits pétroliers en fractions de carbone (CONCAWE/TPH) Produit Trajet point Plage <C 10 C 10 -C 40 d ébullition Essence de lavage C 5 - C 15 99% 1% Essence C 4 - C 12 80% 20% Pétrole C 9 - C 17 15% 85% Kérosène (Jet A) C 9 - C 16 15% 85% Gasoil * Gazole C 8 - C 24 6% 94% Fioul C 9 - C 25 5% 95% Gazole marin C 10 - C 30 0% 100% Huile moteur C 18 - C 34 0% 100% Paraffines : Hydrocarbures saturés. Naphtènes : Hydrocarbures cycliques saturés. Oléfines : Hydrocarbures non cycliques ou cycliques avec au minimum une double liaison. Outre le classement ci-dessus en fractions (carbone, aromatique, aliphatique) et matières (BTEX, HAP), des substances sont ajoutées aux produits pétroliers afin d améliorer leurs propriétés en tant que carburants. L une des substances les plus connues est le MTBE (méthyl-tertio-butyl-éther) dans l essence. Ces matières ne sont que partiellement prises en compte dans les analyses servant aux classements ci-dessus. Au besoin, des analyses spécifiques peuvent être menées dans ce but. Pour la plupart des produits, la composition et la plage dépendent fortement de la façon dont ils sont fabriqués. La composition de l essence et du gazole dépendra par exemple largement de la méthode de production. Le raffinage simple produit un gazole différent que le raffinage et le cracking. Le tableau 2 donne à titre illustratif les différentes compositions du gazole en fonction des processus de production utilisés. Tableau 2 Composition du gazole en fonction de différents processus de production (API, 1997) Trajet de Part (pourcentage en masse) point d ébullition Processus Paraffines Naphtènes Oléfines Aromates Désulfuré ,5 2,5 25,0 Distillat moyen 1 Désulfuré ,9 20,2 <0,1 30,9 Distillat moyen 2 Distillat moyen normal ,1 25,6 <0,1 30,9 Légèrement craqué ,7 10,3 3,7 72,4 Légèrement craqué ,2 8,2 7,8 60,8 Drijflaagmeter 12 13

9 2 Comportement et dispersion Zone saturée Nappe phréatique 2.1 Introduction Une bonne visualisation du comportement et de la dispersion de l huile est essentielle pour l étude et l assainissement. Ce chapitre est consacré à la façon dont l huile se comporte. Un modèle conceptuel est utilisé à cet effet. Ce modèle conceptuel constitue la base du processus d assainissement de sol. D autres problématiques liées à la façon dont l huile se trouve dans le sol - en tant que «produit pur», croûte, source ou panache - sont également abordées. Le comportement de l huile dans la source n est pas le même que dans le panache, ce qui revêt une importance substantielle pour le mode d assainissement. La même chose vaut pour le fait que l huile est un mélange. Son comportement s en ressent. Les conséquences du comportement de mélange et les propriétés de l huile qui sont importantes pour l assainissement du sol sont abordées. Eau souterraine Figure 2 : Situation des différentes zones 1. Zone de rétention : une «zone de fuite» dans la zone non saturée, dans laquelle l huile s est déplacée en phase continue vers le niveau de la nappe phréatique. Du produit pur se trouve pratiquement avec certitude dans les pores ; 2. Zone de rétention : une croûte (zone continue avec produit pur mobile) au niveau de la nappe phréatique ; 3. Zone de rétention : une couche d étalement sous le niveau de la nappe phréatique, où l huile est confinée en tant que produit pur dans des pores plus importants sous l effet de variations du niveau de l eau souterraine ; 4. Une zone de retardement sous le niveau de la nappe phréatique, dans laquelle se trouvent des composants d huile (dissous dans l eau) à la suite du transport d eau souterraine, également connue sous le nom de «panache» ; 5. Une zone de retardement au-dessus du niveau de la nappe phréatique, dans laquelle se trouvent des composants volatils et solubles (dissous dans le gaz du sol) sous l effet du flux d air et du transport d eau. Enoncé du problème Quand un sol est contaminé par de l huile, on pense souvent que l élimination de la croûte suffit à résoudre le problème. Il suffirait de faire quelques rinçages et d éventuellement procéder à une élimination de la contamination des eaux souterraines. Ce mythe empêche une approche avisée de la contamination par de l huile. En pratique, une telle approche de la contamination d huile dans le sol ne réussit pas et la contamination continuera à monter «éternellement». 2.2 Comportement de l huile dans le sol L huile qui se trouve dans ou sur le sol se déplace à travers la zone non saturée sous l effet de la force de gravité. L huile remplit alors une partie des pores de la zone non saturée. Si l huile présente est suffisante, elle finira par atteindre le niveau de la nappe phréatique. L huile formera alors une croûte sur les eaux souterraines (figure 2). Le niveau de la nappe aquifère peut varier sous l effet des influences saisonnières. Lorsque le niveau baisse, une partie de l huile suit le même mouvement que la croûte. Mais une autre partie de l huile reste 15

10 dans les pores. Lorsque le niveau remonte, la croûte monte également. Une partie de l huile se retrouvera alors confinée sous le niveau de la nappe phréatique. Ceci est dû au fait que la force des eaux souterraines n est pas suffisante pour repousser cette huile hors des pores. Ce processus est décrit par la théorie de l imbibition (le refoulement par un liquide humidifiant d un liquide non humidifiant, par exemple le refoulement de l huile par l eau) et du drainage (le refoulement par un liquide non humidifiant d un liquide humidifiant, par exemple le refoulement de l eau par l air) (rapport NOBIS ). Dans le sol, l huile pure entre en contact avec de l eau et de l air. Une partie de l huile va s y dissoudre. C est ce qui occasionne la contamination des eaux souterraines et de l air au sol. En résumé, une contamination du gaz du sol peut être décrite sur la base de zones dans lesquelles le comportement de l huile est déterminé par différents processus. La localisation des différentes zones est représentée schématiquement à la figure 2. Il s agit de trois zones dans lesquelles l huile est présente sous la forme d une phase distincte (zones de rétention) et de deux zones où l huile ne se trouve pas sous la forme d une phase distincte (zones de retardement) : 1. Zone de rétention : une «zone de fuite» dans la zone non saturée, dans laquelle l huile s est déplacée en phase continue vers le niveau de la nappe phréatique. Du produit pur se trouve pratiquement avec certitude dans les pores : 2. Zone de rétention : une croûte (zone continue avec produit pur mobile) au niveau de la nappe phréatique ; 3. Zone de rétention : une couche d étalement sous le niveau de la nappe phréatique, où l huile est confinée en tant que produit pur dans des pores plus importants sous l effet de variations du niveau d eau souterraine ; 4. Une zone de retardement sous le niveau de la nappe phréatique, dans laquelle se trouvent des composants d huile (dissous dans l eau) à la suite du transport d eau souterraine, également connue sous le nom de «panache» ; 5. Une zone de retardement au-dessus du niveau de la nappe phréatique, dans laquelle se trouvent des composants volatils et solubles (dissous dans le gaz du sol) sous l effet du flux d air et du transport d eau. Les zones un à trois constituent ce que l on appelle la «source» de la contamination. La zone quatre est la contamination de l eau souterraine, ce que l on appelle généralement le «panache» dans l étude de sol. La zone cinq est la zone non saturée dans laquelle se trouve de l huile dissoute dans l air et est surtout importante pour l évaluation des risques d évaporation pour l homme. 2.3 Croûtes La définition de la «croûte» (voir et la présence ou non, dans ce cadre, de «croûtes», font souvent l objet de discussions. Dans ce rapport, la définition retenue est la suivante : On parle d une croûte lorsque l huile peut se déplacer dans le sol en tant que phase distincte et continue. Les croûtes apparaissent quand il y a tellement d huile dans le sol que la capacité de rétention du sol est dépassée. La capacité de rétention correspond au volume d huile par volume de sol pouvant être retenu par le sol. La capacité de rétention dépend du type de sol et du type d huile. Le tableau 3 mentionne à titre indicatif la capacité de rétention de quelques types de sol. Globalement, plus le type de sol est à larges pores, plus la capacité de rétention est faible. Tableau 3 Capacité de rétention de différents types de sol pour l essence, le gazole et le fioul (API, 1993) Type de sol Capacité de rétention Capacité de rétention (litre/m 3 ) (mg/kg m.s.) Pierres, 2,5 5,0 10, gravier gros Gravier, 4,0 8,0 16, sable gros Sable gros/ 7,5 15,0 30, moyen Sable fin/ 12,5 25,0 50, moyen Essence Gazole Fioul Essence Gazole Fioul Sable fin 20,0 40,0 80,

11 La capacité de rétention est également une mesure de la contamination (résiduelle) après que la croûte a été éliminée par pompage de celle-ci en tant que phase libre. Il est clair que ce type d assainissement se traduit, dans la plupart des cas, par des teneurs importantes Teneur en huile (mg/kg m.s.) de contaminations par de l huile minérale dans le sol. Réaction huile-sur-eau 2.4 La source négative On parle de source lorsque de l huile se trouve dans le sol sous la forme d une phase distincte (produit pur). La façon la plus Test simple huile-sur-eau de démontrer cette présence est l essai de l huile dans l eau. Si négatif le résultat est positif, du produit pur est présent. Des recherches ont démontré que le test de l huile dans l eau est déjà positif à partir de mg/ kg m.s. huile et qu il s agit alors de produit pur (rapport NOBIS ). Même des gouttelettes retenues dans des pores sont du produit pur. Cette présence de produit pur ne signifie donc pas qu il y a une croûte. L inverse est également le cas. La figure 3 montre les teneurs (en mg/kg) auxquelles on parle de produit pur, sur la base de recherches sur plus de 50 sites. Le test de l huile dans l eau est négatif sur la plupart des sites (graphique d en haut) lorsque la teneur est inférieure à mg/kg m.s. Cette figure montre également que le test de l huile dans l eau est positif sur la plupart des sites lorsque la teneur en huile est supérieure à mg/kg m.s. Teneur en huile (mg/kg m.s.) Nombre de sites Teneur en huile (mg/kg m.s.) 2.5 Le panache L huile qui entre en contact avec de l eau se dissout et provoque un panache. La quantité d huile qui se dissout dans l eau dépend de la composition de l huile et de la solubilité des matières individuelles qui composent l huile (ce que l on appelle le «comportement de mélange»). La concentration dans l eau souterraine et dans le gaz du sol peut être calculée à l aide de la loi de Raoult. Selon cette loi, la concentration d équilibre d un composant d huile dans l eau (souterraine) dépend de la part de ce composant dans l huile pure et de la solubilité à l eau du composant pur (voir cadre). Sur la base de la loi de Raoult, la concentration dans l eau souterraine (voir tableau 4) et dans le gaz du sol peut être calculée. L huile minérale est un mélange complexe de plusieurs matières. Le comportement de l huile dans l environnement est déterminé par le comportement de mélange. C est ce que décrit la loi de Raoult : M * Sw = Cw M = Fraction pondérale d un composant dans le mélange d huile Sw = Solubilité à l eau du composant en question en forme pure Cw = Concentration du composant dans l eau en cas d équilibre avec le mélange d huile Nombre de sites Réaction huile-sur-eau négative Test huile-sur-eau négatif (en mg/kg) Nombre de sites Réaction huile-sur-eau positive Test huile-sur-eau positif (en mg/kg) Figure 3 : Résultats du test de l huile sur l eau par rapport à l analyse chimique sur l huile Tableau 4 Exemple de calcul selon la loi de Raoult pour deux mélanges Matière Mélange 1 Mélange 2 Solubilité Fraction Concentration Fraction Concentration μg/l pondérale μg/l pondérale μg/l Toluène , , Xylène , , Hexane , , Total 1, ,

12 Il n y a donc pas de propriétés spécifiques à la matière pour chaque produit pétrolier, telles que solubilité, densité et point d ébullition. Cela signifie que chaque huile se comporte d une façon différente dans le sol. De plus, le comportement global changera au fil des ans sous l effet de la modification de la composition de l huile dans le sol (p.ex. altération). Les processus suivants sont importants dans la zone avec du produit pur : Dispersion de l huile en tant que phase ; Dissolution dans l air ; Dissolution dans l eau ; Sorption au sol (par l eau et/ou l air) ; Dégradation (dans l eau ou l air). Dispersion de l huile en tant que phase (suivant la capacité de rétention, voir paragraphe 2.3) 2.6 Produit dissous Dans les zones avec du produit pur, l huile peut se dissoudre dans l eau et l air. Une fois dissoute dans l eau ou l air, l huile ne se comporte plus comme un mélange. En dehors de la zone avec du produit pur, les processus suivants peuvent se manifester aussi bien avec de l eau qu avec de l air : Sorption au sol ; Dispersion ; Volatilisation (depuis l eau) ; Dissolution dans l eau (depuis l air) ; Dégradation. Sous l effet de ces processus, la concentration et la composition de l huile dans l eau et l air changent. Ces processus jouent un rôle dans l évaluation des aspects suivants : Risques pour l homme ; Risque de dispersion ; Risques pour l environnement ; Possibilités d assainissement du panache ; Situation finale stable. Intermezzo: Le souci de la santé Dans les années soixante-dix, le scandale de Lekkerkerk sema le trouble dans la société néerlandaise. Beaucoup d habitants s inquiétaient des effets du sol contaminé sur leur santé. Les risques potentiels pour la santé suscitèrent mille et une questions. Les gens se demandaient par exemple s il était encore raisonnable de manger des légumes provenant de son propre potager ou de laisser les enfants jouer dans des bacs à sable. Une des disciplines scientifiques qui permet de répondre à ces question est la santé environnementale, qui constitue depuis l un des fers de lance de la politique de santé publique dans les grandes villes. C est par exemple le cas du service médical et sanitaire de Rotterdam - Rijnmond (ci-après GGD). Carola Hegger est médecin et rattachée en tant que conseiller médical environnemental à ce GGD. En cette qualité, elle est bien placée pour commenter les risques que représente la contamination des sols pour la santé. «En tant que médecin spécialisé dans l environnement, je réponds de façon indépendante aux questions de services publics ou de citoyens au sujet de l environnement et de la santé. Ces questions peuvent par exemple porter sur les risques d une contamination des sols sur la santé, sur les effets potentiels pour la santé de champs électromagnétiques aux alentours d émetteurs ou sur les risques lors de l assainissement d amiante. Nous recevons par an environ 5 à 10 questions d habitants au sujet de contaminations dans le sol. La plupart des questions viennent de collègues rattachés à différents services de la municipalité de Rotterdam. Il peut s agir de projets d assainissement de sol, mais également d opérations de revalorisation ou de l aménagement de nouveaux sites de construction. Nos conseils portent notamment sur l évaluation des risques pour l eau d une croûte dans le vide sanitaire ou de l évaporation de substances. Mais notre expertise est également demandée dans le cadre de problématiques plus complexes, comme par exemple l évaluation de résultats d échantillons ou les normes et modèles utilisés 20 21

13 dans d épais rapports portant sur des sols. Parfois, notre travail aboutit à des conseils portant, par exemple, sur des modèles complémentaires, sur des mesures d air ambiant ou sur le processus de monitoring.» Le domaine de l émotion «Outre notre mission de conseil, nous sommes également présents lors de séances d informations pour les habitants. Lors de ces séances, les gens sont parfois submergés de faits concrets. Ce sont des informations qui sont évidemment importantes et nécessaires, mais nous savons par expérience que les gens sont également en proie à des émotions. Dès que la santé est en jeu, l espace de vie personnel est violé et on entre dans le domaine de l émotion et de la sensation. Il est important de se montrer compréhensif et de rester à l écoute pour apaiser les soucis et inquiétudes. Grâce à mon background «humain» en tant que médecin et sur la base de mes propres expériences, je reconnais expressément l importance que revêt la façon dont les gens ressentent leurs émotions. Cette réalité doit être prise en compte dans l organisation de séances d information ou la rédaction de lettre aux habitants. C est sur ce plan que nous sommes souvent impliqués. Cette approche semble bien fonctionner en pratique. Bien entendu, il est toujours important de personnaliser l approche en fonction de la nature et du caractère de la problématique en question.» Pas simplement de l huile «Les contaminations potentielles par de l huile minérale sont relativement fréquentes. L exemple le plus fréquent est l assainissement d une station service dans un quartier résidentiel. Cela n empêche que ce type de contamination est toujours difficile à évaluer. Tout dépend en effet de la composition de l huile. L huile minérale peut se composer d un grand nombre de fractions différentes. Des aspects tels que le poids et la volatilité des fractions, la quantité et la profondeur de la contamination et la mesure d évaporation revêtent une grande importance pour l évaluation des éventuels risques pour la santé. En pratique, l évaluation d une substance aussi «simple» que l huile est donc très difficile. Pour une évaluation optimale des risques sanitaires, une organisation telles que la RIVM s affaire à développer des modèles standard. Le développement de ces modèles va bon train, mais leur intégration pratique est encore insuffisante. Le défi pour ces prochaines années est de réduire autant que possible le fossé entre la théorie du modèle et la pratique de tous les jours. Il y a encore du pain sur la planche.» Les risques pour la santé «Une contamination du sol ne signifie pas automatiquement qu il y a un risque pour la santé. C est même rarement le cas. Les risques potentiels pour la santé dépendent surtout de la nature et de l étendue de la contamination - toutes les matières n ont pas le même niveau de dangerosité - et des possibilités de contact. Des possibilités de contact sont par exemple le risque d exposition à la substance. Les gens peuvent par exemple inhaler une substance après évaporation dans la maison ou boire de l eau contaminée. Mais, encore une fois, une substance ne peut avoir un effet sur la santé que s il y a eu un contact effectif avec cette substance.» 22 23

14 3 Les risques 3.1 Introduction Ce chapitre aborde les différents risques inhérents aux contaminations par de l huile. L évaluation des contaminations par de l huile distingue les risques d exposition, les risques par détérioration et les risques d incendie et d explosion. Les risques d exposition portent principalement sur l homme et l écosystème. Les risques par détérioration concernent les matériaux. 3.2 Risques d exposition Evaluation des risques d exposition L huile minérale est l une des matières les plus fréquentes à causer des contaminations locales du sol et des eaux souterraines. Pourtant, les risques potentiels de ces contaminations ont rarement été évalués dans le passé. Cela est dû au fait que les modèles d évaluation de risques habituels ne permettaient pas l évaluation des risques de l huile minérale. Cette difficulté s explique par le fait que les modèles d exposition calculaient l exposition de l homme pour chaque matière séparément. Ces calculs sont effectués sur la base des données de ces substances, telles que la solubilité à l eau, la volatilité, le coefficient de répartition et la valeur limite par matière. Comme l huile minérale est un mélange complexe de différentes substances, il est impossible de donner une valeur fixe pour les paramètres physico-chimiques de l huile minérale en général. Cela signifie que les risques pour l homme ne pouvaient pas toujours être évalués ou que les risques étaient évalués sur la base de composants présents dans l huile minérale, tels que BTEX et HAP. Différentes méthodes ont par conséquent été développées par le passé afin de quand même pouvoir évaluer les risques de l huile minérale. Une de ces méthodes est ce que l on appelle «l approche de fractionnement». Le paragraphe suivant aborde plus en détail l approche de fractionnement en tant que méthode d évaluation des risques de contaminations par de l huile minérale. 25

15 3.2.2 Evaluation des risques pour l homme au moyen de l approche de fractionnement Certaines propriétés de la contamination ont une influence sur les risques. La stratégie d étude et la méthode d analyse sont élaborées sur la base de ces propriétés d évaluation de contamination. Cette élaboration doit permettre une évaluation fiable des contaminations par de l huile minérale. L entrée en vigueur du critère d assainissement a conféré un rôle central à l évaluation des risques dans la réponse à la question de savoir si des mesures d assainissement ou de sécurisation doivent être prises. Les risques des contaminations du sol doivent être ramenés à un niveau acceptable afin que les sites en question conviennent aux fonctions envisagées. La question est de savoir dans quelle mesure il est possible d évaluer de façon fiable si une contamination à l huile minérale entraîne ou n entraîne pas des risques inacceptables. L approche de fractionnement joue un rôle déterminant dans la réponse à cette question. Les propriétés physico-chimiques telles que la volatilité, la solubilité à l eau et le coefficient de répartition de la fraction déterminent la façon dont la fraction se comporte et les principaux itinéraires d exposition. L exposition est par exemple possible par l ingestion de particules de sol ou par l inhalation de vapeurs de substances contaminantes. Les itinéraires d exposition importants sont déterminés par la forme de l utilisation sur place. En partant du scénario «habitat avec jardin», les contributions relatives par itinéraire d exposition à l exposition totale des différentes fractions d huile minérale peuvent être calculées à l aide d un modèle. Sur la base de ces modèles, l exposition aux composants minéraux plus volatils devrait surtout être déterminée par l évaporation dans l air ambiant intérieur. Plus la volatilité d un composant est basse, plus la contribution de l ingestion de particules de sol et d autres itinéraires d exposition seront importants. Ce rapport est illustré par la figure 4 ci-dessous. Protection personnelle contre l exposition par évaporation pendant l excavation. Le principe de l approche de fractionnement repose sur la classification du mélange complexe de matières en une série de différentes fractions par type de composant (aliphates ou aromates) ou de taille de molécule (classification sur la base de la longueur cyclique ou du point d ébullition). Ensuite, chaque fraction est évaluée sur la base de ses propriétés physico-chimiques et toxiques. Les propriétés physico-chimiques caractéristiques des fractions découlent de l évaluation de plus de 200 éléments constituants. L huile minérale peut contenir > 1000 éléments constituants différents. Des données toxicologiques ne sont disponibles que pour une petite partie des éléments constituants. Les éléments constituants partiellement cancérigènes de l huile minérale, tels que le benzène et la plupart des HAP, sont évalués séparément. Pour une application de l approche de fractionnement à l évaluation des risques de l huile minérale, les données d analyse doivent être disponibles pour chaque fraction séparément. La RIVM a proposé une approche de fractionnement consistant à évaluer les risques de l huile minérale à partir de 6 fractions aliphatiques et de 5 fractions aromatiques. Contribution Contribution Contribution autres itinéraires autres autres itinéraires itinéraires Contribution Contribution Contribution inhalation inhalation vapeurs inhalation intérieur vapeurs vapeurs intérieur intérieur Contribution Contribution Contribution ingestion ingestion de ingestion sol de sol de sol Fraction aliphatique Fraction Fraction aliphatique aliphatique Fraction aromatique Fraction Fraction aromatique aromatique Figure 4 : Contribution relative de différents itinéraires d exposition à l exposition totale sur un site, calculée pour le scénario «habitat avec jardin». Les chiffres accompagnant les fractions donnent une indication de la longueur cyclique

16 3.2.3 Nuisances olfactives Les contaminations du sol par de l huile minérale peuvent occasionner des nuisances olfactives chez l habitant. Divers éléments constituants de produits d huile minérale, tels que certains composés sulfurés organiques, sont décelables à l air libre même lorsque les concentrations sont minimes. La sensibilité olfactive de l homme varie fortement. Les ouvrages de référence donnent par conséquent une limite inférieure et une limite supérieur de seuil olfactif, au lieu d une valeur fixe. Le Conseil de la santé des Pays-Bas considère que l odeur est un aspect qui peut avoir un impact négatif sur la santé. Si une contamination occasionne une gêne olfactive auprès des habitants aux alentours, cela signifie que des mesures d assainissement doivent être prises, quels que soient les risques de la contamination pour la santé Conséquences De façon générale, ce sont les fractions volatiles qui déterminent les risques d exposition de contaminations par de l huile minérale (voir chapitre 1). Les données d étude et d analyse doivent par conséquent répondre aux trois questions suivantes : La contamination se trouve-t-elle peut-être sous des bâtiments? Les contaminations peuvent-elles s évaporer dans l air ambiant intérieur? Le produit d huile minérale présent contient-il des éléments constituants volatils? Il existe aujourd hui des méthodes d analyse qui sont bien décrites et qui permettent de confirmer ou d infirmer la présence de composants d huile minérale volatils dans le sol et dans les eaux souterraines. En pratique, il est souvent difficile de se faire une idée fiable de la pollution sous des bâtiments. Si l on suppose que des contaminations par de l huile minérale se trouvent (en partie) sous des bâtiments et que ces contaminations contiennent des composants volatils, l évaporation dans l air doit être vérifiée au moyen de mesures. Ces mesures peuvent être effectuées dans les vides sanitaires et dans l air ambiant intérieur. Si des mesures d assainissement s imposent, la technique d assainissement devra être sélectionnée de façon à permettre une réduction suffisante des risques après assainissement (et donc la réalisation de l objectif d assainissement). L objectif d assainissement pour des contaminations volatils sous des bâtiments sera inférieur (plus strict) que l objectif d assainissement pour des contaminations qui ne se trouvent pas sous des bâtiments. Pour la technique d analyse, cela signifie que les propriétés de la contamination qui déterminent l exposition doivent être correctement définies Les risques pour l écosystème Les éléments constituants de l huile minérale sont nocifs pour l environnement. Ils ont un effet négatif sur une part importante des cellules d organismes vivants, à savoir la membrane cellulaire. L effet négatif de l huile minérale est causé par l accumulation de composés organiques exogènes sur la membrane cellulaire, pouvant ainsi perturber son fonctionnement. Une évaluation détaillée des risques pour l environnement est possible au moyen de l approche de fractionnement. L effet nocif d éléments constituants de l huile minérale est additif, ce qui signifie que les effets nocifs des différentes fractions doivent être additionnés pour l évaluation. Outre les effets nocifs, l huile se caractérise également par des effets fertilisants Résumé Les risques que représentent les contaminations par de l huile minérale ne pouvaient pas être (correctement) évalués par le passé. L approche de fractionnement permet une meilleure évaluation des risques du mélange de substances. Les risques que représentent les contaminations par de l huile minérale dépendent fortement du type de contamination (la composition de la fraction). Ce sont surtout les éléments constituants volatils de l huile minérale qui sont importants pour déterminer les risques d exposition. Pour une bonne évaluation des risques d évaporation, il est recommandé de procéder, séparément sur chaque site, à des mesures 28 29

17 de la qualité de l air dans les vides sanitaires et dans l air ambiant intérieur. 3.3 Détérioration Certains matériaux peuvent se dissoudre sous l effet des produits de l huile. Les plastiques sont particulièrement sensibles à la perméation (infiltration) et à la détérioration. Certains matériaux que l on trouve dans le sol et dont la fonction peut être influencée de façon négative sont décrits ci-dessous : Conduites d eau potable et de gaz Si du plastique a été utilisé, les produits de l huile peuvent passer à travers le matériau des conduites et contaminer l eau potable. Dans certains cas extrêmes, le matériau des conduites peut être détérioré. Les conduites de gaz ont souvent été protégées par un revêtement de bitume. Si ce revêtement entre en contact avec des produits de l huile, le bitume peut se dissoudre et perdre sa fonction protectrice. Egouts Une canalisation en béton n est pas non plus à l abri des produits de l huile. Les produits de l huile peuvent pénétrer dans la canalisation en passant par des joints ouverts ou par des joints composés de caoutchouc ou de bitume. Cette pénétration peut se traduire par des fuites ou par l infiltration de produits pétroliers dans les égouts. Câbles Les câbles souterrains se composent souvent d un revêtement en caoutchouc ou plastique qui peut être détérioré par des produits de l huile. Cette sensibilité peut entraîner un court-circuit dans le sol. Il convient de tenir compte, lors de l enlèvement de câbles, du fait que les câbles peuvent également être contaminés par des produits de l huile. Indicateurs de niveau Le matériau d indicateurs de niveau peut également être attaqué. Les indicateurs de niveau actuels sont généralement en HDPE, un matériau moins sensible aux attaques chimiques que le PVC. Citernes souterraines Les modèles plus anciens de citernes souterraines sont généralement en acier et recouverts d un revêtement en bitume. Le revêtement peut se dissoudre et perdre sa fonction protectrice au contact de produits de l huile présents dans le sol. 3.4 Risque d incendie et d explosion Les composés pétroliers présentent des risques d incendie et peuvent, en cas de contaminations volatiles, provoquer des explosions. La sécurité contre l incendie et les explosions est par conséquent prise en compte dans l assainissement de contaminations du sol par de l huile minérale. Si la concentration dans l air dépasse la limite inférieure d explosibilité (LIE) à cause de l accumulation de contaminations, le mélange air/ vapeur est considéré comme explosif. Ces mélanges peuvent prendre feu ou exploser à la moindre étincelle. La mesure dans laquelle l inflammabilité d une matière a un rapport avec la volatilité peut être déterminée à l aide du point d éclair. Le point d éclair est la température à laquelle la substance développe encore juste assez de vapeur pour que le mélange air/vapeur (en situation d équilibre) soit encore explosif. Les substances dont le point d éclair est supérieur à des températures qui ne seront normalement pas atteintes ne présentent donc pas de risque d explosion et ne sont pas abordées ici. Il s agit, dans le présent contexte, de matières ayant un point d éclair de 55 C et plus. Tableau 5 Critères de répartition classes F Classe Points d inflammation 1F 21 C < point d inflammation < 55 C 2F < 21 C Suivant les propriétés des contaminations, une classe F (risque d explosion) est définie. Une distinction est ensuite opérée entre la classe inflammable (classe 1F) et la classe facilement ou très facilement inflammable (classe 2F). A chaque classe correspond une série de mesures de sécurité

18 Intermezzo: L assainissement du samedi après-midi Un samedi après-midi au hasard, quelque part au centre d une commune rurale du nord du pays. Au milieu d une zone résidentielle se trouve un garage avec une station-service. Un ouvrier à façon s occupe d extraire une citerne à l aide d une grue. Le soleil brille et l ouvrier et le garagiste roulent une cigarette en toute décontraction. Mais le hasard veut que le fonctionnaire local responsable de l environnement fasse justement sa ronde en collaboration avec la police. De la simple routine. Mais c est justement cette routine qui met la puce à l oreille : il y a quelque chose qui «cloche». Lieuwe Hansma, technicien de l environnement de la commune de Dantumadeel, et Luut de Jong, responsable environnement chez Jansma Wegen en MIlieu B.V., évoquent ce qu il ne faut pas faire et les solutions officielles. Comme il se doit. Lieuwe Hansma : «Avec un collègue de la police, nous faisions une ronde dans notre commune. C est ce que nous faisons assez régulièrement. L application et le contrôle actifs de la législation et de la réglementation en matière d environnement et d aménagement du territoire sont des éléments essentiels de notre mission. Souvent quand les gens pensent que le service d inspection est en congé en ou week-end. Par exemple le vendredi ou le samedi. C est alors que les gens ont congé et qu ils prennent le temps, par exemple, de brûler des déchets ou du bois de taille dans leur jardin. Les panaches de fumée à l horizon trahissent généralement ce genre d activités. Quand nous avons vu l ouvrier avec son tracteur et sa grue à la station-service lors de cet «assainissement du samedi après-midi», avec la citerne déjà à l air libre, nous savions qu il y avait un problème.» Luut de Jong : «C est un secteur dans lequel opèrent quelques «cow-boys». Davantage autrefois que maintenant. Parfois, ces assainissements «au noir» se font par ignorance, mais parfois aussi en toute connaissance de cause, pour éviter des procédures et des coûts. Dans les municipalités rurales, il arrive que l ouvrier du coin soit chargé de régler l affaire. Un tracteur avec une grue, déterrer la citerne, l évacuer et la revendre à un ferrailleur. Le tour est joué. Mais ce n est évidemment pas la procédure qu il faut suivre.» Lieuwe Hansma : «Nous n avons pas été accueillis à bras ouverts. Mais cela n est pas rare dans notre métier. Le garagiste et l ouvrier ont encore essayé d y échapper. Mais il n y avait rien à faire. J étais persuadé que cet assainissement n avait pas été signalé à mon service. L opération était donc illégale. Mon collègue de la police a mis la pression : «Si vous n arrêtez pas immédiatement les travaux, je dresserai un procès-verbal et vous aurez encore plus d ennuis.» C est dans ce genre de situations que l on mesure la plus-value d une bonne collaboration entre la municipalité et la police.» Luut de Jong : «Avant tout assainissement du sol, il faut procéder à une étude du sol. Les techniques modernes d analyse du sol permettent de déterminer la nature et l étendue de la pollution. Il existe une obligation de notification ; cela signifie que la personne qui souhaite (faire) procéder à l assainissement doit signaler son intention à la commune. Cette notification doit être accompagnée des résultats de l étude du sol et mentionner la façon dont l assainissement sera effectué et par qui. Il doit, bien entendu, s agir d une entreprise spécialisée possédant les certificats de qualité requis. Si l assainissement d un sol ou d une citerne est effectué par une entreprise qui n a pas les papiers requis et sans notification aux autorités compétentes, l assainissement sera considéré illégal. Le propriétaire ne reçoit pas de certificat d assainissement de citerne, ni de déclaration de sol propre. Cela lui posera de nombreux problèmes en cas de revente éventuelle. Tout acheteur potentiel demandera à voir ces documents. Dans ce cas, soit l assai

19 nissement est finalement effectué «dans les règles», soit le prix de la vente est minoré des coûts de l assainissement à effectuer. Mais souvent, l acheteur renonce à l affaire. Le propriétaire se retrouve dans de beaux draps : un terrain pollué et donc difficile à vendre.» Lieuwe Hansma : «Notre premier souci était d exclure et de minimiser les risques présents. Il faut savoir qu il s agissait d une citerne d essence qui avait déjà été déterrée. On sentait l essence et quand on sait à quel point les vapeurs d essence sont explosibles, il était clair qu il fallait faire quelque chose. Des mesures devaient être prises immédiatement pour éviter tout danger pour les habitants des environs. Nous avons directement fait arrêter les travaux, fermer toutes les canalisations et clôturer et fermer le site. Le site se trouvait dans une zone résidentielle et il y a toujours quelques curieux pour assister aux travaux. Imaginez que cette citerne aurait pu exploser» Luut de Jong: «Il existe toutes sortes d assainissements de sols. Parfois, il s agit juste de l assainissement d une citerne sans pollution du sol ; mais il peut également s agir de situations complexes nécessitant l assainissement non seulement de la citerne, mais également du sol. La situation se corse quand il y a des câbles, des conduites ou des puits dans le sol ou lorsque la citerne et le sol contaminé se trouvent sous des bâtiments ou sous des câbles à haute tension. Il existe un grand nombre de variantes d exécution, de la dépollution sur place jusqu à l excavation et l évaluation.» même parfois un peu de fierté, quand ils se disent «l affaire est réglée, selon les règles et «diplôme en poche».» L appréhension des débuts, au sujet de la nécessité et des coûts de l opération, a disparu.» Luut de Jong: «Un bon conseil à suivre : suivez toujours les procédures et les règles en vigueur et faites toujours appel à une entreprise certifiée. C est dans le domaine de l assainissement de sols, peut-être plus que dans n importe quel autre domaine, qu on peut faire de très mauvaises économies. Parcourez avec précaution toutes les étapes du trajet. Une attitude ouverte et une communication ouverte facilitent le contact entre les parties concernées. Pour la personne qui veut assainir, l entrepreneur et l autorité compétente, il est toujours agréable de travailler sur la base d une bonne relation, avec des accords clairs et précis. Avec comme résultat final : un sol propre!» Remarque : L assainissement du samedi après-midi est une histoire vraie ; seuls la date, la localité et quelques détails ont été modifiés. Lieuwe Hansma: «On entend souvent dire les entrepreneurs «touchés» que les coûts de l assainissement sont élevés, qu ils n ont qu une petite entreprise et que cela va leur coûter la tête. En pratique, les choses ne sont pas si dramatiques. Un assainissement de sol réalisé selon les règles représente une plus-value indéniable. La «déclaration de sol propre» ainsi obtenue est impérative pour toute activité de construction ou pour la vente ou l achat du terrain. On ne peut pas s en passer. Ce qui est bien, c est que souvent, les gens sont finalement satisfaits. Je soupçonne 34 35

20 4 Stratégies d étude 4.1 Introduction Nous savons maintenant ce qu est l huile et nous en avons analysé le comportement. Les risques d exposition pour l homme et les écosystèmes et les détériorations éventuelles aux matériaux ont également été abordés en détail. Ces connaissances ne signifient pas pour autant que nous pouvons directement passer à l assainissement proprement dit de l huile dans le sol. Il convient d abord d identifier avec exactitude la nature, l étendue et la caractérisation de la contamination. Cette opération est préalable à un éventuel assainissement. Les questions à poser et les méthodes éventuelles à suivre dans ce cadre sont abordées dans ce chapitre. Le tableau 6 donne un récapitulatif des techniques qui sont abordées dans ce chapitre. Tableau 6 Aperçu général des techniques d étude abordées Technique Type Caractéristiques Paragraphe Etude historique Etude de bureau Inspection de terrain Sur site Conventionnel Laboratoire Prélèvement d échantillons de sol et d eau avec forages et indicateurs de niveau, analyse en laboratoire PID Sur site Mesure de composés volatils sur le terrain ROST/MIP Sur site Mesure directe dans cône de sondage Echantillonneur Laboratoire Technique alternative d échantillon diffusif/sorbi nage d eaux souterraines Origine Sur site Eaux souterraines, mesures séismiques Origine

21 4.2 Buts de l étude On distingue deux buts principaux dans l étude de la présence d huile minérale dans le sol : le but primaire d une étude des sols est d attester la présence d une contamination et l identification de la nature et de l étendue de cette contamination. Les risques de la contamination peuvent ainsi être évalués et la nécessité d un assainissement des sols peut être déterminée ; le but secondaire est de caractériser la contamination dans le but d un éventuel assainissement (voir chapitre 5). Une caractérisation précoce de la contamination permet d obtenir, moyennent un surcoût relativement limité, des informations importantes dans le cadre de la future sélection et conception des mesures d assainissement. Le chercheur doit en quelque sorte réfléchir à l exécution à un stade aussi précoce que possible du trajet. Pour directement axer l étude sur l exécution, il est bon de prendre en compte les questions suivantes durant la phase d étude : La contamination est-elle facilement accessible ou se trouve-t-elle dans des couches peu perméables? Le noyau de la contamination a-t-il été bien identifié? De quel type d huile s agit-il et quelles sont les propriétés de cette huile? Y a-t-il une croûte et où peut-on la trouver? Les conditions ambiantes sont-elles favorables à la biodégradation ou ces conditions ambiantes favorables peuvent-elles être créées? Peut-on faire une estimation de la charge qui se trouve dans le noyau et dans le panache? Cette estimation est importante pour pouvoir évaluer la durée de l assainissement et les coûts du traitement de l eau et de l air émis pendant l assainissement. Une bonne compréhension du comportement de l huile et des éventuels itinéraires de dispersion dans le sol, tels que décrits au chapitre 2, est essentielle pour l élaboration de la stratégie de l étude du sol. 4.3 Méthodes d étude conventionnelles Etude historique La recherche d informations historiques est très importante. La présence d informations sur le produit d origine, sur la nature d éventuels accidents et sur le mode d utilisation/application augmente les chances de réussite sur le terrain. Outre la recherche d informations dans des dossiers, les salariés peuvent également apporter des informations pratiques intéressantes sur la façon dont et où les produits pétroliers étaient ou sont utilisés. L étude doit permettre de mieux cerner les sujets suivants : Quelles sont les activités qui ont pu occasionner une contamination par de l huile? Où se situent les causes possibles de la contamination? Parcourez à cet effet tout le processus d exploitation : quand et dans quoi la substance était-elle stockée, où la substance était-elle utilisée, quelles sont les accidents qui pouvaient se produire pendant le traitement, où les liquides résiduels étaient-ils évacués, etc.? Dans le cas de stations-service, il est par exemple important de savoir où se trouvaient les citernes, les mises à l air et les niveaux des citernes, la zone de soutirage, les bouches de remplissage et les séparateurs d huile/eau. Dans les dépôts de produits pétroliers, les endroits où les carburants étaient transbordés sont souvent les principales sources de contamination. Quand des accidents ont-ils eu lieu? Quels sont les types d huile utilisés? Ces informations permettent d évaluer si, où et dans quelle mesure du produit pur s est répandu dans le sol. La chronologie donne également, en combinaison avec des informations géohydrologiques, une indication de l étendue possible du panache et de la vitesse de dégradation naturelle. Il convient également de connaître le type de produits qui ont été stockés ou utilisés et la période pendant laquelle ceux-ci ont été stockés ou utilisés. La présence de contaminations secondaires, telles que du plomb ou du MTBE (méthyl-tertiaire-butyle-éther) peut donner une indication de la période pendant laquelle la fuite a eu lieu. Les informations historiques permettent donc de davantage cibler l étude sur le terrain. Si ces informations ne sont plus disponibles, une inspection sur le terrain peut encore donner une idée des activités sur le site

22 4.3.2 Etude conventionnelle On entend par étude conventionnelle les inspections sur le terrain et les études régulières de terrain : Inspection sur le terrain : L inspection sur le terrain consiste à contrôler l étude des dossiers et les informations historiques obtenues. Les différents sites actuels et passés sont inventoriés et projetés, après quoi l accessibilité du terrain est évaluée en terme de faisabilité du travail sur le terrain. Etude régulière du terrain : L étude de terrain habituelle sur la présence d huile minérale dans le sol consiste à effectuer des forages, à placer des indicateurs de niveau, à prélever des échantillons de sol et d eau souterraine et à effectuer des analyses chimiques des échantillons en laboratoire. Le placement d échantillons de sol contaminé dans une couche d eau peu profonde versée dans une cuve à huile permet d observer une pellicule d huile quand une contamination à l huile est présente. La présence de contaminations volatiles peut ensuite être détectée au moyen d un détecteur à photo-ionisation. Lorsque des solvants aromatiques sont échantillonnés dans le sol, il convient d apporter une attention particulière à la volatilité et à la bonne dégradabilité aérobie de la contamination en question. Le prélèvement des échantillons de sol doit par exemple se faire avec une prise pour éviter l évaporation des hydrocarbures aromatiques dans l atmosphère. Un débit limité est appliqué pour l échantillonnage Exécution d un forage mécanique pour le placement d indicateurs de niveau (source Tauw) d eau souterraine afin d éviter la sortie de nappes de vapeur par effet de vide, et donc la disparition de la matière dans l atmosphère préalablement à l analyse. Indicateurs de niveau pour étude d eau souterraine Pour attester la présence d huile dans l eau souterraine, des filtres doivent être placés «en coupe» dans la source de la contamination (soit la zone dans laquelle on s attend à trouver du produit pur), ce qui signifie qu une partie du filtre doit dépasser du niveau de la nappe phréatique et que l autre partie doit se trouver sous ce niveau. L huile en tant que produit pur se trouve généralement près de la zone capillaire, la frontière entre la zone saturée et la zone non saturée. Si une croûte se trouve dans le filtre, il n est généralement pas utile d analyser un échantillon d eau souterraine, dans la mesure où les teneurs seront proches de la solubilité maximale du produit d huile. Pour délimiter l étendue de la contamination de l eau souterraine en direction horizontale, il convient de vérifier à combien s élève la distance entre le point de mesure et la source de la contamination. Des filtres peuvent être placés en coupe dans ou au bord de la zone de la source. Du produit pétrolier dissous peut cependant se répandre en profondeur, ce qui signifie que la contamination peut se trouver à une profondeur plus importante lorsque la distance par rapport à la source est plus grande. De plus, dans le cas de teneurs limitées en composants d huile volatils lors de l utilisation d indicateurs de niveau en coupe, il existe un risque d introduction d oxygène, ce qui a pour effet que les teneurs relativement basses en contaminations peuvent déjà se décomposer dans l indicateur de niveau ou pendant l échantillonnage. Pour la délimitation d une contamination d eau souterraine, des indicateurs de niveau non «coupés» doivent donc être utilisés. Le placement d indicateurs de niveau dans la zone source de contaminations par de l huile minérale entraîne le risque de perméation de contaminations à travers les conduites en plastique des indicateurs de niveau et des filtres (voir paragraphe 3.3). Ce sont surtout les hydrocarbures aromatiques qui peuvent passer à travers les conduites en plastique et contaminer l eau présente dans ces conduites. Dans certains cas extrêmes, le plastique peut même se ramollir. Cela peut donner l im

23 pression que l eau souterraine dans un indicateur de niveau profond est contaminée, alors qu une contamination peu profonde cause les teneurs mesurées dans l eau souterraine échantillonnée. Ce phénomène est également appelé la «contamination croisée». Ce risque peut être limité si le forage est effectué avec un fourreau (casing) (en PVC ou en acier) dans la zone de la source, qui se place jusqu au-dessous du noyau de la contamination, ce qui permet de forer plus profondément à l intérieur du fourreau. Cette technique entraîne des coûts supplémentaires. Une application pratique du phénomène de la perméation est celle des échantillonneurs diffusifs (voir paragraphe 4.4). La poussée de mini-filtres ou de filtres moyens par des équipements de sondage à travers les zones de la source augmente également le risque de contamination croisée. L utilisation d un fourreau est, encore une fois, une bonne solution. Si ce n est pas strictement nécessaire, il est recommandé de ne pas procéder à des forages ou sondages profonds à travers la zone de la source, mais uniquement sur les bords de la zone. Le choix du matériau des indicateurs de niveau doit donc tenir compte du risque de perméation ou de détérioration par des concentrations élevées d hydrocarbures aromatiques. Le HDPE et dans une moindre mesure le PVC sont sensibles à la perméation et le PVC peut même être physiquement détérioré par des concentrations élevées de contamination. Le ramollissement n apparaît qu en présence de produit pur et ne se manifeste pas lorsque seule l eau souterraine est contaminée. Si de la perméation est prévue et que le matériau utilisé est du HDPE, il est recommandé de bien rincer l indicateur avant l échantillonnage sans trop baisser le niveau d eau dans l indicateur de niveau afin d éviter le risque de battance. L acier inoxydable est insensible à la perméation, mais son application est coûteuse. A la fin du forage, les couches d extrémité doivent être fermées avec de l argile gonflante pour éviter qu un canal préférentiel ne subsiste dans le sol. C est surtout dans la zone non saturée que ceci peut occasionner une dispersion indésirable de produit pur à un niveau plus profond du sol. Dans le cadre de l étude de sol habituelle, le sol et l eau souterraine - suivant la composition du produit pur - font l objet d une analyse portant sur la présence d huile minérale (hydrocarbures volatils C 6 - C 10 et hydrocarbures non volatils C 10 - C 40 ), d hydrocarbures aromatiques volatils (BTEXN) ou d hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP). A l aide du chromatogramme GC huile et du fractionnement d hydrocarbures, une première reconnaissance de produit peut être effectuée. Pour une analyse des risques, une séparation entre fractions aromatiques et fractions aliphatiques doit être effectuée. Cette méthode a d abord été développée par l Américain Total Petroleum Hydrocarbons Criteria Work Group (TPHCWG) et est maintenant de plus en plus utilisée en Europe. Le RIVM a également développé une méthode qui correspond à la méthodique du TPHCWG (voir paragraphe 3.2.2). Cette méthode n est pas encore ancrée dans les politiques suivies et n est pratiquement pas utilisée aux Pays-Bas. Pour une évaluation des (im)possibilités d assainissement de produits pétroliers inconnus, une caractérisation de l huile peut être effectuée (voir cadre). Caractérisation de l huile La caractérisation de l huile est basée sur la mesure de la solubilité à l eau de toutes les substances présentes dans l huile/le goudron. Le point d ébullition de toutes les substances est déterminé sur la base du temps de rétention dans le chromatogramme gaz (un chromatogramme gaz sépare les substances sur la base de leur différence de point d ébullition). La combinaison de la solubilité à l eau et du point d ébullition permet d identifier les composés au niveau du groupe de substances. Cette classification est souvent utilisée pour l identification de l huile (par exemple le type de kérosène). Une classification en fractions aliphatiques et aromatiques est également donnée. Cette classification peut être utilisée pour l évaluation des risques d une huile. La caractérisation de l huile permet également de classer les substances présentes dans l huile en fonction de leur solubilité dans l air et dans l eau. L utilité de cette classification réside dans la valeur prédictive et évaluative du rendement maximal réalisable de techniques d assainissement basées sur la volatilisation (épuisement) ou le curage (pump-and-treat). En outre, elle donne également une indication de la dégradabilité biologique et chimique de l huile. La caractérisation de l huile et les données spécifiques au site en question peuvent donc aboutir à un objectif d assainissement correctement argumenté

24 Figure 5 Chromatogrammes GC huile de divers produits pétroliers (source : Laboratorium AL-West) Benzène Mélange gazole et huile moteur Gazole, gasoil ou fioul Huile hydraulique 44 45

25 4.4 Etude complémentaire sur la zone de la source et le panache Techniques conventionnelles De façon générale, aux Pays-Bas, les techniques d étude conventionnelles permettent d identifier correctement les contaminations par des produits pétroliers minéraux flottant sur l eau souterraine (eaux souterraines peu profondes). Pour la délimitation/caractérisation de la zone de la source, des techniques autres que les techniques d étude habituelles peuvent être mises en œuvre, en fonction de la forme et de la profondeur de la contamination, de la composition du sol et de l objectif de l étude. Zone non saturée Un détecteur de photo-ionisation ou un chromatographe gaz portable peut être utilisé pour rechercher la présence d hydrocarbures volatils dans le gaz du sol de la zone non saturée. L avantage de cette analyse sur site est qu elle donne directement une idée des concentrations. L étendue de la zone de la source peu profonde peut ainsi directement être déterminée sur le terrain. Ensuite, des mesures de vérification peuvent être effectuées par échantillonnage de sol et d indicateurs de niveau réguliers. Zone saturée Si la composition (verticale) du sol est complexe, celle-ci peut être tracée au moyen de sondages à l endroit même de la zone de la source directe, ou éventuellement juste à l extérieur de cette zone. Les itinéraires de dispersion de l eau souterraine peuvent ainsi être identifiés. Une stratégie d échantillonnage complémentaire d eau souterraine et d assainissement peut ensuite être définie. lumière laser UV pulsée câble de fibre de verre ROST et MIP ROST signifie Rapid Optical Screening Tool. Il s agit d une technique qui utilise les propriétés fluorescentes de produits pétroliers. Le détecteur ROST peut être incorporé dans un cône de sondage. Il existe plusieurs systèmes de détection d huile capables de déterminer les teneurs en huile sur la base de ce principe. Le ROST convient surtout à la détection de composés oléagineux légers et plus lourds dans le sol et les eaux souterraines. MIP signifie Membrane Interface Probe. Il s agit d une technique d étude basée sur un transport diffus, stimulé par la chaleur, de composants volatils provenant du sol à travers une membrane. Cette membrane est incorporée au cône de sondage. Les composants diffusés à travers la membrane sont transportés au verso de la membrane dans un courant d azote en direction de l équipement de sondage se trouvant dans le camion de sondage. Le MIP convient uniquement à la visualisation de contaminations volatiles du sol et des eaux souterraines. signal de fluorescence vers photomultiplicateur fenêtre saphir fluorescence+ aromate excité aromate stable vers détecteur élément d échauffement COV membrane hydrophone perméable pour composés volatils Un système intégré, qui combine le sondage et l analyse, peut également permettre de visualiser la zone de la source. Ceci s effectue au moyen d un sondage ROST ou MIP. résistance de friction résistance de cône résistance de friction résistance de cône Sondage ROST et MIP : tige de sondage et équipement de détection (source : Tauw) Figure 6 : Principe de la technique ROST (source : Fugro) Figure 7 : Principe de la technique MIP (source : Fugro) 46 47

26 Le cône de sondage est également équipé des instruments traditionnels pour la mesure de la résistance du cône et de la résistance par frottement (= le sondage géotechnique habituel) dans le cadre de la détermination de la composition du sol. L avantage de cette technique est qu elle permet de voir directement les concentrations d huile et de composés volatils en relation avec la profondeur (valeur de mesure par 2 cm de trajet dans le sol) et la composition du sol. La technique ROST permet d attester des contaminations du sol (produit pur) et des teneurs élevées dans les eaux souterraines. Le niveau de détection du sondage MIP se situe généralement à µg/l. Au besoin, le sondage MIP peut être suivi de quelques mesures de vérification par échantillonnage d indicateurs de niveau réguliers. Essais par remontée L estimation de la charge de contamination dans le sol peut se faire à l aide de l épaisseur de la croûte. L épaisseur d une croûte mesurée dans un indicateur de niveau ne correspond cependant pas à l épaisseur réelle de la croûte dans le sol. La croûte se situe généralement sur ou dans la zone capillaire du sol. Il n y a pas de zone capillaire dans l indicateur de niveau, ce qui signifie que l épaisseur de la croûte dans l indicateur de niveau est en pratique toujours plus importante que l épaisseur réelle dans le sol. La détermination de l épaisseur d une croûte dans le sol peut se faire au moyen d un essai par remontée. Cet essai consiste à pomper la croûte hors de l indicateur de niveau et de déterminer la rapidité par laquelle une nouvelle croûte se forme dans l indicateur de niveau. Suivant l évolution dégressive de la vitesse de formation de la croûte, l épaisseur réelle de la croûte peut être calculée. Dans les sols argileux, une croûte (apparente) peut être mesurée alors qu il n y a pas de croûte dans le sol! Nouvelles techniques Echantillonneur diffusif et Sorbisampler ( L échantillonneur diffusif est une membrane perméable sous la forme d un sachet en plastique (polyéthène) rempli d eau. L échantillonneur est suspendu dans un indicateur de niveau, à la hauteur du filtre, et est ensuite retiré et analysé après quelques semaines, lorsque l eau est en équilibre avec l environnement. Le Sorbisampler est un matériau adsorbant qui se place également dans l indicateur de niveau et qui est retiré et analysé après un certain temps. Les deux systèmes offrent une alternative au pompage intensif d eau d indicateurs de niveau pour l analyse de composants volatils de contaminations par de l huile. Ces principes d échantillonnage font surtout économiser du temps et donc de l argent dans le cas d indicateurs de niveau profonds. L échantillonneur diffusif ne convient pas à des contaminations oléagineuses plus lourdes parce que celles-ci ne se diffusent pas ou se diffusent lentement à travers la membrane. Techniques géophysiques Pour la détermination de l étendue des zones de source contaminées par de l huile, des techniques géophysiques, telles que le radar terrestre et les mesures séismiques à haute résolution, ont été testées. Bien que ces techniques génèrent de nombreuses informations sur la composition du sol, elles n ont pas encore fait leurs preuves pour la détection de contaminations par de l huile. Coûts Les coûts des différentes techniques d étude varient fortement et dépendent dans une large mesure de la nature des activités de contamination et de l étendue du site. Aucune indication générale ne peut donc être donnée quant aux coûts de mise en œuvre des différentes techniques. 4.5 Ancienneté et origine de contaminations par de l huile Depuis le début de la dépollution de sols, la question de l ancienneté d une contamination par de l huile est un thème important. Il n existe pratiquement aucune possibilité de déterminer avec précision l ancienneté d une contamination. La biodégradation de l huile varie fortement en fonction des différents milieux dans le sol et ne permet pas d estimer fiablement l ancienneté. L altération dans le sol peut modifier la composition du produit pétrolier. Le chromatogramme (figure 5) donne des informations sur la composition et peut indiquer dans 48 49

27 quelle mesure l altération a eu lieu. Dans le cas du gazole, l altération se traduit par la disparition des crêtes sous l effet de la biodégradation. Dans le cas de produits plus légers, comme l essence, la part de composés volatils peut diminuer et la composition des aromates peut changer (relativement moins de benzène). Il est néanmoins impossible de tirer des conclusions relatives à l ancienneté à partir des chromatogrammes, dans la mesure où la composition du produit pétrolier dans le sol dépend, à un certain moment, fortement de circonstances locales. Si les circonstances sont bonnes (par exemple une croûte dans la zone saturée, pas d infiltration d eau de pluie, pas de dégradation, courant d eau souterraine limité), une contamination peut garder la même composition dans le sol pendant des dizaines d années. De la même façon, une situation différente (par exemple une contamination superficielle par de l huile dans la zone non saturée à niveau de sol ouvert) peut causer un changement très rapide de la composition. En pratique, la question de l ancienneté d une contamination porte sur la nature et l utilisation des produits pétroliers et sur la dispersion de la contamination : Nature et utilisation des produits pétroliers : La nature des produits pétroliers peut être déduite de la composition du produit pétrolier. Il est même possible de déterminer avec précision la répartition des hydrocarbures à l aide d une empreinte digitale. De façon générale, cette méthode n est pratiquement pas utilisée pour les produits pétroliers habituels, tels qu essence, gazole et fioul, dans la mesure où le chromatogramme GC huile indique déjà clairement de quel produit il s agit. La méthode peut par contre être potentiellement utilisée pour distinguer différents produits pétroliers. Les carburants reçoivent souvent des additifs destinés à améliorer leurs performances. Les exemples les plus connus sont les composés plombés et le MTBE (à partir de 1987). Ces additifs ont été ajoutés aux carburants à des périodes bien spécifiques, ce qui permet d estimer l ancienneté d une contamination du sol. La teneur en benzène dans des essences a également baissé au fil des ans. En outre, des colorants sont parfois utilisés dans des carburants, ce qui permet dans certains cas de distinguer les produits pétroliers de différents fournisseurs. Les proportions d isotopes varient d un produit pétrolier à l autre. La composition d isotopes peut être une caractéristique distinctive de produits pétroliers et être utilisée pour l identification de produits pétroliers. En combinaison avec des informations historiques sur l utilisation du produit, l ancienneté de la contamination peut être estimée. Dispersion de la contamination : Les composants oléagineux peuvent se dissoudre dans l eau et être emportés par le flux d eau souterraine. Suivant les propriétés des composants oléagineux (solubilité, vitesse de dégradation et adsorption) et la qualité des données géohydrologiques, l ancienneté d une contamination des eaux souterraines peut être estimée. Une modélisation géohydrologique et du transfert de masse est effectuée à cet effet dans la zone de retardement. Généralement, l étude s oriente plutôt sur les hydrocarbures aromatiques volatils ou sur les additifs de type MTBE, dans la mesure où les composants plus lourds se caractérisent par une mobilité moindre dans l eau souterraine. La qualité des résultats de ces calculs dépend largement de la qualité des données de mesure hydrologiques qui se trouvent à disposition

28 Intermezzo: Site Konijnenberg 45 à Breda Vous achetez un garage et le sol sur lequel celui-ci se trouve se révèle pollué. Ni le propriétaire précédent, Auto van Tellingen B.V., ni le propriétaire du sol et des constructions ne sont responsables. Après une procédure juridique, vous vous retrouvez avec les coûts de l assainissement du sol sur les bras. C est ce qui est arrivé à Mart Rüttchen, de l entreprise Autobedrijf Rugee B.V. Aux yeux d Emiel Oomen, le propriétaire du terrain et des constructions à l époque, tout était une question de bon sens - regardez-y à deux fois avant de vous décider - et de prendre sa responsabilité. Mart Rüttchen : «Le pollueur ne paie pas» «J ai été bête. Au lieu de reprendre Auto van Tellingen, j aurais d abord dû le laisser faire faillite. Si j avais repris l affaire après la faillite, je n aurais pas eu tous ces ennuis. Maintenant, j ai eu de mauvaises surprises et la municipalité m a envoyé une lettre trois mois après le rachat. En voilà le contenu : le sol sous mon entreprise était pollué et j étais prié de prendre les mesures qui s imposaient. J étais abasourdi. Auto van Tellingen ne m avait pas signalé de pollutions possibles lors du rachat. Emiel Oomen, le propriétaire du sol et des constructions, n avait pas non plus parlé de pollution. Je n étais au courant de rien. Je pensais que cela faisait partie des «vices cachés», comme ce que l on voit parfois lors de l achat d une maison. Dans ces cas-là, la responsabilité du vendeur peut être invoquée. A raison, me semble-t-il. Mais, dans mon cas, les choses ont tourné autrement. Je devais encore de l argent à Auto van Tellingen, qui était en définitive le pollueur. Je n avais pas l intention de payer cette somme tant qu il n avait pas résolu le problème de la pollution. Mais il n était pas d accord et a saisi le tribunal. Le juge lui a donné raison et j étais donc la partie perdante. Indépendamment de la question de l assainissement, je n avais pas le droit de refuser le paiement d une somme à laquelle il avait droit. Les tractations juridiques sur l assainissement à effectuer ont duré des années. L ancien propriétaire, Emiel Oomen, exigeait des dommages-intérêts. Finalement, j ai dû payer moi-même les frais de l assainissement. Par l intermédiaire d une entreprise spécialisée. Contrairement à ce que je prévoyais, l assainissement s est très bien déroulé. Le contact avec la municipalité était parfait et l entreprise a travaillé conformément au budget convenu. Nous avons même fait enlever une petite pollution sous la construction. Sinon, j aurais également eu des problèmes avec ça. C était bien la dernière chose qu il me fallait. Toute l affaire m avait déjà coûté beaucoup d argent. Ce que j ai appris, c est qu il faut toujours faire effectuer une étude du sol pour ce genre de transactions. Comme ça, on sait à quoi s en tenir. Cela n empêche que je continue à trouver bizarre que j aie dû payer les coûts de l assainissement. Je n avais pas causé la pollution. Je n avais racheté que la société, donc ni le terrain, ni les constructions, et pourtant j ai été tenu responsable et j ai dû payer. Quel meilleur exemple que celui-ci pour illustrer l adage «le pollueur ne paie pas».» Emiel Oomen : «Prendre sa responsabilité» «Mes études y sont peut-être pour quelque chose. Dans mon travail, j ai pris l habitude de mettre l accent sur les structures et les processus, et donc sur une bonne organisation du travail. J ai fait des études d aérodynamique à l université technique de Delft. Après mes études d ingénieur aéronautique, je me suis retrouvé temporairement dans le secteur automobile. Comme cela arrive si souvent, j y suis resté toute ma vie. D abord chez un concessionnaire Volkswagen à Breda, puis comme réparateur-carrossier indépendant. Je disposais de mon propre atelier. C était à l adresse du 45, Konijnenberg. J étais d abord locataire. Quand l occasion s est présentée, j ai pu acquérir le terrain et les constructions. J utilisais une partie moi-même pour mon entreprise de réparation en carrosserie et je louais le reste à un garage dont Mart Rüttchen est devenu ensuite le propriétaire

29 Les problèmes ont commencé quand la municipalité a ordonné à Rüttchen d assainir le sol. Qui était responsable et qui allait payer les frais? Au début, avec toutes ces procédures judiciaires, les rapports étaient difficiles. Plus tard, quand le jugement a été prononcé et que le bon sens a repris le dessus, les rapports se sont normalisés. A mes yeux, les choses étaient et sont encore très simples. Je trouve évident que, lorsqu on achète un terrain, on fasse effectuer une étude du sol indépendamment de toute déclaration de sol propre. Il faut bien se mettre au courant de la situation sur place, faire effectuer des analyses de situation, examiner le système d alimentation en eau et les flux d eau souterraine. Mon principe, dans la vie et dans mon travail, est que chacun porte une grande part de responsabilité. Pour sa famille, ses collègues ou salariés, mais également son environnement. Chaque citoyen a un devoir de sollicitude vis-à-vis de ses enfants et des générations futures. L environnement mérite le respect et doit être laissé en héritage selon des principes de bonne gestion. C est ainsi que j ai exploité mon entreprise de carrosserie. Dès le début, j ai accordé une grande valeur à une bonne gestion en matière de qualité, de conditions de travail et d environnement. Cette philosophie ne laisse pas de place au «je ne savais pas». Il faut toujours prendre sa responsabilité et bien s informer à l avance. C est une philosophie que j ai aussi toujours défendue dans le cadre de mes activités au sein de l organisation patronale du Brabant et de la Zélande. Finalement, Rüttchen a fait effectuer l assainissement après le jugement du tribunal. Selon les règles. Comme il se doit. Un an après l assainissement, j ai vendu mon entreprise, le terrain et les constructions. Depuis, je me consacre à d autres activités et m occupe de gestion immobilière avec une société d investissement. Un autre secteur où la propreté du sol est une affaire de première importance.» 54 55

30 5 Techniques d assainissement 5.1 Introduction Les contaminations par de l huile peuvent être assainies au moyen d un grand nombre de techniques d assainissement (in situ). Le présent chapitre aborde les différentes possibilités d assainissement sur la base de l éventail des techniques de la SKB. On distingue globalement quatre techniques de base : 1. Excavation : extraire la contamination et nettoyer sur/hors site. 2. Techniques physiques ou extractives : enlever activement la contamination du sol. 3. Techniques biologiques : (stimulation de) dégradation naturelle dans le sol. 4. Techniques chimiques : convertir activement la contamination en produits finaux non toxiques à l aide de produits chimiques. Pour l exécution de ces méthodes d assainissement, nous disposons d un certain nombre de techniques in situ qui peuvent être mises en œuvre pour différents objectifs. L injection d air comprimé peut par exemple être utilisée tant pour extraire une contamination du sol que pour stimuler la biodégradation aérobie (biologique). De la même façon, la biodégradation est souvent stimulée en cas d oxydation chimique. Plusieurs techniques auxiliaires peuvent également être distinguées, comme par exemple l échauffement du sol, l apport de surfactants ou l injection d eau chaude. A l aide d un tableau des techniques, ce chapitre décrit les différentes techniques in situ individuelles disponibles pour chaque méthode d assainissement. Le tableau indique également les caractéristiques individuelles de chaque technique. Ces caractéristiques peuvent par exemple concerner le traitement des noyaux, des croûtes ou des panaches, la compatibilité de la technique avec des zones non saturées ou 57

31 Les risques peuvent être éliminés, mais les valeurs cibles, intermédiaires et même d intervention ne peuvent souvent pas être atteintes. La réponse à la question de savoir si un assainissement est nécessaturées et les niveaux d expérience et de coûts. Chaque technique est ensuite brièvement décrite. Ce chapitre aborde également les objectifs d assainissement généraux réalisables et les connaissances requises pour dimensionner un assainissement d huile (in situ). Le concept de l assainissement Un assainissement efficace consiste souvent en une combinaison de différentes méthodes ou techniques d assainissement. Le choix de ces méthodes ou techniques dépend largement de la situation sur place et de la zone de la source ou du panache. Même dans la zone de la source, plusieurs techniques sont souvent mises en œuvre : Au début, élimination de la croûte ou de la charge, ensuite stimulation de la biodégradation. Pratiquement tous les assainissements (d huile) connaissent un certain nombre de stades (voir figure 8). Concentrations Situation finale stable attestée Assainissement actif Suivi actif Suivi passif Figure 8 Stades globaux de l assainissement d huile 5.2 Objectifs d assainissement réalistes La pratique a montré que des contaminations par de l huile sont rarement éliminées à 100 % au moyen de méthodes in situ. Seule l excavation permet d éliminer totalement une contamination. Néanmoins, l excavation n est pas toujours possible ou est très coûteuse en raison de la présence d infrastructure (souterraine). Heureusement, la Loi sur la protection des sols stipule que le sol ne doit plus être dépollué à 100 % et qu un assainissement fonctionnel de la surface du sol et un assainissement économiquement rentable du sol sont devenus l objectif principal. Les risques humains, écologiques et de dispersion actuels doivent être éliminés ou maîtrisés. La politique à suivre est passée de l assainissement à la maîtrise des risques. La question est de savoir quels sont les objectifs d assainissement (techniquement) réalistes pour les différents types de contaminations par de l huile. La possibilité de l assainissement in situ d une contamination par de l huile dépend en tout cas largement de la longueur cyclique moyenne de l huile. Jusqu à C 12, les huiles sont encore relativement volatiles, se dissolvent facilement et sont mobiles. A partir de C 12, la mobilité d une huile diminue fortement et l huile adhère beaucoup plus à la matrice du sol. Voir également le chapitre 1 sur le comportement et la dispersion de produits pétroliers. Les processus d assainissement in situ ont pratiquement toujours lieu dans l eau du sol, par l intermédiaire de fractions dissoutes ou de produit pur dans les pores. Cela signifie que les contaminations par de l huile jusqu à C 12 peuvent encore raisonnablement faire l objet d un assainissement (in situ), mais que les types d huile plus lourds sont très difficiles à éliminer. Heureusement, leur mobilité et leur volatilité limitées font que les huiles plus lourdes ne présentent pratiquement aucun risque humain, écologique ou de dispersion. De façon générale, on peut dire que la majeure partie des huiles mobiles qui peuvent être assainies in situ peut être éliminée, mais que des rendements d assainissement supérieurs à 80 à 90 % sont techniquement très difficiles à réaliser

32 saire et, si oui, quelles sont les méthodes et les techniques adaptées pour une zone de noyau et/ou de panache (modèle conceptuel) nécessite bien entendu un minimum de connaissances relatives à la localisation de la contamination : Composition du sol et géohydrologie Quel est le type de couche, le sol est-il sablonneux ou justement argileux? Y a-t-il de la tourbe et, surtout, le sol est-il hétérogène? Le niveau, la direction et la vitesse du flux d eau souterraine sont d autres facteurs importants pour le dimensionnement. Milieu pédologique Suivant le type d assainissement, certains aspects du milieu pédologique sont importants. Pour les assainissements physiques, il est important de savoir pour l épuration des eaux si il y a une forte présence de fer ou de calcaire et de connaître, par exemple, le degré d acidité, la capacité tampon et la dureté de l eau souterraine. Pour les assainissements biologiques, il est surtout important de savoir quelles sont les conditions de dégradation (degré d acidité, oxygène, nitrate, sulfate, concentrations de fer, etc). Dans le cas d assainissements chimiques, le degré d acidité, le calcaire et la teneur en fer revêtent également une grande importance, tout comme la présence de matière organique ou de tourbe. Infrastructure Le site est-il en friche ou existe-t-il justement une infrastructure intensive à la surface et/ou dans le sol? En d autres mots, la contamination peut-elle être extraite facilement ou une approche in situ est-elle requise? Type d huile Le type d huile joue évidemment un rôle important. Les types d huile plus lourds sont très difficiles à assainir in situ. Plus l huile est mobile, plus le risque que représente l huile est important, mais plus l assainissement in situ sera facile. Risques L huile représente-t-elle bien un risque : humain, écologique et/ ou de dispersion? Cette question peut être analysée avec le modèle informatique Sanscrit, mais également par une caractérisation de l huile ou au moyen de mesures de contrôle (mesures d air ambiant intérieur, courant d eau souterraine, etc.). Voir également le chapitre 4. Concentrations, étendue & charge Il est évidemment important de savoir quelles sont les concentrations de la contamination, quelle est l étendue de la contamination (surface & profondeur) et, surtout, quelle est la charge de la contamination. Histoire La gestation de la contamination revêt également un rôle souvent important pour pouvoir analyser et comprendre la dispersion. L ancienneté d une contamination donne également des informations sur la vitesse et les risques de dispersion ( ; étude historique). Affectation du site L affectation du site revêt évidemment une importance certaine pour une bonne estimation des risques et du caractère urgent : habitations avec jardin ou zone industrielle. 5.3 Méthodes générales d assainissement Excavation Les contaminations par de l huile se limitent généralement par définition aux couches peu profondes du sol, la zone d étalement, et sont donc relativement simples à extraire par excavation. Suivant la situation, l étendue et l objectif à atteindre, soit les contaminations sont entièrement extraites par excavation, soit le noyau est éliminé afin de permettre l élimination de la source

33 contaminées et/ou pur produit qui en résultent sont traitées au-dessus du niveau du sol. Enlèvement d une citerne souterraine (source Tauw) Le sol dégagé est nettoyé hors site ou in situ, par exemple par «biopiling» (nettoyage biologique du sol). La durée de l assainissement varie de quelques jours à quelques semaines suivant l étendue. Aux Pays-Bas, un assèchement temporaire du chantier est souvent nécessaire pour pouvoir creuser «au sec». La contamination résiduelle de l eau souterraine ou du panache après l assainissement du sol fait l objet soit d un contrôle de stabilité sur plusieurs années, soit d un traitement au moyen de méthodes d assainissement in situ, souvent une approche pump & treat ou une stimulation de la biodégradation. En cas de croûtes, l excavation est souvent une méthode rapide, économiquement rentable et fiable par rapport aux méthodes in situ. La croûte doit bien entendu pouvoir être atteinte facilement. L inconvénient de l excavation est que des vapeurs peuvent se dégager, surtout dans le cas d huiles volatiles, de croûtes ou d hydrocarbures aromatiques. L atmosphère subit les contraintes qui s ensuivent et des risques d exposition et d émission d odeurs apparaissent, tant pour les assainisseurs que pour les éventuels habitants et les alentours Assainissements extractifs physiques Les techniques physiques d assainissement se caractérisent par la mobilisation et l extraction de contamination du sol. Les contaminations liées au sol et même dans certains cas le produit pur devront d abord se dissoudre ou s évaporer. Les contaminations, vapeurs, eaux souterraines Assainissements biologiques Les techniques biologiques d assainissement se caractérisent par la stimulation de processus de biodégradation naturelle de la contamination. Seule une contamination dissoute peut être assimilée par des microorganismes. Les contaminations liées au sol ou du produit pur devront donc d abord être dissous. Dégradation aérobie Dans le cas de techniques biologiques in situ, les contaminations par de l huile sont entièrement décomposées sous le sol en produits résiduels non toxiques. La stimulation active de contaminations par de l huile a souvent lieu par la création d un milieu pédologique aérobie, en combinaison avec le dosage de nutriments complémentaires. Ceci a pour effet de créer de la biomasse, de la chaleur et de l eau et du gaz carbonique. Dégradation anaérobie La dégradation anaérobie qui a lieu naturellement est souvent très lente et donc souvent incomplète. La stimulation de la dégradation anaérobie de BTEX est par contre utilisée. Au lieu de l oxygène, le sulfate ou le nitrate font office d accepteur d électrons. Types d huiles Seules les fractions mobiles et plus légères de l huile et les composants aromatiques se prêtent bien à la biodégradation jusqu à une longueur cyclique de C 10, maximum C 12. Jusqu à présent, seule la dégradation anaérobie de liaisons aromatiques a été attestée. Approche phasée Dans le cas d une contamination très grave, par exemple avec du produit pur, la stimulation de la dégradation naturelle constitue souvent la deuxième phase d un trajet d assainissement. La première phase consiste à éliminer la majeure partie de la contamination par des techniques d assainissement physiques et/ou chimiques. La contamination résiduelle est alors éliminée par biodégradation stimulée ou naturelle

34 Les assainissements biologiques stimulés ne nécessitent pas d épuration d air et/ou d eau en surface. Voir le tableau des techniques pour savoir quelles sont les techniques in situ adaptées pour procéder à un assainissement biologique Assainissements chimiques Les assainissements chimiques se caractérisent par la dégradation de contaminations par l injection de produits chimiques oxydatifs ou réductifs. Les contaminations par de l huile ou des aromates sont réduites oxydativement par injection d eau oxygénée (réactif de Fenton), d ozone ou une combinaisons des deux. Ce processus est également appelé l oxydation chimique in situ (ISCO). D autres oxydants sont le permanganate de sodium, le permanganate de potassium ou le persulfate (activé). A l exception de l eau oxygénée - qui est souvent injectée en grandes quantités -, seules les contaminations dissoutes peuvent être traitées avec des produits chimiques. Les contaminations liées au sol ou du produit pur devront donc d abord être dissous. La perméabilité, l hétérogénéité et le besoin de la matrice déterminent notamment le rendement de l assainissement. D autres points à prendre en compte sont la détérioration éventuelle d infrastructures souterraines et l oxydation de couches de tourbe, avec des risques de tassement en conséquence. techniques individuelles. Ce paragraphe aborde plus en détail un certain nombre de techniques Captage classique d eau souterraine et/ou infiltration Les assainissements d huiles s accompagnent souvent de l une ou l autre forme de captage d eau souterraine. Le principe de l assainissement consiste simplement à rincer la zone contaminée avec de l eau souterraine propre et extérieure à la tache. Cette technique est également appelée «pump & treat». Les systèmes classiques de captage d eau souterraine se composent de ce que l on appelle des assèchements par gravité : l eau souterraine coule vers un filtre de captage sous l effet de la différence de hauteur - et donc de la gravité -. Le captage se fait à l aide d une pompe immergée ou à l aide d une pompe (centrale) à plongeur ou à piston placée au-dessus du niveau du sol. La pompe à piston permet également de procéder à un assèchement par le vide, ce qui signifie que les sources sont entièrement filtrées sous le niveau de l eau souterraine. Pièce de mesure et collecte Pompe d assèchement Evacuation eau GWZI Types d huile Comme dans le cas des processus biologiques, seules les fractions mobiles et plus légères des huiles et les composants aromatiques se prêtent bien à la biodégradation aérobie jusqu à une longueur cyclique de C 10, maximum C 12. Baisse NNP Niveau Nappe Phréatique Dans le contaminations par de l huile ou des aromates, le réactif de Fenton est généralement utilisé comme oxydant. Des informations plus détaillées sur l oxydation chimique se trouvent aux paragraphes à et dans le cahier «ISCO, oxydation chimique in situ» 5.4 Techniques individuelles d assainissement Le tableau des techniques récapitule les grands axes des différentes Assèchement par inertie Source d infiltration d eau souterraine (source Tauw) 64 65

35 L eau souterraine captée est souvent d abord épurée avant qu elle ne puisse être évacuée vers les égouts ou les eaux de surface. Parfois, l eau captée est de nouveau infiltrée. Souvent, l infiltration demande néanmoins une phase d épuration supplémentaire, surtout en rapport avec du fer et/ou des particules de boue afin d éviter l embourbement des filtres d infiltration. Comme la dissolution de la contamination est lente, cette technique d assainissement ne convient pas au traitement de noyaux. La technique est adaptée à l assainissement de panaches, où les contaminations sont déjà dans une solution (voir le modèle conceptuel). Le captage classique de l eau souterraine ne permet pas non plus de rincer la couche d étalement. La couche d étalement est la zone autour du niveau de la nappe phréatique, dans laquelle se trouve généralement la majeure partie de la contamination par de l huile. C est une autre raison pour laquelle cette technique ne convient aux zones de noyau. Elimination de croûte L assèchement par gravité est parfois utilisé pour éliminer une croûte. L idée est que la croûte s accumule dans la source de captage sous l effet de la baisse de l eau souterraine. La croûte peut alors être écrémée de façon centralisée. La pratique montre cependant que les croûtes ne s accumulent que difficilement dans ce type de systèmes. La force de gravité est la force utilisée, mais elle est trop limitée pour mettre en mouvement une croûte contre l hétérogénéité et la résistance du sol. Cette méthode d assainissement de croûte n a de chance que dans le cas de types de contamination mobiles, de sols de sable/gravier très perméables et de gros volumes de contaminations. Stimulation biologique Pour l assainissement de sols, il est très important d assainir là où se trouve la contamination. Pour la stimulation de micro-organismes, des éléments nutritionnels additionnels doivent donc être apportés à l endroit de la contamination. L eau souterraine fait souvent office de moyen de transport. Elle peut être utilisée pour stimuler les processus de dégradation aérobie ou anaérobie. Les substances nutritives supplémentaires, tels que les nutriments (source N & P), l oxygène (sels) dissous ou le nitrate ou sulfate - dans le cas d une dégradation stimulée anaérobie -, sont dispersées dans l aquifère au moyen d un captage de l eau souterraine. L injection de substances nutritives peut se faire de manière périodique (dosage shock load) ou continue par des moyens d infiltration. Le captage/l infiltration peut être arrêté dès que les substances nutritives sont suffisamment dispersés. Dans le cas d une infiltration continue de nutriments, etc., l embourbement des filtres d infiltration est un point important à prendre en compte dans la conception Aspiration des gaz du sol Une autre technique d assainissement in situ, presque classique, est l aspiration des gaz du sol. Des filtres sont placés dans les zones non saturées, où les gaz du sol sont extraits. Comme dans le captage d eau souterraine, le principe de l assainissement consiste à rincer plusieurs fois de suite la zone contaminée avec de l air propre atmosphérique ou des environs. Les vapeurs des gaz de sol sont souvent épurées à la surface de sol, avant de pouvoir être émises dans l atmosphère conformément aux directives néerlandais en matière d émission (Nederlandse Emissie Richtlijnen, NER). Bien entendu, la méthode ne convient qu à l élimination de composants volatils. En pratique, cela signifie que la méthode est utilisable jusqu à environ C 12. Aspiration gaz du sol 66 67

36 5.4.3 Extraction à Phase Multiples (EPM) L Extraction à Phases Multiples est également appelée l Extraction Double Phase (EDP) ou l Extraction Triple Phase (ETP). La «bioaspiration» est un autre terme utilisé pour cette technique. L EPM consiste à créer un vide poussé sur des filtres courts. Les filtres sont placés dans la zone d étalement, en partie dans l eau souterraine et en partie juste au-dessus. Sous l effet du vide poussé, un mélange de gaz du sol et d eau souterraine est extrait (EDF). Ce système est aussi particulièrement efficace pour éliminer des croûtes (ETP). Cette technique permet même d assainir des croûtes un peu moins mobiles, telles qu une contamination au gazole. L aspiration des gaz de sol peut aussi être efficace pour stimuler l évaporation de produit pur. Comme dans le cas du captage d eau souterraine, il faut toujours tenir compte du fait que la zone d étalement est difficilement rinçable ; en raison de la résistance plus élevée, la pénétration de l air est inférieure à celle qui règne dans les parties moins profondes de la zone non saturée. Suivant l épaisseur de la zone non saturée et de l état pédologique, les filtres d extraction des gaz du sol sont placés en pratique à une distance mutuelle d entre 4 et 10 mètres. La zone d influence est la plus limitée dans les sols minces, non saturés et peu perméables. Les filtres de gaz du sol sont raccordés en surface à une unité centrale d aspiration des gaz du sol. Cette unité se compose globalement d un dispositif de mesure, d un collecteur, d un séparateur d humidité et d un ventilateur. Bioventilation La bioventilation est en fait identique à l aspiration des gaz du sol dans la zone non saturée, à la différence près que l objectif est la ventilation afin de stimuler la dégradation aérobie. Les débits de captage peuvent être limités à ce qui est nécessaire pour amener suffisamment d oxygène dans le sol et doivent en tout cas être suffisamment limités pour que le sol ne s assèche pas. Le vide poussé assure un flux maximal de gaz de sol et d eau souterraine, autant que ce que le sol en question peut fournir. Les filtres se vident plus rapidement que l apport d eau souterraine et/ou de produit, ce qui a pour effet de créer un régime de captage très dynamique et de diminuer le risque de courants préférentiels. Comme les filtres sont placés spécifiquement dans la zone d étalement, au contraire du captage classique d eau souterraine ou de gaz du sol, cette zone bénéficie d un traitement beaucoup plus efficace. Le principe de l assainissement selon EPM consiste également à rincer la zone contaminée avec de l air ambiant propre ou de l eau propre provenant des alentours. En outre, une dépression élevée est maintenue, ce qui signifie que le débit et l évaporation ont une valeur maximale. Cette technique est surtout efficace en raison du captage ciblé dans la zone d étalement. Pièce de mesure et collecte Filtres Séparateur d eau Effluents gazeux Ventilateur Evacuation eau/produit GWZI Pompe d évacuation Flux d air Flux d eau Zone d étalement Extraction Phases Multiples 68 69

37 Une fois arrivés à la surface, les vapeurs et l eau souterraine/le produit sont séparés. Les deux flux sont ensuite épurés avant d être évacués. Un inconvénient de la technique EPM est le captage combiné de vapeurs, d eau souterraine et de produit pur. Pièce de mesure et collecte Réservoir sous pression Compresseur Comme les filtres sont placés dans la zone d étalement, ceux-ci n ont qu une zone d influence limitée. Pour un assainissement (de croûte) EPM efficace, les filtres doivent être placés à une distance mutuelle d entre 3 et 5 à 6 mètres, suivant la composition locale du sol. L unité EPM se compose généralement d une unité de mesure, d un collecteur, d un séparateur d humidité avec pompe d évacuation automatique et d un ventilateur à dépression élevée (presque jusqu au vide absolu). Bioaspiration La bioaspiration est une variante de l Extraction à Phases Multiples (EPM) qui se caractérise par une ventilation intensive de la zone d étalement. Cette méthode est efficace pour ventiler activement cette zone du sol. Au moyen de l EPM, la zone d étalement est ventilée de façon intensive, de telle façon que cette méthode convient justement à la ventilation active de cette zone du sol. Le système MFE a donc pour but de stimuler la dégradation aérobie Injection d air comprimé (strippage in situ) Lorsque l injection d air comprimé est utilisée pour mobiliser la contamination, le principe d assainissement est celui du strippage «in situ» des contaminations. Lorsque le sol est ventilé, les contaminations passent de l état liquide à l état gazeux. Pour que les vapeurs libérées puissent être captées, cette technique est toujours combinée à l Extraction à Phases Multiples ou à l aspiration des gaz du sol. Seuls des composants pétroliers mobiles et volatils peuvent être extraits in situ du sol au moyen de l injection d air comprimé. Les filtres d air comprimé sont raccordés en surface à une unité centrale d injection d air comprimé. Cette unité se compose d un dispositif de mesure et d un collecteur et est raccordée à un compresseur sans huile. Bulles d air Bulles d air Injection air comprimé La distance requise entre les filtres dépend largement de la situation sur place, telle que la composition du sol, le niveau de l eau souterraine et l hétérogénéité. En moyenne, aux Pays-Bas, les contaminations par de l huile dans des zones où le niveau de l eau souterraine se situe à 2-3 m en-dessous du niveau du sol nécessitent le placement de filtres à environ 4-5 mètres de distance mutuelle. Barbotage L injection d air comprimé n a pas seulement pour effet d extraire des contaminations du sol, mais également de ventiler le sol et donc de stimuler les processus de dégradation aérobie. Le barbotage peut être rendu plus efficace par l utilisation de filtres micropores. Les bulles d air sont plus petites et la surface utile devient, par conséquent, plus grande, ce qui signifie que l oxygène se solubilise mieux Stimulation de dégradation aérobie : injections périodiques ou de charges de choc Outre par l injection (continue) d air comprimé, la dégradation aérobie dans la zone saturée peut également être stimulée par l injection périodique ou unique de sources d oxygène

38 Oxygen Release Compound (ORC ) L ORC est un composé de peroxyde de magnésium avec phosphate qui, après injection unique dans l eau souterraine sur une période d environ 12 mois, cède de l oxygène à son environnement de façon contrôlée. L avantage de cette technique est qu une dose unique ou périodique suffit et qu elle ne nécessite pas d installation en surface. Sels cédant de l oxygène Des sels cédant de l oxygène peuvent également être utilisés en guise d alternative à l ORC : peroxyde de calcium ou percarbonate de sodium. Ces sels cèdent aussi lentement de l oxygène. Les Pays-Bas ont encore peu d expérience pratique pour ce qui est de l injection de ces sels. ISOC Avec ISOC, de l oxygène pur à 100 % est injecté dans le sol par l intermédiaire d un filtre microporeux. Injection d eau oxygénée L injection d eau oxygénée s accompagne non seulement d une dégradation chimique, mais également de la décomposition d une majeure partie de l eau oxygénée injectée en oxygène et en eau. L oxygène peut alors très bien servir de source pour la biodégradation aérobie. L ISCO (oxydation chimique in situ) est parfois utilisée en combinaison à BISCO, le «B» représentant la biodégradation aérobie des contaminations résiduelles résultant de l oxydation chimique. Des concentrations sursaturées d oxygène peuvent en théorie être atteintes tant dans le cas d ORC, de sels cédant de l oxygène, d ISOC que de BISCO : >10 mg/l. En principe, l oxygène est dispersé par diffusion ou par l écoulement naturel de l eau souterraine. Une dispersion supplémentaire peut bien entendu être accélérée par captage d eau souterraine. A l exception de BISCO, les quantités d oxygène injectées sont généralement limitées. Bien que l injection continue d air comprimé ne puisse pas provoquer de concentrations sursaturées d oxygène, un tel système permet néanmoins d apporter au total beaucoup plus d oxygène de façon économiquement rentable. ORC, les sels cédant de l oxygène et ISOC conviennent donc plus particulièrement à des sites caractérisés par des charges limitées et, surtout, par des concentrations (résiduelles) dissoutes. L injection d air comprimé et BISCO permettent d éliminer des charges plus importantes, mais ne conviennent pas à l élimination de produit pur. Dégradation anaérobie : injections périodiques ou de charges de choc Les hydrocarbures aromatiques tels que benzène ou toluène peuvent également être décomposés de façon anaérobie. La dégradation a alors lieu dans des conditions ferroréductrices, nitroréductrices ou sulfatoréductrices. Ce processus de dégradation peut être stimulé par l apport (périodique) de nitrate ou de sulfate. Tant le nitrate que le sulfate peuvent être dissous en concentrations très élevées et peuvent ainsi facilement être injectés dans le sol. Un captage (temporaire) de l eau souterraine peut être utilisé pour disperser plus rapidement les adjuvants. Une fois de plus, cette technique n est efficace que si les charges sont limitées et que les concentrations sont dissoutes Technique auxiliaire : chaleur (électrorégénération) Dans le sol néerlandais, l eau souterraine et le sol ont une température d environ 10 o C. Les processus biologiques sont beaucoup plus rapides à o C. Un assainissement biologique stimulé sera donc toujours beaucoup plus efficace lorsque le sol est échauffé. L échauffement peut être effectué de plusieurs façons différentes. Une méthode utilisée régulièrement est l électrorégénération, qui consiste à chauffer le sol par du courant alternatif au moyen d électrodes. D autres méthodes sont le «chauffage à six phases» (ou chauffage électrique - voir 5.4.9) ou le chauffage par l injection d eau oxygénée, qui entraîne non seulement une oxydation chimique, mais également la libération d oxygène, d eau et de chaleur Technique auxiliaire : surfactants Les micro-organismes ne peuvent décomposer que des contaminations dissoutes. L apport de surfactants peut aider à améliorer la dissolution de contaminations liées dans l eau souterraine et à permettre ainsi la biodégradation. En pratique, la technique n est pas (plus) souvent 72 73

39 utilisée. Les surfactants se dissolvent dans de l eau souterraine captée et épurée et sont ensuite injectés dans le sol par infiltration Extraction stimulée par la vapeur L extraction stimulée par la vapeur consiste à rincer le sol horizontalement avec de la vapeur. La technique utilise une grille d injecteurs et d extracteurs centraux par lesquels de l eau (chaude), du produit et des vapeurs sont captés. Le chauffage accélère l évaporation de la contamination, augmente la solubilité, accélère la désorption et diminue la viscosité. Le produit pur, l eau et les vapeurs sont séparés, condensés et épurés à la surface. La technique convient surtout aux concentrations élevées de contaminations (croûtes). L épuration doit permettre de traiter rapidement une charge importante de contamination Six Phase heating Le Six Phase Heating consiste à chauffer le sol au moyen d électrodes. Cette technique utilise la résistance électrique du sol. Le sol peut être chauffé au point qu il génère de la vapeur «in situ». La technique convient surtout aux sols moins perméables. Tant dans le cas de l extraction stimulée par la vapeur que du Six Phase Heating, cette conception de la mesure d extraction est très importante pour maîtriser la direction du front de vapeur. Cette maîtrise doit permettre d éviter toute situation dangereuse Oxydation chimique avec réactif de Fenton Le réactif de Fenton est surtout utilisé dans le cas d une charge de contamination importante (élimination de la source). Le réactif de Fenton est une combinaison d eau oxygénée et de fer bivalent. Le fer bivalent fait office de catalyseur pour l oxydation de différents composés à l aide d eau oxygénée. Cette oxydation produit des radicaux hydroxyles (très) réactifs suivant la réaction suivante : H 2 O 2 + Fe 2+ OH * + OH - + Fe 3+ La force des radicaux hydroxyles ainsi formés réside dans la décomposition des composés C=C, C-C et C-H, qui sont largement présents dans Rayon d influence de l oxydation chimique, visible après excavation (source Tauw) les contaminations organiques. La structure en anneau de composés aromatiques se traite plus facilement que les cycles de composés aliphatiques. Le radical hydroxyle est un oxydant non sélectif très puissant. Il réagit rapidement et produit une dégradation souvent complète, avec les produits résiduels H 2 0 et CO 2. Les réactions exothermes ont également souvent pour effet de mobiliser du produit (évaporation). Pour cette raison, cette méthode d assainissement est surtout utilisée en combinaison avec l aspiration des gaz du sol. Réactif de Fenton modifié Dans le cas du réactif de Fenton modifié, l eau oxygénée est conditionnée dans une sorte de gel ; de cette façon, l eau oxygénée réagit moins rapidement, reste active plus longtemps et continue à fonctionner activement à ph plus élevé. La force de réaction diminue légèrement. L apport d eau oxygénée se traduira par la décomposition d une partie (importante) des oxydants injectés en oxygène. Cet oxygène injecté aura à son tour un effet bénéfique sur la dégradation naturelle. Il a été démontré que l oxydation chimique ne stérilise pas le sol et qu elle a 74 75

40 Oxydation chimique avec ozone et perozone L ozone ou l ozone en combinaison avec de l eau oxygénée (perozone) peuvent également servir d agent oxydant. Contrairement au réactif de Fenton, l ozone est injecté sous forme gazeuse, éventuellement en combinaison avec une solution d eau oxygénée. La production d ozone est souvent relativement limitée. La technique convient donc surtout aux charges de contamination moins importantes ou uniquement aux contaminations dissoutes Oxydation chimique avec permanganate En théorie, les contaminations aromatiques peuvent également être oxydées avec du permanganate de soude ou de potasse. Le permanganate se caractérise par une force d oxydation légèrement inférieure, ce qui explique probablement pourquoi il n est pas souvent utilisé dans le cas de contamination par des huiles/aromates. L avantage du permanganate est qu il reste réactif sur une période prolongée. La technique convient donc surtout aux charges de contamination moins importantes ou uniquement aux contaminations dissoutes. 5.5 Aspects techniques importants à prendre en compte Les aspects suivants sont importants pour chaque assainissement : Systèmes intermittents Le captage ou l injection en continu aboutit à la formation de courants préférentiels et à une baisse du rendement des assainissements. L utilisation de minuteries et/ou de vannes contrôlées doit permettre configurer les systèmes d assainissement de préférence de façon discontinue. Systèmes ciblés Cela semble logique, mais il faut assainir là où se trouve la contamination. Cela signifie que des filtres d assainissement doivent être placés de façon ciblée et dans la couche contaminée du sol, de façon à ce que les substances nutritives, les oxydants ou l oxygène puissent être injectés là où ils doivent faire leur travail. Système d assainissement intensif L influence horizontale des filtres d assainissement est souvent limitée. Pour un assainissement efficace des huiles, des filtres d assainissement doivent être placés tous les quelques mètres. La contamination doit bien entendu être entièrement couverte par les filtres requis. Monitoring & correction en continu Un assainissement efficace mérite une attention continue : échantillonnages d influent/effluent, du sol et de l eau souterraine. Les résultats doivent être interprétés par des experts et l approche de l assainissement doit, au besoin, être corrigée. Cela peut varier d une nouvelle configuration des systèmes d assainissement existants jusqu à l ajout de filtres et de dispositifs supplémentaires ou au recours à une technique alternative. Le pilotage du processus d un assainissement (in situ) du sol doit se faire selon BRL 6001 ou Une approche cyclique de la mesure et de la correction de l assainissement est préférable. 5.6 Durée d assainissement La durée d un assainissement d hydrocarbures dépend largement de la situation sur place, de l objectif à réaliser et de la technique utilisée. Quelques durées globales d assainissement peuvent néanmoins être données : De façon générale, on peut dire que les assainissements oxydatifs chimiques (Fenton) sont les plus rapides. Souvent, 2 à 3 cycles d oxydation de chacun environ 1 mois suffisent. L assainissement oxydatif peut donc souvent être limité à environ ½ an. Les assainissements oxydatifs sont généralement appliqués dans les zones de la source. D autres techniques intensives à la source donnent également des résultats rapides, telles que l extraction stimulée par la vapeur et le Six Phase Heating. Il convient néanmoins de noter qu un assainissement à la source nécessite souvent un assainissement résiduel ou de panache, dont l approche est plus extensive et qui prend donc beaucoup plus de temps et détermine par là même la durée totale de l assainissement

41 En cas de croûte, l élimination totale de celle-ci (EPM) prend normalement 1 à 2 ans, suivant son épaisseur et son étendue. L assainissement résiduel, qui est par exemple effectué par aspiration des gaz du sol, par injection d air comprimé, par captage d eau souterraine ou par stimulation biologique aérobie, prend ensuite souvent de 2 à 3 ans. Le rendement complémentaire d un assainissement de plus de 3 à 4 ans ou nécessitant de 3 à 5 cycles de rinçage est souvent limité, à condition que l assainissement soit correctement effectué et corrigé. L actuelle loi sur la protection des sols (Wet Bodembescherming) préconise une situation stable, ne nécessitant aucun suivi. Cela signifie que l assainissement actif peut être interrompu dès qu il apparaît que les concentrations résiduelles resteront stables. Un suivi actif est nécessaire pour contrôler et attester cette stabilité : ce suivi se compose d un monitoring périodique au moyen d indicateurs de niveau. Le suivi actif fait généralement l objet d un accord avec le pouvoir compétent sur une période de plusieurs années

42 Intermezzo : Risques entre l Afrique et Assen L entreprise emploie non moins de personnes, dont une majeure partie dans l imposant siège social situé au Schepersmaat à Assen. En 2005, l entreprise a mené 55 projets d assainissement de sol, dont 14 ont été clôturés. Au total, tonnes de terre ont été évacuées. La Nederlandse Aardolie Maatschappij prend très au sérieux son devoir de sollicitude envers l homme et l environnement. Hans Huissoon et Auke van der Veen, tous deux «senior civil and structural engineer», travaillent au service de NAM : «Au fil des années, nous nous sommes de plus en plus posés en important centre d expertise dans le domaine de l assainissement et de la gestion des sols. La perception du risque varie souvent d une localité à l autre et d un pays à l autre. Pour certains pays, nous n allons pas assez loin dans nos mesures. Dans d autres pays, les habitants trouvent que nous allons beaucoup trop loin. Heureusement, en complément à la législation en la matière, nous appliquons aussi nos propres directives standard en matière d environnement.» «Nous déployons nos activités d assainissement de sols là où nous avons extrait du pétrole et du gaz. Il est possible que du pétrole se soit répandu dans le sol d une façon ou l autre et que ce pétrole doive être éliminé. Notre principe est que les terrains doivent toujours être remis dans un état acceptable en concertation avec le propriétaire et l Etat. Dans notre approche, le développement économique, la protection de l environnement et notre responsabilité sociale sont indissociablement liés. Ce sont des piliers importants de notre entreprise. Il convient toujours de trouver un équilibre subtil entre efforts financiers et rendement écologique. Parfois, la balance penche trop dans un sens. Dans l exécution de notre travail, nous sommes régulièrement confrontés à des obstacles qui empêchent la mise en œuvre de solutions adéquates. Notre perception est que les risques du pétrole dans le sol sont parfois surestimés par le législateur néerlandais. Bien sûr, les risques sont nombreux : en matière de santé publique, d environnement, de nature et d écologie. Sans vouloir minimiser la problématique, nous ne devons pas oublier que le pétrole est un produit naturel qui, de façon générale et en fonction du type d huile, se décompose relativement bien dans le sol. La nature sait ce qu elle doit en faire. De ce point de vue, il est légitime de se poser la question de savoir si notre rôle n est pas surestimé.» Du carcan à la flexibilité du sur-mesure «Après le scandale des déchets toxiques à Lekkerkerk, la première réaction de l Etat était : «Plus jamais ça.» Des normes et des valeurs idéales ont alors été ancrées au millimètre près dans la législation et la réglementation. Cela allait très loin. C était compréhensible au vu de la gravité de la situation à l époque. Mais en pratique, cette loi ne fonctionnait pas bien. Aucune situation n est pareille à une autre. Dans le secteur de l assainissement des sols, on n a encore jamais vu deux situations identiques. Le but du législateur est de contribuer à trouver une solution au problème au moyen de sa législation. Mais le caractère inflexible et coercitif de la loi faisait qu il y avait très peu de possibilités de faire du sur-mesure. ll n y avait pratiquement pas de place pour des solutions créatives. Le législateur a légèrement modifié sa loi au fil des ans. La philosophie actuelle est la suivante : «du standard là où c est possible, du sur-mesure là où il le faut.» Mais nous préférons une loi-cadre qui définit les objectifs finaux et qui nous laisse la liberté de trouver la meilleure façon d atteindre ces objectifs. De cette façon, des résultats peuvent être obtenus et le rapport entre les investissements dans l environnement et le rendement écologique reste en équilibre. Ceci dit, nous travaillons toujours par définition dans le cadre de la loi.» Facteurs de réussite et d échec «Tous les pouvoirs publics ne se ressemblent pas. Certaines instances sont plus flexibles que d autres en matière d octroi de permis et d application. Certains services nous laissent de la liberté, d autres sont beaucoup plus rigides. Nous avons besoin d une certain souplesse pour pouvoir élaborer des solutions viables. Un exemple pratique positif est l assainissement du sol dans la région IJsselmonde - Ridderkerk. Nous avions conclu de très bons accords de travail avec la 80 81

43 cas urgents. Notre politique et notre approche privilégient de plus en plus la prévention. Il s agit de moins en moins d éliminer et d assainir, mais plutôt d éviter autant que possible les contaminations. On constate clairement une tendance qui va de l assainissement du sol à la gestion du sol. La gestion du sol consiste en une série de mesures de gestion, qui vont du confinement à l entretien, en passant par la sensibilisation. L énorme expertise que nous avons accumulée ces 15 à 20 dernières années aux Pays-Bas n est pas inutile et perdue. On nous demande de plus en plus souvent de mettre à disposition notre expérience et les méthodes et techniques que nous avons développées. Nous avons par exemple été impliqués dans la réalisation de programmes d assainissement de sol et de campagnes de prévention en Angleterre et en Ecosse. Quoi qu il en soit, la problématique du sol figurera toujours au centre de nos préoccupations. Mais on voit que notre devoir de sollicitude passe progressivement de l assainissement à la prévention et à la gestion.» Ville de Rotterdam sur la réception des terrains. Nous avions convenu qu à l issue de notre travail, le terrain serait rendu dans l état où nous l avions trouvé. Le problème était que le terrain était à l origine une zone agraire et qu il s était transformé plusieurs années plus tard en une zone urbaine. Ce n était évidemment pas du tout la même chose. Et pourtant, nous avons pu nous arranger avec la Ville de Rotterdam. Cette issue positive est entièrement due au respect que chaque partie a pour la position et les intérêts de l autre partie. C est ce qui forme la base d une relation de confiance, qui est indispensable pour trouver ensemble une solution. Une communication ouverte et transparente est une autre condition-cadre importante. Le contraire est tout aussi vrai. Si les protagonistes ne connaissent pas leur position, leurs intérêt et leur objectif réciproques, la coopération devient une loterie. Il faut exclure cela si l on veut trouver ensemble une solution à une contamination de sol complexe.» De l assainissement à la gestion du sol «Actuellement, nous travaillons activement au traitement de sites historiques de contamination du sol. Nos travaux se trouvent à un stade avancé. Nous avons identifié tous les sites et pris en charge les Risques entre l Afrique et Assen «Lorsque nous effectuons des opérations d assainissement, la législation est naturellement le cadre de référence à l intérieur duquel nous évoluons.» Cela n empêche pas que la perception de risques peut varier. D une localité à l autre ou d un pays à l autre. En comparaison avec des pays étrangers, le législateur néerlandais va très loin. Nous pensons qu il va même parfois trop loin et que la loi devient pour nous un carcan. La situation est très différente dans un pays comme le Gabon. Selon l opinion publique locale, une contamination par du pétrole quelque part dans la jungle n est un problème que si cette contamination est visible. Si on ne voit plus le pétrole, le problème est résolu. Là-bas, la perception du risque se limite parfois au «ni vu, nu connu». L approche pourrait donc consister à éliminer le pétrole et à évacuer le site. Une forme d assainissement visuel. C est une solution dont nous ne nous satisfaisons évidemment pas. Nous allons plus loin. Le site n est «libéré» que s il est attesté qu aucun risque pour la sécurité ou la santé publique n est en jeu. Dans ce genre de situations, nous sommes heureux de pouvoir appliquer nos propres directives standard en matière d environnement. Nous savons que le monde entier nous surveille en permanence. Nous devons donc toujours pouvoir nous justifier à plus de 100 %.» 82 83

44 6 Finances 6.1 Introduction Les coûts de l assainissement dépendent évidemment dans une large mesure de la situation sur place. Pour une indication des coûts par technique, nous renvoyons à la directive numérique Beheer en herstel bodemkwaliteit (gestion et rétablissement de la qualité pédologique) (www. bodemrichtlijn.nl). Il est difficile de donner des prix unitaires pour les différentes techniques d assainissement. Voici quelques règles générales. 6.2 Assainissement de la source Lorsque la contamination est facilement accessible ou en cas de concentrations très élevées ou de croûte, l excavation est souvent beaucoup plus avantageuse que l approche in situ. Dans le domaine des techniques d assainissement in situ, l extraction stimulée par la vapeur, le six phase heating et l oxydation chimique avec du réactif de Fenton sont généralement les techniques les plus coûteuses au m3 traité, suivies de l Extraction à Phases Multiples et des techniques in situ plus classiques telles que l aspiration des gaz du sol, le captage d eau souterraine (pump & treat) et l injection d air comprimé. De façon générale, plus une technique d assainissement est intensive, plus les résultats seront obtenus rapidement. Cela signifie qu il y a toujours un seuil de rentabilité et qu une technique moins coûteuse peut finalement se révéler plus coûteuse qu une approche brève et intensive en raison du prolongement de l assainissement. 6.3 Assainissement de panache ou résiduel Dans le domaine des techniques du panache, l oxydation chimique avec de l ozone et/ou du perozone est probablement la plus coûteuse, suivie de la stimulation de la dégradation aérobie par injection d air comprimé et/ou aspiration des gaz du sol, en combinaison ou non avec du captage d eau souterraine et de l infiltration. La technique la moins coûteuse est le simple contrôle des processus de dégradation naturelle. 85

45 6.4 Aspects déterminant pour le prix De façon générale, l assainissement de la source est la partie la plus coûteuse d un assainissement d huiles. Les aspects qui déterminent largement les coûts sont entre autres : l infrastructure souterraine de filtres et de conduites la conservation d installations d épuration de l eau et de l air le monitoring & la correction la consommation énergétique l épuration de charbon actif et d air présence de fer ou de calcaire dans les flux d eau à épurer la durée de l assainissement les coûts d évacuation Les coûts initiaux (= frais de mise en place et de mise en œuvre, pose de filtres, technique de raccordement) représentent une part substantielle du budget. Après, il existe une relation directe avec le type d huile : plus l huile est volatile, plus l assainissement est simple, rapide et donc avantageux. 6.5 Risques d échec Les risques d échec varient d une technique à l autre. De façon générale, le risque d échec est élevé en cas d objectif d assainissement irréaliste, d une compréhension insuffisante de la répartition conceptuelle de la contamination dans le sol, d une technique mal choisie et d une approche insuffisamment intensive du monitoring. Les risques d échec sont généralement les plus limités dans le cas de systèmes d assainissement qui paraissent à première vue plus coûteux et/ou dans le cas d objectifs d assainissement pragmatiques. Si un assainissement échoue, il faut prévoir un scénario de secours : si la contamination se révèle instable pendant la phase de suivi actif, des mesures doivent être prises afin d assurer cette stabilité. ll existe également une relation directe entre les coûts et le rendement de l élimination. Comme évoqué au chapitre 5, la plupart des contaminations sont souvent éliminées au début du projet. Ensuite, les concentrations baissent souvent en suivant une évolution asymptotique. En raison de cette évolution asymptotique, l élimination du dernier petit reste de contamination est relativement coûteux (voir figure 9). Coûts Situation finale stable attestée Concentrations Assainissement actif Suivi actif Assainissement passif Figure 9 : Evolution asymptotique du rapport coûts - rendement d élimination 86 87

46 7 Résumé et conclusions Le sujet des huiles dans le sol paraît simple. Tout le monde, des spécialistes au experts en passant par les amateurs, sait de quoi nous parlons. Mais la pratique est différente. L huile est une substance difficile qui ne se définit pas en quelques mots. La définition et la compréhension du comportement et de la dispersion des huiles dans le sol sont essentielles. L huile minérale est l une des matières les plus fréquentes à causer des contaminations locales du sol et des eaux souterraines. Les risques pour le sol sont divers et varient de risques d exposition (pour l homme et l écosystème) à des risques d incendie et d explosion, en passant par des risques de détérioration de matériaux. Outre les différences de risques effectifs, il existe également des différences de perception des risques. Tous les risques ne sont pas perçus de la même manière par tout le monde. Pour pouvoir réduire les risques et assainir le sol contaminé, nous avons besoin d informations «factuelles» sur la composition de l huile, le comportement et la dispersion. L assainissement doit être précédé d une étude approfondie de la nature, de l étendue et de la caractérisation de la contamination. De nombreuses stratégies d étude peuvent être suivies. Les résultats de l étude déterminent le choix de la stratégie d étude et de la technique d assainissement à mettre en œuvre. Les coûts initiaux - c.à.d. les frais de mise en place et de mise en œuvre - représentent souvent une part substantielle du budget. En outre, il existe souvent une relation directe entre les coûts et le rendement de l élimination. La plupart des contaminations sont éliminées au début d un projet et les coûts par kg de charge éliminée de contamination sont relativement bas. Les derniers kilomètres sont les plus difficiles ; l assainissement des derniers petits restes de contamination est souvent relativement plus coûteux par kg de charge éliminée. La conclusion est qu il ne faut pas se limiter aux apparences de l huile. L huile dans le sol n est pas «noire», ni «blanche», mais une problématique complexe avec une infinité de valeurs intermédiaires. Une compréhension aussi précise que possible du comportement, de la dispersion, de la nature et de l étendue des huiles dans le sol est essentielle pour une évaluation équilibrée et un choix avisé de la technique d assainissement à mettre en œuvre. Une réduction rapide des principaux risques est et reste un motif important. Les coûts de l assainissement dépendent évidemment dans une large mesure de la situation sur place. De façon générale, l assainissement de la source est la partie la plus coûteuse d un assainissement d huiles

47 8 SKB-project PT4104 Diffusie Samplers. Annexes 1. Littérature consultée Franken et al. (1999) Proposal for revised intervention values for petroleum hydrocarbons on base of fractions of petroleum hydrocarbons. Rapport RIVM RIVM, Bilthoven, NL. SKB-project PT5408 Toepassing van de Sorbisampler bij grondwatermonitoring in het kader van grondwatersanering. 2. Geraadpleegde websites Liste de techniques de mesure SKB (éventail de techniques de mesures et de monitoring, novembre 2004) Caractérisation d huile ROST MIP GGD Landelijke Vereniging van GGD en (2002) Richtlijn Gezondheidsrisico s bij Bodemverontreiniging. Lijzen et al. (2001) Technical evaluation of the intervention values for soil/sediment and groundwater. RIVM rapport RIVM, Bilthoven, NL. Verbruggen (2004) Environmental risk limits for mineral oil (Total Petroleum Hydrocarbons). RIVM Rapport RIVM, Bilthoven, NL. VKB protocol 2001 Plaatsen van handboringen en peilbuizen, maken van boorbeschrijvingen, nemen van grondmonsters en waterpassen, SIKB. VKB protocol 2002 Het nemen van grondwatermonsters, SIKB. SKB-project PT5404 Kennisoverdracht en implementatie Oliekarakterisatie

48 Colophon Rédaction Laurent Bakker Marco van den Brand Charles Pijls Ingrid van Reijsen Gerben van der Sterren Tauw, Deventer Hannover Milieu- en Veiligheidstechniek, Ede Tauw, Deventer SKB, Gouda The Three Engineers, TTE, Deventer Groupe de lecture G. Boer BSB Zuid, s Hertogenbosch L. Hansma Gemeente Dantumadeel, Damwoude L. de Jong Jansma Wegen en Milieu, Drachten R. Cornelisse Gemeente Waalwijk A. van de Vusse Vusse Milieuadvies, Amsterdam P.M. van Es - Prins Kuiper & Burger, Advies- en Ingenieursbureau J. Kuyper Provincie Noord-Holland, Directie SHV, Unit Vergunningen Bodem D. Lud Tauw Rédaction finale et interviews René Walenbergh Walenbergh & Van Os, Utrecht Graphisme Iconographie Van Lint Vormgeving, Zierikzee Leden van de redactie Van Lint Vormgeving Février