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CITYCHLOR

Valorisation des acquis du projet dans le

contexte français

En partenariat avec :

Rapport final

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REMERCIEMENTS

Yves Duclos – ADEME (SFUSP) Julien Michel – INERIS Bert Van Goidsenhoven – OVAM Jan Frank Mars – Rijkswaterstaat/Bodem+ Hermann Josef Kirchholtes et Peter Von Schnakenburg – Ville de Stuttgart Albert de Vries – Ville d’Utrecht

CITATION DE CE RAPPORT

Cet ouvrage est disponible en ligne www.ademe.fr/mediatheque

Toute représentation ou reproduction intégrale ou partielle faite sans le consentement de l’auteur ou de ses ayants droit ou ayants cause est illicite selon le Code de la propriété intellectuelle (art. L 122-4) et constitue une contrefaçon réprimée par le Code pénal. Seules sont autorisées (art. 122-5) les copies ou reproductions strictement réservées à l’usage privé de copiste et non destinées à une utilisation collective, ainsi que les analyses et courtes citations justifiées par le caractère critique, pédagogique ou d’information de l’œuvre à laquelle elles sont incorporées, sous réserve, toutefois, du respect des dispositions des articles L 122-10 à L 122-12 du même Code, relatives à la reproduction par reprographie.

Ce document est diffusé par l’ADEME

20, avenue du Grésillé BP 90406 | 49004 Angers Cedex 01

Numéro de contrat :1472C0029

Étude réalisée par Tauw France (A. Carbonne, S. Kaskassian,

rapport R001-6108847-V02) pour ce projet cofinancé par

l'ADEME

Coordination technique - ADEME : DUCLOS Yves

Direction/Service : Service Friches Urbaines et Sites Pollués -

Direction Villes et Territoires Durables - ADEME Angers

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14 avril 2017

Valorisation des acquis du projet Citychlor dans le contexte français 3

SOMMAIRE

I. INTRODUCTION : POURQUOI UNE VALORISATION DE CITYCHLOR ? ............................................ 5

I.1. CONTEXTE DU PROJET CITYCHLOR ................................................................................................................ 5

I.2. OBJECTIFS DE CETTE SYNTHESE ....................................................................................................................... 6

I.3. METHODOLOGIE APPLIQUEE .......................................................................................................................... 8

II. CITYCHLOR ET LE PRINCIPE DE GESTION PAR APPROCHE INTEGREE ....................................... 9

II.1. L’APPROCHE INTEGREE : DEFINITION ET CHAMP D’APPLICATION .............................................................................. 9

II.1.1. Qu’est‐ce‐que la gestion par approche intégrée ? .................................................................................... 9II.1.2. Gérer la pollution à l’échelle d’un territoire ............................................................................................ 10II.1.3. Cas concret d’application de l’approche intégrée au droit d’un territoire : le site atelier d’Utrecht ....... 10

II.2. METHODES ET OUTILS DEVELOPPES DANS LE CADRE DE CITYCHLOR ..................................................................... 12

II.2.1. Les facteurs‐clefs à ne pas négliger ......................................................................................................... 12II.2.2. Gérer la communication .......................................................................................................................... 12II.2.3. Gérer les aspects financiers ..................................................................................................................... 13II.2.4. Gérer les aspects contractuels ................................................................................................................. 14II.2.5. Gérer les aspects réglementaires ............................................................................................................ 14

II.3. SUCCES RENCONTRES ET PERSPECTIVES D’AMELIORATION .................................................................................... 15

II.4. APPLICATION DANS LE CADRE FRANÇAIS EN 2016 ............................................................................................. 15

II.4.1. La gestion des sites urbains pollués aux solvants chlorés : état des lieux en France ............................... 15II.4.2. Méthode applicable : oui, mais à certaines conditions ........................................................................... 16

III. CARACTERISATION ET DEPOLLUTION : PRINCIPAUX RESULTATS ET RETOURSD’EXPERIENCE .................................................................................................................................................. 19

III.1. TECHNIQUES DE CARACTERISATION ................................................................................................................ 19

III.1.1. Caractérisation des milieux ................................................................................................................ 19 III.1.2. Evaluation du risque sanitaire ............................................................................................................ 22

III.2. TECHNIQUES DE DEPOLLUTION ..................................................................................................................... 23

III.2.1. Traitement des sources de pollution ................................................................................................... 23 III.2.2. Traitement des panaches de pollution en milieu saturé par l’atténuation naturelle surveillée ou augmentée 24

IV. PERSPECTIVES ET DEVELOPPEMENTS ............................................................................................. 26

IV.1. DE LA GESTION PAR APPROCHE INTEGREE D’UN SITE URBAIN POLLUE PAR DES SOLVANTS CHLORES ................................. 26

IV.2. DES TECHNIQUES DE CARACTERISATION DE LA POLLUTION ................................................................................... 27

IV.2.1. Les techniques DPT ............................................................................................................................. 27 IV.2.2. Caractérisation des gaz du sol et des transferts ................................................................................. 27 IV.2.3. Caractérisation de la nappe et des processus biologiques ................................................................. 27

IV.3. DES TECHNIQUES DE TRAITEMENT DE LA POLLUTION .......................................................................................... 28

IV.3.1. Techniques de dépollution in‐situ ....................................................................................................... 28 IV.3.2. MNA / ENA et processus de dégradation biochimique des solvants chlorés ...................................... 29

V. BIBLIOGRAPHIE ....................................................................................................................................... 30

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LISTE DES ANNEXES

Annexe 1 : fiches de synthèse des documents principaux (DP) et des rapports techniques (RT) ................................................................................................................................... 31

Préambule : comment utiliser ce document ?

Les informations contenues dans ce rapport sont adressées à l’ensemble des acteurs français de la gestion d’un site urbain contaminé aux solvants chlorés (aménageurs, urbanistes, experts techniques, autorités locales, etc.).

En le consultant, le lecteur est invité à : prendre connaissance du sommaire général ; consulter directement les paragraphes du corps du texte relatifs au(x) thème(s)

recherché(s) ; en fonction du besoin de détails dans l’information recherchée, se référer aux fiches

de synthèse produites, voire aux documents techniques cités en référence danschaque fiche.

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I. Introduction : pourquoi ce document ?

I.1. Contexte du projet CITYCHLOR Le projet CITYCHLOR avait pour but principal d’améliorer la qualité des sols et des eaux souterraines en développant une approche intégrée afin de réduire les impacts et les risques causées par la pollution aux solvants chlorés en milieu urbain.

Ce projet, débuté en 2009 pour une durée de trois ans et demi, a été réalisé grâce à un partenariat entre les pouvoirs publics, des instituts de recherche et des municipalités. Ce sont 9 partenaires en Flandre (OVAM, villes de Mortsel et de Gand1), aux Pays-Bas (Bodem+, ville d’Utrecht), en France (ADEME, INERIS) et en Allemagne (ITVA, ville de Stuttgart) qui ont été impliqués dans ce projet. Le budget total était de 5,2 M€, dont 50 % étaient financés par le programme européen INTERREG IV B.

CITYCHLOR s’est achevé en 2013 avec la conférence finale organisée à Gand (Belgique/Flandre) les 16 et 17 mars 2013 et les journées de dissémination à Paris (France) les 28 et 29 mai 20132.

Le projet est organisé autour de 4 thèmes de travail (WP : workpackage) : WP1 “Review and integration”, WP2 “Characterization tools”, WP3 “Remediation tools” et WP4 “Social and economical aspects”.

La démarche de CITYCHLOR s’est basée sur les travaux menés dans le cadre de 7 sites ateliers afin de permettre la démonstration et le perfectionnement de techniques innovantes de caractérisation et de dépollution, et de développer l’intégration des opérations de réhabilitation des sols et des nappes lors de projets d’aménagement en zones urbaines. Les 7 sites ateliers (ou pilotes) sont les suivants : procédé de traitement d’une source par injection de fer nano particulaire - (OVAM,

Anvers3) ; techniques de détection EnISSA-MIP et RNS - (OVAM, Courtrai4) ; communication en traitement de sol (OVAM, Mortsel et Gand) ; outils de caractérisation et MNA (Monitored Natural Attenuation) – (ADEME et

INERIS) ; traitement thermique de zones source – “THERIS-method” - (Stuttgart-Feuerbach) ; suivi de bio-procédés couplé à une approche de géo référencement - (Utrecht) ; approche de remédiation par Pilot-test Aquifer Thermal Energy Storage (ATES) -

(Utrecht).

1 Gent en Flamand 2 http://www.developpement-durable.gouv.fr/Journees-Techniques-no9-des-28-et.html 3 Antwerpen en Flamand 4 Kortrijk en Flamand

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L’ensemble des documents produits dans le cadre du projet est accessible sur le site internet, http://www.citychlor.eu .

Trois années après la fin du projet, il est proposé de renforcer la visibilité et l’appropriation par les acteurs français des résultats, des acquis et des recommandations du projet. En effet, il est pointé la multitude des thèmes (techniques dans les domaines de la caractérisation et des solutions de traitement, mais également dans les domaines socio-économiques, financiers et juridiques) ayant amené une production importante de documents (une vingtaine de rapports approchant ou dépassant chacun une centaine de pages) et surtout une mise à disposition au travers de documents rédigés quasi-exclusivement en anglais (quelques documents rédigés en néerlandais et d’autres en français).

De ce fait, l’ADEME a souhaité réaliser un document de synthèse en français qui faciliterait la prise en main et connaissance du projet tout en (re)situant les recommandations de CITYCHLOR dans le contexte français.

Notons que certains des sites atelier ayant continué après la fin du projet, les livrables du projet CITYCHLOR n’ont pas pu bénéficier des retours d’expérience complets.

I.2. Objectifs de cette synthèse L’objectif principal de la présente synthèse est de favoriser la valorisation et la dissémination des acquis du projet CITYCHLOR.

Le présent rapport constitue une synthèse des résultats du projet CITYCHLOR et adaptée au contexte français pour informer l’ensemble des acteurs opérationnels des sites et sols polluées (chercheurs, bureau d’études, bureaux d’ingénierie de travaux, entreprises de travaux, institutionnels, maîtrise d’ouvrage / donneurs d’ordres, acteurs de l’urbanisme - promoteurs, aménageurs…) sur les acquis du projet.

Le périmètre considéré concerne (cf. illustration en Figure 1) : le concept « integrated approach for urban redevelopment » (le redéveloppement

urbain par l’approche intégrée) et les approches socio-économiques ; les travaux du workpackage n°2 « characterization » (caractérisation) ; les travaux du workpackage n°3 « remediation » (dépollution).

Il inclut les retours d’expériences de l’impact du projet CITYCHLOR dans les pays partenaires et des suites de travaux menés sur les sites ateliers qui ont perduré.

Cette synthèse fournit également des axes de réflexion pour identifier les manques ou les faiblesses sur les différents sujets afin de pointer des orientations possibles pour de futurs travaux de recherche.

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Figure 1 : thèmes abordés dans les WP 2 et 3 du projet CITYCHLOR

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I.3. Méthodologie appliquée La présente synthèse a été réalisée en appliquant la méthodologie suivante :

1. lecture et synthèse des documents principaux (« Main documents ») pour chaquethème. Puis, identification des travaux réalisés dans le cadre du projet CITYCHLOR afin de concentrer la valorisation sur les rapports techniques (« technical reports ») les plus pertinents ;

2. réalisation d’enquêtes auprès d’acteurs du projet afin de : (i) connaitre lesrecommandations du projet qui ont été déclinées de manière opérationnelle ainsi que les contextes de chaque pays qui ont permis ces mises en pratique, et (ii) mettre à jour le suivi et les résultats concernant les pilotes ayant perdurés après la fin du projet ;

3. lecture et synthèse des documents identifiés comme pertinents en étape 1. Cessynthèses permettent de (i) visualiser le contenu du document et (ii) flécher les principaux résultats et retours d’expérience acquis dans le cadre de CITYCHLOR ;

4. rédaction d’un rapport de synthèse incluant les fiches synthétiques des documentset des entretiens ainsi que permettant de lister, par thème, les résultats et recommandations du projet et de replacer ces éléments dans le contexte français.

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II. Citychlor et le principe de gestion par approche intégrée

II.1. L’approche intégrée : définition et champ d’application

II.1.1. Qu’est-ce-que la gestion par approche intégrée ?

En milieu urbain, les cas de contamination étendue du sol et/ou des eaux souterraines sont fréquents. S’ils représentent une menace pour la population et les ressources existantes (l’eau, l’environnement), ils constituent aussi un frein pour le développement du tissu économique local.

Dans ce type de situation, il arrive souvent que les sources de pollution soient diverses aussi bien en nature, en origine (i.e. plusieurs « pollueurs ») et en localisation. Alors, l’application d’une méthodologie de gestion classique « site par site » de la pollution montre généralement ses limites : multiplication des coûts d’investigation, mauvaise voire absence de coordination dans les mesures de traitement de la pollution appliquées, mauvaise perception par l’opinion publique, longs conflits administratifs voire juridiques quand il s’agit de définir les différents niveaux de responsabilités des parties concernées, etc.

Développé aux Pays-Bas et mis en pratique sur le site atelier d’Utrecht, le principe de développement urbain par approche intégrée a été élaboré afin de répondre à ces défauts de gestion : il consiste en la combinaison de manière durable de tous les aspects du (ré-)aménagement d’une zone urbaine polluée, qu’ils soient organisationnels (planifications et programmes urbains, acteurs du projet, etc.), techniques ou socio-économiques (communication, finances, réglementation, etc.). La valeur ajoutée de l’approche intégrée permet de s’assurer que les deux objectifs principaux d’un projet sur un site urbain contaminé aux solvants chlorés (développement immobilier et dépollution des milieux) soient bien connus et acceptés par l’ensemble des parties concernées.

Aux Pays-Bas, la mise en application du principe de l’approche intégrée a été rendue possible suite à la modification de la législation hollandaise sur la protection du sol (« Soil Protection Act »). Le principal outil issu de ce travail législatif est le principe de contractualisation entre le Maitre d’Ouvrage et les parties concernées, permettant le transfert, dans un cadre légal, de la responsabilité relative à la pollution moyennant compensation financière.

Le principe de gestion par approche intégrée est donc principalement porté au service des acteurs de l’aménagement urbain (administration locale, aménageurs publics ou privés, …) qui sont susceptibles de rencontrer ce genre de problématique.

En l’absence de projet d’aménagement, cette méthode reste applicable, mais nécessite certains ajustements, notamment au niveau du jeu de rôle des parties concernées. Ces éléments sont discutés au paragraphe II.4.

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II.1.2. Gérer la pollution à l’échelle d’un territoire

Cette méthode de gestion durable est basée sur l’approche à l’échelle d’un territoire (« area oriented approach », AOA), qui étend le périmètre de gestion au-delà des limites administratives des sites contaminés et intègre une hiérarchisation spatiale des mesures de gestion à appliquer afin de garantir la protection de la population et des ressources existantes, tout en proposant des solutions aux points de blocage au développement induits par la présence de pollution. Cette démarche, dénommée « area oriented approach » par les partenaires hollandais du projet CityChlor, ne possédant pas d’équivalent univoque dans les démarches de gestion des SSP en France, plusieurs traductions peuvent être proposées. Le terme retenu dans cette synthèse est une approche globale à l'échelle d'un territoire.

Le territoire, tel que considéré dans cette dénomination, constitue généralement une unité spatiale à usage pluriel : zones artisanales/industrielles/commerciales en activité ou en reconversion, quartiers résidentiels, activité tertiaire, etc. Il peut toutefois s’appliquer à des unités plus réduites, telles que les zones d’activités concertées (ZAC).

Si une gestion « site par site » peut être satisfaisante pour traiter les sources de pollution principales, la gestion à l’échelle d’un territoire telle que proposée par l’approche intégrée vise la gestion des sources de pollution secondaires qui résultent du transport et/ou de la dégradation des impacts plus ponctuels ou plus difficiles à localiser du fait de contraintes d’accès en milieu urbain.

Le périmètre du territoire doit être défini dès l’initiation du projet de réaménagement urbain. Durant le déroulement des phases de « vie »5 du projet, les limites du territoire pourront (devront) être adaptées sur la base des nouvelles informations techniques acquises (par exemple, l’interprétation du suivi de la qualité de la nappe autour du territoire initialement défini).

II.1.3. Cas concret d’application de l’approche intégrée à l’échelle d’un territoire :le site atelier d’Utrecht

Le meilleur exemple de territoire présenté dans CITYCHLOR provient du projet de réhabilitation du quartier de la gare dans le centre-ville d’Utrecht. Il est constitué d’une zone centrale, dite « dynamique », d’une superficie d’environ 320 ha centrée sur le quartier de la gare, et d’une zone périphérique de surveillance, d’environ 380 ha, soit une surface totale d’environ 700 ha délimitant le territoire à gérer.

La surveillance de la qualité des eaux souterraines, d’abord limitée à la zone de la gare, a été étendue après le projet Citychlor à l’ensemble du vieux centre-ville d’Utrecht.

La situation générale du territoire considéré à Utrecht est illustrée sur la Figure 2 en page suivante.

5 Dans le cadre de CITYCHLOR, les phases de vie d’un projet d’aménagement ont été définies de la manière suivante : exploration, investigation, élaboration, construction.

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Figure 2 : illustration du concept de gestion par approche intégrée et de délimitation spatiale du territoire de gestion (en rouge). Cas du quartier de la gare à Utrecht (source : Ville d’Utrecht)

La zone centrale est constituée du quartier de la gare et de sa proche périphérie. C’est au droit de cette zone que les opérations « actives » de traitement de la pollution ont été ou sont mises en œuvre (traitement des sources, et des panaches par biostimulation à l’aide d’un procédé géothermique). Les sources et principaux panaches de pollution sont théoriquement localisés à l’intérieur de cette zone. Leur localisation exacte n’est toutefois pas indiquée dans les documents rendus publics dans le projet CITYCHLOR.

Les panaches de pollution présents au droit de la zone périphérique sont gérés par atténuation naturelle surveillée et un suivi accru de leur migration entre les limites des deux zones.

Zones centrale et périphérique sont maintenues sous surveillance grâce à un réseau dense de piézomètres, mis en place en deux phases successives sur l’ensemble du territoire.

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II.2. Méthodes et outils développés dans le cadre de CITYCHLOR

II.2.1. Les facteurs-clefs à ne pas négliger

Il n’existe pas de procédure « miracle », applicable en toute circonstance, pour la mise en œuvre d’une gestion par approche intégrée d’un site urbain pollué. En revanche, les résultats des travaux réalisés dans le cadre de CITYCHLOR proposent une hiérarchisation de « facteurs-clef » qu’il est indispensable de ne pas négliger pour atteindre les objectifs fixés :

élément central et transversal qu’il est indispensable d’initier/développer/préserverpour mener à bien une gestion par approche intégrée : la communication ;

éléments essentiels : sécuriser le budget, au moyen si possible d’outils de financement

locaux/nationaux existants ou de subventions privées (fonds, programmes, etc.) ;

disposer d’un cadre temporel suffisant long pour permettre l’acquisition de données pertinentes sur le sous-sol, et une analyse réaliste des parties concernées ;

formaliser des accords entre parties concernées permettant notamment de simplifier la notion de responsabilité au regard de la pollution des milieux.

Des outils ont été développés et/ou utilisés dans le cadre de CITYCHLOR pour répondre aux exigences précitées. Ceux-ci sont présentés dans les paragraphes suivants.

Pour aller plus loin, consulter :

- la fiche de synthèse DP-T1.

II.2.2. Gérer la communication

Une étude menée dans le cadre de CITYCHLOR dresse le constat suivant : si la communication entre les parties prenantes apparait intrinsèquement essentielle pour le bon déroulement d’un projet d’aménagement urbain (quel qu’il soit), la part qui est dédiée à la problématique de gestion de la pollution reste souvent marginalisée, voire absente.

Plusieurs obstacles ont ainsi été identifiés (par exemple « communiquer peut nuire au projet », « communiquer n’est pas nécessaire », « laisser les autres communiquer », ou « manque de clarté = difficile de communiquer ») et des pistes de réflexion ont été proposées pour lever ces obstacles :

création d’une plateforme de soutien à la communication sur les opérations dedépollution ;

(meilleure) intégration de ce sujet dans le processus général de communication ; dissémination des outils existants (Communication Checklist aux Pays-Bas et

COMRISK en France).

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L’outil cité (« Communication Checklist ») constitue un guide à la communication, en langue anglaise, destinés aux acteurs de la gestion d’un site urbain pollué aux solvants chlorés. Ce document fait référence à un autre outil de communication (« The C-factor Method ») utilisé par la Ville d’Utrecht dans la gestion du projet de la Gare.

La mise en application des outils de communication précités dépend fortement du contexte du projet et/ou du territoire ciblé. Pour le site atelier de Stuttgart, des méthodes classiques ont été utilisées pour informer la population locale et les différents services/sociétés présents dans le quartier de Feuerbach (courriers, réunions publiques). Dans la mesure du possible, il a toutefois été privilégié la communication de « personne à personne », méthode jugée plus efficace (dialogue personnalisé, pas d’effet de groupe.

Concernant le projet de la Gare à Utrecht, la plupart des problématiques de pollution dans la zone de la Gare était déjà connue avant le lancement du projet Citychlor. Durant Citychlor, et de manière générale pour l’ensemble du projet pilote de la Gare, une communication à grande échelle a été préférée à des échanges personne à personne.


- les fiches de synthèse RT-T1 n°1, 2 et 3.

II.2.3. Gérer les aspects financiers

Anticiper pour sécuriser Un outil d’évaluation financière a été élaboré aux Pays-Bas dans le cadre de CITYCHLOR. Cet outil a été initialement développé pour la mise en œuvre du procédé ATES du projet de la Gare à Utrecht. Il a été par la suite modifié afin d’être utilisable pour tout projet gérer suivant une approche de gestion à l’échelle d’un territoire.

Le principe de ce dispositif (tableur Excel et mode d’emploi associé) est le suivant : évaluer les coûts de dépollution et de surveillance des eaux souterraines au droit d’un site liés respectivement une gestion par approche « site par site » et par une approche à l’échelle d’un territoire et les comparer. L’objectif de ce dispositif est de faciliter, en phase d’initiation du projet d’aménagement, les négociations entre les parties concernées quant à la contractualisation (voir paragraphe II.2.4). Il ne peut pas être utilisé pour sélectionner la technique (ou l’association de techniques) de dépollution la (les) plus satisfaisante(s) sur le plan technico-économique. Il diffère en ce sens du « bilan coûts-avantages » utilisé en France dans le cadre de la démarche Plan de Gestion (outil généralement mis en œuvre à l’échelle d’un site et non pas à l’échelle d’un territoire sauf dans le cas de ZAC ou d’opération d’aménagement d’envergure par exemple).

Diversifier les sources de financement Dans le cadre du projet CITYCHLOR, des exemples de financement externes sont cités. La nature de ces financements est diverse, allant de programmes locaux d’aides à l’aménagement (ville, département, région, province) à des subventions provenant d’organismes de stature internationale.

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Si la plupart de ces dispositifs de financement existait auparavant, les travaux réalisés dans le cadre de CITYCHLOR ont permis la mise en application d’un de ces dispositifs par l’OVAM (Flandre, Belgique). En effet, depuis 2012, une possibilité de co-financement par l’OVAM (jusqu’à hauteur de 200 k€) est offerte aux propriétaires et/ou petits exploitants concernés par des travaux de dépollution d’une contamination dont ils sont reconnus responsables. Le concept de cofinancement était déjà présent dans la révision du « Flemish Soil Decree » en 2008. Les travaux du thème n°4 de Citychlor ont été repris pour l’initiation de l’instrument légal appliqué depuis 2012.

La solution de co-financement instaurée en 2012 est venue compléter le fond de financement « VLABOTEX ». Créé en 2007, ce fond est dédié aux sociétés de nettoyage à sec (particulièrement concernées par les pollutions au Tétrachloroéthylène) qui, moyennant le versement d’une cotisation, voient les éventuels travaux de réhabilitation de leur site d’activité pris en charge financièrement, et encadrés par l’administration locale (OVAM). Sur les quelques 1 100 sites de nettoyage à sec recensés en Flandres belges, environ 250 (généralement les plus gros exploitants) ont participé ou participent au fond VLABOTEX (les frais de cotisation étant a priori trop élevés pour les petits exploitants).

II.2.4. Gérer les aspects contractuels

Outre l’officialisation des accords financiers, les contrats passés entre les parties concernées doivent permettre de clarifier la notion de responsabilité au regard de la pollution des milieux.

Aux Pays-Bas, l’outil d’évaluation des coûts de dépollution élaboré dans le cadre de CITYCHLOR est actuellement utilisé en amont des projets initiés suivant l’Approche Intégrée (projets liés, le plus souvent, à des programmes d’aménagement ou de construction à grande échelle portés par les pouvoirs publics locaux ou régionaux), en phase de négociation économique entre les parties concernées. Sur la base des coûts de dépollution estimés, l’autorité locale prend généralement à sa charge la conception et la mise en œuvre des travaux de la gestion de la zone concernée ainsi que la responsabilité légale de la pollution, le cas échéant moyennant compensation financière de la part des propriétaires fonciers ou exploitants reconnus responsables. Dans le cas du projet d’Utrecht, environ 30% du montant estimé des coûts de dépollution étaient initialement à la charge de la société des réseaux ferrés aux Pays-Bas. Aujourd’hui, la Ville d’Utrecht gère légalement et financièrement la totalité du projet.

II.2.5. Gérer les aspects réglementaires

Aux Pays-Bas, des outils législatifs ont été développés, parallèlement au projet CITYCHLOR, et appliqués de manière à produire un cadre législatif pour l’application de la gestion par approche intégrée (modification du « Soil Protection Act »), qui est actuellement connue et utilisée par les acteurs du développement urbain.

Les modifications législatives ont notamment facilité la mise en application du dispositif de transfert de responsabilité précité.

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- les fiches de synthèse DP-T4 n°1 et 2.

II.3. Succès rencontrés et perspectives d’amélioration Le document principal retenu pour le thème n°1 présente les résultats de l’analyse de 4 projets d’aménagement6 (terminés ou encore en cours) dont le mode de gestion a été basé sur (ou est comparable au) le principe de l’approche intégrée. Les points forts et perspectives d’amélioration identifiés sont résumés dans la fiche de synthèse correspondante. Les principales perspectives d’amélioration identifiées sont un meilleur partage des connaissances et une implication accrue des acteurs privés associés au projet d’aménagement.

Toutefois, les retours d’expérience acquis sur certains des sites atelier CITYCHLOR montrent des limites dans l’applicabilité d’une telle approche : en Flandres belges, le principe de l’approche intégrée et de gestion à l’échelle du

territoire n’ont été que peu voire pas appliqués, dans la mesure où les sites urbains flamands reconnus contaminés par une pollution aux solvants chlorés ont jusqu’alors présenté une superficie trop petite pour pouvoir justifier un réaménagement à grande échelle d’une part, et la mise en œuvre des méthodologies de gestion/communication par une communauté d’acteurs d’autre part ;

dans le cadre du projet de Stuttgart-Feuerbach, la Maitrise d’Ouvrage générale (Villede Stuttgart) a tenté sans succès d’appliquer les outils CITYCHLOR, ceci du fait de la petite taille du site, de l’antériorité de l’initiation du projet, et de l’absence de repreneur/aménageur pendant une majeure partie du chantier de dépollution.


- les fiches de synthèse DP-T1.

II.4. Application dans le cadre français en 2016

II.4.1. La gestion des sites urbains pollués aux solvants chlorés : état des lieuxen France

L’état des lieux en France a été réalisé par l’ADEME dans le cadre d’une étude publiée en 2011 au cours du projet CITYCHLOR (voir encadré ci-dessous).

Cette étude dresse la synthèse des points forts et des points faibles de la situation française en 2010-2011. Elle expose une liste de besoins et propositions formulés par les différentes catégories d’acteurs d’un projet de gestion (pas nécessairement d’aménagement) d’un site urbain pollué par des solvants chlorés : les associations, les exploitants/propriétaires des sites impactés, les acteurs de l’aménagement, les institutionnels et les experts de l’Environnement.

6 Utrecht Centre / site CITYCHLOR (Pays-Bas), Stuttgart (Allemagne), Gent Sint-Pieters Station (Belgique) et Lyon Confluence (France). Les 3 derniers sites ont été gérés hors projet CITYCHLOR.

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Les informations recensées sont articulées autour des 4 phases de vie d’un site urbain pollué : la découverte, la caractérisation, le traitement et l’usage.

Trois problématiques communes aux différentes catégories d’acteurs ont été identifiées :

1) techniques et compréhensions des mécanismes : quelques lacunes mais dessolutions existent ; 2) le cadre réglementaire : des éléments existants mais qui demandent à être mieuxadaptés ; 3) la communication : nécessité d’organiser le jeu d’acteurs.


- le rapport « Solvants chlorés en milieu urbain - Quelle situation en France ? » (ADEME / CITYCHLOR, 2011) 01.

II.4.2. Méthode applicable : oui, mais à certaines conditions

II.4.2.1. Quelle échelle ? Pour quel(s) aménagement(s) ?

Le retour d’expérience des différents travaux réalisés dans le cadre de CITYCHLOR indique que l’approche intégrée est idéalement applicable dans le cas : d’une pollution diffuse (« panache ») issue d’une ou plusieurs sources de pollution,

dont l’envergure dépasse le cadre de la parcelle cadastrale, voire du simple quartier ; d’une opération de réhabilitation qui est directement concernée, ou a minima intégrée

à un projet d’aménagement urbain.

Le seul exemple concret détaillé par le projet CITYCHLOR (quartier de la gare d’Utrecht) regroupe ces deux conditions. Le critère « étendue de la pollution » amène à questionner la pertinence de la mise en œuvre ou non de cette méthode ; l’absence de projet d’aménagement peut se révéler un frein voire un obstacle à la gestion même de la pollution.

Dans les documents CITYCHLOR, la méthode d’Approche Intégrée est principalement décrite pour la gestion d’un large panache de composés dissous dans la nappe. Il semble toutefois que cette méthode soit également applicable pour gérer des problématiques de pollution des sols à grande échelle (voir les retours d’expérience décrits dans les annexes du rapport sur l’état des lieux en France : les exemples Massy-Atlantis et l’Union).

II.4.2.2. Redéfinir le jeu des acteurs concernés

En France, le ministère en charge de l’environnement et de l’aménagement du territoire a conçu, avec l’ADEME, un guide afin d’aider les acteurs des territoires urbains, et notamment les aménageurs, à intégrer et à mieux gérer la question des sites pollués dès les premières phases de leurs projets d’aménagement. Ce « Guide de l’Aménageur » est disponible en ligne7 depuis 2009.

7 http://www.developpement-durable.gouv.fr/-Guide-de-l-amenageur,6529-.html

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S’agissant des 4 sites présentés en exemple d’application de la gestion par approche intégrée, l’entité en charge du pilotage du projet de réaménagement/réhabilitation, ou a minima de sa partie organisationnelle, était un acteur institutionnel (commune, communauté de communes, agence publique).

D’après l’enquête menée dans le cadre de CITYCHLOR auprès d’un panel d’aménageurs ou développeurs urbains européens, l’aménageur public apparait mieux armé pour la conduite d’une gestion par approche intégrée, dans la mesure où : il dispose généralement de la connaissance historique du territoire ciblé ; il est perçu soit responsable des enjeux réglementaires en matière d’environnement,

soit a minima en relation directe avec les institutions publiques qui le sont ; il est mieux à même de communiquer avec le public (outils de communication

disponibles, connaissance des interlocuteurs locaux et du contexte local).

Toutefois, l’équilibre de coercition entre les sphères publiques et privées doit être respecté. Le retour d’expérience acquis à l’issue de l’analyse des 4 sites précités indique que les acteurs privés (bâtisseurs, promoteurs, etc.) n’ont parfois pas été suffisamment impliqués dans la réalisation des projets, notamment dans l’analyse de leurs besoins et contraintes.

A Utrecht, la configuration du territoire et l’évolution des outils réglementaires ont placé la municipalité en meilleure position pour piloter la gestion de la pollution par approche intégrée.

II.4.2.3. Adapter la réglementation ?

Aux Pays-Bas, la mise en application du principe de l’approche intégrée a été rendue possible suite à la modification de la législation hollandaise sur la protection du sol (« Soil Protection Act »). Le principal outil issu de ce travail législatif est le principe de contractualisation entre le Maitre d’Ouvrage et les parties concernées, permettant le transfert, dans un cadre légal, de la responsabilité relative à la pollution moyennant compensation financière.

En France, il n’existe pas de dispositif légal propre à la protection du sol (et du sous-sol) face à une pollution par des solvants chlorés en milieu urbain. Le cadre légal associé à ce type de problématique se situe à la jonction du champs d’application des outils réglementaires que sont le Code de l’Environnement, le Code de l’Urbanisme ou encore la réglementation sur les ICPE.

La publication du décret d’application de la Loi ALUR datant du 18 août 2015 permet à un « tiers demandeur » de se substituer à un exploitant relevant de la réglementation ICPE pour la remise en état de (ou d’une partie de) son site suivant l’usage défini dans le projet d’aménagement soutenu. La démarche est également possible dans le cadre d’un site « orphelin », c’est-à-dire un site n’ayant plus d’exploitant connu suivant les dispositions de l’article R.512-79 du Code de l’Environnement. Ce dispositif impose au « tiers demandeur » le recouvrement de garanties financières dont le montant, arrêté par le Préfet, correspond aux coûts des travaux de dépollution estimés.

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Aujourd’hui, les acteurs de l’aménagement urbain ne disposent pas suffisamment de retour d’expérience pour juger les éventuels aléas de ce dispositif (par exemple : la découverte de nouvelles pollutions durant les opérations de dépollution et la responsabilité résiduelle du dernier exploitant).

Enfin, le dispositif tiers-demandeur s’appliquant uniquement aux ICPE ou aux sites à responsables défaillants, il n’y a à ce jour pas de cadre législatif en France permettant de transposer la gestion par approche intégrée pour les autres sites pollués. Les outils de gestion de l’aménagement tels que les ZAC, permettent une approche globale du projet mais ne règlent pas nécessairement la question de la responsabilité de la gestion de la pollution.

Juger de la faisabilité en France de la démarche « approche intégrée » notamment par le biais du décret « tiers-demandeur » nécessiterait la mise en œuvre d’une opération de démonstration sur un projet de réhabilitation d’ampleur du type de la Gare à Utrecht (et intégrant des pollutions hors ICPE). A premier abord, la faisabilité financière d’un tel projet dépendra principalement des objectifs de dépollution validés par l’(les) autorité(s) compétente(s), des garanties financières qui en découlent et également du type d’acteur se portant tiers-demandeur, un acteur public étant plus à même de porter un projet d’envergure suffisante pour que la mise en œuvre de l’approche intégrée soit pertinente. Ce démonstrateur permettrait également de faire connaître en France les outils et approches développées dans le cadre de CITYCHLOR.

Une démarche de type « démonstrateur » pourrait ainsi être menée pour identifier les dispositifs (existants, à modifier ou à créer) permettant l’application sur un territoire d’une gestion par approche intégrée.

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III. Caractérisation et dépollution : principaux résultats etretours d’expérience

On considère que les retours d’expérience concernant ces aspects techniques sont tous valorisables dans le contexte français de gestion des sites pollués par les solvants chlorés. Les chapitres qui suivent donnent un aperçu du contenu de chaque document CITYCHLOR ; les recommandations opérationnelles sont synthétisées dans les fiches placées en annexe. Compte tenu de la date de parution des documents CITYCHLOR, certains éléments complémentaires sont référencés.

III.1. Techniques de caractérisation L’ensemble des travaux dédiés au thème de « caractérisation » est décrit dans la fiche de synthèse DPT2.

III.1.1. Caractérisation des milieux

III.1.1.1. Les techniques par fonçage direct (DPT :« Direct Push Technology »)

Les techniques DPT reposent sur l’insertion dans le sol de tubes creux de petits diamètres, équipés soit de sondes permettant des mesures ponctuelles ou en continu de paramètres hydrogéologiques, géophysiques, géotechniques et géochimiques, soit d’outils de prélèvements (sol, eau souterraine ou gaz du sol). Elles permettent aussi la mise en place d’ouvrages permanents pour le prélèvement des eaux souterraines et des gaz du sol.

Une étude réalisée dans le cadre de CITYCHLOR propose un état des lieux des techniques DPT connues et utilisées en Europe et Outre-Atlantique. Le rapport expose en premier lieu un recueil des avantages et limites d’utilisation de ces techniques, ainsi que des recommandations générales aux futurs utilisateurs :

principaux avantages : diversité des paramètres recherchés, rapidité et flexibilitéd’exécution, densité élevée de données produites, pas de déchet généré ;

limites : nécessite une maitrise complète des procédures d’étalonnage et decalibration pour la production et l’interprétation des données. Des investigationstraditionnelles sont notamment nécessaires pour valider les résultats de mesure.Techniques utilisables uniquement dans des formations non consolidées.

Deux sites ateliers (Courtai en Belgique et site « France ») ont été utilisés pour l’application et le développement de certaines techniques DPT innovantes :

- les sondes MIP (Membrane Interface Probe). Au contact de la sonde chauffée à 120°C, les composés volatils du sol sont désorbés et traversent la membrane présente au niveau de la sonde. L’azote qui circule dans la sonde va ensuite

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remonter ces composés en surface et les amener vers les trois détecteurs d’un chromatographe (PID, FID, DELCD ou équivalent).

- les sondes EnNISSA MIP (Enhanced In Situ Analysis Interface Probe). La sonde MIP est connectée à un chromatographe en phase gaz couplé à un détecteur de masse GC-MS permettant une mesure semi-quantitative et spécifique à un composé),

- les échantillonneurs BAT. L’échantillonneur BAT permet le prélèvement d’eaux souterraines ou de gaz du sol à une profondeur donnée

- et les membranes hydrophobes flexibles RNS ou NAPL FLUTe (NAPL Flexible Liner Underground Technologies). Il s’agit d’une membrane hydrophobe qui, installée au contact direct du sol au droit d’un forage, change de couleur en fonction de la présence de solvants chlorés sous forme de phase organique.

Les principaux résultats et retours d’expérience issus des travaux menés sur ces deux sites atelier sont reportés ci-après :

site « France » : les résultats MIP sont cohérents avec les résultats BAT(échantillonnages des eaux souterraines). Le couplage permet un gain de temps, unemeilleure flexibilité et un plus grand nombre de points investigués qu’avec lesméthodes traditionnelles ;

site de Courtrai : l’utilisation de l’EnISSA MIP a permis de mieux caractériser lessources de pollution (différenciation semi-quantitative des paramètres recherchés),avec notamment l’identification d’une contamination locale en toluène non identifiéeavec la sonde MIP. Les résultats obtenus avec les membranes RNS ne sont pasconcluants (suspicion de faux négatifs).


- le rapport « Recommandations pour la mesure de paramètres géophysiques, géotechniques, hydrogéologiques et géochimiques et le prélèvement des eaux souterraines, des sols et des gaz du sol par Direct Push Technology (DPT)» (INERIS / CARACITYCHLOR, 2013) ;

- la fiche de synthèse RT-T2 n°1.

III.1.1.2. Les techniques d’échantillonnage

Eaux souterrainesLes travaux réalisés dans le cadre de CITYCHLOR ont été orientés vers le développement et/ou la mise en application des techniques innovantes en matière d’échantillonnage passif des eaux souterraines.

Un guide d’utilisation a été élaboré par l’INERIS en marge de CITYCHLOR (publication après la clôture officielle du projet en mai 2013). Ce document capitalise les retours d’expérience acquis au cours des projets METROCAP, CITYCHLOR/PASSCITYCHLOR et ATTENA.

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Il y est décrit les trois classes de techniques de prélèvements passifs : instantanés, à l’équilibre et intégratifs. L’étude propose des recommandations générales pour utilisation appropriée des échantillonneurs passifs pour la mesure de la qualité des eaux souterraines (sélection, mise en application et interprétation des données).

Les retours d’expérience acquis suite aux travaux menés sur le site atelier « France » sont également détaillés. Quatre type d’échantillonneurs passifs ont été testés : deux à l’équilibre : (PDBs et membranes de dialyse) et deux intégratifs (dosimètres à céramique et modules Gore® Sorber).

A Utrecht, les travaux de dépollution réalisés au droit du territoire défini ont été également l’occasion de mettre en œuvre différentes techniques d’échantillonnage des eaux souterraines en vue la caractérisation et la surveillance des contaminants en termes de concentration (échantillonnage actif traditionnel et passif par SorbiCell) et de flux massique de polluants (PFM et Sorbiflux).

A noter : le projet de parution d’une nouvelle norme pour la caractérisation des eaux souterraines (pr-nf-X31-615(FR)) 02.


- les fiches de synthèse RT-T2 n°1, n°2 et n°3.

Gaz du solLe site atelier « France » a permis de tester l’influence de la configuration des ouvrages d’échantillonnage des gaz du sol (« piézairs ») dans le cadre d’investigations multi-niveaux, c’est-à-dire la caractérisation de la qualité des gaz du sol à plusieurs profondeurs données au droit d’un même ouvrage (ou d’un ensemble d’ouvrages situés dans un périmètre proche). Les résultats obtenus indiquent principalement que la configuration impliquant des échantillonnages sur plusieurs niveaux séparés par un « packer » au droit d’un même piézair n’est pas recommandée, sauf à prouver que l’étanchéité inter-niveau est atteinte et contrôlée.

L’INERIS a également produit un document faisant l’état des lieux des techniques d’investigation des gaz du sol aux Etats-Unis et en Europe, et proposant des recommandations d’ordre général pour la préparation et la mise en œuvre d’un programme de mesures de terrain.

A noter, la parution de nouveaux documents sur cette thématique : le projet FLUXOBAT a permis la publication en fin 2013 d’un guide « adapté aux

questions que se posent les maitres d’ouvrage et gestionnaires » face à la problématique d’une pollution de l’air dans les bâtiments ;

un guide relatif à la caractérisation des gaz du sol (et de l’air ambiant) a étérécemment publié (en décembre 2016) par l’INERIS et le BRGM ;

une nouvelle norme pour la caractérisation des gaz du sol est actuellement en projet(pr-nf-iso-18400-204(FR))03.

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Des projets de recherche et d’expérimentations sont en cours en France concernant les facteurs d’influence sur la mesure des concentrations (variation temporelle, échantillonneurs passifs, usage de filtre humidité …) – projet TEMPAIR.


- les guides FLUXOBAT (2013)04 et INERIS/BRGM (2016)05 ;

- les fiches de synthèse RT-T2 n°1, n°2 et n°3.

III.1.1.3. Les techniques de caractérisation des processus de biodégradation

Le(s) phénomène(s) de biodégradation des solvants chlorés dans le sol ont été étudiés au droit du site atelier d’Utrecht. Les objectifs de recherche étaient double : gestion des risques sanitaires : dans quelle mesure la dégradation biologique des

contaminants réduit-elle le risque d’intrusion de vapeur ? Méthode de traitement des panaches de pollution : caractérisation qualitative,

quantitative et spatiale des phénomènes de biodégradation des solvants chlorés en zones saturée et non saturée afin de mettre à jour le plan de gestion, basé sur le principe de gestion de la pollution dissoute par atténuation naturelle (voir III.2.2).

Des techniques innovantes de biologie moléculaire ont été utilisées in situ (échantillonneurs spécifiques BACTRAP® et MicroTrap® développés par la société Bioclear). Elles ont été complétées par des analyses microbiennes en laboratoire. Les résultats obtenus mettent en évidence l’existence de processus biologiques naturels de dégradation des solvants chlorés, au droit des zones sources et au niveau des panaches rencontrés dans la zone dite « dynamique » (« Bio-washing machine », pilote de la gare d’Utrecht). Des recommandations ont été formulées quant à la nécessité de densification des points de mesure en raison des hétérogénéités hydrogéologiques, et à la comparaison des futurs résultats obtenus avec les données produites par le modèle de transfert élaboré (voir paragraphe ci-dessous).

A noter : la parution d’une synthèse sur l’utilisation des outils de biologie moléculaire (ADEME, 2015)06.


- les fiches de synthèse RT-T2 n°2.

III.1.2. Evaluation du risque sanitaire

Les travaux du projet CITYCHLOR dédiés à l’évaluation du risque sanitaire ont principalement portés sur la modélisation des transferts de vapeurs depuis le sous-sol vers l’air ambiant (intérieur et extérieur).

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Les objectifs de recherche ont été d’appliquer le ou les modèles de transfert retenu(s) en considérant de préférence les données de terrain disponibles pour les paramètres du scénario (éviter les valeurs par défaut) et tester ces modèles en comparant les résultats obtenus avec les concentrations mesurées dans le milieu d’exposition (principalement l’air ambiant intérieur).

Les résultats les plus pertinents ont été obtenus sur le site atelier d’Utrecht, pour lequel des modélisations numériques de transfert de vapeur ont été menées sur la base d’un modèle bidimensionnel (STOMP), avec comme source de pollution les teneurs en solvants chlorées mesurées dans les eaux souterraines. Les résultats obtenus (profils de concentration dans les gaz du sol) sont assez cohérents avec les mesures de terrain pour les paramètres PCE et TCE, et surestimés pour les paramètres CV et cis-DCE.

A l’issue du premier cycle du plan de gestion mis en place, il a été recommandé que la gestion du risque sanitaire soit basée sur le suivi, à l’échelle du territoire, du facteur d’atténuation (rapport entre les concentrations en polluants au niveau de la source considérée et les concentrations modélisées dans l’air ambiant d’un vide sanitaire). En effet, les conclusions de la première phase de caractérisation indiquent que la position du panache de pollution sous le niveau de la nappe8 est le paramètre influençant le plus le facteur d’atténuation et donc le risque (abattement de 5 à 6 ordres de grandeur pour une profondeur de 50 cm sous le niveau de la nappe). Ainsi, connaitre les zones où les panaches affleurent ou seront susceptibles d’affleurer permettra d’identifier les quartiers où une remontée de vapeurs peut être attendue, et de prendre les mesures de gestion adéquates (ici : suivi local du niveau de la nappe, surveillance locale des gaz du sol).

A noter : le guide FLUXOBAT (2013) propose des retours d’expérience et des recommandations quant à l’évaluation des expositions et la modélisation des transferts du sous-sol vers les bâtiments.

III.2. Techniques de dépollution

III.2.1. Traitement des sources de pollution

Trois types de techniques de dépollution ont été appliqués dans le cadre des sites atelier de CITYCHLOR. Pour chaque technique, une brève synthèse des retours d’expérience est proposée :

réduction au fer zéro-valent (ISCR) : méthode généralement coûteuse et à faible rayond’action, qui nécessite un contrôle optimal des conditions de dégradation géochimiqueet biologique. Intérêt pour un couplage avec une biostimulation ;

oxydation chimique in-situ (ISCO) : efficace pour le traitement des sources de pollutionet pollutions concentrées, sensible aux conditions hydrogéologiques locales. Laméthode doit être couplée à une autre technique pour gérer le panache de pollution enzone saturée ;

8 Du fait du mode de gestion retenu sur ce site (AN couplée à des doublets géothermiques), la réinjection d’eau non polluée en toit de nappe permettrait de maintenir une couche d’eau non contaminée au-dessus du panache de solvants chlorés.

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traitement thermique in-situ (ISTR) : rapide (quelques mois à 1-2 ans maximum),efficace pour une gamme de concentration assez large, financièrement peu applicabledans le cas d’une pollution étendue, potentiellement sensible aux conditionshydrogéologiques locales selon les modalités de mise en œuvre (injection de vapeur,apport d’eau « fraiche »).

Les retours d’expérience opérationnels rendent compte de la mise en œuvre plus régulière en France de ces méthodes de dépollution in-situ depuis quelques années.

A noter également : l’utilisation de fer zéro-valent émulsifié (dans une phase huileuse) pour coupler les dégradations chimiques et biologiques et la mise en œuvre de nouveaux réactifs ou de nouveaux modes d’activation.


- les fiches de synthèse DP-T3, RT-T3 n°1, 2, et 3..

III.2.2. Traitement des panaches de pollution en milieu saturé par l’atténuationnaturelle surveillée ou augmentée

L’atténuation naturelle est un concept qui regroupe l’ensemble des processus naturels permettant de réduire la masse, la toxicité, la mobilité, le volume et/ou la concentration de la pollution dans le sol et les eaux souterraines, sans intervention humaine.

L’utilisation de l’atténuation naturelle (surveillée : MNA, ou stimulée : ENA) comme technique de gestion d’un panache de pollution est peu répandu en Europe. Des protocoles ont été élaborés (Pays-Bas, Belgique, Allemagne, France, etc.) ou sont en cours d’élaboration dans certains pays européens. Les résultats d’une étude réalisée dans le cadre de CITYCHLOR ont identifié un manque de retours d’expérience sur les projets concrets terminés ou en cours faisant appel à la méthode MNA/ENA.

Le site atelier d’Utrecht a appliqué et utilise encore actuellement la méthode MNA pour la gestion des panaches de pollution dissoute dans la nappe. Au droit de la zone centrale dite « dynamique », la méthode est couplée avec un procédé géothermique (par recirculation de l’eau souterraine) ; au droit de la zone périphérique, elle est appliquée en parallèle d’une surveillance accrue de la dynamique de migration des panaches (notamment la distance par rapport au toit de la nappe, cf. § III.1.2). Le choix de cette technique a été validé par les résultats concernant la caractérisation des processus biologiques de dégradation, et les modélisations hydrogéologiques. Un approfondissement de ces données a été jugé indispensable pour poursuivre l’opération.

En France, le site atelier a été l’occasion de tester le protocole élaboré dans le cadre du projet ATTENA, mené par l’ADEME et l’INERIS en parallèle du projet CITYCHLOR (2009-2013). Toutefois, ce site atelier a été finalement jugé peu adapté à l’application de la démarche ATTENA, en raison de plusieurs points bloquants lors de l’étude (non maitrise des sources existantes, contexte urbain difficile et site en cours d’exploitation).

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- les fiches de synthèse DP-T3, RT-T2 n°1 et RT-T3 n°4 ;

- le protocole du projet ATTENA07.

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IV. Perspectives et développements

IV.1. De la gestion par approche intégrée d’un site urbain pollué par des solvants chlorés

La gestion par approche intégrée (et la définition d’un territoire), développée aux Pays-Bas dans le cadre de CITYCHLOR, semble être une alternative pertinente pour les cas de pollutions du sous-sol sur de grandes superficies (ou de nombreuses parcelles) en contexte urbain où le mode de gestion site-par-site peut s’avérer complexe et peu adapté aux enjeux en termes de protection des populations, de responsabilité des impacts et de légitimité / efficacité d’action.

En France, cette démarche n’est pas connue bien que certains facteurs clés mis en avant par CITYCHLOR soient présents parmi les exemples d’opérations d’aménagement citées dans le cadre du rapport « Solvants chlorés en milieu urbain - Quelle situation en France ? ».

Ainsi, la réalisation d’une opération de démonstration d’approche intégrée apparaît comme un moyen de promotion, auprès notamment des aménageurs et des administrations, d’un tel mode de gestion en France.

Pour cela, il est nécessaire dans un premier temps d’identifier les dispositifs (existants, à modifier ou à créer) du cadre réglementaire français permettant l’application sur un territoire d’une gestion par approche intégrée ou a minima d’une gestion concertée. Cette démarche pourra par exemple s’appuyer sur l’étude similaire réalisée aux Pays-Bas dans le cadre de CITYCHLOR.

D’un point de vue opérationnel, ce projet de démonstration devrait présenter les conditions favorables suivantes : une pollution du sol et/ou des eaux souterraines, multi-sources ou non, caractérisée

au moins partiellement par une ou plusieurs phases d’investigations des milieux ; une zone d’impact en milieu urbain ou péri-urbain qui s’étend a minima sur plusieurs

parcelles cadastrales, et concerne un tissu d’usages diversifié (logements, activitésartisanales, commerces, voire industries) ;

un projet d’aménagement moteur, prévu sur une partie ou la totalité du périmètreconcerné et coordonné par un acteur public de l’aménagement.

Ce projet de démonstration serait l’occasion d’appréhender en pratique les points-clefs identifiés dans CITYCHLOR et soulignés dans cette étude : Identification des acteurs : quel Maître d’Ouvrage ? quelle(s) institution(s) de

contrôle ? faisabilité réglementaire et responsabilités : quelles contraintes ? quels outils ? Les

résultats de la phase d’identification des dispositifs réglementaires, si déjà disponibles,pourront orienter les parties concernées dans l’initiation du projet ;

gestion au long terme : comment intégrer les contraintes de servitudes ?

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IV.2. Des techniques de caractérisation de la pollution

IV.2.1. Les techniques DPT

Ces techniques sont aujourd’hui mieux connues et utilisées par les experts techniques de la gestion de la pollution des milieux. D’après les données produites dans le cadre de CITYCHLOR, et suivant notre retour d’expérience en matière de techniques DPT, des travaux d’approfondissement méritent d’être menés sur les problématiques suivantes : sondes MIP / EnISSA MIP : amélioration de la transposition du signal obtenu en

concentration de polluant (ou équivalent) dans le milieu ciblé. A ce jour, il existe destravaux sur les sondes pour abaisser les limites de détection ;

usage des membranes hydrophobes de type RNS : technique intéressante quirencontre a priori des difficultés de mise en pratique. Travaux nécessaires sur ledéveloppement du matériel utilisé et/ou sur le protocole d’application in situ.

IV.2.2. Caractérisation des gaz du sol et des transferts

Des travaux de R&D sont actuellement en cours (suites du projet FLUXOBAT, projets INERIS, programmes soutenus par l’ANR et l’ADEME, etc.) concernant l’amélioration de la connaissance (paramètres d’influence, mécanismes de transfert …) et des techniques (outils, protocoles) en matière de caractérisation des gaz du sol et des transferts de polluants du sous-sol vers les bâtiments (y compris l’étape de modélisation).

Comme précédemment cité, un projet de norme (pr-nf-iso-18400-204(FR)) devrait être concrétisé en 2017.

IV.2.3. Caractérisation de la nappe et des processus biologiques

Des travaux de R&D sont actuellement en cours concernant la qualification des outils existants pour la mesure des polluants dissous dans la nappe (efficacité, durée d’équilibre ou d’accumulation, liste des substances, etc.) ou leur développement (échantillonneurs passifs principalement). Ces retours d’expérience sont des éléments clés pour la mise en pratique plus large de ces outils. C’est notamment le cas des outils de mesure des flux de polluants. Ces outils sont aujourd’hui peu utilisés car les valeurs de gestion sont exprimées en concentrations et non en flux. Bien que ces outils permettent de calculer indirectement des concentrations en polluants (moyennes temporelles), il conviendrait de mettre à profit la mesure de flux pour le suivi à long terme (surveillance, évaluation du potentiel de dégradation, …).

Parallèlement, la caractérisation des processus de dégradation biologique (polluants dans la nappe principalement) bute sur la représentativité des prélèvements et des matrices actuellement analysées (sol, eau de nappe) pour la quantification des consortiums bactériens ou des gênes exprimés codant les mécanismes de dégradation des polluants. Des matrices de substitution (échantillonneurs microbiens) sont proposées par certaines sociétés depuis quelques années. Il convient de constituer un plus large retour d’expérience quant à leurs performances / gammes d’utilisation et leur utilité concernant la quantification des vitesses de dégradation par le biais de modèles ou d’essais in-situ.

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IV.3. Des techniques de traitement de la pollution

IV.3.1. Techniques de dépollution in-situ

Les méthodes de dépollution in-situ (oxydation, réduction, thermique, etc.) sont des méthodes peu répandues de par les risques inhérents à de telles opérations (besoin d’une connaissance détaillée de la zone polluée, mise en œuvre moins contrôlée que les méthodes sur site ou hors site, etc.). Leur mise en œuvre sera plus facilement proposée et acceptée en améliorant d’une part l’homogénéisation des produits injectés et effets produits et d’autre part le contrôle du confinement des polluants, sous-produits et réactifs en dehors de la zone de traitement.

De nombreux projets de développement concernent la modification des modes d’application (ajout de mousse et surfactants, électro-remédiation) pour augmenter les rayons d’influence ou gommer les effets de stratification lithologique, le couplage de techniques (réduction ou oxydation chimique / biostimulation, pompage de NAPL par soutien thermique, activation thermique d’oxydants, etc.) et le confinement « passif » (barrières réactives biologiques, insertion de voiles isolants par biogrouting, etc.).

La consommation énergétique d’une technique de dépollution est un paramètre pouvant influencer l’impact environnemental et financier d’une opération de réhabilitation/réaménagement d’un site pollué. Les perspectives d’amélioration des méthodes de dépollution sur ce sujet sont de deux natures : 1. Réduction des ressources mises en œuvre (produits chimiques, infrastructures, etc.) ou amélioration des performances (pour la production des intrants ou la dépollution), et 2. Utilisation d’énergies renouvelables pour alimenter les unités de dépollution (éolien, photovoltaïque, etc.) ou la conjonction de techniques de dépollution et de modes de production / récupération d’énergie.

Le site atelier d’Utrecht fournit un exemple concret d’une opération de dépollution des eaux souterraines à grande échelle mêlant technique de gestion de la pollution non énergivore (atténuation naturelle surveillée) et source d’énergie renouvelable (géothermie), permettant au final de diminuer les coûts de fonctionnement du projet d’aménagement initial (quartier de la Gare), grâce auquel les travaux de dépollution ont pu voir le jour. La gestion énergétique durable de ce projet d’aménagement est l’une des raisons pour lesquelles la « Bio-washing machine » d’Utrecht a suscité l’intérêt d’autres aménageurs urbains et doit être prochainement mise en œuvre dans d’autres villes hollandaises. Toutefois, certaines limites ont pu être identifiées dans l’application et/ou la reproductibilité d’une telle opération : la prise en compte de projets de géothermie qui ne sont pas orientés pour la

dépollution mais qui existent indépendamment pour les (nouveaux) besoins de la ville(refroidissement et chauffage des bâtiments selon la saison) ;

un temps long laissé pour la dépollution (objectif de « la réduction de 40% de la massede pollution sur 30 ans ») ;

une situation hydrogéologique particulière avec un faible déplacement de la nappe(possibilité de gérer la situation pratiquement en « circuit fermé ») ;

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l’incertitude actuelle du succès de ce modèle / système de dépollution : les mélangesd’eaux de nappe et les échanges thermiques (injection eau chaude en été d’eau froideen hiver dans la nappe ou sur sa surface) favorisent-ils (ou bloquent-ils) les processusde biodégradation ? D’autant plus que les documents publiés à ce jour ne permettentpas de démontrer l’efficacité de la dépollution ou de constater l’atteinte des objectifs.

D’autres projets pilotes concernent par exemple : la biostimulation par injection de H2 gazeux produit à l’aide d’une cellule à électrolyse alimentée par panneaux photovoltaïques, la récupération de chaleur lors de dépollution thermique de sources pour l’activation biologique dans le panache, l’utilisation de déchets industriels comme ressources pour la dépollution (effluents de l’industrie agro-alimentaire comme substrat de biostimulation, résidus miniers comme support de filtration / sorption des polluants, pulpe de papier comme substrat de construction de technosols, etc.). La recherche de l’efficacité énergétique et la prise en compte de techniques « sobres » pourraient être favorisées dans d’élaboration du « plan de gestion » grâce à l’émergence de tels démonstrateurs et à leur multiplication dans des contextes de d’application variés.

IV.3.2. MNA / ENA et processus de dégradation biochimique des solvants chlorés

Face à la problématique de la gestion de la pollution (en solvants chlorés) en milieu urbain (difficultés rencontrées en cas de sources multiples, de superposition de panaches et des pollutions « orphelines » et historiques), la méthode de gestion par MNA / ENA peut, sous certaines conditions, se révéler pertinente en tant que solution complémentaire de méthodes de dépollution dites « actives ».

Afin de promouvoir ces techniques, des travaux de synthèse et d’approfondissement méritent d’être menés sur les thèmes suivants :

caractérisation des processus de biodégradation : dissémination etdéveloppement des techniques innovantes d’estimation des vitesses debiodégradation tels que les outils microbiologiques (cf. § IV.2.3), les analysesisotopiques, les outils de mesure des flux de polluants, les essais in-situ, etc ;

stimulation des processus de biodégradation : travaux sur les conditions à induireet sur les substrats de croissance permettant de stimuler, de développer et demaintenir dans le temps les processus de dégradation biologique dans le sol et leseaux souterraines (ajout de fer zéro-valent en émulsion ou non, injection directe ouindirecte de H2, soutien thermique, homogénéisation et meilleure diffusion del’injection des substrats et donneurs d’électrons, etc.).

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V. Bibliographie

01. ADEME – Citychlor - Solvants chlorés en milieu urbain - Quelle situation enFrance ? 2011

02. Projet de norme, PR NF X 31-615, « Qualité du sol — Méthodes de détection, decaractérisation et de surveillance de la qualité des eaux souterraines en nappedans le cadre des sites pollués ou potentiellement pollués — Prélèvement etEchantillonnage des eaux souterraines dans des forages de surveillance pour ladétermination de la qualité des eaux souterraines ».

03. Projet de norme PR NF ISO 18400-204, « Qualité du sol — Échantillonnage -Partie 204 : Lignes directrices pour l’échantillonnage des gaz du sol ».

04. Projet Fluxobat - Evaluation des transferts de COV du sol vers l’air intérieur etextérieur – guide méthodologique, 2013

05. BRGM, INERIS – Gestion des sites et sols pollués – Guide pratique pour lacaractérisation des gaz du sol et de l’air intérieur en lien avec une pollution dessols et/ou des eaux souterraines, 2016

06. ADEME – Les outils de biologie moléculaire et leur utilisation dans le domaine dela gestion des sites pollués – Synthèse, 2015

07. Projet ATTENA – Protocole opérationnel de gestion de sites par ATTEnuationNAturelle dans le contexte réglementaire français, 2013

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Annexe 1 : fiches de synthèse des documents principaux (DP) et des rapports techniques (RT)

Fiches thèmes 1 et 4 : « Approche intégrée » et « Eléments socio-économiques et juridiques »

- Documents principaux :

DP-T1 : Success Factors for an Integrated Approach – Sustainable urban development including contaminated soils: how to successfully build bridges between different ambitions

DP-T4 n°1 : Area-oriented approach of groundwater contamination - A study of the opportunities within the in Europe and the Netherlands acknowledged environmental juridical principles

DP-T4 n°2 : Case Utrecht - Introduction to the juridical aspects regarding an area oriented approach

- Rapports techniques :

RT-T1+4 n°1 : Communication in Urban Planning - A brief survey on the opportunities for remediation projects

RT-T1+4 n°2 : Communication Checklist - Communication tool for urban development projects faced with contaminated sites

RT-T1+4 n°3 : The C-Factor method

Fiche thème 2 : « Caractérisation »

- Document principal :

DP-T2 : Success Factors for an Integrated Approach – Sustainable urban development including contaminated soils: how to successfully build bridges between different ambitions


RT-T2 n°1 : Utilisation d’outils de caractérisation des eaux souterraines, des sols, des gaz du sol et de l’air intérieur de sites contaminés par des solvants chlorés en milieu urbain – Site atelier « France – Projet CARACITYCHLOR

RT-T2 n°2 : Integration of results CSM ‘Bio-washing machine’, Different innovative characterization methods and models for optimization of the area-oriented approach

RT-T2 n°3 : Mesure de la qualité des eaux souterraines à l’aide d’échantillonneurs passifs dans le contexte des sites pollués – Projet PASSCITYCHLOR

RT-T2 n°4 : Soil-gas monitoring: soil-gas well designs and soil-gas sampling techniques

Fiche thème 3 : « Dépollution »

- Document principal :

DP-T3 : Remediation options suitable for inner city re-development – Technical book for source and plume remediation


RT-T2 n°1 : In Situ Chemical Reduction using Zero Valent Iron injection - A technique for the remediation of source zones

RT-T2 n°2 : Code of Good Practice - In-situ chemical oxidation

RT-T2 n°3 : In situ thermal remediation of contaminated sites - A technique for the remediation of source zones

RT-T2 n°4 : Monitored Natural Attenuation - Option for plume management

Thème n°1 « Approche intégrée » - Document principal

Fiche de synthèse – DP-T1

Identification du document

Titre Success Factors for an Integrated Approach – Sustainable urban development including contaminated soils: how to successfully build bridges between different ambitions

Auteur Claude de Roovers (Tauw) Référence - Date avril 2013

Nature Rapport Langue anglais

Contenu du document

Le rapport décrit d’abord en détail les facteurs de succès qu’il est indispensable de maitriser pour une gestion durable de l’aménagement urbain sur des sites contaminés aux solvants chlorés à l’aide de l’approche intégrée, puis présente quatre projets-pilote européens qui ont mis en pratique ce principe de gestion.

1) Les facteurs de succès

Nota : dans la description de ces facteurs de succès, il est fait référence à quantité de documents (rapports, guides, communications, etc.) de production européenne, notamment les outils français « ComRisk » et « Guide de l’aménageur ». Seules les productions intra-CityChlor sont citées dans cette synthèse.

a. Le facteur essentiel : la communication

Deux outils ont été élaborés (1), (2) dans le cadre de CityChlor, à partir du retour d’expérience de villes et régions européennes, et de guides antérieurs, notamment le guide « ComRisk » français.

b. Les facteurs-clefs

i. Identifier et impliquer les acteurs à l’intérieur de la zone définie : usagers actuels et futurs,les instances délivrant autorisations et permis, les financeurs, les experts, etc. ;

ii. Sécuriser le budget : identifier la valeur financière et sociale de chacune des étapes dudéveloppement urbain. Référence à un rapport (3) et quatre outils élaborés dans le cadre deCityChlor (4), (5), (6), (7) ;

iii. Définir des objectifs communs ;

iv. Décisions et accords (3) ;

c. Les autres facteurs de succès

i. Gestion rigoureuse du processus de l’approche intégrée (3) ;

ii. Savoir et innovations : regrouper les informations pertinentes relatives au bassin d’usage,les rendre facilement accessibles, les compléter si besoin par des experts reconnus, sansnégliger les investissements nécessaires ;

iii. Une gestion sur le long terme ;

iv. Implication des instances administratives et organisationnelles ;

v. Respect des règles :

1. A l’échelle de l’Europe : rappel des principes et règlements en vigueur (obligationd’atteindre le « bon état chimique » des eaux souterraines, les principes de « pollueur-payeur » et de « précaution » ;

2. A l’échelle nationale : se référer à la réglementation nationale, régionale et locale pourchaque projet ;

2) Les projets-pilote : Utrecht Centre (Pays-Bas), Stuttgart (Allemagne), Gent Sint-Pieters Station(Belgique) et Lyon Confluence (France)

Pour chaque projet de (ré)aménagement urbain, il est proposé :

a. une description des objectifs atteints ou à atteindre, la liste des acteurs concernés et uneprésentation des procédés/méthodes innovants développés le cas échéant ;

b. l’analyse du projet au regard des facteurs de succès de l’approche intégrée ;

c. une discussion présentant les succès notables du projet et les perspectives d’amélioration enmatière de gestion intégrée. Ces points sont résumés ci-dessous :

i. Utrecht : approche intégrée analysée au stade de l’initiation du projet

1. Points forts :

a. Une implication forte des acteurs politiques ;

b. Une gestion à long terme, permettant une acquisition d’informations pertinentes sur lesconditions du sous-sol ;

c. Mise en place d’un partenariat public/privé permettant d’agir sur les mécanismes deresponsabilité dans le cadre de l’usage du sol ;

2. Perspectives d’amélioration :

a. Un meilleur partage des connaissances, par la création et l’utilisation d’une plateformed’échange commune, facilement accessible et transparente ;

ii. Hopital Stuttgart-West :

1. Points forts :

a. Communication : bonne intégration de l’ensemble des acteurs durant la phase dedépollution permettant un niveau d’acceptation très satisfaisant malgré les contraintesliées à la situation en centre-ville ;

b. Sécuriser le budget : l’association de fonds publics au budget de dépollution a permisde consolider l’acceptation du budget général de construction ;

2. Perspectives d’amélioration : projet considéré comme un succès, récompensé par un prixrégional pour la reconversion de friches industrielles.

iii. Gent Sint-Pieters Station :

1. Points forts :

a. Une gestion à long terme, permettant une acquisition d’informations pertinentes sur lesconditions du sous-sol ;

b. Mise en place d’un partenariat entre les différentes agences publiques concernéespermettant d’agir sur les mécanismes de responsabilité dans le cadre de l’usage du sol,et d’étendre le périmètre de réaménagement ;


a. Un meilleur partage des connaissances, notamment avec la sphère privée qui n’a pasété suffisamment impliquée et dont certains besoins/contraintes n’ont pas été identifiés ;

iv. Lyon Confluence :

1. Points forts :

a. Une implication forte des acteurs publics, notamment des instances nationales,permettant une « fluidification » des échanges entre administrations ;

b. Une gestion à long terme, permettant une acquisition d’informations pertinentes sur lesconditions du sous-sol ;

c. Obtention de différentes sources de financement à l’échelle européenne (programmeConcerto.eu) et mondiale (World Wide Fund for Nature) ;

d. Mise en place d’un partenariat entre les différentes agences publiques concernéespermettant d’agir sur les mécanismes de responsabilité dans le cadre de l’usage du sol,et d’étendre le périmètre de réaménagement ;


a. Une meilleure implication de la sphère privée, notamment au niveau local ;

b. Absence de débat démocratique sur les grandes orientations de l’aménagement de lapéninsule.

Références

Note : une fiche de synthèse a été élaborée chaque document souligné

(1) OVAM / Citychlor - Communication Checklist, communication tool for urban development projects faced with contaminated sites – April 2013

(2) Ville d’Utrecht / Citychlor – The C-Factor method – 2013

(3) AgencyNL,Soil+ / Citychlor – Organization and Financing of Area, Oriented Approach – May 2011

(4) AgencyNL,Soil+ / Citychlor – Cost Calculation Model Area Oriented Approach, Background report – 2012

(5) AgencyNL,Soil+ / Citychlor – Dutch Benefits Model for Area Oriented Approach, Background report and user Manual – May 2012

(6) AgencyNL,Soil+,Ville d’Utrecht / Citychlor – Recovery of Utrecht City Centre groundwater remediation costs, Application of Part 6.4 of the Spatial Planning Act (Wet ruimtelijke ordening, Wro) to the costs of groundwater remediation related to construction developments in the center of Utrecht – March 2012

(7) OVAM / Citychlor – Analysis for remediation costs of VOC polluted sites in Flanders – December 2011

Thème n°4 « Aspects socio-économiques et juridiques »

Document principal n°1

Fiche de synthèse – DP-T4 n°1


Titre Area-oriented approach of groundwater contamination - A study of the opportunities within the in Europe and the Netherlands acknowledged environmental juridical principles

Auteur R.P. Fennis (Ville d’Utrecht) Référence - Date février 2012

Nature rapport Langue néerlandais (corps du texte) – anglais (résumé, introduction, conclusion)

Contenu du document

A Utrecht (Pays-Bas), un projet pilote de dépollution des eaux souterraines a été mené dans le quartier « Station Area » (gare ferroviaire), dans le cadre de CityChlor. Ce projet a été réalisé suivant le principe d’une « gestion par bassin d’usage » (Area Oriented Approach). Sur la base des résultats et retours d’expérience obtenus, le présent rapport étudie les opportunités, au regard du cadre juridique existant, de la mise en pratique d’une telle méthode ailleurs en Europe et aux Pays-Bas.

1) Introduction

Le projet a été initié par la municipalité d’Utrecht en janvier 2010 dans le quartier de la gare, sur unesurface approximative de 400 ha. Les deux objectifs principaux de cette opération sont le traitementglobal et simultané d’environ 180 million de m3 d’eaux souterraines, légèrement à fortementcontaminées, tout en rendant possible une requalification des usages du sol en surface.

Le projet consiste à permettre d’améliorer la dégradation biologique des polluants volatils (dont lessolvants chlorés) présents en zone saturée, en modifiant la température des eaux de la nappe(procédé géothermique ATES) et injectant au besoin des nutriments. Le déplacement de la pollutionest autorisée à l’intérieur du périmètre du « bassin d’usage » défini. Toute migration de pollution endehors de ce périmètre est interdite.

D’après la municipalité d’Utrecht, la méthode de gestion offre trois avantages considérables :

i. l’utilisation d’une énergie renouvelable pour les nouvelles/actuelles installations à l’intérieurde la zone considérée (les procédés géothermiques servent à la climatisation desbâtiments) ;

ii. la réduction des coûts engendrée par une approche intégrée d’investigations, traitement etsurveillance à l’échelle du bassin d’usage, et non « site par site » ;

iii. à l’échelle du bassin d’usage, une meilleure maitrise de la qualité des eaux souterraines(accélération des processus de dépollution, gestion et surveillance de la pollutionaméliorées).

Toutefois, des questions de conformité réglementaire se posent, au niveau national (Pays-Bas) et européen, notamment au regard des grands principes de « pollueur-payeur », « prévention », « précaution » et de « statu quo ». En effet, la méthode utilisée considère, par exemple, le pompage et la réinjection d’eaux polluées dans la nappe et la circulation de polluants dans des zones peu voire pas polluées initialement. Le point de départ des travaux de recherche réalisés dans le cadre de cette étude doit répondre aux questions suivantes :

« une opération de dépollution des eaux souterraines suivant le principe de gestion par bassin d’usage respecte-t-elle la législation nationale et européenne sur l’Environnement, et si non, dans quelle mesure cette méthode peut-elle être prise en considération et/ou quelles solutions peuvent être utilisées pour la rendre conforme à la législation en vigueur » ?

2) Conclusion

Au questionnement précité, le rapport fournit des éléments de réponse orientés principalement vers la législation néerlandaise. Il propose également deux guides adressés à l’attention des aménageurs souhaitant mettre en œuvre ce type de gestion intégrée de la pollution, l’un à l’échelle de la réglementation européenne et l’autre centré sur la législation néerlandaise.

A l’échelle européenne, il est très rare que les décisions de la cour européenne de justice soient basées stricto senso sur les grands principes européens en matière de protection de l’environnement. Ces derniers ne sont (implicitement) cités que dans les provisions applicables des directives ou règlements européens.

Références

Sans objet.

Thème n°4 « Aspects socio-économiques et juridiques »

Document principal n°2

Fiche de synthèse – DP-T4 n°2


Titre Case Utrecht - Introduction to the juridical aspects regarding an area oriented approach

Auteur Marcel Herms (Ville d’Utrecht) Référence - Date mars 2013

Nature rapport Langue néerlandais (corps du texte) – anglais (résumé, introduction, conclusion)

Contenu du document

A Utrecht (Pays-Bas), un projet pilote de dépollution des eaux souterraines a été mené dans le quartier « Station Area » (gare ferroviaire), dans le cadre de CityChlor. Ce projet a été réalisé suivant le principe d’une « gestion par bassin d’usage » (Area Oriented Approach). L’objectif de ce rapport est d’évaluer en première approche la compatibilité juridique de la méthode de gestion utilisée avec la réglementation européenne et nationale en matière de protection de l’Environnement. Six principes juridiques sont évalués.

1) Principe de prévention

Le projet ne serait pas en conflit avec ce principe dans la mesure où il est assuré que lacontamination ne migre pas en dehors des limites fixées pour le bassin d’usage.

2) Principe de précaution

a. Possible conflit en raison du transfert d’autres substances polluantes à l’intérieur des limites dubassin d’usage ;

b. Transfert potentiel de la pollution vers un second aquifère. Acceptable pour la Municipalité dansla mesure où la protection du sol est déjà suffisamment garantie.

3) Principe de statu quo

Le transfert de pollution dans la nappe à l’intérieur des limites du bassin d’usage ne rentre pas enconflit avec ce principe dans la mesure où les enjeux et intérêts écologiques, économiques etsanitaires y seront conservés.

4) Principe du « pollueur-payeur »

Les propriétaires terriens seront de toutes les manières contraints à mettre en œuvre desinvestigations sur la partie non saturée du sol, et si nécessaire garantir le retrait de la pollution du solconformément au « Soil Protection Act ».

5) Incertitude juridique

Probable, lorsque les incertitudes techniques existantes affectent excessivement la crédibilité desobjectifs de pollution prédéfinis.

6) Causalité plurielle

S’applique dans le cas d’une opération de dépollution à l’échelle d’un bassin d’usage. La loinéerlandaise fournit certains outils ou dispositions légaux permettant de traiter cette situation.

Références

Sans objet.

Thèmes n°1+4 « Approche intégrée et éléments socio-économiques »

Rapports techniques

Fiche de synthèse RT-T1+4 n°1


Titre Communication in Urban Planning - A brief survey on the opportunities for remediation projects

Auteur Cibe Communication

Scope Consulting

Référence - Date 12 avril 2013


Contenu du document

La présente étude a été réalisée sur la base d’une enquête menée par une agence publicitaire auprès d’une dizaine d’aménageurs ou de développeurs urbains européens (Belgique, France, Allemagne). Après avoir présenté ce qui constitue les 4 phases-clef d’un projet d’aménagement et la place que peut (doit) tenir la communication durant le processus d’aménagement, le rapport fait la synthèse des principaux obstacles à la communication sur le thème de la gestion de la pollution identifiés auprès des personnes interviewées, et propose quelques pistes pour pallier à ces obstacles.

1) Les quatre phases d’un projet d’aménagement : quelle place pour la communication ?

a. La phase d’exploration

i. La faisabilité globale du projet est mise à l’épreuve en définissant d’une part les objectifs duprojet, et l’ensemble des problèmes susceptibles d’être rencontrés dans le cadre de laréalisation de celui-ci. Cela nécessite l’identification préliminaire des parties concernées, etune consultation informelle de (d’une partie de) ces parties pour consolider la décision finalesur la faisabilité du projet ;

ii. en pratique, dans la mesure où le projet n’existe pas en tant que tel, la place de lacommunication est limitée à son minimum, voire absente.

b. La phase d’investigation

i. Les contours du projet ont été clairement définis et la faisabilité à ce stade a été validée.L’objectif de la phase d’investigation est d’évaluer quelle est la meilleure solution à retenir,et de compléter celle-ci par un panel de solutions alternatives si nécessaire ;

ii. cette phase est généralement initiée par la réalisation :

1. d’une analyse des parties concernées (« stakeholder analysis ») permettant d’identifierde manière la plus exhaustive possible l’ensemble des acteurs du projet, et leur(s)intérêt(s) dans sa réalisation ;

2. d’une analyse des risques.

Ces deux outils servent au chef de projet pour harmoniser les messages clefs à adresser aux acteurs du projet. A ce stade, la stratégie de communication (principalement comment et quand ?) doit être définie et initiée.

iii. Cela se traduit par la mise en œuvre de consultation diverses :

1. des acteurs politiques et administratifs ;

2. des acteurs privés (études de marché) ;

3. des acteurs publics.

Ces consultations sont, dans l’idéal, lancées assez tôt dans la phase d’investigation, de manière à faciliter l’intégration et l’acceptation du projet et d’aboutir au final à la création d’une plateforme de soutien au projet ;

c. La phase d’élaboration

i. La solution retenue est concrétisée en projet réalisable et sa stratégie de mise en œuvre estélaborée. Il s’agit également de s’assurer que l’ensemble des permis et autorisationsnécessaires soit obtenu ou a minima sécurisé ;

ii. la communication rentre dans sa phase ultime, notamment avec le public dans la mesureoù, suivant le projet, cette communication peut aboutir à une acquisition de propriété.

d. La phase de construction

i. Son objectif est double : réaliser les travaux de la manière la plus efficace possible, etgarantir l’acceptation générale des mesures requises pour la gestion, la surveillance etl’évaluation du projet ;

ii. la stratégie de communication est conservée, en orientant toutefois vers un affichage de« moindre nuisance » : présenter clairement les gènes qui seront rencontrées à court terme,les efforts qui sont engagés pour limiter ces gènes, et remettre en perspective l’image duprojet final.

2) Quelle communication pour la gestion de la pollution du sol ?

a. Etat des lieux des obstacles rencontrés

i. Communiquer uniquement si nécessaire :

une opération de dépollution est perçue par les aménageurs comme un frein àl’aménagement, une dépense et un problème qu’il faut gérer uniquement parce que c’estune obligation légale. Ce n’est en aucun cas un sujet de communication suscitant l’intérêt ;

ii. communiquer peut nuire au projet :

la contamination du sol est un sujet assez difficile à expliquer, aussi bien scientifiquementque techniquement. A ce titre, une mauvaise interprétation de la part du public ou des acteursprivés est redoutée ;

iii. communiquer n’est pas nécessaire :

1. dans un contexte urbain où la perception de la pollution du sol est quasi-inhérente, uneffort de communication n’est pas jugé nécessaire, dans la mesure où il suffit de rassurerla population en soulignant uniquement que la situation actuelle ne pourra que s’améliorerdans le futur grâce au projet ;

2. aucune valeur ajoutée n’est perçue dans la communication sur une opération dedépollution, car celle-ci n’est généralement qu’une fraction minime du projet à partentière ;

iv. laisser les autres communiquer :

il s’agit principalement de laisser la main aux administrations locales (notamment lesmunicipalités), qui sont perçues comme :

1. responsables des enjeux réglementaires en matière d’environnement ;

2. mieux à même de communiquer avec le public (outils de communication disponibles,connaissance des interlocuteurs locaux, de l’historique et du contexte local) ;

La communauté des experts apparait aussi en mesure de communiquer sur ce sujet, par sa maitrise technique. En revanche, cette mission a un coût que les aménageurs ne sont pas toujours prêts à payer ;

v. Manque de clarté = difficile de communiquer.

Chaque opération de dépollution possède ses spécificités. Il est difficile pour un aménageurd’extraire une procédure générique sur laquelle il est plus aisé (pour lui) de communiquer.

b. Pistes de réflexion proposées

i. Faire naitre une plateforme de soutien pour la dépollution du sol :

sans proposer d’outil spécifique, le rapport souligne la réticence des aménageurs à engagerce type de mesure, car peu (pas) connue ;

ii. intégrer la gestion de la pollution à la stratégie générale de communication :

les aménageurs interviewés sont favorables à l’idée de faire intervenir, à certains momentsqu’il faut judicieusement définir, des représentants de l’Administration responsable enmatière d’environnement dans le process de communication. Idéalement dès la phased’investigation ;

iii. faire connaitre les outils de communication existants :

il est fait référence (sans les citer) aux outils de communication élaborés par l’OVAM, trèspeu connus des personnes interviewées.

Le rapport conclut sur la valeur ajoutée de l’approche intégrée qui permet de s’assurer que les deux objectifs principaux d’un projet sur un site urbain contaminé aux solvants chlorés (développement immobilier et dépollution des milieux) soient bien connus et acceptés par l’ensemble des parties concernées.

Il est fait référence, sans détail supplémentaire, à une étude sociologique sur la perception du risque (1), aux outils de communication développé à Utrecht (méthode C-Factor) (2) et en France (COMRISK) (3).

Références


(1) OVAM / Citychlor – Community involvement - Community Responses to Urban Groundwater Contamination – 2013


(3) http://comrisk.fr/


Rapports techniques



Titre Communication Checklist - Communication tool for urban development projects faced with contaminated sites

Auteur Cibe Communication Référence - Date 12 avril 2013


Contenu du document

Ce document est présenté comme un guide à la maîtrise d’ouvrage pour une communication efficace entre les acteurs d’un projet d’aménagement sur un site urbain pollué aux solvants chlorés.

En introduction, le rapport rappelle les points essentiels à garder en mémoire pour une utilisation optimale de ce guide :

savoir distinguer l’essentiel du secondaire ; se rappeler que la communication est un moyen d’atteindre ses objectifs, pas une fin en soi ; avant d’utiliser ce guide, se poser les questions suivantes :

qui dois-je informer (groupe-cible) et pourquoi ? quelle est la connaissance du groupe-cible sur le projet et la thématique de la dépollution du sol ? quels sont les craintes et les aspects sensibles de chaque groupe-cible ? comment et quand puis-je communiquer de manière simple et économique ?

Le rapport fournit par la suite le « manuel d’utilisation » du guide, qui est construit en 3 parties :

dresser l’inventaire des données essentielles du projet, de son statut actuel, et de la place de l’opérationde dépollution du sol au sein du projet global ;

détailler chaque groupe-cible (indication géographique, statut, organisation, contacts existants, (etc.) ; sur la base des données récoltées, définir un plan d’action pour organiser la communication aux (et entre

les) différents groupes-cible. A ce titre, il est fait référence, sans détail supplémentaire, aux outils decommunication développés à Utrecht (méthode C-Factor) (1) et en France (COMRISK) (2).

Pour chaque partie, le lecteur a à sa disposition des tableaux d’entrées qu’il doit compléter pour pouvoir travailler sur la partie suivante.

L’objectif final de l’outil est la réalisation d’un plan de communication sur l’opération de dépollution à réaliser intégrant l’ensemble des parties concernées pertinentes.

Références



(2) http://comrisk.fr/


Rapports techniques



Titre The C-Factor method

Auteur Frank Tillema (Ville d’Utrecht) Référence - Date -

Nature Communication Langue anglais

Contenu du document

Cette méthode, résumée en une courte communication de 2 pages, a été développée par le gouvernement hollandais sous le titre de « Factor C ». Elle a été reprise et appliquée par la Ville D’Utrecht (« Standard for Participation » (1)) dans le cadre de Citychlor.

Elle est constituée de 5 étapes :

1) Réaliser une analyse des forces en présence (« force-field analysis »)Elle consiste en l’identification de toutes les personnes ou parties concernées par le projet, et de leurintérêts, opinion, influence (positive/négative) sur le projet.

2) Evaluer le niveau de participation nécessaireToutes les étapes décisionnelles ne nécessitent pas le même niveau de participation. Si l’informationaux parties concernées doit être systématique, le mode de participation peut varier en fonction descontraintes existantes. La Ville d’Utrecht a défini 4 niveaux dans son échelle de participation :

a. information : la municipalité définit l’agenda décisionnel et en informe les parties concernées,qui n’ont aucun rôle actif ;

b. consultation : la municipalité définit l’agenda décisionnel et soumet cet agenda aux partiesconcernées. La municipalité prend connaissance des opinions, retours d’expérience ouidées, mais n’est pas obligée d’en tenir compte ;

c. conseil : pendant la définition de l’agenda décisionnel, les parties concernées peuventsoumettre d’autres problèmes/solutions qui n’auraient pas été soulevés et/ou apporter despropositions non prévues dans le projet initial ;

d. co-production : l’ensemble des parties concernées, dont la municipalité, a le même niveaude participation dans le processus décisionnel.

3) Identifier les acteurs et, pour chacun, formuler un message clef à faire passerIl s’agit de s’identifier le plus possible aux acteurs considérés de manière à anticiper leur réaction(ressenti) par rapport à une problématique donnée, et si l’approche de communication mise en placea su répondre aux attentes de ces acteurs.

4) Définir un programme de communication/participationCe programme doit être adapté aux différentes phases identifiées dans le projet (voir l’exempledonnée dans la fiche de synthèse DST1 n°1), en gardant l’accent sur la pro-action et l’anticipation,de manière à éviter/limiter les blocages (pour les procédures chronophages par exemple).

5) Identifier les moyens et méthodes de communicationIl(s) doit(vent) être adapté(s) en fonction du groupe-cible concerné, en ne négligeant pas les outilsde communication innovants (numériques). Il est fait référence à un site internet (2) en languehollandaise uniquement.

Références

(1) Ville d’Utrecht / Citychlor – Standard for Participation – April 2013

(2) www.participedia.nl

Thème n°2 « Caractérisation » - Document principal



Titre Groundwater, soil, soil gas and indoor air characterization – Technical book

Auteur Julien Michel (INERIS) Référence DRC-13-102468-03550A Date 11 avril 2013

Nature rapport Langue anglais

Contenu du document

Introduction du document en deux parties :

Citychlor et l’« approche intégrée » : rappel du principe et des 10 facteurs de réussite essentiels pour lagestion durable d’une pollution aux solvants chlorés en milieu urbain.

Citychlor et l’innovation technique : l’objectif principal de ce rapport est la synthèse et la transmission desrésultats techniques produits par les projets-pilote de Citychlor en ce qui concerne la caractérisation desmilieux.

Le rapport décrit par la suite les principaux outils de caractérisation développés et/ou utilisés dans le cadre des projets-pilote :

1) Milieux « eaux souterraines » et « sol »

a. Echantillonnage passif des eaux souterraines

i. « Utrecht » : utilisation de fluxmètres passifs (PMF : Passive Flux Meter), permettant demesurer le flux massique de solvants chlorés dans la nappe. Résultats non détaillés maisprésentés comme prometteurs (1).

ii. « Ile de France » : comparaison entre la méthode de prélèvement dite classique (purge etpompage actif) et différents types de préleveurs passifs (PDBs, Polyethylene Diffusion Bags,Dosimètres céramiques, modules Gore® Sorber et membranes à dialyse), installés dans despiézomètres en « flute de pan ». Les résultats, non détaillés, indiquent que les préleveurspassifs sont des outils très intéressants pour la surveillance pérenne des eaux souterraines(absence de contamination croisée, économiquement avantageux le plus souvent, mesuresmulti-niveaux, etc) (2).

b. Techniques par fonçage direct (DPT :« Direct Push Technology ») : ensemble de techniquesconsistant au fonçage dans le sol (poussée, vibration ou percussion) de dispositifs à faiblediamètre permettant des mesures in-situ ou l’échantillonnage d’eau, de sol ou de gaz du sol.Trois techniques ont été évaluées dans le cadre de Citychlor (aucun résultat présenté, renvoiest fait aux publications correspondantes) :

i. MIP (Membrane Interface Probe) couplé à l’échantillonneur BAT® : projet « Ile de France »(2). Au contact de la sonde chauffée à 120°C, les composés volatils du sol sont désorbés ettraversent la membrane présente au niveau de la sonde. L’azote qui circule dans la sondeva ensuite remonter ces composés en surface et les amener vers les trois détecteurs d’unchromatographe (PID, FID, DELCD ou équivalent). L’échantillonneur BAT permet leprélèvement d’eaux souterraines ou de gaz du sol à une profondeur donnée.

ii. EnISSA MIP (Enhanced In Situ Soil Analysis Membrane Interface Probe) : projet « Kortrijk »(3). La sonde MIP est connectée à un chromatographe en phase gaz couplé à un détecteurde masse (GC-MS) permettant une mesure semi-quantitative et spécifique à un composé.

iii. Echantillonneur NAPL FLUTe (NAPL Flexible Liner Underground Technologies) : projet« Kortrijk » (4). Il s’agit d’une membrane hydrophobe qui, installée au contact direct du sol audroit d’un forage, change de couleur en fonction de la présence de solvants chlorés en phaseorganique.

c. Surveillance pérenne des eaux souterraines : la méthode LTMO (Long Term Monitoring and itsOptimization), issue de travaux nord-américains, est une méthode d’optimisation de l’efficacitétechnique et économique d’un programme de surveillance des eaux souterraines sur le longterme. Elle repose sur deux approches, qualitative et quantitative. Les travaux réalisés dans lecadre de Citychlor montrent que l’approche qualitative, basée sur une approche technique

(étude hydrogéologique), est la plus pertinente, car bien encadrée et reproductible, quel que soit le réseau de surveillance. Elle permet d’affiner le schéma conceptuel et de mieux comprendre le comportement des flux de polluants dans la nappe (5).

2) Milieu « gaz du sol »

a. Echantillonnage

i. Renvoi au guide technique de bonnes pratiques publié par l’INERIS dans le cadre deCitychlor (6)

ii. Présentation des principaux résultats issus du projet pilote « Ile de France » : deux méthodesd’échantillonnage (prélèvements actifs sur support adsorbant, canister ou sac, et mesuresen continu au PID) appliquées sur trois configurations de piézairs différentes : A/ deuxpiézairs installés dans le même forage et séparés par un niveau étanche, B/ deux piézairsinstallés dans des forages séparés et C/ un seul piézair avec deux zones crépinéeshydrauliquement séparées. Les résultats présentés indiquent notamment que les cas delithologie hétérogène à faible profondeur, la configuration B (A ?) peut être préférée àcondition que l’étanchéité entre les deux niveaux d’échantillonnage soit atteinte et contrôlée.Pour des informations complémentaires (interprétations, retour d’expérience sur les outils,les modes de prélèvement, limites de quantification, etc.), il est fait référence au rapport duprojet pilote (2) et au guide INERIS précité (6).

b. Atténuation du chlorure de vinyle (CV) et du dichloroéthylène (DCE) en zone non saturée (ouvadose) : l’oxydation aérobie de ces deux composés a été étudiée par l’INERIS en collaborationavec l’Université de Neuchâtel. Les résultats obtenus montrent le potentiel de dégradation de lazone vadose (7). Les conditions de dégradation et de transfert des gaz doivent toutefois êtremieux définies pour opérer un contrôle efficace des flux gazeux de CV et DCE.

3) Milieu « air ambiant »

a. Echantillonnage : référence au guide publié par l’INERIS (8) et au rapport du projet pilote « Ile deFrance » (2).

b. Modèles prédictifs de transfert de gaz vers l’air ambiant : l’usage de modèles 3D ou a minima2D est recommandée. Le rapport présente un modèle numérique 2D (COMSOL Multiphysics)qui intègre les principaux phénomènes physiques dans le sol, l’air ambiant intérieur et extérieur,et leur interaction. L’un des principaux résultats de ces recherches souligne que lacaractérisation des données d’entrée relative au sol et au revêtement du sol est une étapecritique pour la réalisation d’une modélisation représentative (9).

4) Evaluation des risques sanitaires : un travail de comparaison a été réalisé entre les différentesméthodologies d’évaluation des risques sanitaires utilisées par les partenaires du projet Citychlor(voies d’exposition, modèles de transfert). Les différences significatives relevées sur les résultats demodélisation des concentrations d’exposition proviennent des paramètres d’exposition retenus pardéfaut lorsque les données d’entrée réelles (du site) ne sont pas connues (10).

5) Milieu « eaux souterraines » : approche à l’échelle du bassin d’usage (AOA : « Area OrientedApproach »).

a. Rappel du principe général de la méthodologie de gestion ;

b. Référence au rapport produit pour ce sujet (11), sans présentation des résultats ni desrecommandations.

Références


(1) Ville d’Utrecht / Citychlor - Integration of results CSM ‘Bio-washing machine’, Different innovative characterization methods and models for optimization of the area-oriented approach – November 2013

(2) INERIS / Caracitychlor - Utilisation d’outils de caractérisation des eaux souterraines, des sols, des gaz du sol et de l’air intérieur de sites contaminés par des solvants chlorés en milieu urbain, site atelier « France », projet Caracitychlor – juin 2013

(3) OVAM / Citychlor – CityChlor Pilootonderzoek EnISSA MIP – Spinnerijkaai Kortrijk – April 2012

(4) OVAM / Citychlor – CityChlor Pilootonderzoek NAPL FLUTe sampler – Spinnerijkaai Kortrijk – April 2012

(5) INERIS / Citychlor – Long Term Monitoring Optimization (LTMO), Concepts and tools – April 2013

(6) INERIS / Citychlor – Soil-gas monitoring: soil-gas well designs and soil-gas sampling techniques – April 2013

(7) INERIS / Citychlor – Attenuation of the vinyl chloride in the vadose zone, Study of VC degradation in the unsaturated zone at different scales – May 2013

(8) INERIS / Citychlor – The management of contaminated sites and soils: Characterization of indoor air quality in relation to potential soil pollution by volatile and semi-volatile chemicals – June 2010

(9) INERIS / Citychlor – Models for predicting transfers to indoor air – April 2013

(10) INERIS / Citychlor – State of the art of contaminated site management: Policy framework and human health risk assessment tools – April 2013

(11) Ville de Stuttgart,INERIS,ADEME,OVAM,Bodem+,Ville d’Utrecht / Citychlor – Area oriented Investigation Approach for Groundwater Management – March 2013

Thème n°2 « Caractérisation » - Rapports techniques

Fiche de synthèse RT-T2 n°1


Titre Utilisation d’outils de caractérisation des eaux souterraines, des sols, des gaz du sol et de l’air intérieur de sites contaminés par des solvants chlorés en milieu urbain – Site atelier « France – Projet CARACITYCHLOR

Auteur INERIS Référence - Date Juin 2013

Nature Rapport Langue français

Contenu du document

Ce document est une synthèse des résultats des travaux menés sur le site atelier « France » dans le cadre et en marge du projet CITYCHLOR. En introduction, il est proposé un résumé des principaux livrables produits par l’INERIS pour les projets CITYCHLOR et CARACITYCHLOR, ainsi qu’une présentation du site atelier concerné.

1) Outils de caractérisation utilisés sur le site atelier « France »

a. Direct Push Technology

i. Matériels et méthodes

1. Cone penetrometer test (CPT) : permet d’obtenir des informations sur la lithologie, basées sur larésistance du sol à la pénétration et sur les frottements du cône avec le sol ;

2. Membrane interface probe (MIP) : au contact de la sonde chauffée à 120°C, les composés volatils dusol sont désorbés et traversent la membrane présente au niveau de la sonde. L’azote qui circule dansla sonde va ensuite remonter ces composés en surface et les amener vers les trois détecteurs d’unchromatographe (PID, FID, DELCD ou équivalent) ;

3. Echantillonneur BAT : permet le prélèvement d’eaux souterraines ou de gaz du sol à une profondeurdonnée.

ii. Résultats et discussions

1. CPT : résultats conformes aux prélèvements de sol effectués, avec plus de détails lithologiques. Nepermet pas la différenciation des remblais ;

2. Couplage MIP / échantillonnage BAT : résultats MIP cohérents avec résultats BAT. Le couplage permetun gain de temps, une meilleure flexibilité et un plus grand nombre de points investigués qu’avec lesméthodes traditionnelles. Pour plus de détail, il est fait renvoi au rapport CITYCHLOR publié sur lestechniques DPT (1).

b. Echantillonneurs passifs pour la mesure de la qualité des eaux souterraines

En introduction, il est fait référence aux projets METROCAP, ATTENA, et au livrable produit dans le cadre dePASSCITYCHLOR (2) au sujet de ce type d’échantillonneurs.


1. Les échantillonneurs testés : polyethylene diffusion bags (PDBs), échantillonneurs à membrane dedialyse (équivalent au PDB), dosimètres en céramique, modules Gore® ;

2. Les piézomètres utilisés : 4 piézomètres en « flute de pan », à intervalles crépinés courts (1.5 m),installés à environ 50 cm l’un de l’autre ;

Plusieurs campagnes ont été effectuées, en menant systématiquement de front prélèvement conventionnel (pompe MP1) et échantillonneur(s) passif(s).


1. PDBs : résultats globalement du même ordre de grandeur que ceux obtenus par pompage, avectoutefois des concentrations en TCE et PCE souvent plus faibles dans les PDBs (différences expliquéesnotamment par la lithologie). Outil facile et rapide d’installation, et bon marché (20-40€) ;

2. Echantillonneurs à membrane de dialyse : résultats globalement comparables avec la méthodeconventionnelle pour les paramètres cis-DCE, trans-DCE et TCE. Concentrations en CV et PCE plusfaibles dans les membranes de dialyse. Outil facile et rapide d’installation, bon marché (30-40€) maisnon disponible commercialement (fabrication au laboratoire) ;

3. Dosimètres à céramique : résultats de même ordre de grandeur que les concentrations moyennescalculées d’après le prélèvement à la pompe, en considérant l’incertitude analytique.

Moins vrai pour le PCE et le TCE. Pas de quantification possible pour le CV et le trans-DCE. Outil facile et rapide d’installation, qui permet d’obtenir une moyenne des concentrations sur la durée d’exposition.

4. Modules Gore® : résultats comparables à ceux obtenus pour les PDBs. Les modules s’adaptent danstout type d’ouvrages, notamment les plus petits (1 pouce) où aucun autre échantillonneur ne peut s’adapter.

c. Caractérisation des gaz du sol


1. Les techniques de prélèvement testées : prélèvement actif sur charbon actif (tube ORBO large),prélèvement par aspiration naturelle (Summa Canister®) et suivi de prélèvement au PID ;

2. Les piézairs utilisés : 3 designs différents, piézair en double crépine (1), piézairs multi-niveaux installésen forage commun (2) et piézairs multi-niveaux installés en forages indépendants (3) ;


Les résultats obtenus sur les piézairs multi-niveaux dans les design 2 et 3 sont comparables, aussi bienpendant la phase de purge que durant le prélèvement. En revanche, les piézairs double crépine présententdes comportements différents, malgré l’utilisation d’un packer pour séparer les deux niveaux.

d. Caractérisation de l’air intérieur

Objectif double : retour d’expérience sur les différences de concentrations gaz du sol/air intérieur, en fonctiondes spécificités du site atelier, et contribution aux travaux de modélisation des transferts des gaz du sol versl’air intérieur (3)


Prélèvements actifs sur support absorbant (tube charbon actif ORBO large) ou dans un sac Tedlar ®

(pour le CV spécifiquement sur une campagne, car non détecté sur support absorbant pendant lesprécédentes campagnes).


Globalement, pour un composé significativement présent dans les gaz du sol, les concentrations trouvéesdans l’air intérieur d’un bâtiment sont généralement plus faibles, d’un ordre de grandeur au moins (moindreconfinement, aération plus importante, état de la dalle si existante entre les deux compartiments…). Pourl’évaluation des risques sanitaires, ce constat milite pour la mesure des concentrations directement dans lemilieu d’exposition (ici l’air ambiant).

2) Application du protocole ATTENA pour la gestion d’un site par atténuation naturelle (AN)

a. Présentation du protocole ATTENA

i. Conditions d’applications

Pollution diffuse, avec des niveaux de concentrations stabilisés ou en régression ; opérations de dépollution inefficaces ou non durables ; situation sanitaire acceptable ; surveillance appropriée des milieux concernés.

ii. Démarche

Elaboration du schéma conceptuel avec gestion par AN ; application des critères d’évaluation de la faisabilité de l’AN ; élaboration du plan de surveillance.

b. Application du protocole au site atelier « France » et retour d’expérience

Le site atelier « France » s’est révélé peu adapté à la démarche ATTENA, en raison de plusieurs points jugésbloquants lors de l’étude :

non maitrise des sources existantes (manque de données sur site et hors site) ; contexte urbain difficile ; site en cours d’exploitation.

Références Note : une fiche de synthèse a été élaborée pour chaque document souligné

(1) INERIS / Caracitychlor / Recommandations pour la mesure de paramètres géophysiques, géotechniques, hydrogéologiques et géochimiques et le prélèvement des eaux souterraines, des sols et des gaz du sol par Direct Push Technology (DPT) – juin 2013

(2) INERIS / Passcitychlor – Mesure de la qualité des eaux souterraines à l’aide d’échantillonneurs passifs dans le contexte des sites pollués – Mars 2014

(3) INERIS / Citychlor – Models for predicting transfers to indoor air – 18 April 2013




Titre Integration of results CSM ‘Bio-washing machine’, Different innovative characterization methods and models for optimization of the area-oriented approach

Auteur S.H. Lieten (Bioclear) Référence - Date Novembre 2013


Contenu du document

Ce document est une synthèse des résultats de différents rapports d’étude (1), (2), (3), (4) publiés jusqu’en 2013 dans le cadre de l’opération de dépollution « Bio-washing machine » menée à Utrecht (couplage de la gestion par atténuation naturelle surveillée et du procédé ATES – voir ci-dessous). Ces résultats ont été compilés de manière à fournir un premier retour d’expérience à l’issue du premier cycle « plan-do-check-adjust » des travaux de dépollution, et apporter des solutions d’optimisation du programme de surveillance des eaux souterraines et de gestion du risque sanitaire en place à l’époque.

1) Cadre des recherches menées dans l’opération de dépollution « Bio-washing machine » à Utrecht

a. Rappel du contexte

i. Pourquoi une approche par bassin d’usage ?

ii. Principe de fonctionnement de l’approche par bassin d’usage.

b. Objectifs de la présente synthèse (cf. paragraphe d’introduction)

c. Etat des lieux du centre-ville d’Utrecht

i. Contamination et plan de dépollution : les zones-source de pollution (PCE sous forme DNAPL) ont étéidentifiées jusqu’à 5 m de profondeur. Au-delà, seul du PCE dissous a été observé. Le rapport neprécise pas si ces zones-source sont localisées au-dessous ou au-dessus de la surface de la nappe.Le plan de dépollution, validé par les autorités, prévoit la réduction de 40% de la masse de pollutionsur 30 ans. Il n’est toutefois pas précisé s’il s’agit d’un objectif défini sur la base d’une masse totale depollution (pure et dissoute), ou sur une phase particulière. La zone opérationnelle de la « Bio-washingmachine » représente une surface d’environ 320 ha, pour un bassin d’usage considéré (incluant lazone de surveillance) d’un peu plus de 700 ha. Note : le territoire concerné présente la particularitéd’une quasi-absence d’écoulement de nappe, ce qui est favorable à la gestion d’une masse d’eau surle long terme.

ii. Schéma conceptuel initial de l’approche par bassin d’usage : élaboré lors d’un « Think tank »regroupant plusieurs experts techniques. L’élaboration du schéma conceptuel a permis de définir lesprincipaux questionnements et axes de recherches à approfondir pour s’assurer d’atteindre lesobjectifs fixés :

1. intrusion de vapeur et risques sanitaires ;

2. flux massiques entre sources et panaches de pollution ;

3. comportement hydrogéologique à l’intérieur du périmètre du bassin d’usage ;

4. potentiel de dégradation (biologique) de la pollution à l’intérieur du périmètre du bassin d’usage ;

5. validation/mise à jour des limites du bassin d’usage.

Un autre axe de recherche important est l’évaluation de l’impact du procédé ATES (Aquifer Thermal Energy Storage) sur les 5 points définis ci-avant. Cet aspect n’a pas été abordé en détail dans le cadre de CITYCHLOR. Les résultats présentés sont issus de publications antérieures. Le lecteur peut s’interroger ici sur la pertinence du choix de la méthode ATES vis-à-vis d’un risque de déplacement ou de dilution de la pollution par rapport à la situation initiale.

2) Résultats obtenus sur les différents axes de recherche

a. Intrusion de vapeur et risque sanitaire

Deux sites pilotes (habitat résidentiel implanté sur un terrain où la nappe superficielle est contaminée auxsolvants chlorés) ont été choisis à l’intérieur du périmètre du bassin d’usage pour mener les études devantapporter des éléments de réponse aux questions suivantes :

existe-t-il un risque d’intrusion de vapeur depuis le sol vers l’air ambiant ? La modélisation numériquedes transferts de vapeur a été réalisée au moyen d’un modèle bidimensionnel (STOMP)

Les résultats de modélisation (profils de concentration dans les gaz du sol) ont été comparés aux résultats de mesures dans les gaz du sol obtenus au droit d’un des sites. Il apparait que les paramètres PCE et TCE présentent des résultats assez cohérents, alors que les profils de concentration modélisés pour les paramètres cisDCE et CV sont surestimés par rapport aux mesures in situ ;

dans quelle mesure la dégradation biologique des contaminants réduit-elle le risque d’intrusion devapeur ? Des tests en laboratoire ont été réalisés (biodégradation, analyses isotopiques) sur deséchantillons de sol prélevés en zone non-saturée au droit des deux sites ; les résultats obtenus, misen perspective par rapport aux résultats de mesures in situ, indiquent l’existence d’une dégradationaérobie du CV, et probablement du cisDCE ;

Le procédé ATES a-t-il une influence sur le risque d’intrusion de vapeur ? Utilisation d’un modèlegénérique (voir paragraphe 4).

b. Flux massique entre source et panache de pollution

Sur les deux sites précités, trois méthodes de mesures ont été appliquées pour déterminer le flux :échantillonnage actif traditionnel et passif (SorbiCell) avec analyse au laboratoire, mesure directe du fluxau moyen de flux-mètres passifs (PFM et Sorbiflux). Les résultats obtenus sur les flux surfaciques(exprimés en mg/m²/jour) sont variables suivant la méthode utilisée et le paramètre analysé : les flux lesplus importants en PCE et TCE ont été mesurés avec les PFM, alors que ceux en CV et DCE sont mesuréspar méthode traditionnelle. Le nombre limité de points de mesure a permis seulement la détermination dutaux de relargage surfacique moyen des 2 sources considérées.

c. Potentiel de biodégradation

Les objectifs de recherche ont été la caractérisation qualitative, quantitative et spatiale des phénomènesde biodégradation des solvants chlorés en zones saturée et non saturée à Utrecht. Les moyens suivantsont été mis en œuvre : analyses microbiennes en laboratoire, analyses moléculaires et isotopiques in situ(échantillonneurs spécifiques BACTRAP® et MicroTrap®). Les résultats indiquent :

une prédominance de la déchloration réductive au niveau des zones-source en zone saturée, et lacoexistence d’une biodégradation micro-aérophile du CV dans le panache ;

une hétérogénéité spatiale de la capacité de biodégradation au droit du centre-ville d’Utrecht. Lacorrélation entre la présence/absence des différents processus de biodégradation et les conditionslocales du milieu (potentiel redox, concentrations en polluants) doit être approfondie ;

d. Comportement hydrogéologique

Le modèle hydrogéologique développé par Arcadis en 2009 a été repris et complété par l’outil GeoTOP.Un modèle de transport réactif a été également appliqué sur la base des données précitées. Les résultatsde modélisation montrent un transport du panache de pollution orientés vers deux puits de pompagelocalisés en partie ouest de la ville. L’intégration du modèle de transport réactif indique le développementd’un long panache dont la concentration en solvants chlorés excède le valeur limite considérée (égale àla moitié de la valeur d’intervention) sans toutefois atteindre les deux puits de pompage ni les limites de laville sur une période de 200 ans. Le modèle a aussi permis d’estimer la localisation des zones d’entrée dela pollution dans le second aquifère (aquifère profond).

e. Influence d’ATES sur la qualité chimique des eaux souterraines

Le réseau de surveillance de la qualité des eaux souterraines installé dans le cadre du projet de « Bio-washing machine » est constitué d’environ 260 points de mesure répartis suivant un maillage d’environ250 m x 250 m. Chaque point de mesure comprend 3 à 4 piézomètres installés à différentes profondeurs.Les résultats des campagnes de surveillance menées depuis le début du projet montrent :

que la géochimie des eaux souterraines au droit de la zone de la gare est relativement homogène ; des traces de sulfato-réduction dans la plupart des ouvrages, ce qui n’est pas optimal pour la

dégradation des solvants chlorés.

L’effet direct d’ATES sur la capacité de biodégradation des eaux souterraines reste inconnu.

3) Mise à jour du schéma conceptuel

Sur la base des principaux résultats obtenus :

la présence d’une couche d’eau « propre » en surface (réinjection en surface de nappe des eauxprofondes pompées pour les besoins géothermiques) réduit fortement le risque de remontée devapeurs polluées ;

les deux aquifères existants (superficiel et profond) sont localement en contact direct ; la présence de deux processus de biodégradation (réductive et micro-aérophile), répartis de manière

hétérogène dans le bassin d’usage, et localement absents.

4) Intégration des résultats dans le procédé de « Bio-washing machine »

Le modèle hydrogéologique joue un rôle central dans la gestion de la pollution au droit du bassin d’usage. Ilpermet notamment d’évaluer le temps nécessaire au panache de pollution pour atteindre les cibles ou milieuxrécepteur considérés :

a. l’air ambiant intérieur

Le modèle hydrogéologique permet d’anticiper les zones où le panache de pollution atteindra la surfacede la nappe et, sur la base d’une conversion des concentrations dans l’eau en teneurs dans les gaz dusol, puis dans l’air ambiant des vides sanitaires, d’évaluer le risque sanitaire.

Dans le cas où la pollution est présente à la surface de la nappe, il est proposé une surveillance du niveaudes eaux souterraines et, au-delà d’une limite à définir, la mise en œuvre d’actions telles que descampagnes de surveillance de la qualité des gaz du sol et/ou de l’air ambiant, ou de mesures constructives(ventilation des vides sanitaires). Le rapport ne précise pas les mesures de gestion à mettre en œuvrepour les cas où la pollution est localisée en milieu non saturée.

b. Le second aquifère et les captages d’approvisionnement en eau potable

Le second aquifère (profond) constitue une réserve stratégique d’eau potable de la Ville d’Utrecht. D’aprèsles modélisations réalisées, la contamination présente dans l’aquifère superficiel va migrer dans le secondaquifère, et risque d’atteindre d’ici une centaine d’années les deux puits d’extraction présents en partieouest de la ville, hors du périmètre du bassin d’usage.

Ces constats nécessitent l’amélioration des connaissances et le renforcement du programme de surveillance des eaux souterraines :

en zone dynamique (ATES) : meilleure caractérisation de la capacité de biodégradation ; en zone périphérique : mesures de flux depuis les sources, et caractérisation de la capacité de

biodégradation au droit des sources et dans les panaches ; en amont des captages AEP : mesures de flux par Sorbicell.

5) Retours d’expérience et recommandations

La mise en œuvre d’une approche par bassin d’usage nécessite de suivre la procédure suivante :

identifier les récepteurs/ressources à protéger ; estimer la masse totale de polluants présente dans le bassin d’usage ; développer un modèle hydrogéologique permettant d’évaluer le devenir des polluants et d’identifier

les zones à risques ; déterminer la capacité de biodégradation du système ; définir les limites du système ; déterminer un programme d’actions / surveillance à mettre en place.

Les recommandations pour la suite du projet, basées sur les résultats obtenus dans le cadre de CITYCHLOR, sont les suivantes :

il est important de s’assurer de la qualité (réalisme) des paramètres d’entrée servant à la constructiondu modèle hydrogéologique, notamment de la continuité de la biodégradation ;

en raison de son hétérogénéité, le potentiel de biodégradation de la pollution doit être mesuré sur unnombre de sites plus importants au droit de la zone « dynamique » (proposition de 20 points demesure, à différentes profondeur), en appliquant les méthodes d’échantillonnage innovantesdéveloppées ;

réaliser des mesures de la qualité des gaz du sol et de l’air ambiant au droit des sites retenus déjàciblés, afin de valider l’usage du modèle d’évaluation des risques sur l’ensemble du bassin d’usage ;

intégrer les résultats des tests de biodégradation en zone non saturée dans le modèle STOMP, etcomparer avec les résultats des mesures in situ ;

valider l’hypothèse selon laquelle les sources de pollution présentes dans le bassin d’usage sontcomparables, en terme de flux, à l’un des 2 sites étudiés (Nachtegaalstraat). Cette validation pourraêtre faite au moyen de mesures de flux dans l’aquifère superficiel au droit d’autres sources depollution.

Concernant le procédé ATES, les principales recommandations sont les suivantes :

bien connaitre la localisation des récepteurs et ressources à protéger avant de choisir l’applicationde ce procédé ;

garder en mémoire que le rabattement du niveau de la nappe, et notamment ladiminution/suppression de la couche d’eau « propre » séparant panache de pollution et zone nonsaturée peut avoir une conséquence néfaste sur le risque de remontées de vapeurs en surface ;

renforcer le programme de surveillance afin de vérifier/valider le schéma conceptuel et l’influence dela recirculation d’eau sur le comportement de la pollution.

Références

(1) Ville d’Utrecht / Citychlor – Vapour intrusion risks – at two sites in the urban area of Utrecht (NL) – 2 April 2013

(2) Ville d’Utrecht / Citychlor – Contaminant mass flux measurement using Traditional sampling, SorbiCell, Sorbiflux and PFM – 29 March 2013

(3) Ville d’Utrecht / Citychlor – Biodegradation capacity in Utrecht - using innovative next level technologies – 12 April 2013

(4) Ville d’Utrecht / Citychlor – Geohydrological modelling - Predictions for an area-oriented approach for groundwater contamination in the City of Utrecht – 4 April 2013




Titre Mesure de la qualité des eaux souterraines à l’aide d’échantillonneurs passifs dans le contexte des sites pollués – Projet PASSCITYCHLOR

Auteur INERIS Référence - Date Mars 2014

Nature Rapport Langue français

Contenu du document

Le présent guide capitalise les retours d’expérience acquis au cours des projets METROCAP (1),(2),(3,(4), CITYCHLOR/PASSCITYCHLOR (5),(6) et ATTENA (7).

En préambule, le document présente les différences techniques fondamentales entre méthodes conventionnelles (par pompage) et prélèvements passifs. Il fournit ensuite les résultats d’une enquête menée auprès de bureaux d’études en France et en Allemagne sur l’utilisation des préleveurs passifs : ceux-ci sont peu connus et encore moins utilisés en France (plus en Allemagne). Les retours d’expérience sont globalement positifs, et indiquent notamment un besoin affiché en guide pratique d’utilisation.

1) Techniques de prélèvements passifs

a. les échantillonneurs passifs instantanés

Ils permettent un prélèvement ponctuel et instantané d’un échantillon d’eau, sans purge de l’ouvrage(Hydrasleeves® et « snap samplers »).

b. les échantillonneurs passifs à l’équilibre

Les polluants diffusent au travers de la membrane vers l’intérieur de l’échantillonneur jusqu’à atteindre unéquilibre chimique avec les eaux souterraines (PDBs, échantillonneurs à membrane de dialyse). Laconcentration mesurée au laboratoire est a priori représentative de la concentration du milieu le jour duprélèvement.

c. les échantillonneurs passifs intégratifs

Les polluants d’intérêts sont adsorbés sur ou dans l’échantillonneur passif jusqu’à son retrait (modules Gore®,Sorbicells, dosimètre en céramique, etc.). Les résultats d’analyse obtenus au laboratoire fournissent une valeurmoyenne de la concentration durant la période d’exposition.

2) Recommandations générales pour une utilisation appropriée des échantillonneurs passifs pour la mesure de laqualité des eaux souterraines

a. Sélection de l’échantillonneur passif

i. En fonction des objectifs de l’étude dans le temps

1. Pour une concentration moyenne temporelle : intégratifs ;

2. Pour une concentration ponctuelle au moment de la prise d’échantillon : instantanés ou à l’équilibre ;

3. Pour un flux massique de contaminant : intégratifs (si pas de flux naturels verticaux dans l’ouvrage etaprès une campagne multi-niveaux).

ii. En fonction des objectifs de l’étude dans l’espace

1. Pour une distribution verticale des contaminants : tout type ;

2. Pour une surveillance de l’évolution d’un panache : intégratifs ;

3. Pour un point sentinelle ou d’alerte : intégratifs (en général).

iii. En fonction des composés à suivre (seuls quelques exemples repris, un tableau synthétique complet estfourni dans le rapport)

1. PDBs : BTEX, COHV, naphtalène ;

2. Echantillonneurs à membrane de dialyse : COV, COHV, ETM, cations/anions, voire PCB ;

3. Dosimètres à céramique : BTEX, COHV, HAP ;

4. Modules Gore® : COV, BTEX, COHV, naphtalène et pyrène.

b. Mise en œuvre des échantillonneurs passifs

i. Installation et retrait

Nécessité de connaissance du réseau de surveillance (diamètres, position/longueur de l’intervalle crépiné,variation du niveau statique de la nappe).

ii. Sélection du type d’échantillon à prélever

Nécessité de connaissance de l’hydrogéologie locale (présence/absence de flux verticaux naturels,détermination des horizons plus ou moins productifs).

iii. Détermination du temps d’exposition (échantillonneur à l’équilibre ou intégratif)

iv. Détermination du nombre et de la position des échantillonneurs passifs (en fonction de la taille de l’intervallecrépiné et de la présence/absence de flux verticaux naturels.

c. Interprétation des données

i. Comparer les résultats avec ceux obtenus à partir des méthodes traditionnelles ;

ii. Des résultats différents n’invalident par forcément l’une ou l’autre méthode.

3) Retours d’expérience sur les échantillonneurs passifs testés

Voir le paragraphe concerné dans la fiche de synthèse DST2 n°1 (6).

Références Note : une fiche de synthèse a été élaborée chaque document souligné

(1) INERIS / Metrocap – Projet Metrocap - Synthèse bibliographique relative aux capteurs passifs utilisés pour la mesure de la qualité des eaux souterraines – mai 2011

(2) INERIS / Metrocap – Projet Metrocap - Synthèse de l’enquête réalisée auprès des bureaux d’études quant à leur utilisation de capteurs passifs pour la mesure de la qualité des eaux souterraines, dans le contexte des sites pollués – mai 2011

(3) INERIS / Metrocap – Projet Metrocap - Synthèse de tests exploratoires sur sites de mesures de COHV dans les eaux souterraines par capteurs passifs – mai 2011

(4) INERIS / Metrocap – Projet Metrocap - Recommandations pour l’utilisation de capteurs passifs pour la mesure de la qualité des eaux souterraines, dans le contexte des sites pollués – mai 2011

(5) INERIS / Citychlor – Groundwater quality measurement with passive samplers - Code of best practices. Projet CityChlor – 2013

(6) INERIS / Caracitychlor – Exemple d’utilisation d’outils de caractérisation des eaux souterraines, des sols, des gaz du sol et de l’air intérieur de sites contaminés par des solvants chlorés, en milieu urbain. Projet CaracityChlor – 2013

(7) ADEME / Attena – Mode Opératoire pour l’utilisation d’échantillonneurs passifs – 2013




Titre Soil-gas monitoring: soil-gas well designs and soil-gas sampling techniques

Auteur INERIS Référence DRC-13-114341-03542A Date 11 avril 2013


Contenu du document

Le présent rapport propose une revue technique des méthodes d’échantillonnage utilisées en Europe pour la caractérisation des gaz du sol en termes de concentration de gaz dans le milieu « sol » et de flux massique de polluants à l’interface entre le sol et l’air ambiant. Les principaux types d’installations et de techniques d’échantillonnage y sont décrits. Les travaux menés sur le site « France » pour la caractérisation des gaz du sol sont présentés, et les principaux résultats obtenus sont exposés et commentés. Enfin, le document propose au lecteur un recueil de recommandations générales pour une sélection pertinente des installations et méthodes d’échantillonnage pour les mesures de gaz du sol.

1) Etat des lieux des installations de sub-surface pour la mesure de flux de vapeur

a. les chambres à flux statiques

Chambre (boite à base ouverte) en matériau inerte et non adsorbant permettant, une fois installée sur le sol(scellée ou non), de mesurer ponctuellement ou en continu la concentration des polluants recherchés, et d’endéduire le transfert de matière par unité de surface du sol et unité de temps. La durée d’échantillonnage variede quelques minutes (PID, FID) à une heure environ (supports absorbants), avec en conséquence des limitesde quantification généralement élevées.

b. Les chambres à flux dynamiques

Les vapeurs provenant du sol sont extraites de la chambre au moyen d’une circulation de gaz inerte, dont lerégime doit être stabilisé avant le début des mesures en sortie de chambre et/ou de l’échantillonnage. La duréeglobale de mesure est plus importante que pour une chambre à flux statique (3 à 4 heures), ce qui permetd’atteindre des limites de quantification plus basses. La mise en place de ce type d’installation est en revanchemoins aisée (matériel plus lourd et volumineux).

2) Etat des lieux des ouvrages permettant l’échantillonnage des gaz du sol

Les recommandations générales formulées sont issues des normes américaine (ASTM D 5314-92), allemande (VDI3865-2), internationale (NF ISO 10381-7) ainsi que du retour d’expérience de l’INERIS. Ces recommandations portentsur le choix du lieu et de la profondeur d’échantillonnage, ainsi que sur les méthodes d’installation (matériel de miseen place, ouvrages permanents ou temporaires). Elles sont synthétisées au paragraphe 5.

3) Etat des lieux des techniques d’échantillonnage des gaz du sol

Le rapport détaille trois techniques d’échantillonnage des gaz du sol utilisées dans le cadre du site atelier « France ».

a. Echantillonnage par aspiration mécanique

i. Sacs d’échantillonnage

Matériel à utiliser plutôt en complément d’autres techniques que seul. Plusieurs types de sacs existent pourla mesure des COVs. Ils varient en fonction du poids moléculaire des composés à analyser. Plusieurscomposés peuvent être analysés à partir d’un même sac (BTEX et COHV par exemple). Ils ne permettentpas d’obtenir des limites de quantification basses. Ils requièrent l’utilisation d’une pompe et d’un tube flexibleinerte pour l’échantillonnage.

ii. Tubes adsorbants

Le volume pompé, le débit et la durée de pompage doivent être adaptés en fonction du degré decontamination, de la capacité d’adsorption du tube et de la limite de quantification recherchée. Les résultatsd’analyse obtenus sous des conditions de pression et température particulières durant l’échantillonnagedoivent être recalculés en considérant des conditions normales. La vapeur d’eau présente dans les gaz dusol peut également influencer les résultats d’analyse : l’usage d’un piège à humidité en amont du tube estrecommandé.

b. Echantillonnage par aspiration naturelle (Summa Canister®)

Réservoir en acier inoxydable sous vide qui permet de s’affranchir des limites analytiques rencontrées avec lesdeux méthodes précitées. Applicable uniquement sur des sols suffisamment perméables. Permet égalementl’analyse de plusieurs composés à partir d’un même réservoir. Matériel facile à utiliser mais difficile à transporteret à stocker en raison du poids et de la taille.

Permet une durée d’échantillonnage généralement plus longue qu’avec les méthodes précitées (en utilisant un détendeur double-étage), mais avec a priori une sensibilité accrue à l’humidité.

4) Site atelier « France » : retours d’expérience sur l’échantillonnage multi-niveaux des gaz du sol


Sept campagnes de mesures des gaz du sol ont été menées sur une période de trois mois.

1. Les techniques de prélèvement testées : prélèvements réalisés principalement sur charbon actif (tubeORBO large), avec prélèvements complémentaires ponctuels par aspiration naturelle (SummaCanister®) et suivi de prélèvement au PID ;

2. Les piézairs utilisés : 3 installations différentes, piézair en double crépine (1), piézairs multi-niveauxinstallés en forage commun (2) et piézairs multi-niveaux installés en forages indépendants (3) ;

3. Les objectifs de recherche : étude du comportement des 3 installations conçues au regard del’échantillonnage des gaz du sol et lors de la phase de purge, et test de purge/recirculation des gaz dusol ;


Les résultats obtenus sur les piézairs multi-niveaux dans les installations 2 et 3 sont comparables, aussibien pendant la phase de purge que durant le prélèvement. En revanche, les piézairs « double crépines »présentent des comportements différents, malgré l’utilisation d’un packer pour séparer les deux niveaux.

5) Recommandations générales pour sélection pertinente des installations et méthodes d’échantillonnage pour lesmesures de gaz du sol

i. Echantillonnage multi-niveaux

Mise en place des piézairs au moyen d’un carottier à percussion équipé de gouges à fenêtres ou sousgaine (relevés lithologiques précis, profils PID) ;

implanter les différents piézairs suivant le rayon d’influence de chaque intervalle crépiné prévu ; bien isoler l’espace crépiné (bouchon en fond de tube et couche argileuse d’au moins 0.5 m au-dessus

du massif filtrant) et éviter les tubes en PVC ; privilégier des intervalles crépinés plus courts (+/- 0.2 m) et sur plusieurs niveaux.

ii. Techniques d’échantillonnage

Bien contrôler les conditions météorologiques avant, pendant et après l’échantillonnage ; mesurer l’humidité et la température à l’intérieur de l’ouvrage au moins au début et en fin

d’échantillonnage ; purger jusqu’à stabilisation des paramètres de mesure ; adapter son matériel d’échantillonnage en fonction des objectifs d’étude ; utiliser du matériel inerte et calibré ; faire des blancs de terrain et de transport.

Références -

Thème n°3 « Dépollution » - Document principal



Titre Remediation options suitable for inner city re-development – Technical book for source and plume remediation

Auteur Yves Duclos (ADEME) Référence - Date 11 avril 2013

Nature rapport Langue anglais

Contenu du document

Introduction du document en deux parties :

CityChlor et l’« approche intégrée » : rappel du principe et des 10 facteurs de réussite essentiels pour lagestion durable d’une pollution aux solvants chlorés en milieu urbain.

CityChlor et l’innovation technique : l’objectif principal de ce rapport est la synthèse et la transmission desrésultats techniques produits par les projets-pilote de CityChlor en ce qui concerne la dépollution desmilieux.

Le rapport décrit par la suite les principales techniques de dépollution développées et/ou utilisées dans le cadre des projets-pilote ainsi que les principaux critères techniques :

1) Traitement des sources de pollution :

a. Réduction au fer zéro-valent (ISCR) (1) :

i. Principe de déchloration des COHV par réduction chimique. Le fer zéro-valent (FZV) peutêtre utilisé sous des formes multiples, classées suivant la taille du matériau (nanométrique,micrométrique, etc.) et sa constitution (particules bimétalliques, FZV adsorbé ou enémulsion) ;

ii. L’efficacité de cette technique, basée sur le contact direct entre les particules de FZV et lespolluants sous forme NAPL, dépend fortement de la stabilité et de la mobilité du matériauutilisé. Les particules nano- et micrométriques sont réputées plus réactives que les particulesgranulaires, et directement injectable dans la matrice du sol. Il est indispensable de vérifierla faisabilité de la méthode appliquée au site concerné, en respectant 3 étapes :

1. schéma conceptuel approfondi : dimensions de la source, caractérisation desdonneurs/accepteurs d’électrons présents naturellement dans le sol, étudehydrogéologique détaillée ;

2. tests en laboratoire : détermination des cinétiques et stœchiométries de réaction,mobilité, stabilité des matériaux prévus, etc. ;

3. essai(s) pilote sur site : calage de la méthode et du débit d’injection, du rayond’influence, prévision des éventuels effets rebond, optimisation des objectifs dedépollution ;

iii. Méthode généralement coûteuse, du fait du prix des matières premières (notamment lesparticules nanométriques ou modifiées) et d’un rayon d’action faible qui peut cependant êtreoptimisé en modifiant certains facteurs (structure de surface des particules, vitessed’injection, modification des conditions mécaniques in situ). Son efficacité aussi estaugmentée par un contrôle optimal des conditions de dégradation abiotique (contrôle dupotentiel Redox et de l’oxygène dissous) et biologique (injection de substrat carboné) ;

b. Oxydation chimique in-situ (ISCO) :

i. Rappel du principe de traitement : oxydation des COHV par injection dans le sol d’un puissantoxydant (peroxyde d’hydrogène, permanganate, persulfate, ozone, etc.) et de substancesauxiliaires permettant l’activation lorsque nécessaire (fer, acides, etc.) ;

ii. Rappel des éléments-clef à maitriser pour un rendement optimal :

1. oxydabilité et concentration des polluants : l’ISCO est particulièrement intéressante audroit des sources de pollution et pollutions concentrées. La méthode doit être coupléeà une autre technique pour le traitement du panache en zone saturée ;

2. stabilité de l’oxydant : l’usage d’un oxydant moins puissant mais plus stable estrecommandé dans les sols moins perméables ;

3. géologie, hydrogéologie et géochimie locales : plus la perméabilité est faible, plus letemps et/ou la pression d’injection seront élevés. L’impact non négligeable sur le pH dusol que peut engendrer l’ISCO peut être limité par le pouvoir tampon du sous-sol ;

4. recours à des essais de faisabilité : test(s)-pilote indispensable(s) ;

iii. Référence à un guide de bonnes pratiques publié dans le cadre du projet CityChlor(2) ;

c. Traitement thermique in-situ (ISTR) :

i. Rappel du principe de traitement (vaporisation des COHV par chauffage du sol, extractiondes vapeurs en zone non saturée et traitement en surface) et de ses principaux avantages :

1. méthode généralement rapide (quelques mois, au maximum 1 à 2 ans) ;

2. traitement des principaux polluants organiques ;

3. technique moins sensible à l’hétérogénéité ou la faible perméabilité du sol ;

4. technique sans excavation ni transport de sol ;

5. technique qui peut permettre d’atteindre des objectifs de dépollution assez bas en zonesaturée et non saturée ;

ii. Présentation succincte des différentes techniques d’ISTR et de leurs avantages/limites :conduction thermique (ISTD), convection thermique par injection de vapeur d’eau, chauffagedirect (par exemple : résistances électriques installées dans les sols). L’injection de vapeurnécessite une perméabilité du sol assez bonne pour être efficace ; En revanche, l’utilisationdu chauffage direct en zone saturée nécessite, pour limiter une consommation électrique liéeau chauffage des sols et des eaux, une faible conductivité hydraulique.

iii. Référence à une étude bibliographique menée en préparation de l’essai pilote à Stuttgart (3)

et à deux autres publications (4),(5) ;

2) Traitement des panaches de pollution :

a. Approche à l’échelle du bassin d’usage (AOA : Area Oriented Approach) :

i. Rappel du principe de gestion (cf. fiche de synthèse – thème 1) ;

ii. Respect du principe de statu quo, selon lequel la qualité des eaux souterraines à l’intérieurdu périmètre considéré doit être améliorée sur le long terme, ou a minima être conservée,en autorisant le fait qu’à plus petite échelle, cette qualité puisse localement être dégradée(sur une période courte au regard de la « durée de vie » du panache) ;

iii. Mise en application du Schéma Conceptuel et du processus « Plan-Do-Check-Adjust »,équivalent du Plan de Gestion français ;

iv. Présentation de l’opération de dépollution « Bio-Washing Machine » menée à Utrecht (Pays-Bas), lors de laquelle deux procédés ont été couplés (stockage de chaleur en aquifère etatténuation biologique naturelle suivie et potentiellement dynamisée par apport de chaleur).Les résultats/retours d’expérience obtenus après un cycle du processus « Plan-Do-Check-Adjust » sont résumés dans le document et repris ci-dessous :

1. le risque sanitaire induit par l’intrusion de vapeur contaminée depuis la zone non saturéevers l’air ambiant est limité par la réinjection d’eau « propre » dans la partie supérieurede l’aquifère ;

2. les flux massiques mesurés de polluant depuis les sources vers les panaches est plusimportant que les flux initialement modélisés (sur la base de données ponctuelles enconcentration massique ;

3. contrairement à ce qui avait été estimé, des processus de biodégradation anaérobiqueset micro-aérophiles sont rencontrés au droit d’une même zone. Cela est expliqué parune structure des sols de subsurface plus hétérogène que prévue ;

4. La présence de circulations préférentielles des eaux souterraines au droit de canauxnaturels souterrains a nécessité l’ajustement du périmètre de contrôle et le type desurveillance nécessaire pour gérer le risque sanitaire de manière optimale ;

b. Atténuation naturelle surveillée :

i. Méthode utilisée uniquement lorsque les conditions locales (géologie, hydrogéologie, etc.)sont favorables, elle peut être mise en pratique seule, ou bien le plus souvent servir demoyen de gestion à long terme après une opération active de traitement ;

ii. Méthode applicable sous réserve de la gestion/maitrise de la (des) source(s) et la mise enplace d’un plan de surveillance à long terme ;

iii. Référence au rapport publié dans le cadre de CityChlor (6).

Références


(1) OVAM / Citychlor - In Situ Chemical Reduction using Zero Valent Iron injection - A technique for the remediation of source zones – 12 April 2013

(2) OVAM / Citychlor - Code of Good Practice - In-situ chemical oxidation – April 2013

(3) Ville de Stuttgart / Citychlor - In situ thermal remediation of contaminated sites, a technique for the remediation of source zones – April 2013

(4) U.S.A.C.E. (United States Army Corps Of Engineers) – Design: In Situ Thermal Remediation – 2009

(5) HIESTER, U.; MÜLLER, M.; KOSCHITZKY, H.-P.; TRÖTSCHLER, O.; ROLAND, U.; HOLZER – Guidelines for In situ thermal treatment (ISTT) for source zone removal from soil and groundwater – 2013

(6) Bodem+ / Citychlor - Monitored Natural Attenuation - Option for plume management – 12 April 2013

Thème n°3 « Dépollution » - Rapports techniques



Titre In Situ Chemical Reduction using Zero Valent Iron injection - A technique for the remediation of source zones

Auteur Non précisé Référence - Date -

Nature Rapport (version provisoire) Langue anglais

Contenu du document

Ce document est d’abord un état des lieux des connaissances scientifiques et techniques relatives à l’application de la méthode de dépollution par injection de particules de fer zéro-valent (« ZVI »). Il fournit également les retours d’expérience suite à la mise en œuvre de cette méthode sur le site atelier de Herk-de-Stad (Flandre, Belgique).

1) Caractéristiques des nano- et microparticules (bi)métalliques

a. Les différents types de particules

i. Microparticules de fer zéro-valent (mZVI)

Particules dont le diamètre est supérieur à 1 micron.

ii. Nanoparticules de fer zéro-valent (nZVI)

Particules dont le diamètre est inférieur à 0,1 micron. Il s’agit d’un mélange de fer zéro-valent etd’oxydes de fer, dont la proportion en ZVI varie suivant les produits (faisant varier notamment la surfacespécifique).

iii. Particules nZVI modifiées

nZVI « catalysées » : des catalyseurs (Pd, Pt, Ni, …) sont ajoutés au donneur d’électron (Fe), ce quipermet d’augmenter grandement les vitesses de réaction mais diminue de fait la durée de vie duproduit. Particules peu utilisées en Europe ;

nZVI « supportées » : le fer est rattaché à un support non métallique (anionique ou hydrophile),permettant d’améliorer l’injectabilité et la mobilité des particules ;

nZVI en émulsion (EZVI) : les nZVI sont contenues dans des capsules hydrophobes à l’intérieurdesquelles se produisent les réactions de dégradation des solvants chlorés ;

b. Production et disponibilité des particules nZVI

Le nombre de fournisseurs est très limité (neuf recensés dans le monde).

c. Mécanismes de réaction

Les solvants chlorés sont réduits suivant trois types de mécanismes :

par le fer zéro-valent ; par le fer (II) produit par la réaction précitée ; par le dihydrogène produit la corrosion du fer zéro-valent au contact de l’eau.

d. Transport et mobilité des particules ZVI

i. Facteurs influençant la mobilité : les phénomènes d’agrégation, les interactions entre les particulesnZVI et le sol, la géochimie locale (potentiel redox et oxygène dissous) et les modes d’injection.

ii. Modifications de surface :

L’ « enrobage » des particules nZVI au moyen de polyélectrolytes permet d’améliorer leur mobilité maistend à diminuer leur réactivité.

2) Etat des lieux des opportunités et limites des particules ZVI

a. Opportunités

Meilleure réactivité que les particules de fer conventionnelles utilisées pour la mise en place debarrières réactives ;

utilisation possible pour le traitement des zones-source, notamment en présence de produit pur(EZVI) ;

technique complémentaire pour le traitement des eaux de pompages dans le cadre d’une opérationde « pump and treat ».

b. Limites

Durée de vie limitée des particules ; phénomènes d’agrégation, de sédimentation et d’adsorption ; répartition homogène dans un aquifère difficile à atteindre ; coût élevé.

3) Guide d’utilisation des particules ZVI

En introduction à ce chapitre, il est proposé des données statistiques issues de 25 sites pollués aux Etats-Unisoù les particules ZVI ont été testées ou utilisées pour le traitement de pollution aux solvants chlorés.

a. Etudes préliminaires*

i. Caractérisation du site à dépolluer : maitrise du schéma conceptuel, connaissance des conditionsgéochimiques (potentiel redox, pH, donneurs et accepteurs d’électron ;

ii. Faisabilité

1. Essais en laboratoire : cinétiques de réaction, injectabilité et mobilité, stabilité, stœchiométrie.

2. Essai pilote :

pression et taux d’injection optimales ; rayon d’influence, et détermination du maillage des points d’injection ; objectifs de dépollution atteignables ; effets sur la géochimie locale ; durée de réactivité ; possibles effets rebond.

b. Calcul du dosage adapté

Réalisé sur la base de la caractérisation du site et des essais en laboratoire. Nécessité d’appliquer unfacteur de sécurité de 5 à 10.

c. Méthodes d’injection

Quatre méthodes sont décrites, avec leurs avantages et inconvénients : injection au travers de filtres,techniques DPT, infiltration par gravité (depuis la surface ou un fond de fouille), pompage/injection. Cesméthodes peuvent être complétées dans certains cas par de la fracturation hydraulique, ou des pulses depression à haute fréquence.

d. Surveillance de l’opération de dépollution

i. Pendant l’injection : volume et concentration du produit injecté par point d’injection, pressiond’injection ;

ii. après l’injection : solvants chlorés et produits de dégradation, teneurs en Fe(II) et Fe(total), géochimielocale

e. Sécurité

L’ utilisateur doit prendre toutes les précautions nécessaires lors du transport, du stockage et de lamanipulation des particules ZVI (risques de production de dihydrogène au contact de l’eau, de réactionsexothermiques au contact d’oxydants ou d’acides).

4) Coûts

Le prix des particules nZVI varie de 25 à 325 €/kg selon le mode de production et la nature des adjuvants (contre~ 1 €/kg pour mZVI). Les coûts de réalisation du site atelier (projet pilote) de Herk-de-Stad sont présentés.

A noter qu’environ 80% du coût total d’une opération par ISCR est lié au mode, à la durée et à la fréquenced’injection. Pour une opération complète de dépollution (micro ou nano ZVI), il faut prévoir un coût de 20 à 370euro/m3 de sol traité. Ce coût est inversement proportionnel à l’échelle du projet.

5) Conclusions

Méthode peu recommandée comme technique unique de dépollution en raison de plusieurs facteurs :

économiquement défavorable en comparaison à d’autres techniques conventionnelles ; contraintes techniques multiples.

Cette technique peut être utilisée, sous conditions bien encadrées, comme complément pour stimuler les phénomènes de dégradation naturelle des solvants chlorés (injection combinée de substrats et de EZVI).

Plusieurs études de cas sont présentées :

1. ISCO / Herk-de-Stad (Belgique) ;

2. ISCO / Rotterdam (Pays-Bas).

Références

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Titre Code of Good Practice - In-situ chemical oxidation

Auteur OVAM Référence - Date 5 avril 2013


Contenu du document

Ce document est un état des lieux des bonnes pratiques théoriques pour l’application de la méthode de dépollution par injection d’agents chimiques oxydants dans le sol. Il fournit également les retours d’expérience suite à la mise en œuvre de cette méthode sur plusieurs sites en Belgique et aux Pays-Bas (projets hors CITYCHLOR).

1) La chimie des oxydants

a. Les différents types d’oxydants

Rappels théoriques (non détaillés) sur les propriétés chimiques des différents types d’oxydants utilisés pourla méthode ISCO : le permanganate de sodium et de potassium, le peroxyde d’hydrogène, persulfate de sodium,ozone.

b. Points d’attention relatifs à la technique ISCO

i. Dégradation incomplète : contrairement à la voie naturelle de déhalogénation qui implique la formation desous-produits de réaction parfois plus toxiques que le PCE et le TCE, les mécanismes d’oxydants engagéspar la méthode ISCO ne génère théoriquement que des produits résiduels sans danger et naturellementprésents dans le sol. En pratique, il a été observé que des produits intermédiaires tels que l’acide formiqueou l’acide dichloroacétique peuvent temporairement être formés, voire s’accumuler en cas de défautd’oxydant.

ii. Oxydation des métaux : l’injection d’oxydants modifie les conditions redox du sol, avec pour conséquencela transformation possible de certains métaux sous forme oxydée plus toxique (comme le chrome, de Cr3+

à Cr6+). En outre, la force ionique des solutions dans le sol sera augmentée, favorisant la solubilisation desmétaux et le transfert vers les eaux souterraines. L’effet est réversible, mais doit être maitrisé.

iii. Effet rebond : augmentation des concentrations en polluants dans les eaux souterraines après arrêt dutraitement. Les trois causes principales :

produit pur (NAPL) résiduel qui se solubilise ; diffusion des polluants depuis des horizons moins perméables (« back-diffusion ») ; oxydation de matières organiques sur lesquelles des solvants chlorés étaient adsorbés.

Solutions possibles : procéder à une dernière injection ou coupler la méthode avec une autre technique.

iv. Couplage avec d’autres techniques :

atténuation naturelle surveillée (ou stimulée) : technique complémentaire recommandée pour traiter lespollutions diffuses (panaches) dans les eaux souterraines. Couplage technique compatible dans lamesure où les retours d’expérience (pas de source citée) indiquent que les populations bactériennes dusol sont effectivement fortement affectées par l’ISCO en zones saturée et non saturée, mais que lesmilieux sont à nouveau colonisés après quelques semaines ou mois ;

ajout de surfactant : l’ajout de surfactants d’origine naturelle permet l’émulsion du produit pur, NAPL,(piégé dans des micelles) et l’augmentation de la surface de contact avec l’oxydant. Le paramètreprincipal à contrôler est la concentration critique de micelles, concentration en surfactant à laquelle lesmicelles se forment ;

2) Méthodes d’application

Méthodes Principe Inconvénients Avantages

Injection par filtres

Injection sous pression via des filtres verticaux

Coût du matériel Permet de facilement traiter l’effet rebond

Injection par DPT

Injection sous pression via DPT (p.ex. Geoprobe®)

Rayon d’action généralement plus faible qu’avec les filtres ;

Coût d’amenée/repli en cas de plusieurs injections

Méthode simple pour traiter une surface spécifique à une profondeur donnée

Recirculation Injection directe ou infiltration couplée avec pompage en nappe

Coûts élevés Bon contrôle hydrogéologique et réduction de la quantité d’oxydant à injecter

Infiltration Infiltration gravitaire de l’oxydant au travers de filtres horizontaux ou verticaux

Possible uniquement avec des sols très perméables

Les filtres verticaux peuvent être adaptés aux spécificités du site. Filtres horizontaux moins recommandés en cas de sols hétérogènes.

« Soil mixing » Mélange des sols contaminés et de l’oxydant au moyen d’une tarière hélicoïdale

Profondeur d’action limitée (2 m) (1). Au-delà les coûts sont trop élevés.

Perte de la cohésion du sol

Bonne mise en contact de l’oxydant et de la pollution

Sparging Injection d’ozone en zone saturée

Technique applicable uniquement pour cet oxydant

(1) : NdA : cette limite parait exagérée.

Le rapport propose pour chaque technique des détails d’application.

3) Sélection de l’oxydant et étude de faisabilité

a. Sélection de l’oxydant

i. Propriétés : le potentiel d’oxydation et la densité de l’oxydant doivent être compatibles avec le polluantciblé.

ii. Concentration du polluant :

sources : forte réactivité / haut potentiel d’oxydation (peroxyde d’hydrogène, persulfate de sodium).Technique à adapter en fonction de la présence de produit pur ;

panaches : oxydant stable / rémanent. Mais grande quantité à injecter en cas de panache étendu.

iii. Géologie locale :

forte perméabilité : tout type d’oxydant ; perméabilité intermédiaire : oxydant stable ; faible perméabilité : en fonction des spécificités du site. A valider avec un essai pilote .

iv. Hydrogéologie locale : un oxydant stable convient mieux en cas de faibles vitesses de circulation de lanappe.

v. Géochimie locale :

pH : la réaction d’oxydation aura une conséquence sur le pH du sol qui dépendra du produit à oxyder(diminué si PCE/TCE, augmenté si DCE, CV). Le pouvoir tampon du sol jouera un rôle très important ;

matière organique naturelle : entre en compétition avec les solvants chlorés dans les réactionsd’oxydation. Le persulfate de sodium est à privilégier pour des teneurs en matière organique élevées(>3%).

vi. Coût de l’oxydant : varie en fonction de son prix unitaire, de la stœchiométrie de réaction et de la stabilitéde l’oxydant. A noter qu’environ 75% du coût total d’une opération par ISCO est lié au mode, à la durée età la fréquence d’injection.

b. Tests de faisabilité

i. Essais en laboratoire : différents types d’essais en laboratoire sont décrits en fonction du type d’oxydant.

ii. Essai pilote : donne des informations essentielles sur les conditions pratiques de mise en œuvre sur le siteconcerné : faisabilité d’injection (quantité/pression), rayon d’influence, mise à jour de la stœchiométrie, desobjectifs de dépollution, effet rebond après le première injection. Recommandations :

à réaliser sur une zone proche mais pas en aval hydraulique de la (des) source(s), pour éviter une re-contamination immédiate des eaux ;

au moins 3 points d’injection et bien placer les piézomètres de surveillance.

Quelques exemples de tests sont décrits (test « push-pull », test de circulation, d’injection, d’aspersion).

c. Conception de l’opération de dépollution par ISCO à l’échelle du site

Nécessité de maitrise du schéma conceptuel du site, et mise à jour en fonction des résultats de l’étude defaisabilité. Points très importants à ne pas négliger :

bien caractériser les profondeurs à atteindre et la forme de polluant (NAPL/dissous). En cas de produit purde plus de 5 cm d’épaisseur, choisir (coupler avec) une autre technique ;

bien maitriser l’(hydro)géologie (perméabilité, stratification, chemins préférentiels pour l’oxydant, etc.) et lagéochimie (donneurs / accepteurs en électron, demande en oxygène du sol, pH, TOC, potentiel redox).

L’applicabilité des différentes techniques précitées est donnée en fonction de la conductivité hydraulique et de la profondeur du sol à traiter.

4) Suivi et arrêt de l’opération de dépollution par ISCO

Procédure en 5 étapes :

définition de l’état de pollution et des objectifs de dépollution ; mise en place et surveillance de l’opération ; arrêt de l’opération quand les objectifs de dépollution sont atteints ; vérification de la stabilité de la situation post-dépollution. Si instable, reprise et si nécessaire modification

de la méthodologie du système de traitement ; réception de l’opération de dépollution si les concentrations en polluants et d’autres paramètres de suivi

sont stables dans le temps.

a. Aspects techniques du suivi

Synthèse de l’ensemble des paramètres physico-chimiques du sol et des eaux souterraines à suive en fonctiondu type d’oxydant utilisés.

b. Recommandations d’usage pour le peroxyde d’hydrogène, le permanganate et le persulfate.

5) Hygiène et sécurité

a. Intégrer la sécurité dès la conception de l’opération (NdA : à adapter en fonction des exigences réglementairesnationales) :

prévoir le mandat d’un coordinateur sécurité et respecter l’ensemble des procédures de sécuritéréglementaires ;

les personnes intervenantes sur le chantier doivent avoir la formation et l’information nécessaire pourtravailler en sécurité ;

contrôler et vérifier le matériel.

b. Usage et stockage

Respect des FDS ; Mise en place des EPC et port des EPI adéquates.

c. Aspects thermodynamiques

Risques de forts dégagement d’énergie, voire d’explosion avec du peroxyde d’hydrogène en forte concentration.Réactions souvent auto-alimentées en oxygène, qui ne s’éteignent pas avec des méthodes conventionnelles.

Plusieurs études de cas sont présentées :

1. ISCO / sulfate à Bruxelles (Belgique) ;

2. ISCO / ozone à Utrecht (Pays-Bas) ;

3. ISCO / permanganate et peroxyde d’hydrogène à Gelderland (Pays-Bas) ;

4. ISCO / peroxyde d’hydrogène à Mechelen (Belgique) ;

5. ISCO / peroxyde d’hydrogène à Zele (Belgique) ;

6. ISCO / peroxyde d’hydrogène à Papendrecht (Pays-Bas).




Titre In situ thermal remediation of contaminated sites - A technique for the remediation of source zones

Auteur Ville de Stuttgart Référence - Date 18 avril 2013


Contenu du document

Ce document propose une présentation générale des techniques de dépollution thermique. Il fournit également les données techniques provenant de plusieurs sites en Europe traités par dépollution thermique. Il est rappelé en introduction que les recommandations formulées dans ce document ne sont qu’un point de départ pour le choix d’une technique de dépollution de solvants chlorés, et que la décision finale devra être basée sur les conditions particulières du site.

1) Principe et champs d’application

a. Principe

Si les techniques d’application peuvent varier, l’objectif de la méthode de dépollution thermique estl’augmentation de la mobilité des polluants par vaporisation, voire leur destruction dans certains cas. Une foisles polluants mobilisés, ils sont extraits du sol au moyen d’un système d’extraction de vapeur.

b. Techniques d’application

Il existe quatre types de techniques de chauffage du sol :

i. chauffage par conduction thermique (TCH ou ISTD) : la chaleur est transférée par conduction dans lesol depuis des « puits thermiques », qui sont chauffés soit par électricité (sondes) soit par circulation d’unfluide chaud (vapeur ou gaz enflammés) ;

ii. injection de vapeur : la chaleur est transférée par convection via l’injection directe de vapeur ou d’air chauddans le sol. Technique sensible aux conditions du milieu (perméabilité principalement) ;

iii. chauffage par résistance électrique et iv chauffage par radiofréquence : la chaleur est directementcréée dans le sol soit par résistance électrique du sol parcouru par un courant soit par excitation de l’eau(radiofréquences).

Ces quatre techniques permettent d’atteindre des températures maximales de chauffage variables (entre 100 et 800 °C), mais toutes compatibles avec le traitement des solvants chlorés (point d’ébullition d’un mélange eau-COHV < 100°C). Comme précisé précédemment, les polluants mobilisés sont récupérés en zone non saturée par extraction de vapeur, et en zone saturée par des puits de pompage (ou extraction double phase).

c. Limites et avantages

i. Principaux avantages :

durée de traitement : généralement courte (quelques mois, maximum 1 à 2 ans) ; peu sensible à la géologie ; pas d’excavation ni de transport de sol nécessaire ; applicable en milieu urbain dense (mais vérifier la compatibilité géotechnique, voir ci-dessous) ; permet théoriquement d’atteindre des objectifs de dépollution très bas.

ii. Principales limites :

technique non applicable dans le cas de conditions hydrogéologiques spécifiques (vitesse de circulationde la nappe élevée), de présence de réseaux souterrains ou de bâtiments sensibles en surface ;

coûts de dépollution élevés malgré une durée de traitement réduite ; technique économiquement défavorable en cas de gros volumes de sol à traiter ; peut modifier les capacités de portance du sol (si riche en argile et/ou en matière organique); si mal maitrisée, la technique peut causer des remontées de vapeurs dans les bâtiments au droit ou à

proximité de la zone de traitement ; la conception d’une telle méthode en milieu urbain demande un haut degré d’ingénierie, et une

surveillance accrue lors de la phase d’application.

2) Exemples d’opérations de dépollution par traitement thermique en Europe

Le rapport propose un tableau comparatif regroupant les données techniques provenant de 11 opérations dedépollution répertoriées en Europe. Les données présentées sont classées en 5 thèmes : informations générales,hydrogéologie, polluants, données techniques de l’opération de traitement et résultats obtenus.

Il est souligné au lecteur que :

les données présentées sont le résultat d’une recherche sur internet, et proviennent de sources diverses (sitesde fournisseurs ou d’entreprises de travaux, informations directes de maitres d’ouvrage, compte-rendu deconférence ou publications) ;

que les rapports ou documentations détaillées étaient assez rares ; qu’aucun exemple d’opération de traitement ayant échoué n’a été recensé.




Titre Monitored Natural Attenuation - Option for plume management

Auteur Yves Duclos (ADEME) Référence - Date 12 avril 2013


Contenu du document

1) Concepts d’atténuation naturelle

a. Définitions

i. Atténuation naturelle : concept qui regroupe l’ensemble des processus naturels permettant de réduire lamasse, la toxicité, la mobilité, le volume et/ou la concentration de la pollution dans le sol et les eauxsouterraines, sans intervention humaine ;

ii. atténuation naturelle surveillée (Monitored Natural Attenuation ou MNA) : méthode qui considèrel’atténuation naturelle pour atteindre les objectifs de gestion ou de dépollution. Elle doit toujours inclure deuxéléments essentiels : la gestion / maîtrise des sources et la surveillance à long terme ;

iii. atténuation naturelle stimulée (Enhanced Natural Attenuation ou ENA) : méthode qui consiste àfavoriser, stimuler ou développer les processus naturels de dégradation biologique dans le sol et les eauxsouterraines. Elle est généralement appliquée en aval d’opérations de traitement dites « actives » dessources et des panaches de pollution, afin de réduire la durée et améliorer les résultats d’une opération deMNA « simple ».

b. Mécanismes

i. Processus non destructifs qui ne modifient pas la masse du contaminant dans un compartiment :advection, dispersion ou diffusion moléculaire ;

ii. processus non destructifs qui modifient la masse du contaminant dans une compartiment par transfertde phase vers un autre compartiment : dissolution, volatilisation et sorption ;

iii. processus destructifs : dégradation biologique ou chimique ;

iv. processus non destructifs regroupés sous le terme de « dilution », non cités précédemment, et quiimpliquent le mélange d’eaux « propres » et polluées suite à divers phénomènes (ex. : recharge d’une nappepar infiltration des eaux pluviales, ou le pompage/injection dans un puits).

2) L’atténuation naturelle surveillée en Europe

a. Historique

Les premiers programmes de recherche et les protocoles qui en ont découlé ont été lancés au début des années2000. Des protocoles de faisabilité de la méthode MNA existent aux Pays-Bas, en Belgique, Allemagne, Suède,en Catalogne (Espagne) et plus récemment en France. D’après les experts sur ce thème, les premiers casconcrets d’application de la méthode MNA datent de la fin du XXe siècle.

D’un point de vue réglementaire, il existe deux catégories de pays :

ceux qui considèrent la méthode MNA au travers (principalement) du principe de la gestion du risquesanitaire (USA, Royaume-Uni, France) ;

ceux qui considèrent (au moins en partie) la notion de protection de la ressource « sol » et « eauxsouterraines » (Danemark, Allemagne, Flandre (Belgique), et Catalogne (Espagne)), avecgénéralement l’application de valeurs-seuil.

Aux Pays-Bas et en Suède, l’approche MNA est basée sur ces deux principes (protection de l’Homme et des ressources).

b. Variabilité des protocoles

i. Prise en compte de la zone saturée et/ou non saturée : la Catalogne (Espagne) et l’Allemagneconsidèrent uniquement la zone saturée. Le Danemark et les Pays-Bas ne donnent pas de précision. Lesautres pays prennent les deux milieux en considération ;

ii. Les 3 « éléments de preuve » de l’USEPA : il s’agit des 1) données historiques montrant une diminutionde la masse / des concentrations en polluant dans le sol et/ou les eaux souterraines, 2) donnéeshydrogéologiques et géochimiques prouvant indirectement l’existence de processus d’atténuation naturelleet 3) données de terrain ou de laboratoire prouvant directement l’existence d’une biodégradation naturelle.Ces éléments sont considérés à différents degrés par les pays européens précités ;

iii. Le nombre d’étape du protocole : le contenu des protocoles diffèrent suivant les pays, mais resteglobalement organisé suivant le même nombre d’étapes :

première considération de la méthode MNA comme mesure de gestion (revue des donnéesdisponibles, élaboration du schéma conceptuel) ;

démonstration de l’efficacité (ou non) de l’atténuation naturelle ; élaboration d’un plan de surveillance et validation finale de la méthode MNA ; mise en œuvre de la méthode et vérification de l’atteinte des objectifs fixés.

iv. Les mécanismes éligibles : de manière générale, les processus de biodégradation sont communémentconsidérés comme l’un (sinon l’unique) des principaux mécanismes qui doivent être actifs afin que laméthode MNA soit retenue. En Flandre et aux Pays-Bas la (quasi-)totalité des autres processus n’est pasacceptée.

v. Le délais d’application : seul le guide flamand publié en 2003 impose de manière explicite une duréemaximale de 30 ans pour atteindre les objectifs de dépollution fixés. Les autres pays ne donnent pas depréconisation.

vi. La modélisation : elle est clairement mentionnée par les pays européens précités, comme une obligation(Suède, Pays-Bas) ou une simple recommandation (les autres pays). Elle n’est toutefois pas généralementappliquée.

c. Cas de l’Allemagne

Le groupe de travail des Länder allemands sur le Sol (LABO) a publié le 10 décembre 2009 une circulaireréglementaire à l’attention des administrations locales afin de promouvoir et fournir des recommandationspratiques sur la mise en œuvre de la gestion par atténuation naturelle (en zone saturée uniquement).

Dans le cas du site atelier de Stuttgart-Feuerbach, les investigations et modélisations réalisées sur les eauxsouterraines ont montré que la prise en compte d’une dégradation de 1er ordre était nécessaire pour obtenir uneanalogie entre mesures de terrains et résultats de modélisation. Un approfondissement du modèle sur la basede la caractérisation plus fine des paramètres in situ (potentiel redox, nitrate et sulfate) est prévu.

d. Cas des Pays-Bas

La méthode MNA y est de plus en plus utilisée à la condition qu’elle permette de contrôler, réduire ou supprimertotalement les risques liés à la pollution du sol, conformément aux dispositions du « Soil Protection Act ». AuxPays-Bas, la méthode MNA est uniquement basée sur le processus de biodégradation naturelle. Un systèmed’aide à la décision (BOS-NA) a été spécialement élaboré pour valider (ou pas) la méthode.

e. Cas de la France

Rappel des conditions d’application de la gestion par atténuation naturelle mentionnées dans la circulaireministérielle du 8 février 2007, et présentation générale du protocole ATTENA (voir la fiche de synthèse DST2n°1).

f. Projets MNA en Europe

La méthode est largement appliquée en Flandre (Belgique) et dans une moindre mesure aux Pays-Bas et enAllemagne. Peu voire pas utilisée dans les autres pays européens.

3) L’atténuation naturelle surveillée en milieu urbain

Rappel sur la problématique de la gestion de la pollution (en solvants chlorés) en milieu urbain, des difficultésrencontrées en cas de sources multiples, de superposition de panaches et des pollutions « orphelines », et sur lesavantages que peut apporter la méthode de gestion MNA, en tant que solution complémentaire de méthodes dedépollution dites « actives ».

Rappel des principales limites : grande hétérogénéité des conditions du sous-sol, notamment dans le cas de « méga-sites » ; les cinétiques de biodégradation peuvent être trop lentes par rapport aux vitesses de migration de la pollution(dégradation incomplète, voire absence de dégradation) ; incertitudes sur l’atteinte des objectifs fixés.

Compte-tenu du cadre temporel (gestion au long terme) et des incertitudes en terme de résultats, cette méthode nepeut être appliquée avec succès en milieu urbain que dans un contexte de transparence (diffusion de l’information)et d’acceptation de l’ensemble des acteurs concernés, notamment les administrations et les résidents. L’approcheintégrée est la méthode de gestion idéale dans ce cas.

4) Perspectives en Europe

a. A chaque pays (et chaque site) ses spécificités

En Europe, des protocoles pour la sélection et la mise en œuvre de l’atténuation naturelle comme méthode degestion d’un site pollué ont été élaborés, ou sont encore en cours de conception. Si beaucoup de cas concretsd’application sont aujourd’hui connus (quoique très régionalisés), il a été constaté un défaut de retoursd’expérience sur le long terme de la plupart de ces projets, qui mériteraient d’être compilés et évalués. En outre,si des outils méthodologiques ou des textes réglementaires existent à l’échelle nationale, le retour d’expériencede l’application à l’échelle locale fait défaut, notamment au regard de la variabilité des politiques régionales(municipales) en matière de gestion de la pollution et plus généralement de l’aménagement urbain.

b. Prérequis nécessaires avant de retenir la MNA comme méthode de gestion

Présentation de la méthode ROMANA (Rügner et al, 2006) applicable notamment pour la gestion des méga-sites, et basée sur :

un accent sur la modélisation dès la première phase du processus décisionnel ; des considérations proportionnelles et itératives ; l’évaluation et la reconsidération de chaque option de gestion à chaque étape ; la considération de la méthode MNA en complément d’autres mesures techniques et/ou de

changements/restrictions d’usage.

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L’ADEME EN BREF L'Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Énergie (ADEME) participe à la mise en œuvre des politiques publiques dans les domaines de l'environnement, de l'énergie et du développement durable. Elle met ses capacités d'expertise et de conseil à disposition des entreprises, des collectivités locales, des pouvoirs publics et du grand public, afin de leur permettre de progresser dans leur démarche environnementale. L’Agence aide en outre au financement de projets, de la recherche à la mise en œuvre et ce, dans les domaines suivants : la gestion des déchets, la préservation des sols, l'efficacité énergétique et les énergies renouvelables, les économies de matières premières, la qualité de l'air, la lutte contre le bruit, la transition vers l’économie circulaire et la lutte contre le gaspillage alimentaire.

L'ADEME est un établissement public sous la tutelle conjointe du ministère de la Transition Écologique et Solidaire et du ministère de l'Enseignement Supérieur, de la Recherche et de l'Innovation.

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CITYCHLOR

Résumé : CITYCHLOR est un projet européen réalisé entre 2009 et 2013 qui regroupait 9 partenaires situés en Flandres (OVAM, villes de Mortsel et de Ghent), aux Pays-Bas (Bodem+, ville d’Utrecht), en Allemagne (ITVA, ville de Stuttgart) et en France (ADEME, INERIS) avec un budget total de 5,2 M€, dont 50 % étaient financés par le programme européen INTERREG IV B. Les thématiques traitées visaient à améliorer la qualité des sols et des eaux souterraines en développant une approche intégrée afin de s’attaquer aux menaces causées par la contamination aux solvants chlorés en milieu urbain. Les thèmes techniques abordés portaient sur des techniques innovantes de caractérisation et de dépollution et l’intégration des opérations de réhabilitation des sols et des nappes en zones urbaines. Par ailleurs, CITYCHLOR a mis en avant 2 concepts: - « Integrated approach » : il consiste en la combinaison de manière durable de tous les aspects du (ré-)aménagement d’une zone urbaine polluée, qu’ils soient organisationnels (planifications et programmes urbains, acteurs du projet, etc.), techniques ou socio-économiques (communication, finances, réglementation, etc.) - « area oriented approach » : Cette méthode propose une approche territorialisée (par bassin d’usages) qui étend le périmètre de gestion au-delà des limites administratives des sites contaminés et intègre une hiérarchisation spatiale des mesures de gestion à appliquer.

Cette présente étude établi un document de synthèse en français qui facilite la prise en main et connaissance du projet tout en (re)situant les recommandations de CITYCHLOR dans le contexte français. Les informations contenues dans ce rapport sont adressées à l’ensemble des acteurs français de la gestion d’un site urbain contaminé aux solvants chlorés (aménageurs, urbanistes, experts techniques, autorités locales, etc.).

CITYCHLOR - ademe.fr · réserve, toutefois, du respect des dispositions des articles L 122-10 à L...

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