Annexe 5

Annexe V.

Critères spécifiques applicables aux eaux souterraines contaminées par des hydrocarbures d'origine pétrolière Le présent annexe établit les lignes directrices pour le déroulement des investigations et les solutions d'assainissement qui doivent être appliquées en cas de contamination des eaux par des hydrocarbures d'origine pétrolière, sans préjudice de la procédure et des critères applicables à titre générique. Ainsi, le paragraphe 1 sert de base pour compléter et ajuster la Caractérisation hydrique de la zone affectée de l'étude de diagnostic de la situation initiale, prévue par le Règlement des sols contaminés, et le paragraphe 2 propose une série de techniques qui peuvent être utilisées lors de la définition des actions de décontamination des eaux souterraines, conformément à l'annexe III du présent arrêté.

1. Caractérisation de la contamination Du raffinage du pétrole sont obtenues diverses fractions qui peuvent être contaminantes dans l'environnement.

La fraction la plus courante est l'essence (mélange d'hydrocarbures légers avec divers additifs tels que le Méthyl Tert-Butyl Éther ou MTBE et l'Éthyl Tert-Butyl Éther ou ETBE), mais il existe d'autres dérivés du pétrole tels que le gazole, le fioul et les huiles lubrifiantes, entre autres, qui peuvent également affecter négativement les eaux.

Le tableau suivant présente une description de chaque fraction et le programme analytique minimal qui doit être adopté pour chacune des fractions associées à la contamination par des hydrocarbures d'origine pétrolière.

Fraction Composition approximative Composés majoritaires Programmes analytiques nécessaires dans les eaux Essence (GRO) C4-C12 Contient principalement du n-butane, de l'isopentane, du pentane, des mono- et diméthylpentanes, des BTEX, de l'hexane, du mono- et diméthylhexane, du triméthylbenzène, du méthyléthylbenzène et, en moindre quantité, des naphtalènes.

Présente également des additifs (MTBE et ETBE).

HTP volatils HTP totaux (séparation aliphatiques et aromatiques) BTEX ( benzène, toluène, éthylbenzène et xylènes ) MTBE ( Méthyl Tert-Butyl Éther ) ETBE ( Éthyl Tert-Butyl Éther ) 1,2-DCA (1,2 –dichloroéthane) Gazole ; diesel (DRO) C8-C21 Composé principalement de paraffines (n-alcanes et isoprénoïdes), de naphtalènes et d'hydrocarbures aromatiques.

HTP Totaux (séparation aliphatiques et aromatiques) HAP* Fiouls C8-C21 C12-C34 Comprennent des hydrocarbures non volatils, contiennent en général des hydrocarbures saturés et aromatiques (HAP*) et des alcènes.

HTP totaux (séparation aliphatiques et aromatiques) HAP* Huiles lubrifiantes C18-C34 Contiennent des alcanes, des aromatiques et des composés non hydrocarbonés.

HTP totaux (séparation aliphatiques et aromatiques) * HAP : sont considérés dans ce groupe les composés suivants : naphtalène, phénanthrène, anthracène, fluoranthène, benzo(a)anthracène, chrysène, benzo(a)pyrène, benzo(k)fluotanthène, benzo(ghi)pérylène et indéno(1,2,3-cd)pyrène.

La caractérisation de la contamination dans l'eau implique une série d'actions qui doivent permettre d'obtenir les informations nécessaires pour pouvoir évaluer le risque de l'atteinte et définir les éventuelles solutions d'assainissement.

Ces actions concrètes, qui doivent compléter les actions établies à titre générique, peuvent se résumer dans les points suivants :

• Description de la géologie, de l'hydrologie de surface et des caractéristiques hydrogéologiques du milieu. Il convient de connaître les aquifères existants, le niveau phréatique, l'usage des eaux, l'existence de puits d'eau, les rivières, les zones humides, la direction de l'écoulement souterrain ; et d'estimer les paramètres hydrauliques de l'aquifère ; d'identifier le type de sol et les voies de migration, entre autres.
• Définition de la distribution du contaminant tant verticale qu'horizontale (panache d'atteinte). Les caractéristiques du panache de contamination dépendent du type et de la quantité du contaminant ainsi que de l'hydrogéologie et de la chimie du milieu. Il convient de tenir compte du fait que les processus de dissolution, volatilisation, sorption, dispersion et dégradation du contaminant conditionnent le comportement du panache en aval de la source.
• Identification des récepteurs de la contamination. Pour évaluer l'incidence potentielle de la contamination, il convient d'identifier les récepteurs de la contamination, actuel et potentiels, situés aux abords du panache.

2. Restauration de l'environnement affecté Dans le cas où l'application du présent arrêté ministériel donne lieu à des actions de restauration de l'environnement affecté, celles-ci doivent être réalisées de manière à atteindre les objectifs de décontamination correspondants.

Les actions de restauration sur les eaux contaminées par des hydrocarbures impliquent des activités d'assainissement visant à réduire ou contenir la contamination de la phase dissoute, et dans certains cas sur la phase libre. 2.1. Actions sur la phase dissoute Sont considérées comme actions de restauration d'un panache d'eaux souterraines contaminées les actions de réduction de l'entrée de contaminants dans le milieu, l'élimination de la source de contamination, les actions de confinement de la contamination pour éviter la migration et l'atteinte en aval, l'utilisation de technologies de remédiation des eaux souterraines ainsi que l'évaluation et l'application de la remédiation par la voie de l'atténuation naturelle contrôlée comme solution de gestion pour atteindre les objectifs à long terme.

La meilleure stratégie ou technologie de restauration des eaux souterraines est celle qui privilégie la récupération de la ressource avec le moindre impact environnemental total et toujours en fonction de la vulnérabilité du récepteur.

Les techniques de confinement ou d'encapsulation isolent ou réduisent la mobilité du contaminant pour en éviter la migration.

Ces techniques s'appliquent à l'atteinte résiduelle dans le sous-sol pour éviter un apport constant de contaminants aux eaux souterraines.

Les techniques les plus utilisées sont celles définies dans le tableau suivant : Méthodes de confinement ou d'encapsulation Techniques de confinement Barrières verticales Barrières horizontales Barrières de sol sec Scellement profond Barrières hydrauliques Techniques d'encapsulation Stabilisation physico-chimique Injection de solidifiants Vitrification En ce qui concerne les techniques de restauration, le tableau suivant définit diverses solutions pour restaurer le milieu pour des contaminants d'origine pétrolière.

Le tableau répartit les solutions de restauration en techniques ex situ et en techniques in situ , de sorte que les techniques ex situ sont celles qui impliquent l'extraction d'eau par pompage et son traitement en surface au moyen de dispositifs situés à l'intérieur ou à l'extérieur de la source contaminante ; et les techniques in situ sont celles qui effectuent le traitement des eaux contaminées sans devoir extraire les eaux de leur milieu.

Contaminant Solutions de restauration ex situ Solutions de restauration in situ BTEX ( Benzène, toluène, éthylbenzène et xylènes ) Air stripping Adsorption sur charbon actif Pompage et traitement Air stripping Bioremédiation Remédiation par la voie de l'atténuation naturelle contrôlée Oxydation chimique HTP ( Hydrocarbures Totaux du Pétrole ) Séparation de phases Adsorption sur charbon actif Pompage et traitement Confinement/barrières réactives Bioremédiation Remédiation par la voie de l'atténuation naturelle contrôlée Oxydation chimique Addition de surfactants Traitement thermique Phytoremédiation HAP ( Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques : naphtalène, phénanthrène, anthracène, fluoranthène, benzo(a)anthracène, chrysène, benzo(a)pyrène, benzo(k)fluotanthène, benzo(ghi)pérylène et indéno(1,2,3-cd)pyrène ) Adsorption sur charbon actif Pompage et traitement Bioremédiation Remédiation par la voie de l'atténuation naturelle contrôlée Oxydation chimique Confinement/barrières réactives MTBE ( Méthyl Tert-Butyl Éther ) ETBE ( Éthyl Tert-Butyl Éther ) Air stripping Pompage et traitement Air stripping Bioremédiation Remédiation par la voie de l'atténuation naturelle contrôlée Oxydation chimique Les techniques définies par les tableaux précédents s'entendent sans préjudice de nouvelles techniques qui pourraient apparaître du fait de l'évolution du progrès scientifique, bien que leur utilisation éventuelle nécessite l'autorisation, au cas par cas, du ministère chargé de l'environnement. 2.2. Actions sur la phase libre On entend par phase libre la phase du milieu souterrain formée par un liquide non aqueux susceptible d'être transporté par le sous-sol, que ce soit par la force de gravité ou au moyen de l'écoulement souterrain.

L'apparition de la phase libre se produit lorsque le contaminant est libéré en une quantité suffisamment importante pour dépasser tant la capacité d'absorption du sol que celle de dissolution de l'eau souterraine ou la volatilisation.

Il existe deux types de phase libre :

• LNAPL : phase libre surnageante (Light Non-Aqueous Phase Liquid) formée d'hydrocarbures dérivés du pétrole.
• DNAPL : phase libre plus dense que l'eau (Dense Non-Aqueous Phase Líquid) formée de composés organiques halogénés. Le tableau suivant résume les méthodes de caractérisation et d'élimination de la phase libre (NAPL) : Type de phase libre Méthodes de caractérisation Méthodes d'élimination ex situ Méthodes d'éliminationin situ LNAPL (BTEX, HTP, HAP) Méthodes intrusives de forage et d'échantillonnage par pression directe. Techniques géophysiques. Pompage et traitement. Extraction de phases (avec ou sans addition de surfactants). Traitement thermique. Confinement (barrières imperméables). Remédiation par la voie de l'atténuation naturelle contrôlée. Bioslurping. DNAPL ( COV-Composés Halogénés Organiques Volatils et COSV-Composés Organiques Semi-volatils Halogénés ) Méthodes intrusives de forage et d'échantillonnage par pression directe. Techniques géophysiques. Traceurs (détermination de NAPL résiduels). Pompage et traitement. Extraction de phases (avec ou sans addition de surfactants). Confinement (barrières imperméables). Remédiation par la voie de l'atténuation naturelle contrôlée. Les techniques définies par les tableaux précédents s'entendent sans préjudice de nouvelles techniques qui pourraient apparaître du fait de l'évolution du progrès scientifique, bien que leur utilisation éventuelle nécessite l'autorisation, au cas par cas, du ministère chargé de l'environnement. 2.3. Techniques de restauration Le tableau suivant présente un bref résumé des caractéristiques des techniques de restauration mentionnées dans les paragraphes précédents. Techniques de restauration Description Addition d'agents tensioactifs Addition d'agents tensioactifs aux eaux souterraines ou au sol pour favoriser ou accélérer les processus de bioremédiation. Adsorption sur charbon actif Une circulation verticale de l'eau est effectuée à travers l'adsorbant afin de transférer le contaminant de l'eau vers une surface solide. L'un des adsorbants les plus courants est le charbon actif. Air stripping Injection d'air à l'intérieur de la matrice saturée dans le but de faciliter le transfert du contaminant dissous de la phase liquide vers la phase gazeuse. Remédiation par la voie de l'atténuation naturelle contrôlée (ANM) Ensemble de processus biologiques ou physico-chimiques naturels (dégradation, dispersion, dilution, volatisation, sorption et précipitation) à partir desquels la concentration de contamination des eaux souterraines est réduite à des niveaux acceptables. Pour constituer une solution efficace, elle requiert une bonne caractérisation de la contamination et de son étendue ainsi qu'un plan de contrôle et de surveillance de l'évolution de la contamination. Bioremédiation Utilisation de processus microbiologiques pour la dégradation in situ des contaminants. Pour la mise en œuvre de cette technologie, les conditions du sous-sol et des eaux doivent être contrôlées et modifiées afin d'optimiser l'activité microbienne. Bioslurping Combinaison de deux techniques, la bioventilation et l'extraction de phases. Le contaminant est aspiré (au moyen du vide) et le sol est aéré pour favoriser tant l'extraction des vapeurs que l'activité dégradante des micro-organismes. Pompage et traitement Pompage de l'eau souterraine contaminée vers une station de traitement. Barrières de sol sec Confinement de la contamination dans des milieux subsuperficiels. Elle repose sur la dessiccation du sol par l'injection d'air sec au moyen d'un réseau de puits verticaux ou horizontaux. L'objectif est d'augmenter la capacité de rétention par le sol des substances contaminantes liquides afin d'éviter la migration vers les eaux souterraines. Barrières hydrauliques Installation de diverses méthodes d'extraction d'eau souterraine (puits, tranchées de drainage, etc.) pour empêcher la migration du panache de contamination. Barrières horizontales Réduction du mouvement vertical ou horizontal de la contamination au moyen de barrières imperméables. Barrières verticales Confinement/Barrières réactives Installation de parois réactives perméables à travers lesquelles on fait passer l'écoulement d'eau souterraine. Les barrières permettent le passage de l'eau mais limitent le mouvement des contaminants au moyen de l'utilisation d'agents réactifs tels que des métaux de valence zéro, des agents chélatants, des micro-organismes, entre autres. Stabilisation physico-chimique Immobilisation ou réduction de la mobilité des contaminants au moyen de processus physico-chimiques dans lesquels interviennent des agents stabilisants. Les agents stabilisants peuvent être organiques ou inorganiques, par exemple, le ciment Portland, la bitumisation, l'alcalinisation, etc. Extraction de phases Extraction simultanée des liquides et des vapeurs par l'application du vide dans le sous-sol. Phytoremédiation Utilisation de plantes et d'arbres pour décontaminer des masses d'eau ayant des niveaux piézométriques peu profonds. Injection de solidifiants Injection d'agents stabilisants (inorganiques comme le ciment ou organiques comme les substances bitumineuses, le polyéthylène ou les paraffines) dans le sol contaminé. L'injection est effectuée au moyen de puits ou avec les solidifiants mélangés au sol, de sorte que les contaminants se trouvent physiquement encapsulés dans une matrice stable et imperméable à l'eau. Oxydation chimique Réaction chimique d'oxydation des contaminants dissous ou de la phase libre au moyen de l'addition d'un agent oxydant (O2, KMnO4, H2O2, etc). Scellement profond Altération de la structure du sol contaminé au moyen de l'injection de matériaux plastifiants (par exemple : mélanges de bentonite et de ciment, ou de bentonite avec des résines organiques), afin d'en diminuer la perméabilité et de pouvoir contrôler la migration de la contamination en profondeur. Traitement thermique Élimination, immobilisation ou transformation des contaminants en composés moins nocifs au moyen de l'apport d'énergie sous forme de chaleur. Vitrification Stabilisation des contaminants au moyen de l'application de hautes températures.