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Trois ans pour traiter un sol pollué aux hydrocarbures

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Trois ans pour traiter un sol pollué aux hydrocarbures

3. les critères de tri sont basés sur les prélèvements effectués dans le sol avant excavation. Une analyse des échantillons est réalisée dans un laboratoire agréé.

Sur le site de six hectares d’une ancienne cokerie, les terres les plus souillées sont dépolluées par traitement thermique, les moins contaminées traitées in situ par voie biologique.

Auparavant occupés par les Houillères du Nord et du Pas-de-Calais qui y fabriquaient le Carbolux (1), le terrain de Gosnay (Pas-de-Calais) couvre une superficie d’environ six hectares. À l’époque, les produits polluants générés provenaient essentiellement des activités carbochimiques exercées sur ce site. Pour traiter les 52 000 t de terre polluée, il a fallu en excaver 150 000 t, sur des profondeurs pouvant atteindre des dizaines de mètres. À la fin de l’opération, l’ensemble des terres du site présente des concentrations toujours inférieures à 500 mg/kg de HAP (2), seuil en dessous duquel elles sont considérées comme dépolluées. Pour ­atteindre ce résultat, il aura fallu trois ans de travaux. Ce sont les prélèvements de terre qui ont dicté le mode opératoire. Dans un premier temps, les zones à excaver déterminées par les sondages préliminaires sont matérialisées sur le site. L’excavation évolue par mailles élémentaires de 20 x 20 m et par couches de 1 à 2 m. La cadence moyenne se situe entre une et deux mailles par jour, soit un volume compris entre 40 et 150 m3, selon le matériau, la zone et le degré de pollution. Les critères de tri sont basés sur les prélèvements effectués avant excavation. Une analyse de l’échantillon provenant de chaque prélèvement est réalisée dans un laboratoire agréé. Une rotation continue – prélèvement/analyse/excavation – est établie, de façon à orienter les terres extraites selon les résultats d’analyses. Lors des excavations, un contrôle visuel et olfactif a permis de vérifier si le volume concerné par chaque analyse est homogène et, dans le cas contraire, un prélèvement pour analyse supplémentaire est alors effectué. D’une façon générale, le front d’extraction d’une couche de terre dans une zone s’arrête lorsque les résultats d’analyse montrent une concentration inférieure à 500 mg/kg de HAP. 

Le chantier s’est déroulé en trois phases. La première concerne l’excavation, le triage et l’évacuation des terres les plus polluées, ainsi que le traitement des gravats. La seconde est dédiée au traitement des terres polluées par voie biologique ou thermique, suivant leur degré de pollution. La troisième englobe la réception des traitements, la remise des terres traitées dans le vide des fouilles, le nivellement, la végétalisation, ainsi que la remise en état général du site. Les terres excavées sont triées selon une classification basée sur les concentrations en HAP. 

Avec une concentration inférieure à 500 mg/kg, elles ne subissent pas de traitement et sont déposées sur le terrain. Une partie sert aux remblais des autres zones en fin d’excavation, le reste est stocké sur le site pour être utilisé en couche de surface.

Traitement biologique et désorption thermique

Lorsque la concentration en HAP est comprise entre 500 et 5 000 mg/kg, elles sont mises en andains (stockage épais et en longueur) sur le site et font l’objet d’un traitement biologique. La surface de sol dédiée au stockage est protégée par un polyane. Le traitement permet d’accélérer considérablement un processus naturel qui, sans aide « technique », mettrait des décennies à opérer. En effet, les terres sont naturellement chargées de micro-organismes et de bactéries qui « digèrent » très lentement ce type de polluants. La mise des terres en andain, avec apport de nutriments et d’oxygène, et aération régulière de façon mécanisée, accélère le processus. Le travail de dépollution génère une élévation de température des terres, et lorsque cette dernière baisse, il est nécessaire de réinjecter des nutriments et de l’oxygène, jusqu’au seuil de 500 mg/kg de HAP. En fin d’opération, ces terres sont remises dans le vide des fouilles, puis recouvertes d’une couche de terre saine.

Lorsque la concentration est comprise entre 5 000 et 15 000 mg/kg, les terres sont stockées provisoirement sur le site avant d’être envoyées et traitées dans un centre de désorption thermique situé à Rouen (Seine-Maritime) et sont ensuite ramenées sur le site. Ce traitement dépollue les terres en volatilisant les polluants dans un four rotatif entre 400° et 500°C. Les polluants transformés en gaz sont ensuite oxydés dans un deuxième four de post-combustion chauffé à plus de 1 000°C. Remy Gobillot, directeur technique des Charbonnages de France – Pas-de-Calais, précise : « Il s’agit de débarrasser les terres d’impuretés surtout constituées de composés organiques (hydrocarbures, solvants, goudrons) que l’on retrouve habituellement après une activité classique de carbochimie, mais heureusement assez simples à détruire ».

Ce procédé très efficace respecte les normes environnementales (émissions de gaz inertes, pas de production d’eaux usées, ni de déchets ultimes). La qualité de traitement se traduit par une dépollution homogène et quasi totale qui rend le matériau traité facilement valorisable, comme dans le cas présent, sous forme de remblais. Avec une concentration supérieure à 15 000 mg/kg, les terres sont transportées jusqu’à la centrale ­d’Hornaing (Pas-de-Calais) pour y être incinérées.

Les anciennes fondations (massifs et éléments rencontrés) sont extraits, nettoyés puis remis dans le vide des fouilles, sauf les éléments métalliques qui sont triés puis évacués. La traçabilité est totale, chaque tranche de terre enlevée est pesée, un relevé topographique de chaque excavation est effectué.

L’eau et l’air sous surveillance

Tout au long du chantier, les contraintes d’environnement ont imposé des règles strictes à l’ensemble des intervenants, particulièrement vis-à-vis des risques de pollution de l’eau et de l’air. L’ensemble des installations et des équipements nécessaires à la remise en état du site a été conçu de telle manière qu’il ne puisse y avoir, même en cas d’accident, de déversement de matières dangereuses ou insalubres vers les égouts ou le milieu naturel.

Toutes les eaux souillées sont collectées et traitées sur place. Toutes les terres excavées et stockées ont été bâchées afin de limiter le dégagement d’odeurs. Chaque véhicule ou engin devant sortir de la zone polluée (dite zone rouge), et susceptible de souiller les voies, a été nettoyé sur l’aire prévue sur la plate-forme. Les valeurs maximales admissibles de polluants présents dans l’air ambiant ont été définies par I’INRS (3).

Polluants N° Fiche INRS Valeur limite d’exposition (VLE) Valeur limite moyenne d’exposition (VME)
Cyanures 111-4 10 ppm soit 10 mg/m3 2 ppm soit 2 mg/m3
Benzène 49 25 ppm soit 80 mg/m3 5 ppm soit 16 mg/m3
Brai de houille 91 0,2 mg/m3
Pb 99 0,1 mg/m3
Xylène 77 150 ppm soit 650 mg/m3 100 ppm soit 435 mg/m3
Toluène 74 150 ppm soit 550 mg/m3 100 ppm soit 375 mg/m3
Zinc 75 10 mg/m3
Benzo(a)pyrène 144 0,2 mg/m3
Fluor 1 ppm soit 2 mg/m3
Napthtalène 204 10 ppm soit 50 mg/m3
Nota: Seuls Ie xylène, Ie naphtalène et Ie benzène peuvent être mesurés par tubes colorimétriques.

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