Les outils pour réaliser le soil-mixing sont assez variés et les modes d’injection peuvent différer, mais le plus souvent, 3 phases caractérisent la réalisation : d’abord une phase de déstructuration mécanique du terrain en place ; puis une étape d'incorporation du liant ou du réactif ; enfin un brassage du sol avec le produit injecté dans un objectif d'homogénéisation de la zone traitée.
En raison de sa capacité de brassage intime du sol avec un liant injecté, le soil-mixing répond aux situations de traitements chimiques des sources ponctuelles, ou « spots » de pollution dans le sol, c’est-à-dire des volumes de sol contenant une forte concentration de polluant dans la phase solide et/
ou liquide(1). Pour l’application du soilmixing en traitement chimique, le soin apporté au mélange du sol avec le réactif est l’une des clés de la performance du procédé.
Comme le rappelle le rapport du BRGM de 2010(2) relatif aux différentes techniques de traitements des sols pollués, « la maîtrise de la source de pollution doit être la première option de gestion
envisagée, car, non seulement elle participe à la démarche globale de réduction des émissions de substances responsables de l’exposition chronique des populations, mais encore, elle participe
à la démarche globale d’amélioration de la qualité des milieux ». Selon ce rapport, le soil-mixing s’inscrit généralement dans la catégorie de la stabilisation/solidification in situ par brassage mécanique (versus l’injection forcée), en employant des liants hydrauliques visant à séquestrer les polluants.
Une évolution récente du soil-mixing dans les travaux de dépollution a vu le jour dans les années 2016, dans le cas où les sols ne sont pas injectables car trop fins. Deux grands types de
traitement sont employés : l'oxydation chimique, ou comme dans le cas présenté dans cet article, la réduction chimique au fer zérovalent.
Sur le site de Themeroil de Varennesle-Grand (Saône-et-Loire) pour lequel l’exploitant était défaillant, c’est-à-dire qu’il n’était plus en mesure d’assumer les coûts de travaux de dépollution, l’ADEME fut missionnée pour assurer la cessation d’activité et la mise en sécurité du site. Ainsi, pour l’ADEME, Sarpi Remediation (ex Suez Remediation) est intervenu, sur ce site présentant des sols et des eaux souterraines fortement pollués aux COHV (composés organiques halogénés volatils), afin d’effectuer les derniers travaux de traitement de la zone d’infiltration des polluants visant à améliorer la qualité des eaux souterraines, avant d’effectuer le capping général du site, c’est-à-dire la mise en oeuvre d’une barrière entre la surface et la zone impactée.
Parmi l’ensemble des opérations menées(3), certains travaux consistaient à mener une opération de soil-mixing sur les horizons compris entre - 3 et – 7 m par rapport au terrain naturel, en zone saturée. En 2018, le soil-mixing mis en oeuvre spécifiquement au droit de zones ciblées a consisté à combiner la foration des sols à la tarière mécanique  avec l’injection de fer zérovalent (FZV), sans ciment. L’intérêt du FZV est sa spécificité vis-à-vis des solvants chlorés, son action « stricte » en termes de réduction chimique de ces composés mais également son action combinée pour favoriser leur dégradation biologique et sa rémanence sur plusieurs années.
Le traitement en soil-mixing a été réalisé par Menard(1&4). Le brassage du sol a été effectué au moyen de 1 170 colonnes verticales sécantes avec 30% de recouvrement (figure 2 et photo de
l’atelier de forage) en mélangeant une suspension de FZV mise au point et mise en oeuvre selon le protocole de Sarpi Remediation. Cette solution permet des traitements à des profondeurs de
plusieurs mètres, avec ou sans nappe, évitant ainsi les situations d’excavation avec soutènements associés, voire des opérations de pompage avec traitement des eaux polluées(3).
À l’issue des travaux de soil-mixing, les objectifs de dépollution ont été largement atteints sur la fraction sol :
Sur les eaux souterraines, la zone ayant été traitée par soil-mixing a été réceptionnée sur plus long terme sur les eaux interstitielles, montrant l’efficacité de la méthode. Cet allongement de la phase
de réception avait été prévu grâce aux essais pilotes réalisés en amont de la mise oeuvre du soil-mixing, qui ont mis en évidence des effets biologiques induits par la mise en milieu réducteur
du sol, favorisant le développement de bactéries anaérobies ralentissant la réduction chimique.
Sur l’ancien site industriel Themeroil, l’Ademe a ainsi géré la mise en sécurité d’un site très fortement pollué, conformément à la politique française de gestion des sites et sols pollués, qui a consisté en
plusieurs étapes : purges de fûts, excavation de terres de couvertures de la zone la plus impactée, soil-mixing in situ, reconstitutions d’une barrière d’argile, traitement des terres sur site, traitement de eaux souterraines, monitoring des concentrations et interprétation avec le BRGM des effets biologiques (programme de recherche Biodisspol), sous le contrôle opérationnel de l’AMO Aecom.
La solution de soil-mixing a aussi été rendue possible grâce à l’expérience conjuguée de Menard et Sarpi Remediation à concevoir et à mettre en oeuvre des techniques in situ « sur-mesure » dans
des sous-sols complexes constitués de nombreux vestiges d’infrastructures.
À la différence des applications usuelles du soil-mixing pour l’amélioration mécanique des sols fins, plutôt homogènes sur la profondeur de traitement, les sols des friches industrielles peuvent se révéler
très hétérogènes. En effet, il peut s’agir de strates de différentes natures lithologiques, telles qu’une succession de phases de remblaiement ou de remaniement du sol ou bien la présence de granulométrie hétérogène (sols fins et blocs). L’expertise de la faisabilité repose sur la possibilité, en phase conception mais aussi en phase chantier, à discriminer les zones géotechniques susceptibles
d’être traitées par le procédé.
Il donc est essentiel de recourir à des investigations géotechniques préalables avant tous travaux utilisant la technique du soil-mixing en particulier.

Stéphane Brûlé
Menard
Boris Devic-Bassaget
Sarpi Remediation
Références
1. Brûlé S. (2014). « Le soil-mixing dépolluant » - Journées nationales de géotechnique et de géologie
de l’ingénieur JNGG2014 - Beauvais 8-10 juillet 2014.
2. BRGM. (2010) « Quelles techniques pour quels traitements ? - Analyse - Coûts - Bénéfices » - Rapport BRGM/RP 58 609. Version de juin 2010. 399 p.
3. Maniguet F., Devic-Bassaget B., Grand C. (2022). « Mise en sécurité de l’ancien site Themeroil
- Varennes-Le-Grand (71) » - Dossier : cessation d’activité -– Mise en sécurité d’un site. UPDS Mag
n° 11 - Mars 202, p.14-17.
4. Brûlé S. (2013). « Dépollution des sols : le soilmixing dépolluant pour la réhabilitation des friches
industrielles » - Journée technique du comité français de mécanique des sols du 10 décembre 2013. http://www.cfms.org/documentation/exposes-du-cfms