Chapitre I : Synthèse bibliographique Chapitre I Synthèse bibliographique 19 Chapitre I : Synthèse bibliographique 20 Chapitre I : Synthèse bibliographique I . Synthèse bibliographique I-1 Les sédiments de dragage I-1.1 Origine et nature des sédiments Les sédiments sont des dépôts (continentaux ou marins) qui proviennent de l’altération et de la désagrégation de roches préexistantes. Ces dépôts sont ensuite transportés par les cours d’eau et/ou par le vent, pour finalement se déposer dans des bassins de sédimentation et former des roches sédimentaires. Les sédiments ont principalement deux origines : endogène ou exogène. - L'origine endogène de la sédimentation provient de la production autochtone du milieu. Cette production primaire engendre des débris de macrophytes (plantes aquatiques, cadavres de microphytes et d'animaux) - L'origine exogène. Dans ce cas-ci, les sédiments sont issus du ruissellement des fleuves, des effluents ou de l'atmosphère. Cet apport peut être d'origine naturelle (érosion des sols, décomposition de la matière végétale), ou anthropique (apports de matière en suspension, de matières organiques, de nutriments ou de micro-polluants en raison des rejets agricoles, industriels et domestiques) [1]. La provenance des sédiments conditionne leur composition minérale : - Les sédiments terrigènes (blocs, cailloux, graviers, sables, …), ...
Les sédiments sont des dépôts (continentaux ou marins) qui proviennent de
l’altération et de la désagrégation de roches préexistantes. Ces dépôts sont ensuite
transportés par les cours d’eau et/ou par le vent, pour finalement se déposer dans des
bassins de sédimentation et former des roches sédimentaires.
Les sédiments ont principalement deux origines : endogène ou exogène.
-L'origine endogène la sédimentation provient de la production autochtone de
du milieu. Cette production primaire engendre des débris de macrophytes (plantes
aquatiques, cadavres de microphytes et d'animaux)
- L'origine exogène. Dans ce cas-ci, les sédiments sont issus du ruissellement
des fleuves, des effluents ou de l'atmosphère. Cet apport peut être d'origine naturelle
(érosion des sols, décomposition de la matière végétale), ou anthropique (apports de
matière en suspension, de matières organiques, de nutriments ou de micro-polluants en
raison des rejets agricoles, industriels et domestiques) [1].
La provenance des sédiments conditionne leur composition minérale :
- Les sédiments terrigènes (blocs, cailloux, graviers, sables, ), issus de
l’érosion des sols, traduisent fidèlement de par leur nature chimique la nature des terrains
érodés.
- Les particules les plus fines (limons, boues et vases) sont composées d’une
part des minéraux argileux d’origine terrigène et d’autre part de squelettes d’organismes
d’origine endogène [1].
Les sédiments peuvent être caractérisés par leur granulométrie :
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Taille
Supérieur à 20 cm De 2cm à 20cm De 2mm à 2cm
De 63µm à 2mm De2µmà63µmInférieur à 2µ m
Chapitre I : Synthèse bibliographique
Dénomination
blocs Galets et cailloux Graviers Sables (grossiers et fins) Limons (ou silt) Vases, bous argileuses
Tableau 1 : Classement granulométrique des sédiments
L’analyse granulométrique des vases étudiées par Boutil [2] conclut à une
dominante limoneuse (plus de 60%) et à une faible teneur en sable souvent inférieure à
20%. La fraction argileuse est d’environ 25%. La proportion d’ultra fins est estimée entre
30% et 60% de la fraction argileuse, selon les études de Vidalie [3] .
Le sédiment peut être classé en tenant compte de leur texture :
Figure 1 : Diagramme triangulaire pour classer le sédiment selon leur texture [4]
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Chapitre I : Synthèse bibliographique
I-1.2 La problématique des sédiments de dragage
I-1.2.1 Le dragage
Le dragage constitue une activité vitale pour l'exploitation des ports et des canaux fluviaux. En moyenne 50 millions de m3 desédiments sont dragués par an en
France. Les trois principaux ports d’estuaires (Rouen, Nantes-St Nazaire et Bordeaux) font état d’un volume annuel d’environ 25 millions de m3de sédiments dragués. Les cinq
grands ports maritimes, Dunkerque, Calais, Boulogne, le Havre et la Rochelle, draguent un volume annuel de 6,2 millions de m3, auxquels s’ajoutent les dragages, moins
conséquents en volume, des multiples autres enclaves portuaires [5] .
Le volume des sédiments dragués (ports canaux) pour différents pays est
Tableau 3 : Valeur limites de lixiviation pour les trois déchets (test de lixiviation sur la base d’un ratio liquide solide de 10 l/kg)
I-1.2.2.2 Réglementations nationales
Toute opération d'immersion effectuée à partir d'un port français relève de la loi
n° 76-599 du 7 juillet 1976 relative à la prévention et à la répression de la pollution
marine par les opérations d'immersion.
Le dossier de demande d'autorisation d'immersion est adressé au préfet du
département territorialement concerné par les opérations de dragage ou, si l'opération de
dragage doit être effectuée à l'intérieur de la circonscription d'un port autonome (D. n°
82-842 du 29 septembre 1982).
La réglementation française en matière de dragage et d’immersion s’appuie,
actuellement, sur le nouvel arrêté du 14 juin 2000, relatif aux niveaux de référence à
prendre en compte lors d’une analyse de sédiments marins ou estuariens présents en
milieu naturel ou portuaire, publié au J.O. le 10 août 2000 [15] . Ce texte en accord avec
les lignes directrices OSPAR, fixe des seuils de contamination à partir desquels doit être
appréciée l’incidence de l’opération sur le milieu [16] :
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Chapitre I : Synthèse bibliographique
Niveau 1 : valeur au-dessous de laquelle l'immersion peut être autorisée sans
étude particulière, mais au-dessus de laquelle des études plus approfondies que la simple
analyse physico-chimique doivent être entreprises. Dans ce dernier cas, une évaluation
écotoxicologique globale du sédiment par un ou plusieurs tests de laboratoire peut être
demandée par les services chargés d'instruire la demande du permis d'immersion,
Niveau 2 valeur au-dessus de laquelle l'immersion est susceptible d'être :
interdite s'il n'est pas apporté la preuve qu'elle constitue la solution la moins préjudiciable
pour l'environnement.
Métaux As Cd Cr Cu Hg Pb Ni Zn
Ces niveaux de référence sont regroupés dans le tableau 4.
Niveau 1 Niveau 2 Polychlorobiphényles Niveau 1 Niveau 2 25 50 CB 28 0,025 0,05 1,2 2,4 CB 52 0,025 0,05 90 180 CB 101 0,05 0,1 45 90 CB 118 0,025 0,05 0,4 0,8 CB 138 0,05 0,1 100 200 CB 153 0,05 0,1 37 74 CB 180 0,025 0,05 276 552 PCB totaux 0,5 1 Tableau 4: Niveaux de référence (mg/kg sédiment sec) pour les métaux et Polychlorobiphényles selon l’arrêté du 14 juin 2000
I-1.2.3 Le devenir des sédiments dragués
Bien que très largement pratiquée, l'immersion n’est pas obligatoirement la
destination finale de tous les matériaux dragués. En effet, selon leurs caractéristiques
physico-chimiques et leur niveau de contamination, les déblais peuvent être valorisés,
déposés ou confinés à terre et en mer, ou être soumis à des traitements spécifiques de
dépollution[12].
I-1.2.3.1 Les mises en dépôts
Les sédiments peuvent techniquement être mis en dépôt à terre, sous l'eau ou sur
des îles. Toutefois, les dispositions liées à la protection de l'environnement marin contre
les risques écologiques potentiels des immersions tendent à privilégier les dépôts
terrestres.
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I-1.2.3.2 Le lagunage
Chapitre I : Synthèse bibliographique
Le lagunage consiste à déposer de manière temporaire sur un faible épaisseur
des sédiments en vue de leur utilisation ultérieure. Différents processus interviennent au
cours de l'opération qui débute par une perte irréversible d'eau.
I-1.2.3.3 Remblaiement et construction d'îles artificielles
Lorsque les sites le permettent, d'importants dépôts à terre peuvent être
construits par remblaiements côtiers ou création d'îles artificielles : dépôts de Papegaaiebek et Slufter (Pays - Bas) dont la capacité est de 0,9 millions de m3sur une
surface de 29 Ha, île artificielle de Bilho dans l'estuaire de la Loire.
I-1.2.3.4 Les dépôts sous-marins confinés
La technique la plus courante consiste à recouvrir les sédiments déposés au fond
de la mer par une importante couche de sable (1 m) destinée à les isoler de la colonne
d'eau sus-jacente. Connue sous le nom de "capping" cette pratique est peu courante en
Europe.
I-1.2.3.5 La valorisation des déblais de dragage
Elle est souvent recherchée pour réduire les coûts de dragage et répondre à un
besoin en matériaux. Trois types d'utilisation sont envisageables : amendements pour les
sols agricoles (épandage), emploi comme matériaux de construction primaires (sables) ou
élaborés (briques), remblaiement pour la réalisation d'infrastructures.