Etude de la mobilité des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) contenus dans un sol industriel
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INTRODUCTION La pollution des sols et des sous-sols résulte des conséquences des diverses activités humaines (industrielles, agricoles…) cumulées au cours des temps. Ces pollutions négligées jusqu’à une époque relativement récente deviennent aujourd’hui une préoccupation majeure en raison de leurs conséquences sanitaires, environnementales et socio-économiques. De nos jours, la réglementation environnementale de plus en plus contraignante, les améliorations des procédés et des pratiques de protection de l’environnement, l’application plus suivie des principes du développement durable et la gestion améliorée des déchets limitent de plus en plus l’impact polluant de ces diverses activités humaines. Comme la plupart des pays industriels, la France hérite des conséquences de son passé industriel. Un type de pollution très répandue en France est le cas des sites où des combustibles fossiles ou leurs produits dérivés ont été utilisés. C’est par exemple le cas des sites de traitement du bois où la créosote et l’huile d’anthracène, deux produits riches en HAP, servaient en tant que conservateur. Un autre cas à citer est celui des goudrons de houille obtenus lors de la pyrolyse du charbon (usines à gaz, cokeries). Ces sites pollués, très nombreux dans les pays industriels, sont aujourd’hui délaissés pour la plupart est constituent autant de friches industrielles. On compte en France de l’ordre de 700 à 800 anciennes usines à gaz. Le devenir de ces friches ...

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INTRODUCTION
La pollution des sols et des soussols résulte des conséquences des diverses activités humaines (industrielles, agricoles…) cumulées au cours des temps. Ces pollutions négligées jusqu’à une époque relativement récente deviennent aujourd’hui une préoccupation majeure en raison de leurs conséquences sanitaires, environnementales et socioéconomiques. De nos jours, la réglementation environnementale de plus en plus contraignante, les améliorations des procédés et des pratiques de protection de l’environnement, l’application plus suivie des principes du développement durable et la gestion améliorée des déchets limitent de plus en plus l’impact polluant de ces diversesactivités humaines. Comme la plupart des pays industriels, la France hérite des conséquences de son passé industriel. Un type de pollution très répandue en France est le cas des sites où des combustibles fossiles ou leurs produits dérivés ont été utilisés. C’est par exemple le cas des sites de traitement du boisoù la créosoteet l’huile d’anthracène, deux produits riches en HAP, servaient en tant que conservateur. Un autre cas à citer est celui des goudrons de houille obtenus lors de la pyrolyse du charbon (usines à gaz, cokeries). Ces sites pollués, très nombreux dans les pays industriels, sont aujourd’hui délaissés pour la plupart est constituent autant de friches industrielles. On compte en France de l’ordre de 700 à 800 anciennes usines à gaz. Le devenir de ces friches pose des problèmes environnementaux majeurs et notamment celui des risques de transfert de pollution. La problématique de la gestion et du traitement des sites pollués est complexe du point de vue scientifique, technique et financier. Une première étape consiste en l’identification de la pollution, de son ampleur et de sa répartition sur le site, y compris dans la nappe. L’instrumentation et le suivi en temps peut donner des informations importantes quant à l’urgence de la mise en œuvre du processus de réhabilitation/traitement. En effet, ce n’est pas tant la présence de polluants dans les sols qui est problématique, mais le fait que cette pollution soit mobilisable et donc qu’elle risque d’affecter une population. La connaissance des mécanismes de mobilisation et de transfert joue à cet égard un rôle largement aussi important que l’identification de la présence d’un contaminant à un endroit donné. De plus, dans le domaine de la réhabilitation des sols pollués, avantde décider objectivement d’un traitement efficace, il est important que des études sur la mobilité des polluants aient été réalisées. Cependant, à l’heure actuelle le processus de normalisation et d’élaboration de guides ou de méthodologies permettant d’évaluer et d’orienterce types de travaux se trouve encore dans une phase de début. Ainsi, le guide intitulé « Diagnostic approfondi des sites et sols pollués »
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édité par le BRGM, seul document français administratif à caractère réglementaireabordant le sujet, ne renvoi pas, dans sa version actuelle, à des méthodes, ni à des tests spécifiques à l’étude des mécanismes de transfert, bien que leur compréhension y soit recommandée « …la compréhension des mécanismes de transfert des polluants dans ces milieux, fortement dépendants des propriétés physicochimiques des substances (viscosité, solubilité, densité,…) mais aussi des paramètres du sol (pH, potentiel redox, teneurs en matières organiques, …)… ». Une batterie importante de tests normalisés existe dans le domaine de la lixiviation des déchets. Ceuxci fournissent notamment les outils nécessaires pour étudier la mobilité de leurs polluants. Certains de ces tests sont d’ailleurs abusivement employés, à notre avis, pour l'étude des sols pollués. Il n'existe pas encore de tests de lixiviations normalisés dans le domaine des sols pollués mais on attend prochainement la publication par l’ISO des premiers tests de conformité élaborés par le Comité technique 190 «Soil quality». En France, le groupe AFNOR X31E travaille actuellement sur une norme dont les aboutissants seraient, à travers une approche en scénario, d'orienter l'expérimentateur vers des tests adaptés aux sites étudiés, en fonction des objectifs poursuivis, par exemple pour l’identification des mécanismes de transfert, pour la classification du site etc. Aujourd’hui, la nécessité d’étudier les mécanismes de transfert dans les sols pollués est donc bien réelle. Cependant, il est primordial d’établir une méthodologie de travail, les outils expérimentaux spécifiques à la problématique des sols pollués ainsi quel’interprétation des résultats expérimentaux, notamment par modélisation. C’est dans ce contexte et dans le cadre d’un programme de recherche mené par l’ADEME, organisme Français chargé notamment de l’identification, de la caractérisation, du suivi et de la gestion des sites pollués, que se sont déroulés les travaux de thèse. L’objectif était d’étudier la mobilité des HAP d’un site industriel du Nord de la France. Ce travail a été réalisé en plusieurs grandes étapes : 1. Lapremière partie a consisté à recueillir les connaissances sur la problématique de la mobilité des composés organiques dans les sols, afin d’orienter de la meilleure façon le déroulement du programme. 2. Lesol brut, après avoir été échantillonné de façon représentative, a tout d’abord était caractérisé du point de vue de ses principales caractéristiques physicochimiques: humidité, contenu total en polluant, Carbone Organique Total, composition élémentaire, teneur en phénol, granulométrie, humidité,...
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3. Ensuite,une série d’expérimentation basée sur des tests de lixiviations classiques a été réalisée afin d’obtenir lespremiers renseignements sur le comportement du sol au contact de l’eau. Suite à cette première phase, il a été décidé de poursuivre les lixiviations à l’aide d’un outil expérimental plus adapté à nos objectifs. 4. Conceptionet mise au point de l’outil expérimental adapté à l’étude de la mobilité des HAP dans le sol étudié. 5. Enfin,une seconde série d’expérimentationsa permis d’appréhender les principes de la mobilité des HAP dans le sol étudié, à travers l’identification des mécanismes majoritaires contrôlant le transfert ainsi que l’évaluation de l’influence de certains paramètres physicochimiques sur ce transfert. Outre le fait d’étudier la mobilité des polluants d’un site industriel donné, notre travail a aussi contribué à l’élaboration d’une méthodologie de caractérisation de la mobilité des HAP (et plus généralement des composés organiques hydrophobes) dans lessols/sites pollués.
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