ETUDES D1MPACT SUR L'ENVIRONNEMENT

Traite de Genie Civil de I'Ecole polytechnique federale de Lausanne publie sous la direction de Rene Walther Volume 23 ETUDES D1MPACT SUR L'ENVIRONNEMENT Jacques-Andre Hertig Jean-Michel Fallot chapitre 8 Philippe De Pury chapitre 11 Bernard Lachat chapitre 13 Vincent Grangirard chapitres 14 et 15 PRESSES POLYTECHNIQUES ET UNIVERSITAIRES ROMANDES

Table des matieres PREFACE VII AVANT-PROPOS ET REMERCIEMENTS '. IX PEUT-ETRE SOMMES-NOUS FRERES XXIII 1 Introduction 1 1.1 Generalites 1 1.2 Resume et objectifs de l'ouvrage 3 1.3 Historique des preoccupations de protection de l'environnement en Suisse 6 References 9 2 La Legislation federale (Suisse) et le rapport d'impact sur Penvironnement 11 2.1 Articles constitutionnels et organisation des lois et ordonnances 11 2.2 Loi federale sur la protection de l'environnement (LPE) 15 2.2.1 Buts 15 2.2.2 Bases legales de l'etude d'impact sur l'environnement 15 2.2.3 Principes adoptes dans la LPE 17 2.2.4 Autres dispositions de la LPE 19 2.3 Ordonnance relative a l'etude de l'impact (OEIE) 20 2.3.1 Champ d'application 20 2.3.2 Domaines de l'environnement a proteger 21 2.3.3 Modalites d'execution 21 2.3.4 EIE et amenagement du territoire 22 2.4 Manuel EIE de l'ofefp 23 2.4.1 Objectifs du manuel 23 2.4.2 La nature juridique du manuel EIE 24 2.5 Articulation avec les droits cantonaux 24 2.6 Deroulement de l'etude d'impact 24 2.6.1 Soumis ou non a l'eie? 26 2.6.2 Les acteurs de l'eie et leur role 27 2.6.3 Determination des exigences legales 28 2.6.4 Enquete preliminaire et cahier des charges du rapport d'impact 30 References 31 3 Methodologie 33 3.1 Bases de la methodologie 33 3.2 Domaines de l'environnement 33 3.2.1 Domaines de la mesologie 35 3.2.2 Domaines de l'occupation du sol 38 3.2.3 Domaines du patrimoine 40 3.3 Definition des trois phases liees a la vie des installations construction, exploitation et demantelement 41 3.4 Impacts imputables a une installation, notion d'impacts directs et indirects 42 3.5 Etudes d'impact par etapes 43

X I V ETUDES D'IMPACT SUR L'ENVIRONNEMENT 3.6 Problemes rencontres dans la mise en oeuvre de la methodologie 45 3.7 Le Rapport d'impact sur l'environnement (RIE) 46 3.7.1 Objectifs du rapport d'impact 46 3.7.2 Les trois parties indispensables du rapport d'impact 46 3.8 Contenu detaille de la partie principale du rapport d'impact 47 3.9 Problemes de coordination poses a l'auteur d'un rapport d'impact 55 3.9.1 Gestion des conflits au sein du groupe de redaction d'un RIE 55 3.9.2 Roles du requerant et de l'autorite competente 57 3.9.3 Probleme de l'integration des competences des divers acteurs 58 3.10 Amelioration potentielle de la procedure et conclusions 60 References 60 4 La Communaute Europeenne la Banque Mondiale, les USA, le Canada et l'etude d'impact sur l'environnement 61 4.1 Introduction 61 4.2 Legislation de la Communaute Europeenne 61 4.2.1 Historique des politiques communautaires en matiere de protection de l'environnement [4.2] 61 4.2.2 Types de legislations communautaires 65 4.2.3 Legislation communautaire europeenne en matiere d'etudes d'impact sur l'environnement 65 4.2.4 Les droits du citoyen dans la legislation communautaire 67 4.2.5 Exemples de legislation nationale 67 4.3 Directives de la Banque Mondiale 68 4.3.1 Introduction 68 4.3.2 Directive de la Banque Mondiale concernant l'etude d'impact 69 4.4 USA 70 4.5 Canada 71 4.6 Legislation internationale et developpement durable 74 4.7 Comparaison avec le droit suisse 75 References 80 5 Methodes et modeles utilises dans les etudes d'impact sur l'environnement 83 5.1 Methode d'identification des impacts en mesologie 83 5.1.1 En mesologie, passage de l'etat de reference 0 (etat actuel) a l'etat de reference 1 (etat initial) 83 5.1.2 Identification des impacts de 1'installation 86 5.1.3 Phase de construction et impacts de chantier 87 5.1.4 Evaluation des impacts 87 5.1.5 Mesures comple'mentaires de protection et leur cout 88 5.2 Methode d'analyse des impacts sur l'occupation du sol 88 5.2.1 Passage de l'e"tat de reference 0 (etat actuel) a l'etat de reference 1 (etat initial au debut des travaux) dans le cas des surfaces 88 5.2.2 Passage de l'6tat de reference 0 (etat actuel) a l'etat de reference 1 (etat initial au debut des travaux) dans le cas des reseaux 92 5.3 Analyse des impacts sur le patrimoine 94 5.3.1 Concept de protection du patrimoine 94 5.3.2 Demarche en vue de 1'identification des impacts sur le patrimoine 96

TABLE DES MATIERES X V 5.4 Outils d'identification et d'estimation des impacts 98 5.5 Les modeles en environnement 112 5.5.1 Preambule 112 5.5.2 Principes 113 5.5.3 Des principes aux modeles 113 5.5.4 Types de modeles 114 5.5.5 Exemple d'une etude par essai en soufflerie pour une usine d'incineration des ordures menageres (UIOM) dans une zone urbaine 115 6 Effets concrets d'une EIE: cas d'un projet routier et d'une cimenterie 121 6.1 Projet routier: cas de la Transjurane 121 6.1.1 Planification et impacts 121 6.1.2 Quelques remarques suite a la mise en service de l'a16 le 13 novembre 1998 135 6.2 Cimenterie 141 6.2.1 Introduction 141 6.2.2 Procede de fabrication du ciment 141 6.2.3 Composition du ciment 142 6.2.4 Description du projet, usine de fabrication du ciment 143 6.2.5 Identification des impacts d'une cimenterie 145 7 Source des nuisances: cas du trafic routier 149 7.1 Introduction 149 7.2 Analyse de la situation actuelle et des etats anterieurs 150 7.3 Determination de la situation future 155 7.4 Pronostics de trafic avec Finstallation 157 7.5 Donnees de trafic necessaires pour la protection de l'air 157 7.6 Donnees de trafic necessaires pour les previsions de bruit 158 8 Pollution atmospherique 159 8.1 Constitution de l'atmosphere 159 8.2 Quelques proprietes physiques de l'atmosphere 161 8.3 Phenomenes meteorologiques influencant la pollution atmospherique 161 8.3.1 Stabilite de 1'atmosphere 161 8.3.2 Inversion de temperature et brises 163 8.3.3 Vents forts 167 8.3.4 Influence de l'echelle des phenomenes 169 8.4 Procedure pour assurer la protection de l'air dans le cadre d'une EIE 170 8.4.1 Bases legales pour la protection de l'air 170 8.4.2 Buts et demarche du chapitre pollution atmospherique d'un RIE 170 8.4.3 Enquete preliminaire 171 8.4.4 Enquete principale 172 8.4.5 Procedure pour EIE en plusieurs etapes 174 8.5 Evaluation des emissions 175 8.5.1 Buts de 1'evaluation des emissions 175 8.5.2 Determination des emissions 175 8.5.3 Cadastre des emissions 178 8.6 Valeurs limites d'immissions 180 8.6.1 Toxicologie et valeurs limites 180

XVI ETUDES D'IMPACT SUR L'ENVIRONNEMENT 8.6.2 Determination des effets sur la sante 187 8.6.3 Polluants cibles.188 8.7 Toxicite des composes en trace emis par l'homme 190 8.7.1 Polluants primaires 190 8.7.2 Polluants secondaires (outre le NO 2 decrit ci-dessus) 191 8.8 Previsions d'immissions atmospheriques: aspects legaux et besoin des modeles 191 8.9 Exemple d'etude d'impact atmospherique pour un grand projet routier dans une topographie accidentee 198 8.9.1 Definition du perimetre d'etude 198 8.9.2 Etat actuel de la qualite de l'air 198 8.9.3 Evaluation de la qualite de l'air dans le futur 199 8.9.4 Calculs des emissions de NO X 199 8.9.5 Analyse climatologique 199 8.9.6 Calculs des champs de vents par le modele meteorologique a meso-echelle 200 8.9.7 Prevision d'immissions atmospheriques avec le modele de dispersion MICRO 202 8.9.8 Mesures complementaires de protection de l'air 204 8.10 Previsions d'immissions atmospheriques a l'aide de modeles physiques 204 8.11 Conclusions 205 References 207 9 Protection contre le bruit 209 9.1 Aspects physiques du bruit et de la modelisation des immissions sonores 209 9.1.1 Le son et le bruit 209 9.1.2 Unites de bruit-le decibel oudb 210 9.1.3 Intensite sonore 212 9.1.4 Sensibilite acoustique 212 9.1.5 Periode d'echantillonnage et niveau equivalent 213 9.2 Procedure pour l'etude du bruit dans le cadre d'une EIE 216 9.2.1 Bases legales pour le bruit 216 9.2.2 Buts de l'etude 217 9.2.3 Valeurs limites d'exposition au bruit 217 9.2.4 Niveau d' evaluation Lr 217 9.3 Demarche specifique au chapitre bruit d'un RIE 218 9.3.1 Enquete preliminaire 218 9.3.2 Enquete principale 219 9.4 Allegements '. 225 9.5 Adaptation de la procedure dans le cas d'une EIE a plusieurs etapes 226 9.6 Principes retenus pour les modeles de bruit 227 9.7 Emissions 227 9.7.1 Mesure des emissions 227 9.7.2 Calcul des emissions de sources particulieres 227 9.8 Immissions de bruit 229 9.8.1 Mesure du bruit a l'immission 229 9.8.2 Caracteristiques des modeles de calcul du bruit a l'immission 230 9.8.3 Calcul de la transmission 230 9.8.4 Influence du sol 232 9.8.5 Absorption du bruit et des sons par la vegetation 235 9.8.6 Attenuation due aux obstacles 236

TABLE DES MATIERES XVII 9.8.7 Attenuation due aux obstacles dans quelques modeles 237 9.8.8 Amplification par la reflexion sur les obstacles 238 9.9 Vibrations 241 9.9.1 Generates 241 9.9.2 Sources de vibrations 241 9.9.3 Transmission des vibrations 242 9.9.4 Principes de protection 242 9.9.5 Normes fixant les valeurs limites des vibrations 242 References 243 10 Protection des eaux 245 10.1 Remarques preliminaires 245 10.2 Aspects physico-chimiques de l'eau 246 10.3 Principes de protection des eaux contre les polluants 250 10.4 Bases legales pour la protection des eaux 251 10.5 Loi federale sur la protection des eaux (Leau) 251 10.6 Procedure dans le cadre d'une EIE 253 10.6.1 Buts de l'etude d'impact dans le domaine de l'eau 253 10.6.2 Demarche 253 10.6.3 Enquete preliminaire et cahier des charges pour l'enquete principale 254 10.7 Prevision d'immissions dans les eaux 255 10.8 Enquete principale 255 10.8.1 Cas des installations pouvant affecter la qualite des eaux et le reseau hydrographique 257 10.8.2 Cas d'amenagements touchant des plans d'eaux 258 10.9 Etude des impacts d'un projet routier sur les eaux superficielles et souterraines 263 10.9.1 Etat de reference 263 10.9.2 Projet A16 et hydrogeologie 267 10.9.3 Evaluation des impacts de la section 3 de l'a16 270 10.9.4 Impacts residuels 271 10.9.5 Mesures complementaires 271 10.9.6 Identification et evaluation des impacts de chantier 271 10.9.7 Mesures de protection pendant la phase de chantier 272 10.9.8 Impacts de chantier residuels 274 10.10 Conclusions 274 References 274 11 Protection des sols 277 11.1 Introduction et bases legales 277 11.1.1 Structure du sol 277 11.1.2 Horizons du sol 277 11.1.3 Qualite des sols: definition des classes 278 11.2 Sols et legislation 279 11.2.1 Pollution du sol 280 11.2.2 Occupation du sol, gestion des terres 280 11.3 Etat actuel et etat de reference 281 11.3.1 Leves d'une carte des sols 281 11.3.2 Representation des unites cartographiques 282

XVIII ETUDES D'IMPACT SUR L'ENVIRONNEMENT 11.4 Identification des impacts 282 11.4.1 Alteration de la qualite chimique des sols due aux immissions gazeuses et a leur teneur en metaux lourds 282 11.4.2 Deposition sur les sols 285 11.4.3 Occupation du sol, manipulation de terres 287 11.5 Mesures integrees et complementaires 287 11.5.1 Protection contre la pollution 287 11.5.2 Restitution de surfaces al'agriculture 287 11.6 Exemple: Cas de la section 6 de l'autoroute A16 entre Boecourt et Bassecourt 289 References 289 12 Occupation du sol 291 12.1 Generalites 291 12.2 Bases legales 291 12.3 Plan directeur cantonal 292 12.3.1 Role du plan directeur dans une EIE 292 12.3.2 Constitution du plan directeur cantonal 293 12.4 Etat actuel et etat de reference 293 12.5 Identification des impacts 295 12.4.1 Forets 297 12.4.2 Agriculture 299 12.4.3 Domainebati 299 12.6 Mesures integrees et mesures complementaires 300 12.7 Protection du patrimoine par des mesures liees a l'occupation du sol 301 12.7.1 Extrait de l'inventaire des sites naturels du canton de Fribourg 301 12.7.2 Archeologie et conservation des monuments historiques 302 13 Milieux naturels 305 13.1 Protection des milieux naturels 305 13.1.1 Introduction 305 13.1.2 Determination de la qualite biologique a l'aide d'indices 307 13.1.3 Criteres devaluation des milieux 312 13.2 Bases legales pour la protection des milieux naturels 314 13.3 Le chapitre milieu naturel dans un RIE 315 13.3.1 Determination de l'etat actuel et des etats de reference 315 13.3.2 Identification del'impact sur les milieux naturels 316 13.3.3 Mesures integrees et complementaires 317 13.3.4 Cartes 319 13.4 Compensations 319 13.4.1 Principes des compensations 319 13.4.2 Compensations des impacts sur les milieux naturels 319 13.4.3 Compensations des impacts sur le gibier 320 13.5 Cas des impacts d'une infrastructure routiere 321 13.5.1 Vegetation 321 13.5.2 Faune invertebree 321 13.5.3 Faune 321 13.5.4 Impacts de chantier sur la faune 321 13.5.5 Impacts indirects sur la faune 321 13.5.6 Impacts sur l'avifaune 322

TABLE DES MATIERES XIX 13.6 Description detaillee des amenagements techniques pour la protection des routes etdugibier 322 13.6.1 Concept 322 13.6.2 Obstacles pour s'opposer au passage du gibier 322 13.6.3 Passages a gibier 324 13.6.4 Obstacles et passages particuliers pour les batraciens 325 13.6.5 Amenagements pour les reptiles 326 13.7 Bilan impacts - compensations applique a l'a16 en Ajoie (Jura) 326 13.7.1 Introduction 326 13.7.2 Principes devaluation de la valeur ecologique 327 13.7.3 Resultats 328 13.7.4 Commentaires sur les resultats obtenus 328 13.7.5 Impacts de chantier 330 13.7.6 Conclusions 330 References 330 14 Geotopes 333 14.1 Generalites 333 14.1.1 Constat 333 14.1.2 Definitions 333 14.2 Bases legales 336 14.3 Etat actuel et etat de reference 337 14.3.1 Delimitation du perimetre concerne 337 14.3.2 Etude et recensement des objets geologiques et geomorphologiques 338 14.3.3 Evaluation des objets geologiques et geomorphologiques et selection des geotopes. 338 14.3.4 Determination des objectifs vises 340 14.4 Identification des impacts 340 14.5 Mesures integrees et complementaires 340 14.6 Conclusions 341 References 342 15 Paysage 345 15.1 Historique 345 15.2 Generalites 345 15.2.1 Conception synthetique pour EIE 345 15.2.2 Modeles systemiques du paysage 348 15.2.3 Le paysage: un patrimoine a prote"ger 350 15.3 Bases legales 351 15.4 Bases pour la mise au point d'une methodologie 352 15.4.1 Introduction 352 15.4.2 Reflexions sur divers types d'installation et leur impact paysager 353 15.5 Methodologie pour l'etude des paysages dans une EIE 354 15.5.1 Perimetre concerne et victimes potentielles des impacts 356 15.5.2 Systeme producteur du paysage 357 15.5.3 Structure du paysage 358 15.5.4 Visibility 359 15.5.5 Elements paysagers caracteristiques 360 15.5.6 Evolution du paysage 361 15.5.7 Paysages percus et representations paysageres 361

XX ETUDES D'IMPACT SUR L'ENVIRONNEMENT 15.6 Objectifs vises 363 15.7 Analyse des impacts 364 15.7.1 Outils d'analyse des impacts 364 15.7.2 Impacts sur les elements paysagers caracteristiques 366 15.7.3 Impacts sur les elements subjectifs du paysage 366 15.7.4 La creation de nouveaux points de vue, un impact positif 367 15.8 Mesures integrees et complementaires 367 15.9 Conclusions 367 References 367 16 Accidents et catastrophes: protection contre les accidents majeurs 371 16.1 Generalites 371 16.2 Appreciation des risques 372 16.3 Bases legales 375 16.4 Ordonnance sur la protection contre les accidents majeurs (OPAM) 377 16.4.1 Champ d'application de 1'OPAM 377 16.4.2 Taches du detenteur 380 16.4.3 Mesures de securite preventives 380 16.4.4 Taches des autorites 383 16.4.5 Comparaison entre OPAM et OEIE 384 16.5 Rapport succinct 384 16.5.1 Objectifs 384 16.5.2 Contenu 384 16.6 Etude de risque 386 16.6.1 Objectifs 386 16.6.2 Contenu 387 16.7 Maitrise des accidents 387 16.7.1 Maitrise et annonce d'un accident majeur 387 16.7.2 Evacuation du site et prevention de nouvelles atteintes 387 16.7.3 Remise en etat 388 16.7.4 Rapport sur Paccident majeur 388 16.8 Exemple d'un rapport succinct OPAM 388 References 388 Appendices 389 A.I Textes legislatifs federaux relatifs a l'environnement 391 A.2 Extrait de la Constitution du Canton du Jura du 20 mars 1977 traitant de l'environnement et du territoire (Art. 45 et 46) 393 A.3 La legislation europeenne sur les etudes d'impact 394 A.4 Tableaux avec l'indication des articles de references 403 A.5 Notions de temperature potentielles et de stabilite de l'atmosphere 407 A.5.1 Temperature potentielle 407 A.5.2 Gradient de temperature potentielle et stabilite 407 A.6 Previsions d'immissions par modele gaussien 408 A.6.1 Bases mathematiques et problematique 408 A.6.2 Modele de Sutton 409 A.6.3 Application a la determination de la hauteur des cheminees 414 A.6.4 Modele de dispersion gaussien pour une emission lineaire (route) 416 A.6.5 Modele de dispersion dans un canyon urbain 417

TABLE DES MATIERES XXI A.7 Mesures du bruit 418 A.7.1 Regies a respecter pour les mesures du bruit 418 A.7.2 Correction des mesures 418 A.8 Qualite des eaux rejetees lors de l'exploitation et de l'entretien des autoroutes 422 A.8.1 Qualite des eaux de ruissellement 422 A.8.2 Qualite des eaux de lavage des tunnels 422 A.9 Milieux naturels 424 A.9.1 Choix des groupes taxonomiques d'invertebres terrestres 424 A.9.2 Methodes d'observation et de capture des invertebres 424 A.9.3 Methodes d'observation et de capture du gibier 426 A.9.4 Methodes d'observation et de capture des reptiles 426 A.9.5 Methodes d'observation et de capture des batraciens 426 A.9.6 Observation de Pavifaune 427 A. 10 Rapport succinct OPAM pour l'eie du projet definitif des sections 7 et 8 partielle de PA16 (Delemont) 428 A.10.1 Generalites 428 A.10.2 Trafic 432 A.10.3 Indications sur les mesures de securite 433 A.10.4 Estimation de la probability d'un accident majeur entrainant de graves dommages pour la population ou l'environnement (art. 5.2 e, al. d, OPAM) 435 INDEX 443 LISTE DES ABREVIATIONS 449 GLOSSAIRE 449 BIOGRAPHIE DE L'AUTEUR 454