Mobilité des éléments traces dans un Anthroposol développé sur des sédiments de curage fortement contaminés – 1 – Migration à l’échelle du profil

Résumé :

Le maintien d’une profondeur d’eau suffisante des voies de navigation nécessite leur curage régulier. Le devenir le plus fréquent matériaux dragués est la mise en dépôt à proximité du lieu d’extraction. Jusqu’à il y a une vingtaine d’année celle-ci se faisait sans précaution particulière. Ainsi dans certaines régions industrialisées des matériaux contaminés en divers polluants organiques et inorganiques ont été déposés sur des sols perméables. Dans le nord de la France l’un de ces sites est à l’heure actuelle particulièrement préoccupant en raison d’un niveau de contamination exceptionnel en divers éléments (Pb Zn Cd As Se…). L’altération météorique de ce sédiment de curage depuis sa mise en dépôt en 1976 conduit à la formation d’un Anthroposol au fonctionnement pédologique mal connu. Les potentialités de transfert des polluants vers la nappe de la craie ne sont donc pas appréhendées à l’heure actuelle. Au cours de ce travail des observations de terrain suivies de caractérisations au laboratoire ont été entreprises pour comprendre les processus pédogénétiques impliqués dans la transformation du sédiment et en déduire leur impact sur la mobilisation des polluants au cours du temps. Les observations de terrain jusqu’à un mètre de profondeur environ ont montré que le matériau très contaminé constitue la couche de surface d’un profil complexe dont la structure en couche est en grane partie due à la succession dans le temps des phases de dépôt. La couche de surface présente des fentes quasi verticales de largeur parfois centimétrique qui sont des passages préférentiels des eaux météoriques. Il en découle un gradient d’altération d’échelle décimétrique entre la paroi de la fente et l’intérieur du solide induit par les passages préférentiels des fluides météoriques oxydants. Une analyse fine des teneurs en éléments de deux matériaux correspondant à des degrés d’altération différents couplée à un traitement statistique des données obtenues a permis de mettre en évidence un départ de près de 60 % du Cd et 20 % du Zn du matériau initial après environ 25 ans d’altération. Au contraire un enrichissement d’un facteur trois en As a été constaté dans le matériau altéré au contact des fentes par rapport à son homologue peu altéré. Il s’accompagne d’une augmentation des concentrations en fer de l’ordre de 35 %. Les néoformations associant Fe et As identifiées localement sont des pièges efficaces pour As puisque cet élément n’est que peu présent dans les couches sous-jacentes. En définitive les données recueillies indiquent que le matériau est en cours d’altération. Il constitue une source d’éléments toxiques dont certains sont mobilisables par un simple échange ionique.