Ingénierie durable 3/3 : la dépollution des sols

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Le modèle de l’eau

Les pollutions des sols et de l’eau sont étroitement liées puisque les polluants voyagent par capillarité, par ruissellement, par ventilation. Mais si les polluants à traiter sont sensiblement les mêmes, les traitements et les coûts diffèrent.

La dépollution de l’eau de surface entre dans un processus quotidien et industrialisé dont les acteurs sont bien identifiés. Chaque année, 15 300 usines d’eau potable produisent 6 milliards de m³ d’eau (source : SOeS-SSP, 2008). Cette eau est traitée par des procédés physiques, physico-chimiques, chimiques et biologiques. Le coût du traitement est à la charge de l’usager de l’eau, complété par des taxes sur le principe pollueur/payeur. L’eau étant considérée comme nécessaire à la vie, le suivi des ressources et le contrôle de la qualité de l’eau sont réguliers.

Particularités du sol

En 2018, la base Basol recense 6 800 sites et sols pollués ou potentiellement pollués en France. Ces situations de pollution sont souvent héritées du passé industriel du pays et le plus souvent découvertes à la fermeture d’un site ou lors d’un accident. Elles font l’objet d’une surveillance par l’État et les informations concernant ces sites sont mises à la disposition du public. Les pollutions issues des guerres, de l’agriculture, de la chasse ou du tir ne sont pas prises en compte dans la base Basol.

Le sol n’a longtemps été considéré que sous l’angle de la géologie, comme une matière inerte. La vie dans le sol n’est étudiée par des agronomes et des pédologues que depuis une soixantaine d’années. Ceux-ci ont mis en évidence sa vie microbienne et la fragilité de cet écosystème. D’après les auteurs de l’Atlas français des bactéries du sol de l’Inra Dijon, paru en 2018, il y a « un milliard de bactéries dans un gramme de sol et un million d’espèces différentes ». Les polluants, mais aussi certains traitements de dépollution, portent atteinte à cette vie et à la fertilité des terres. De plus, une grande partie des terres dépolluées hors site après excavation acquiert le statut de déchet et à ce titre fait l’objet de restriction d’usage et de précautions particulières. Sachant que 11 % des terres du monde sont cultivables sans contraintes majeures (déboisement, irrigation, relief…), il s’avère essentiel de préserver les terres de la pollution et de l’artificialisation, mais aussi de récupérer celles qui sont polluées.

Or, la dépollution du sol s’avère extrêmement complexe, longue et coûteuse, en raison de la nature du sol, de celle des polluants et de la combinaison de ceux-ci, de l’ancienneté de la pollution… Elle concerne des surfaces parfois si vastes et qu’aucune solution n’est applicable si ce n’est l’abandon des terres pour toute activité humaine ou agricole.

Évolutions de la politique de gestion de la pollution

En France, une commission du Sénat a enquêté de février à septembre 2020 sur la politique de gestion des sols pollués. Dans sa synthèse, elle réclame une définition législative de la pollution des sols comme pour l’eau ou l’air et constate un état des lieux fragmentaire des sites pollués. La commission préconise de meilleurs leviers pour actionner le principe pollueur-payeur, comme des garanties financières ou des assurances obligatoires pour les exploitants, ainsi que des délais de garantie plus longs. Elle déplore des coûts de dépollution dissuasifs. Ils peuvent parfois dépasser la valeur foncière du site à construire et favorisent un procédé : l’excavation des terres, traitement rapide mais peu écologique qui, de plus, est réalisé majoritairement à l’étranger. De nombreux procédés existent pourtant, mais ils ne sont pas industrialisés. Leur coût reste donc élevé, d’autant qu’il faut souvent combiner plusieurs traitements. La commission souhaiterait que les traitements de dépollution évoluent vers un système d’économie circulaire. 

En novembre 2020, le ministère de la Transition écologique faisait part à la Commission européenne de son projet d’arrêté fixant les critères de sortie du statut de déchet pour les terres excavées et sédiments ayant fait l’objet d’une préparation en vue d’une utilisation en génie civil ou en aménagement. Cette disposition a pour but de faciliter la valorisation des terres excavées et de dispenser les aménageurs de nouvelles contraintes induites par le statut de déchet.

Des projets prometteurs

La phytoremédiation, c’est-à-dire la dépollution opérée par des végétaux, est souvent le seul remède quand la pollution occupe de larges espaces. Elle nécessite de bien identifier les polluants pour sélectionner la ou les plantes les plus adaptées. Une fois que les végétaux ont rempli leur rôle en capturant les polluants, ils peuvent être revalorisés – compostage, eco-matériaux, méthanisation, bio-carburants, etc. Le projet de Thibaud Sauvageon, doctorant à l’université de Lorraine, fait appel à la phytoremédiation et la revalorisation. Il envisage de planter du chanvre sur les friches industrielles polluées de Lorraine. Cette plante deviendrait la matière première d’une production propre de textiles.

Avec leur projet Bioxyval, Gaëtan Urvoy et Stéfan Colombano étudient un protocole de traitements innovants permettant de réduire les coûts de dépollution aux HAP (hydrocarbures aromatiques polycycliques, des constituants de charbon ou de pétrole), une dépollution complexe qui concerne 16 % des sites pollués recensés dans Basol. L’objectif est de créer une filière de gestion de la dépollution spécifique et de revalorisation de ces sites pollués.
Leur méthode, testée dans une ancienne cokerie en Lorraine, consiste en un chauffage des terres à 50°C, puis un ajout d’oxydants novateurs et l’utilisation de bactéries pour résorber la pollution. Ensuite il faut remettre en fonction le sol en le reconstruisant par l’apport de matière organique, puis en le traitant avec de la chaux pour lui redonner de la consistance. La dernière étape sera la phytoremédiation : des plantes sélectionnées vont absorber la pollution restante. Le protocole s’étale sur plus de sept ans.

La nanoremédiation est également une piste sérieuse. Des nanoparticules de fer ont été testées sur les pollutions par composés chlorés ou par le chrome. Injectés dans le sol, in situ, elles ont montré leur efficacité pour dégrader ou immobiliser les polluants. Des études sur leur possible toxicité sur certains organismes doivent cependant être menées avant de généraliser leur emploi.

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Pour aller plus loin

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