Définir les modalités de gestion de la pollution des sols

2.2.2 Méthodes physiques par piégeage de la pollution

Confinement par couverture et étanchéification :

Cette méthode consiste à empêcher l'écoulement des eaux hors du lieu contaminé. Elle comporte trois phases : 1/ isolement des contaminants de manière durable, 2/ contrôle de la pérennité de l'isolement, 3/ suivi de l'efficacité des mesures.

Il s'agit d'une part de confiner les sols pollués par la mise en place 1/d'une isolation de surface imperméable ou semi-perméable afin d'empêcher (ou de limiter) la percolation des eaux de pluie à travers la zone non saturée, puis l'infiltration des eaux souillées vers les eaux superficielles et souterraines, 2/ d'une barrière entre la source de pollution et l'homme, la faune, la flore, 3/ d'une barrière au-dessus de la source de pollution pour éviter l'envol de poussières.

Le tableau 004 décrit la nature des couches classiquement utilisées.

Il s'agit d'autre part de 1/ surélever la surface de la zone de sol pollué pour que les ruissellements périphériques ne soient pas en contact avec la zone polluée, 2/ limiter les flux de gaz vers l'atmosphère et les habitations (les récupérer), 3/ éviter les phénomènes d'érosion de la zone confinée (par exemple en la végétalisant).

Il existe différents types de couvertures (Figure 007, partiellement adapté et traduit de Nathanail, 2002[1]) :

- multicouche terreuse (perméabilité > 10-6 m/s) peu performante vis-à-vis des infiltrations d'eau. Elle doit être réservée aux sites 1/ à faible potentiel polluant, 2/ ou dont le contact direct et/ou l'ingestion doivent être évités ;

- multicouche semi-perméable (10-6 m/s < perméabilité < 10-9 m/s) limitant moyennement les infiltrations et les émanations de gaz. Elle est employée pour des environnements peu vulnérables et pour limiter l'impact environnemental tout en favorisant une élimination progressive de la pollution ;

- Multicouche imperméable (perméabilité < 10-9 m/s) limitant fortement les infiltrations et émanations de gaz pour : 1/ les sites à fort potentiel polluant et 2/ les sites à environnement vulnérable.

Cette méthode s'applique à presque tout type de pollutions, le plus souvent aux remblais contenant des métaux/métalloïdes sous forme peu lessivable mais aussi aux contaminants organiques.

Dans tous les cas, il s'agit de confiner les sols à une côte altimétrique supérieure à celle du niveau piézométrique le plus haut. Des filets avertisseurs sont placés au-dessus du confinement.

Avantages : adapté à un grand nombre de polluants, à de grands volumes de pollution ; méthode fiable et peu coûteuse.

Inconvénients : n'élimine pas la pollution (nécessité de garder la mémoire du site) ; demande un suivi à très long terme, l'entretien du confinement, le contrôle des flux verticaux de polluants mais pas horizontaux.

Coûts et délais : 5 à 20€/m2 (couverture non étanche) à 30 à 60€/m2 (couverture étanche). Une décharge de 1-2 ha peut être traitée en quelques mois (remodelage du site, drainage, confinement, couverture et étanchéification)

Tableau 004 : Rôle, nature et type de couches utilisées dans le recouvrement de surface (adapté de ADEME, 1999)

Type de couche

Objectif

Nature

Couche de surface

  • Séparation physique du sol pollué des animaux, des plantes et des humains

  • Séparation des couches sous-jacentes de l'atmosphère

  • Diminution de l'influence de la température et des précipitations extrêmes

  • En cas de végétalisation, support aux plantes (et favorise le ruissellement et l'évaporation)

  • Terre végétale[2]

  • Terre végétale / géosynthétique (prévention de phénomène d'érosion)

  • Graviers et galets

  • Matériaux de pavage, béton bitumineux, pavage

Couche de protection

  • Séparation physique du sol pollué des animaux, des plantes et des humains

  • Minimisation des risques de destruction accidentelle du confinement

  • Protection des couches sous-jacentes de cycles hydratation/sécheresse, gel/dégel (provoquant des fissures et des crevasses)

  • Emmagasinement de l'eau qui se trouve dans les sols et favorisation de l'évapotranspiration

  • Matériaux locaux (sols, remblais et déblais sains)

  • Matériaux granulaires (afin d'éviter les intrusions animales)

Couche de drainage

  • Réduction du volume d'eau susceptible d'atteindre la structure d'étanchéité

  • Drainage de la couche de protection où l'eau de pluie s'accumule

  • Réduction de la charge hydraulique dans la couverture (ce qui engendre des instabilités et des tassements différentiels)

  • Séparation physique du sol pollué des animaux, des plantes et des humains

  • Structure simple ou composite (non agressive physiquement et chimiquement vis-à-vis de la couche d'étanchéité)

  • Sable ou gravier + filtre naturel (sable très fin) ou géotextile filtrant

  • Géotextile possédant la double capacité de filtration et de drainage

  • Composite géotextile-géoespaceur (fonction drainante et filtrante)

Couche d'étanchéité

  • Diminution du volume d'eau traversant la couverture

  • Argile compactée seule

  • Géomembrane seule

  • Géocomposite bentonitique seul

  • Géomembrane + argile compactée

  • Géomembrane + géocomposite bentonitique

  • Géocomposite bentonitique placé entre une géomembrane supérieure et une géomembrane inférieure et une géomembrane inférieure

  • Argile compactée placée entre une géomembrane supérieure et une géomembrane inférieure

Couche de fondation

  • Couche résistante et incompressible (afin d'éviter les tassements préférentiel)

  • Divers (matériaux physiquement et chimiquement non agressifs vis-à-vis de la couche d'étanchéité)

Couverture pour prévenir le contact direct l'ingestion et le réenvol de poussières (Couche de protection puis filet avertisseur puis sols pollués) ; Couverture pour prévenir la remontée de pollution (Couche de protection puis Géotextile (prévention de la migration de particules fines) puis Matériaux granulaires puis Sols pollués ; Couverture pour prévenir la pollution des eaux souterraines ( Couche de surface puis Couche de protection puis Géotextile puis Matériaux granulaires (drainages des eaux) puis Argile puis Sols pollués; Couverture pour collecter les émanation gazeuses (Couche de surface puis Filet avertisseur puis Couche de protection puis Matériaux granulaires (drainages des gaz) puis Sols pollués par des composés volatils.
Figure 007 : Rôle et exemples d'isolations de surface (partiellement adapté et traduit de Nathanail, 2002)
  1. Nathanail J., Bardos P. et Nathanail P. (2002) -

    Contaminated Land Management. Land Quality Press and EPP Publications, Londres, 467 p.

  2. Terre végétale

    Terre issue d'horizons de surface (les sols présentent une structure stratifiée appelés horizons) humifères (riche en humus : ensemble des matières organiques décomposées présentes dans le sol) ou d'horizons profonds pouvant être mélangée avec des matières organiques d'origine végétale, des amendements organiques et/ou des matières minérales (norme NFU 44-551). Cependant cette norme n'est pas toujours respectée et peut poser problème pour des usages alimentaires

2.2.1 Méthode physique par évacuation de la pollution2.3 Méthodes chimiques
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