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Protocole d chantillonnage des
sols
urbains pollus par du
plomb
BRGMIRP-52928-FR
Mars,
2004
tude ralise dans le cadre des oprations
de Service public du BRGM 2004-POLA07
V.
Laperche,
J.R. Mossmann
e o r c i in c e r p o v r v n e l e r r i d u ra bl e
rgm
-
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Mots ds
:
Echantillonnage, analy se, plom b, sol pollu
En bibliographie,
ce
rapport sera cit de la faon suivante
:
Laperche
V.. Mossmann J.R.
(2004)
- Prdocole
d'chantillonnage des sols pollus par
du
plomb. RP-52928-FR, 26 p , 9 ill.
BRGM. 2W 4,
document ne
peutte repmduiien
iolalil6
ou en
partiesans I'autorisation
expiasse
du BRGM.
BRG MIRP-52928-FR Rapport provisoire
-
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Rsum
Le prsent rapport a t labor par le B RGM la dem ande du Ministre de l'cologie
et du Dveloppement Durable dans le cadre des oprations de Service public du
Ce rapport fait d'abord le point sur les m thodes et no rmes d'chantillonnage les plus
souvent u tilises pour les
sols,
avant de proposer une m thode d'chan tillonnage plus
adapte l'investigation des
sols
pollus au plomb.
Dans le cadre des sites et
sols
pollus, on distingue les sites industriels, les sols
agricoles. les jardins potagers et les
sols
urbains. Les sols urbains font l'objet de
nombreux usages mais ont t peu tudis. La com position chimique et la texture de
ces
sols
sont trs diverses, pouvant aller de celles proches des
sols
naturels
a
celles
de
sols
trs anthropiss. L'htrognit spatiale est une caractristique des
sols
urbains.
Ce rapport se limite aux sites potentiellement pollus par du plomb.
II
reprsente une
synthse sur les principes gnraux d'chantillonnage de sols, mais ne peut se
substituer
un guide d'chantillonnage de terrain, qui ncessiterait de prendre en
compte des spcificits locales par rapport aux usages l'environnement socio-
conomique du site, et la nature des informations recherches.
Le plomb peut tre introduit dans les
sols
soit par le remblaiement de matriaux
naturels ou non, souills par du plomb soit par des retombes atmosphriques. Le
plomb peut reprsenter un risque potentiel au regard de la sant des populations.
La stratgie d'chantillonnage
mettre en place pour procder
l'investigation de sols
(potentiellement) pollus par du plomb est guide plus par la nature des informations
recherches, que pa r le type de
sol
auquel on s'intresse, mm e si
ces
deux variables
sont partiellement lies
:
l'chantillonnage effectu pour valuer la qualit d'un
sol
agricoles (norme NF
X31-100)
est, par exemple, adapt aussi pour valuer le risque
potentiel d'un
sol
urbain par rapport
son usage. Cependant,
ce
type
d'chantillonnage ne permet pas toujours d'apporter tous les lments d'information
suffisants sur l'tat des sols, en particulier ds lors qu e des mesures de gestion ou de
rhabilitation doivent tre entreprises, ou si on considre l'impact d'une contamination
des SOISsur les au tres milieux d'exposition comme l'eau ou l'air.
Pour cela, une dmarche systmatique portant sur l'ensemble de
la
parcelle est
prfrable, en utilisant une mthodologie axe sur la rpartition spatiale de la
contamination. Cette dmarche, qui ncessite la ralisation d'un grand nombre
d'analyses, se trouve allge par l'utilisation d'outils analytiques portables, ou par le
recours aux donnes de l'tude historique du site. Ainsi, suivant l'homognit ou
l'htrognit du site, un nombre plus ou m oins restreint de prlvements de sol sera
en fait ncessaire pour tre analyss par les techniques classiques de laboratoire.
BRGM
2004-POlAO7.
BRGMIRP-5292.FR Rapport provis oire
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Sommaire
1.
In t roduct ion ............................................................................................................... 5
2. Mtho des d'chanti l lonnag e
.................................................................................... 7
2.1.
MTHODES, VALEURS G UIDES EXISTANTES ET NORMES ........................... 7
2.l.l.Stratgie d'chantillonnagedans le cadre des Evaluations Simp lifies
2.1.2. Rg les usuelles d'chantillonnage en agronomie (Norme AFNOR X 31-
2.1.3.Projet de norme
: ISO
10381-5
:
Qualit des sols
-
Echantillonnage
-
des Risques (ESR)
.........................................................................
7
100)
.
.
....
.....................................................
10
Partie 5 : Lignes directrices relatives a l'investiga tion des sols pollus en
sites urbains et industriels .....................................................
2.2. CAS D'TUDES
..................................................................................................
II
2.2.1.Stratgie d'chan tillonnage et analyse des
sols
dans le cadre du
..................... 11
2.2.2.Stratgie d'chan tillonnage et analyse des
sols
dans le cadre des
sols
agricoles potentiellement po llus
............................................................
12
2.2.3.Stratgie d'chan tillonnage et analyse des
sols
dans le cadre des
sols
pollus autour de M talEurop et d'Union M inire
..................................
13
2.3. TRANSPO SITION AU CAS DES SOLS CONTAM INES .................................. 13
3. P rop ositio n de stratgie d'chanti llonnage dan s le cadre des sols pol lus par
le p lomb
........................................................................................................................
1 5
programme AS PITET
_._.__._... .
.
.. .
. .
.
3.1. PRSENTATION
..........
............
...........................................................................
15
3.2. PROTOCOLE PROPO S ................................................................................... 15
3.2.1.ldentification des besoins
........................................................................
16
3.2.2. Identificationdes stratgies d'chantillonnage
......................................
18
3.2.3.Adquation des techniques d'chantillonnage aux besoins exprims
...
18
3.2.4.Choix du plan d'chantillonnage ............................................................. 21
4. Conclusion .............................................................................................................. 26
BRGMIRP-52928-FR Rapport provisoire
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Liste des illustrations
Illustration 1- Evaluation des stratgies d'chantillonnage en fonction de I'objedi (EPA,
Illustration 2
-
Probimatiquedes
sols
contamins par
le
plomb.
...............................................
10
Illustration 3 - Liste des cas possibieset niveau d'adaptation de la stratgie
1991) ...................................................................................................................... 9
d'chantillonnage des
sols agricoles
(norme
NF
X 31-100) au
cas
des
sols
urbains
usage rcratifs contamins par du plomb. ................................. 14
Altlastenverordnung BbodSchV, Allemagne, 12 uillet 1999) pour
les
profondeurs d'investigation des
sols.
en fonction des voies de transfeil
Illustration 5 - Tableau rcapitulatif des objeetis de I'khantillonnage, des besoins. et
Illustration
6
Dmarche gnrale propose pour l'analyse et I'chantillonnage des
sols
Illustration 7 : Plans d'chantillonnagesadapts diffrents aspect du problme de la
Illustration
8 -
Mode de mesure in situ (directe) sur le
sol
aprs avoir dgag la
Illustration 9 - Mode de mesure on site aprs homognisation du prlvement (a),
Illustration 4 - Recommandation extraite du BundesBodenschuh- und
prpondrantes et des usages
assocjs.
.............................
16
des stratgies d'chantillonnages possibles.
.......................................................
19
urbains.
.................................................................................................................
20
caractrisation des
sols
(d'aprs Wawer. 1997).
...............................................
21
couverture vgtale. ..................... ...... ......................... 25
tamisage
2
mm
(b)
et
analyse
(c).
.....................................................................
25
BRGMRP-52928-FR
Rapport
provisoire
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1. Introduction
La prsente mthode d chantillonnage des
sols
urbains potentiellement pollus en
plomb a
t
labore par le BRGM la demande du Ministre de l cologie et du
Dveloppement Durable dans le cadre des oprations de Service public du BRGM
Le plomb peut tre introduit dans les sols soit par le remblaiement de matriaux
naturels ou non, souills par du plomb soit par des retombes atmosphriques. Le
plomb peut reprsenter un risque potentiel au regard de la sant des populations.
Les sols urbains font l objet de nombreux usages mais ont t peu tudis. La
composition chimique et la texture de
ces
sols
sont trs diverses, pouvant aller de
celles proches des
sols
naturels
celles de sols trs anthropiss. L htrognit
spatiale est une caractristique des sols urbains.
Ce rapport fait d abord le point sur les mbthodes et normes d chantillonnage les plus
souvent utilises pour les
sols,
avant de proposer des mthodes d chantillonnage plus
adapte
l investigation des sols en gnral, contamins par du plomb.
2004-POlAO7.
BRGMIRP-52928-FR Rappo rt prOViSOirE
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2. Mthod es d 'chant i l lonn age
Les sols peuvent tre pollus par des retombes atmosphriques, des eaux de
ruissellement, des apports de matriaux extrieurs d'origine naturelle ou non, ou avoir
subi des remaniements ayant modifi la rpartition initiale de pollutions existantes.
L'chantillonnage des SOIS doit donc tre spcifique car il s'adresse des voies
d'exposition qui ne sont pas les mmes, selon que l'on s'intresse au
sol
en tant que
milieu d'exposition potentielle, ou au
sol
en tant que milieu d'exposition potentielle et
source potentielle de danger pour les autres milieux.
Par consquent, il convient de dfinir au pralable la nature des besoins qui justifient
l'investigation du
sol,
et, de
l,
de dterminer l'approche la mieux adapte. Enfin, la
procdure de terrain la plus approprie pour mettre en uvre les solutions retenues
peut tre recherche.
II
existe plusieurs mthodes et normes d'chantillonnage et d'analyses des sols,
pouvant peut-tre tre adaptes, ou simplifies, pour l'tude des sols pollus par le
plomb.
2.1. MTHODES, VALEU RS GUIDES EXISTANTES ET
NORMES
2.1 l Stratgie d'chanti l lonnage dans le cadre des Evaluations
Rappel des dfinitions des VDSS et VCI utilises dans les
ESR
Valeur de Dfinition de Source Sol (VDSSl : ls'agit d'une valeur guide arbitrairement
dfinie, qui peut tre utilise dans le care d'une Evaluation Simplifie des Risques,
pour dlimiter des sources sol potentielles sur des sites de grande taille (au moins
1
ha). La VDSS pour le plomb est de
200
mg kg-'.
Valeur de Constat d'lmoact (VCIj Dour /es sols : cette valeur permet de constater
l'importance de I'impact du milieu sol pour un usage donn dans le cadre d'une
ESR.
Les usages retenus sont de
2
types
;
usages dits sensibles du sol et usages dits non
sensibles du sol. Pour le plomb, les VCI sol usage sensible sont reprises des valeurs
rglementaires allemandes pour les usages rsidentiels (Prherte Wohngebiet =
400mgkg-') et les VCI sol usage non sensible sont extraites de la mme
rglementation, pour les sols industriels (Prfwerte lndustriellegebiet = 2000 mg kg-').
Ces valeurs rglementaires allemandes reposent sur des tudes de toxicit des
polluants et sont drives de scnarii d'exposition gnriques.
Sim plif ies des Risq ues (ESR)
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Extraits de l annexe 5A du Guide Gestion des sites (potentiellement) pollus, (MEDD,
Dans le cas d e la caractr isat ion de
so s
c o m m e s o u r c e d e
iDollution,
on devra
faire appel des chantillons de sol ponctue ls (constitus
partir de prlvements sur
une mme hauteur), qui seront analyss afin de comparer les concentrations sur site
aux va leurs de d finition de source - sol
(VDSS).
La stratgie d chantillonnage devra
tre adapte la taille du site (nombre
O
raisonnable d chantillons par site), mais
surtout aux m odes d exposition poss ibles. L paisseur su r laque lle les prlvem ents
seront ra liss pour constituer les chan tillons ponc tuels sera variable, selon qu il
s agira de rechercher une source enterre
ou
une source en surface. Dans certains
cas, il pourra tre ncessaire de proc der
des prlvem ents d chantillons sur foute
l paisseur de la zone non satur4e. selon un espacement mtrique adapter en
fonction des conditions de terrain.
Pour les besoins de la notation, la superficie de sol concerne peut tre infrieure
1 ha, comprise entre 1 et IO ha
ou
suprieure
10 ha. Elle p o u m , si ncessaire, tre
approche par une stratgie itrative d chan tilonnage (rpartition d un petit nombre
d chan tillons sur le site, comp lte par des chantillons autour de tous ceux
prsentant des concentrations suprieures aux
VDSS), dans le cas o il serait
ncessa ire de prciser la valeur da la superficie par rapport ces imites. Dans le ca s
de
sources
constitues par des rseaux enterrs, la superficie pourra tre approche
par la taille de la zone collecte. La qua lit de l analyse historique sera donc
fondamentale.
Pour caractriser un sol en tan t que m i l ieu d expo si t ion (constat et valuat ion
d un
imp act), seule la tranche superficielle du sol
(0-30
cm) est conczme
ce stade
de l tude. Les personnes n tant pas exposes en permanence
un point u nique du
milieu sol, on valuera l impact sur ce milieu d exposition non plus partir d une valeur
ponctuelle, mais partir d une moyenne d e valeurs reprsentant le milieu d exposition.
l e s diffrentes stratgies d 8chantillonnag e pouvant tre dveloppes pour les
diffrents milieux susceptibles de faire l objet d investigations dans le cadre du
diagnostic initial sont prsentes en annexe
6
du Guide Gestion des sites
(potentiellement)pollus (MEDD,
2002).
Dans l annexe 8 du Guide Gestion des sites (potentiellement) pollus, (MEDD,
2002 ,
i l est mentionn qu aucune dm arche systmatique ne peut tre propose, chaque site
tudi ncessitant une ad aptation. Rappelons toutefois que, dans le cadre de l tape
B
de l tude des sols, seules des investigations lgres sont envisage s.
2002) :
BRG MIRP-52928-FR Rapport provisoire
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L'illustration
1
ci-apks donne une grille d'valuation des diffrents
types
d'approches
en fonction des objectifs dfinis.
Stratgie
:
Commentai res
:
1
:
a plus adapte
2
:
ossible de terrain
3 :
eu adapte
4 :
a moins adapte
A ;
appliquer avec une technique de criblage analytique
B
:
adapte seulement si des tendances sont connues
C :
alidation statistique si 'ensemble du site est couvert
D :
ossible si e site est suppos propre (plusieurs
techniques)
Illustration
1
- Evaluation des stratgies d'chantillonnage en foncon de I'objedif (EPA,
1991).
Ce tableau montre clairement qu'il n'existe pas qu'une stratgie unique
d'chantillonnage permettant d'aborder tous les besoins pour lesquels une
investigation du sol est juge ncessaire.
Par consquent, il convient de dfinir
au
pralable la nature des besoins qui justifient
l'investigation du
sol,
et, de l. de dterminer l'approche la mieux adapte. Enfin, la
procdure de terrain la plus approprie pour mettre en uvre les solutions retenues
peut tre recherche.
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Quel
que
soit la superficie de a zone,
il
est recommand d effectuer au minimum
14 16 prlvements lmentaires.
Le prlvement doit correspondre
la profondeur du labour ou
la zone explore
par les racines (prairie permanente).
Chaque prlvement lmentaire doit tre homognis et les lments grossiers
(> 2 cm) doivent a re limins.
L chantillon de laboratoire doit tre compos d environ 50 g de chacun des
prlvements lmentaires, homognis et quart pour obtenir un chantillon
d environ
500
9.
2.1.3. Projet de n o me
:
SO 103 1-5 : Qualit des sols - Echantillonnage
Partie 5
:
Lignes di-rices relatives l'investigation des sols
pollus en sites urbains
et
industriels
Pour mmoire le 29/08/2002. la France a vot ngativement mais le texte a t adopt
par 10 voix contre 14. Au cours de la rbunion du 18/07/2002, la Commission a dcid
de ne pas reprendre cette norme IO dans la collection des normes franaises.
2.2.
CAS
~TU D ES
En pratique, il semble que les stratgies d chantillonnage les plus utilises pour
valuer la pollution des sols autour d un site pollu soit des adaptations libres de la
norme AFNOR X 31-100.
2.2.1. Stratgie d'chantillonnagie et analyse des sols dans le cadre du
programme ASPITET
Stratgie d chantillonnage
Cette tude a pour but de fournir des rfrences sur les teneurs en lments traces
dans les
sols
franais. Cette tude ne concerne que les
sols
des zones rurales (sols
cultivs ou forestiers) et chaque prlvement (d environ 1 kg) correspond un horizon
pdologique (il ne s agit pas d chantillon composite
)
rlev dans une fosse (sauf pour
les prlvements en profondeurs qui, parfois, ont t faits a la tarire). Chaque horizon
a t repr, dcrit et prlev selon les rgles habituelles en pdologie (Baize. 1997).
Analyse des sols
La prparation des sols a consist en un schage
a
i air et un concassage
a
la main
des agrgats dans un mortier en porcelaine avant un tamisage 2 mm (trous ronds).
L analyse du plomb total t faite par spectromtrie ICP aprs une mise en solution a
l acide fluorhydrique et perchlorique (Norme NF X 31-147).
BRGM IRP-52928-FR Rapport provisoire
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En plus de l'analyse du plomb, les analyses suivantes ont t ralises : teneur en
carbone organique, carbonate total,
pH,
capacit d'change cationique, dosage du
cadmium, du zinc, du fer et du m anganse.
Une aliquote est broye
0,315 mm pour les m ises en solution. Les chantillons ont
subi une calcination 450C avant leur mise en solution
l'acide fluorhydrique et
perchhlorique selon la norme NF X 31-147. L'analyse du plomb t faite par
spectromtrie d'absorption atomique avec atomisation lectrothermique.
Les rsultats du programme ASPITET ont t rassembls dans un ouvrage (Baize,
1997).
2.2.2.
Stratgie d'chant i l lonn age et analyse d es
sols
dans le cadre des
La prsentation de la stratgie d'chantillonnage utilis par I'INRA est extraite d'une
u
Etude de l'impact dune usine sur les teneurs en plomb des sols environnants
-
Comm une de Nouan-le-Fuzelier (Loir et Cher)
D
faite par Baize (2002).
Stratgie d chantillonnage
Les prlvements ont t effectus selon une grille de trois cercles centrs sur la
source de pollution une distance respective de 300, 600 et 1000 m selon six
directions
60
partir d'un axe NE-SW qui tient compte des vents dominants. Les
prlvements ont t faits
deux profondeurs
:
l'horizon de surface
O
25 cm) et un
horizon site un peu p lus en profond (40
65 cm). C es emplacemen ts thoriques ont
pu tre modifis en fonction des conditions locales (loignement volontaire des voies
de chemins de fer et des routes pour viter des pollutions au plomb secondaires
:
essence au plomb...).
Trois carottes ont t prises en triangle
environ 20 cm les unes des autres, l'aide
d u ne tarire, constituant ainsi un prlvement d'environ 1 kg.
Analyse
des sols
La prparation des sols a consist en un schage
l'air avant un tamisage
2 mm
(passage forc travers une passoire trous ronds).
L'analyse du plomb total
t faite pa r spectromtrie ICP aprs une mise en so lution
l'acide fluorhydrique et perchlorique (Norm e NF X 31-147).
En plus de l'analyse du plomb, les analyses suivantes ont t ralises
:
teneur en
carbone organique, pH, capacit d'change cationique, dosage du cadmium, du zinc,
du fer et du manganse.
Les rsultats des teneurs en plomb ont
t
donns sous forme de tableau, de figure
(teneurs en Pb en fonction de la distance) et de catie avec les points gorfrencs.
sols
agr icoles po tent iel lement
pollus
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BRG MRP -52928-FR Rapport provisoire
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2.2.3. Stratgie d'chantil lonnage et analys e des
sols
dans le cadre des
sols pollus autou r de M&lEurop et d'Union Minire
La prsentation de la stratgie d'chantillonnage utilis pa r
I'ISA
de Lille et I'Ecole des
Mines de Douai est extraite d'une tude ralise dans le cadre du Programme de
Recherches Concertes (Douay et al.. 2001).
Stratgie d chantillonnage
Les prlvements ont t raliss dans les horizons organo-minraux de parcelles
agricoles laboure s et sous prairie (selon la norm e AFNOR X 31-100). L'paisseur de
l'horizon organo-minral peut varier entre les sols labours (25
30
cm d'paisseur) et
les prairies permanentes (15 25 cm d'paisseur). Les prlvements ont t faits
selon deux protocoles : soit des prlvements ponctuels soit des chantillons
composites constitus partir d'au m oins une dizaine de prlvements de terre. Les
prlvements ont t raliss en fosses ou au mo yen d'un tarire ou d'une bche.
Anaiyse des sois
La prparation des
sols
a consist en un schage a une tem prature infrieure 4 0 T ,
suivie d'un concassage et d'un tamisage 2 mm. Une aliquote est broye 0,315 mm
pour les m ises en solution.
Les cha ntillons ont subi un e calcinatian 450C avant leur mise en solution l'acide
fluorhydrique et perchhlorique selon la norm e NF
X
31-147. L'analyse
du
plomb
t
faite par spectromtrie d'abso rption atomique avec atomisa tion lectrothermique.
En plus de l'analyse du plomb, les analyses suivantes ont t ralises : teneur en
carbone organique (norme NF X 31-108). pH (NF ISO IO-390), calcaire total (NF
ISO
IO-693),
capacit d'change cationique (NF
X 31-130),
dosage du cadmium et du zinc.
Les rsultats des teneurs en plomb ont t donns sous forme de tableau, de cartes
(courbes d'iso-concentration en plom b par la mtho de de l'inverse des d istances et par
la m thode de krigeage).
2.3.
Faut-il envisager une norme spcifique. mieux adapte aux diffrents types de
sols
contamins en plomb que la norme NF X31-100 utilise pour les
sols
agricoles, ou
bien les stratgies d'chantillonnage retenues dans ces tudes, et, e n particulier, celle
de la norme NF X31-100, sont-elles adaptes
la problmatique des
sols
en gnral
?
Le tableau de l'illustration 3 prsente I'epplicabilit de la s tratgie d'chantillonnage d e
la norme NF X 31-100 par rapport aux diffrents objectifs qui peuvent motiver
l'investigation d 'un sol urbain.
TRANSPOSITION AU CAS
DES
SOLS CONTAMINES
BRGMIRP-52928-FR Rapport
provisoire
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Cas po ssible
Evaluation
du
risaue
I
Oui
I
App licabllit de la norm e NF
X
31-100
Identification des sources I
Dlimitation de l'extension dune
source
Perspectivesde dconiamination
Non I
Non
Oui dans certains c s pour valuer la
ncessit de dcontam ination
Non Dour dlimiter les zones
traiter
Contrle de la db nta m ina tion Ou i I
llluslraon 3 - i i s f e des cas possibles ef niv eau d adapfaon de la sfrafgie d chanf i/lonnag e
des
sols
agricoles (nome
N F X
31-100)
au cas des
sols
urbains
usage
rcraiifs
contamins
par
du
plomb.
Ainsi, la stratgie d'chantillonnage prcon ise dans la n orme NF
X
31-100 n'est que
partiellement adapte aux besoins potentiels d'investigation. En effet, elle
permet d'valuer la qualit globale d'une parcelle (par rapport
des besoins agricoles,
ou d'valuation de risques), et la constitution d'chantillons composites n'est pas un
inconvnient. s'agissant de contam inations par des substances comme le plomb, non
volatiles. Elle semble donc adapte aux besoins de l'valuation des risques prsents
par le
sol,
ce qui est l'objectif recherch.
Cependant, elle n'informe que sur la qualit globale de la tranche superficielle de la
parcelle. Cette information est suffisante s'il s'avre que la qua lit du sol ne reprsente
pas un risque inacceptable. Dans le
cas
contrai're,
il
faut procder un traitement ou
prendre des mesures d'urbanisme adaptes. Pour cela, il faut alors mettre en uvre
une approche spcifique permettant de dlimiter les zones
risque. Or, cette stratgie
n'est pas adap te pour un tel objectif.
De plus, l'approche de la norme NF
X31-100
est assez lourde
mettre en uvre sur le
terrain, et ncessite des dlais assez longs, ce qu i peut tre un ha ndicap s'agissant de
ramnagements urbains
Ainsi, la stratgie dvaluation globale de la qualit dune parcelle n'est-elle que
partiellement adapte la problmatique qui nous intresse. Une dmarche mieux
adapte aux diffrents problmes poss peut tre propose.
14
BRGMIRP-52928-FR
Rapport provisoire
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3. Proposition de stratgie dchantillonnage
dans le cadre des
sols
pollus par le plomb
3.1.
PRSENTATION
Les
sols
peuvent tre pollus par des retombes atmosphriques,
des eaux de
ruissellement, des apports de matriaux extrieurs dorigine naturelle ou non, ou avoir
subi des remaniements de terrain ayant modifi la rpartition initiale de pollutions
existantes. Selon les cas, les premiers centimtres seulement du sol peuvent tre
concerns par la pollution, ou potentiellement lensemble de lpaisseur du
sol.
Pour
les usages du
sol,
cest gnralement la qua lit de la tranche superficielle du
sol
qui
est susceptible de reprsenter un risque poten tiel pour la population humaine. Dans le
cas dactions au niveau de la source, ou de prise en compte dautres milieux
dexposition potentiels comm e les eaux ou lair, il peut tre ncessaire de sintresser
lensemb le de lpaisseur du sous
sol.
Lchantillonnage des
sols
doit donc tre spcifique car il sadresse
des voies
dexposition qui ne sont pas les mmes, selon que lon ne sintresse quau sol en tant
que milieu dexposition potentielle, ou au sol en tant que milieu dexposition potentielle
et source potentielle de danger po ur les autres m ilieux dexposition.
Les p rincipales voies dexposition concernes, pour les usages du sol, sont
:
linhalation d e poussires,
Ainsi, pour ces quatre voies dexposition, cest la qualit globale de la tranche
superficielle du sol qui reprsente le paramtre principal, quil sagisse dun sol
agricole, urbain ou industriel. Lpaisseur de cette tranche superficielle nest pas
dfinie ici de manire formelle,
car
elle doit tre apprcie au
cas
par
c s
sagissant
dvaluer le
sol
par rapport
un risque de contact direct ou denvol de poussires, la
tranche superficielle
considrer ne reprsente que quelques centimtres
(typiquement
O 10
dans certains pays europens, comme lAllemagne). une
paisseur trop importan te pouvant aboutir
un effet de
a
dilution
B
trop important, si la
contamination en plomb rsulte de seules retombes atmosphriques ; sagissant
dvaluer la qualit du sol pour un usage de type agricole, la tranche superficielle a
considrer est gnralement plus importante, typiquement quelques dizaines de
centimtres (trente centimtres au niveau du diagnostic initial, trente
soixante en
Allemagne, selon quil sagit dun jardin ou dun champ labour en profondeur)
(BbodSchV,
1999,
ill. 4).
lingestion d e
sol
ou de poussires du
sol,
le contact cutan avec le sol ou des poussires du
sol,
la consomm ation de fruits et lgumes produits sur le
sol
contamin.
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Voie de transfert Usag e Profondeur d'investigation
Aires de ieux. 0-10 cm (1)
habitations
Parcs et aires de
loisirs
Industrie et zone
d'activits
Zones cultives,
jardins potagers
Prairies
Sol
-Homme
Sol
-Plantes
10-35 cm
(2)
0-10 cm (1)
0-10 cm (1)
0-30 cm (3)
30-60
cm
0-1
O
cm
(4)
10-30 cm
1)
zone d e contact pour l'inoculation du polluant par voie orale ou
2)
0-35
cm: Profondeur moyenne pouvant tre atteinte par des enfan ts
3)
zone cultive
4)
zone racinaire
dermale, nonobstant la voie inhalation
(0-2
cm)
Illustration 4 - Recommandation extraite du Bun des-Bod ensch uk- und Altlastenverordnung
(BbodSchV, A llemagne, 12 uillet 1999)pour les profondeurs d investigation des sols, en
fonction des voies de transfert prpo ndran tes et des u sages associs.
Dans ces deux cas, ce qui importe aussi, est d'valuer la qualit moyenne du sol,
partir de plusieurs prlvements individuels.
En France, on retiendra les trois premier centimtres du sol pour valuer l'exposition
potentielle par le plomb issu de retombes atmosphriques sur des sols qui ne font pas
habituellement l'objet d'un remanieme nt comm e les espaces rcratifs) et
20
cm pour
les
sols
faisant l'objet d'un remaniement conduisant
leur homognisation
superficielle (jardins potagers, sols agricoles).
3.2. PROTOCOLE PROPOS
3.2.1. Identification des besoins
L'investigation de sols peut rpondre diffrents types de besoins, qui peuvent
s'exprimer sparment ou ensemble. Diffrentes stratgies d'chantillonnage peuvent
rpondre
ces
besoins, et diffrents outils ou protocoles d'chantillonnage peuvent
correspondre
ces stratgies.
II
n'est donc pas exclu de devoir procder
plusieurs
campagnes d'chantillonnage s'appuyant sur de s stratgies diffrentes, en rponse a
des besoins spcifiques.
II
est rare de pouvo ir couvrir l'ensemble de la problmatique
des sols contam ins avec un seul type d'chantillonnage.
Les diffrents besoins que l'on peut iden tifier pour les sols :
La vrification de l'tat du
sol
par rapport
un usage existant (ou dfini et arrt,
dans le
cas
d'un projet d'amnagement). Dans ce
cas,
c'est essentiellement la
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tranche superficielle du sol qui est concerne. Cette vrification peut galement
intervenir pour s'assurer qu'au mo ins la tranche superficielle du
sol
(celle qui pe ut
tre en contact direct ou indirect avec les populations) aprs rhabilitation, est
conforme l'usage de la parcelle.
La recherche de zones susceptibles de contenir des teneurs en plomb
incompatibles avec l'usage p rvu (ou connu du site). S elon le
type
d'usage, il s'agit
gnralement, comm e prcdemm ent. de tester la couche superficielle du sol. La
diffrence entre ce cas et le cas prchdent repose sur le schma conceptuel du
site
:
dans le premier cas on pense que l'tat du
sol
est adapt
l'usage et on
cherche le vrifier, dans le second cas, on pense que l'tat du
sol
n'est pas
partout adapt l'usage, et on cherche vrifier cette hypothse, en vue d'adopter
des m esures de traitement ou de gestion adaptes.
La dlimitation de zones contamines traiter, afin de permettre un usag e dfini du
sol. Si la vrification de l'hypothse formule prcdem ment mon tre que ce rtaines
parties du site ne sont pas adaptes l'usage qui en est fait, il s'agit
alors
de
dlimiter les zones devant faire l'objet dune intervention (traitement, excavation,
servitudes ..) de faon ma itriser le risque po tentiel d'exposition des populations.
En cas d'excavation, l'chantillonnage doit perm ettre de dfinir les surfaces et les
profondeurs de sol excaver.
L'identification de zones contenant du plomb, pour lesquelles des prcautions
particulires doivent tre envisages
lors
de travaux sur le site
:
prcaution par
rapport aux pe rsonnes travaillant au ramnagem ent du site (plan de prvention).
mais aussi prcautions pour viter la dissmination de la contamination par les
engins de chantier, ou l'envol de poussires
..
II
s'agit ici de dfinir les zones
pollues jusqu' une profondeur au m oins gale
celle des travaux.
Si, dans beaucoup de cas, c'est la tranche superficielle du sol qui est plus
particulirement concerne. du fait des usages gnralement retenus pou r les sols, il y
a des cas
o
les inve stigations de terrain doivent porter galement sur l'paisseur du
sol. Pour ces cas l, une stratgie d'chantillonnage qui pouvait tre adapte pour
valuer l'tat global de la surface, peut se trouver tre com pltement inadapte pour
apprhender l'tat d'un sol en p rofondeur. On peut noter galement qu'il est rare que
l'on puisse se contenter d'un exam en de la seule tranche superficielle du
sol,
sauf s'il
se trouve qu'aucune excavation ou action particulire d'amnagement n'est
ncessaire.
En d'autres termes, s'il s'avre que l'tat de la tranche superficielle du
sol
n'est pas
compatible avec l'usage existant du site. une nouvelle campagne d'chantillonnage
visant identifier les sources et dlimiter les volumes traiter doit tre env isage,
moins de pouvoir faire appel d'autres options de gestion.
Enfin, l'excution de travaux de terrassement ou damnagement d'un site contamin
par du plomb, peut amener en plus
a
la ralisation de recherches de zones
conlam ines enfouies, susceptibles d'tre mises
a
jour par les travaux. Dans ce cas, si
des prcautions ne sont pas prises pour cause de leur mconnaissance, la
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contamination pleut tre exporte du site
lors
des phases de travaux (circulation
d'engins, envol de poussires, ruissellement.
.), ou
les travailleurs peuvent tre
inutilement expciss
des niveaux de contamination excessifs.
II
est noter que ce
cas peut se prsenter, mm e si, en surface, la qualit du
sol
est bonne au seul regard
des usages du s ite (cas de sources enfouies, remblais...).
3.2.2. Identification des stratgies d'chantillonnage
Une fois les besoins dfinis, on dispose de plusieurs types de stratgies
d'chantillonnage
:
Pour valuer la qualit de la tranche superficielle du
sol
par rapport
un usage de
type rcra tif
ou
rsidentiel (plus particulireme nt pour l'habitat individuel avec
ou
sans jardin potager), une stratgie d'chantillonnage telle que celle pour valuer la
qualit des
sols
agricoles peut tre approprie. Selon le type d'infomation
recherche, et le nivea u de connaissan ce sur le site, ce protocole s'adressera
un
nombre plus
ou
moins important de prlvements, et devra porter sur une
paisseur compatible avec les voies d'exposition retenues et les processus
d'introduction du plomb dans les
sols.
Pour valuer le sol en profondeur et plus particulirement, pour rechercher
(identifier) une source,
ou
pour dlimiter les volumes a excaver
ou
traiter, une
approche spcifique doit tre envisage. Cette approche est base sur un maillage
dans les trois dimensions, la densit dpend du niveau de prcision souhait et du
niveau de connaissance acquise sur le site (en particulier si un diagnostic initial
tape
A
a dj t ralis). L'paisseur d'investigation
prendre en compte dans
ces
cas
l
n'est, en principe, pas lim ite.
3.2.3. Adquation des techniques d'chantillonnage aux besoins
Un tableau, permettant de croiser les besoins potentiels avec les stratgies
d'chantillonnage correspondantes, peut reprsenter un outil d'aide
la dcision,
quant aux choix retenir (iii. 5 ) .
Comm entaires sur le tableau de l'illustration 5 .
La vrification de la qualit globale d'un
sol
peut ncessiter la mise en uvre d'un
nombre limit de prlvements, si suffisamment d'lments existent pour supposer
qu'il n'existe pas (ou plus, aprs traiteme nt) de sources possibles d'exposition. Da ns
ce cas, es prlvements cibls (zones aprs traitement, zones m oins documentes,
zones considres comme non contamines. .) suffisent pour effectuer la vrification.
Cependant, si le niveau de connaissan ce est trop incertain, ou si on dsire raliser une
cartographie de la qualit des sols en surface, une approche systmatique (par lignes
ou
par maillage) doit tre envisage, ventuellement complte par une approche
cible (iii.
6).
exprims
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La recherche de zones en surface susceptibles de contenir des teneurs en plomb
incompatibles avec l'usage existant du site
peut 5tre
le complment d'une vrification
de
la
qualit des
sols
n'ayant pas confirm
l'absence
de risque d'exposition compte
tenu des usages dclars. Elle peut galement tre initie suite
des constatations de
terrain, un diagnostic antrieur (tude historique en particulier), ou en
cas
de
dcouverte fortuite
de source(s) de plomb.
Sa
mise en
uvre correspond typiquement
la dmarche de l'illustration
5.
et peutse limiter la couche superficielle dusol.
Vrificaoon
de
'81at
du
4.
Recherchede
zonesen
surfaat
suyz@itiblas
de
mntenir
des
teneun
en
plomb
inwmpiitiblesavec
I'usageexistantou
mnnu
mitaoon de
zonesamiamindes
sou-).
Identification des
zonescontamin&es
(sourap)ensurfa
et
en pdondeur.
Objectifs
S'assurer que la q d k u
sdes(confoml lsage.
Evaluerldenfier des
zones
dexpoition
potentielles.
si
une
vrification
de
la
q d k
du sol
aboutit
une
rponse
ngative.ousi indications
exist ntes
(tude
historique.
donnesexistantes,
mnstatations
..).
Mise en
Deum
de
sduons
degestionoude
rhabilitation (traitement,
excavation... .Evaluationde:
besoins techni-
conomiques.
Idenoficationdeszones
risquepour &ter la
dispersionde
amiammant.
ouI'exposion des
travailleursipopulations
la
contanination.
I m
de
kavaux damnaaement.
Evaluaonde
a
qUaht.+dunsol
agiicde
(NF X31-
100):adapte
(--
davoir dfini
i'wsseur
invesgaon).
Evaluation
de
a
qudit d'un
sol
agride (NFX31-
100
adapte
sous
serve
davoirdfini
I'pilisseur
dinbestigation)
Echanllonnage
ponduel
sysimatiqw.
Echanllonnage
ponduel
S y s h a t i q U e
Commentaire
Selon eomtexie. le
nomaedepoinLsde
prlkRment
raliser
peutelle vaiiable. Peut
ncessiteruelle
complt par
une
approche
@%que.
en
c sde kpns?ngative.
Approche systrrratique
par mriiiage densiIe
selon
besoin)
CU
lignes.
~
UOlisaliMi un
maillage.
Lecascheant
[excavaiion.baitement
considrer la prdondeur.
R m r s unmaillage
selon lesk i s
d i ~ s i o n s .
///ustration5 - Tableau rcapitu/afifdes
objectifs
de /'chanti//onnage, desbesoinseldes
sfrafgies d6chaniNonnages possibles.
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4. Conclusion
L'chantillonnage de sols urbains ne consiste pas seulement
prlever une certaine
quantit de
sol
et l'analyser en laboratoire, ma is doit rpondre
une ncessit, lie
au con texte du site e t son occupa tion.
Les besoins d'chantillonnage ne son t pas les mm es selon q ue l'on souhaite vrifier
la qualit d'un sol en surface par rapport
son usage, ou rechercher des zones
contaminer devant faire l'objet d'un traitemen t.
Si dans certains cas un protocole d'chan tillonnage adapt l'valuation de la qua lit
des
sols
agricoles peut tre galement adop t pour valuer la qualit de
sols
urbains,
une approche ponctuelle spcifique peut tre ncessaire dans d'autres
cas.
L'adquation des plans d'chantillonnage au problme trait, de la stratgie de
prlvement, et l'utilisation de matriel d'analyse portable directement sur le terrain,
sont susceptible de rduire significativement les cots et les dlais des campagnes
d'chantillonnage
mettre en uvre.
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Bibliographie
AFNOR (1996) - Qualit des sols. Mthodes d analyses. Recueil de normes franaises,
3 e
dition, 534 p.
Baize D. (1997) - Teneurs totales en lments traces mtalliques dans les sols. Ed.
INRA, 408 p.
Baize D. (2002) - Etude de l impact d une usine s u les teneurs en plomb des
sols
environnants Commune de Nouan-le-Fuzelier (Loir et Cher).
Bundes
-
Bodenschutz- und Altlastenverordnung (BBodSchV) (1999)
-
12 juillet 1999,
Bundesanzeiger Nr 161a, 63 p.
Douay F., Perdrix E., Fourrier H., Plaisance H. (2001) - Cartographie des teneurs en
cadmium, plomb
et
zinc dans les horizons organo-minraux des parcelles agricoles
autour des sites mtallurgiques de Noyelles-Godault et Auby. Rapport de fin de
contrat, Convention FEDER OBJ1-99.2-02-N085/2, Institut Suprieur d Agriculture et
Ecole des Mines de Douai, Dcembre 2001,27p.
ISO 10381-5 : Qualit des sols - Echantillonnage - Parie
5
: Lignes directrices relatives
l investigation des sols pollues en sites urbains et industriels.
Ministre de l Amnagement du Territoire et de l environnement
(2002)
-
Gestion des
sites (potentiellement) pollus, version 2, Editions BRGM.
Sterckeman T, Douay F, Proix N, Fourrier
H.
(2000) - Vertical distribution of Cd, Pb,
and Zn in soils near smelters in the north of France. Environmental Pollution, 107, 3,
377-390.
Sterckeman T, Douay F. Proix N. Fourrier
H.
(2002a)
-
Contamination des
sols
vers la
profondeur Noyelles-Godault et Auby, chap. 14, 237-254. Les lments traces
mtalliques dans les
sols.
approches fonctionnelles et spatiales, D. Baize et M. Terc
(Coord.). INRA Ed., 565p.
Sterckeman T., Douay F., Proix N., Fourrier
H.,
Perdrix E. (2002b)
-
Aement of the
contamination
of
cultivated soils by eighteen trace elements around smelters in the
North of France. Water, air and soi1 pollution, 135 , no 1-4, 173-194.
Wavrer Ph., (1997) - Mthodologies et stratgies d chantillonnage des sols. Etude
bibliographique. Rapport CNRSSP/l997/11, dcembre 1997, 51 p.
