L’Ademe, l’agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie, l’indique sur son site : en 2021, plus de 9 000 sites et sols pollués ont été recensés en France. On y rencontre fréquemment les 3 familles d’hydrocarbures (minérales, chlorés, HAP*), les métaux et les métalloïdes, les BTEX**, les cyanures, et enfin les autres contaminants type ammonium, chlorures, pesticides. De joyeux ingrédients qui engendrent des risques environnementaux et sanitaires et qui doivent être maîtrisés.
En raison de la complexité et de la diversité du milieu, des pollutions rencontrées et de leurs mécanismes de transfert et de dégradation, la gestion des sols pollués constitue donc un véritable défi. La société Géolithe propose des solutions d’identification des zones polluées, mais également de suivi de la dépollution. Les polluants se répartissent rarement de façon aléatoire dans le sol. Ils suivent
des chemins à travers les différentes couches lithologiques de remblais ou de terrain naturel, à travers les sols naturels et s’accumulent dans des zones préférentielles, des pièges stratigraphiques ou structuraux. Ce sont à la fois ces zones et les panaches de polluants que la société peut révéler par ses méthodes innovantes.
À la manière d’une exploration pétrolière ou minière, Géolithe produit une véritable image du sous-sol (en 2D ou en 3D), reproductible dans le temps (4D). La première investigation permet d’établir l’état initial du site ; elle présente les zones où les polluants sont les plus susceptibles de s’être accumulés.
Les investigations suivantes permettent d’imager les évolutions, les transferts, de mettre en évidence par exemple l’efficacité d’une dépollution.
Les méthodes d’imageries utilisées sont diverses et s’adaptent aux différents sites. D’une tomographie électrique à une tomographie sismique, la société met oeuvre l’une ou l’autre ou les deux, en fonction du terrain et des objectifs à atteindre. À la manière d’une échographie, d’une IRM, d’un scanner, chaque méthode apporte son lot d’informations ensuite interprètées pour le client. De
manière synthétique, la tomographie sismique permet d’imager la géométrie des couches sous-jacentes jusqu’au substratum, tandis que la tomographie électrique met en évidence les hétérogénéités au sein des matériaux et permet d’identifier les zones d’accumulations potentielles de certains polluants.

DEUX ÉTUDES GÉOPHYSIQUES DANS LE SUIVI ET LE DIAGNOSTIC DE SITES ET SOLS POLLUÉS

La première étude a consisté à réaliser, dans le cadre d’une dépollution d’un ancien site industriel, un suivi sur plus de 1 an de l’évolution du panache de polluants dans le sol liée à une méthode innovante de dépollution. Tous les 2 mois, la mesure était répétée puis comparée à la précédente. Concrètement, ce sont près de 300 électrodes qui ont été plantées, réparties sur un maillage de 5 × 5 m, et environ 45 000 points de mesure qui ont été effectués à chaque campagne. Le modèle géophysique intègre les données piézométriques afin de discriminer les effets liés aux fluctuations de la nappe. Cela a permis d’imager en 3D et au fil du temps l’efficacité de la méthode de dépollution mise en place par tomographie électrique. Une véritable tomographie 4D ! Mise en parallèle avec une carte du toit du substratum, les trajectoires préférentielles de migrations sont mises en évidence, permettant ainsi d’optimiser le suivi du traitement. La seconde étude a amener la société à réaliser une imagerie
en pseudo 3D du substratum et de la géométrie des couches sus-jacentes par tomographie sismique afin de mieux comprendre la répartition des polluants dans le sol. Concrètement, ce sont plus de 360 géophones, répartis sur 12 profils, qui ont été implantés sur le site. Les données de plusieurs dizaines de sondages ont également servi à contraindre les modèles. Cette imagerie 3D a révélé la présence d’hétérogénéités mettant en évidence des paléochenaux dans un contexte alluvionnaire.
La carte du toit du substratum a servi de base pour le placement de nouveaux sondages. Surtout, elle a permis de mieux comprendre la répartition des polluants et d’anticiper les zones polluées qui n’avaient pas encore été la cible de sondages. Couplée à une tomographie électrique, elle permet d’identifier les fines hétérogénéités au sein des différentes couches de terrain et de préciser les zones d’accumulation préférentielles de polluants.
La géophysique est au maître d’ouvrage, à sa maîtrise d’oeuvre et aux géotechniciens ce que l’imagerie médicale est à la médecine. Elle révèle l’invisible par des techniques non intrusives et non destructrices. Dans le domaine de l’aménagement, la géophysique a fait de grandes avancées depuis ces 10 dernières années. Maîtrisée par des professionnels, elle permet de visualiser, d’optimiser, d’anticiper, de prévenir. Elle offre une vision de l’encombrement et des aléas potentiels permettant de réduire considérablement les risques liés au sol avec leurs conséquences humaines, environnementales et économiques. À combien se chiffre le retard d’un projet ou la perte d’une journée suite à un arrêt de chantier occasionné par la découverte fortuite de polluants, d’une cavité, de sols déstructurés, de réseaux ou de munitions de guerre ? L’AGAP (association de géophysique appliquée) a estimé que plus de 10 % d’économie sont réalisés sur le budget d’un chantier lorsqu’une étude avec le support de l’imagerie est réalisée en amont des opérations de travaux.

Valentin Clément
Responsable du pôle Géophysique Géolithe