Évaluation de sites pollués en milieu karstique

2018 | L’environnement pratique Sites contaminés

Évaluation de sites pollués en milieu karstique Un module de l’aide à l’exécution « Investigation de sites pollués »

2018 | L’environnement pratique Sites contaminés

Évaluation de sites pollués en milieu karstique Un module de l’aide à l’exécution « Investigation de sites pollués »

Publié par l’Office fédéral de l’environnement OFEV Berne, 2018

Impressum Valeur juridique Accompagnement à l’OFEV La présente publication est une aide à l’exécution élaborée par Juliane Eismann Billet, division Droit l’OFEV en tant qu’autorité de surveillance. Destinée en premier Ronald Kozel, division Hydrologie lieu aux autorités d’exécution, elle concrétise les exigences du droit fédéral de l’environnement (notions juridiques indétermi- Groupe d’accompagnement nées, portée et exercice du pouvoir d’appréciation) et favorise Marc Affolter, Direction générale de l’environnement (VD) ainsi une application uniforme de la législation. Si les autorités Gérald Burnier, Direction générale de l’environnement (VD) d’exécution en tiennent compte, elles peuvent partir du principe Isabelle Butty, Service de l’énergie et de l’environnement (NE) que leurs décisions seront conformes au droit fédéral. D’autres Christophe Badertscher, Office de l’environnement (JU) solutions sont aussi licites dans la mesure où elles sont Jean-Pierre Clément, Office des eaux et des déchets (BE) conformes au droit en vigueur. Jean Fernex, Office de l’environnement (JU) François Gainon, Service de l’énergie et de l’environnement (NE) Éditeur Olivier Kissling, Office des eaux et des déchets (BE) Office fédéral de l’environnement (OFEV) André Kissling, Direction générale de l’environnement (VD) L’OFEV est un office du Département fédéral de l’environnement, Petra Ogermann, Amt für Umweltschutz und Energie (BL) des transports, de l’énergie et de la communication (DETEC). Karl Stransky, Amt für Umwelt (SO) Edgar Stutz, Service de l’énergie et de l’environnement (NE) Auteurs Jürgen Van der Voet, Abteilung für Umwelt (AG) Reto Tietz, division Sols et biotechnologie Christiane Wermeille, division Sols et biotechnologie Référence bibliographique Hélène Demougeot-Renard, eOde Sàrl, Neuchâtel OFEV (éd.) 2018 : Évaluation de sites pollués en milieu karstique. André Bapst, MFR Géologie-Géotechnique SA, Bienne Un module de l’aide à l’exécution « Investigation de sites Philippe Renard, Université de Neuchâtel, Centre pollués ». L’environnement pratique n° 1821 : 22 p. d’Hydrogéologie et de Géothermie (CHYN) Mise en page Cavelti AG, medien. digital und gedruckt, Gossau

Photo de couverture Émissaire de la source des Blanches Fontaines. Undervelier, commune de Haute-Sorne (canton du Jura). © MFR Géologie-Géotechnique SA, Bienne

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Cette publication est également disponible en allemand.

1 Introduction

L’ordonnance du 26 août 1998 sur les sites contaminés dans des sources karstiques. Ces méthodes ne seront (OSites) définit les conditions d’investigation et d’évalua- donc pas traitées dans le présent document. tion des sites pollués par les autorités d’exécution. Le besoin de surveillance et d’assainissement est établi en appréciant les émissions des sites vers les biens envi- 1.1 But du module d’aide à l’exécution ronnementaux à protéger, qui regroupent les eaux souterraines, les eaux de surface, le sol et l’air, ainsi que Les chapitres suivants présentent la démarche d’investileurs effets sur ces biens. Des valeurs de référence pour gation et d’évaluation des sites pollués en milieu karstique les concentrations dans les eaux, l’air interstitiel du sol du point de vue de la protection des eaux souterraines. et le sol sont définies dans les annexes de l’OSites, et Bien que cette démarche s’inscrive toujours dans le cadre leurs conditions d’application aux milieux à protéger sont de l’OSites, elle a été adaptée par rapport à la procédure décrites dans les art. 9 à 12. Les modalités techniques conventionnelle afin de fournir une solution applicable au d’investigation pour collecter les données requises sont milieu karstique. quant à elles précisées dans les aides à l’exécution établies par l’OFEV1. L’évaluation préalable destinée à vérifier si des investigations sont nécessaires (évaluation préliminaire) n’est Les conditions d’évaluation de l’impact de la pollution des pas traitée dans le présent module d’aide à l’exécution. sites sur les eaux souterraines ont été élaborées pour Comme pour les sites se trouvant sur des aquifères des milieux aquifères poreux. Ceux-ci constituent en effet poreux, l’évaluation préliminaire doit se faire au cas par une part très importante des ressources utilisées pour cas sur la base d’une première estimation de la mise en l’eau potable en Suisse. Elles posent toutefois des dif- danger, en tenant compte du potentiel de pollution, du ficultés d’application aux milieux karstiques, qui consti- potentiel de mobilisation et des biens à protéger potentuent une part non négligeable des réserves en eau du tiellement exposés. pays (Grundwasserressourcen der Schweiz ; Aqua & Gas No. 9, Sinreich et al. 2012). Le karst recouvre en effet Si les eaux souterraines situées en aval immédiat du site

environ 20 % du territoire et contribue à l’alimentation peuvent être échantillonnées de manière représentative en eau de près de 20 % des ménages (ISSKA, 2012). En avec des moyens raisonnables en milieu karstique, ou outre, environ 15 % des sites pollués suisses sont locali- si l’eau potentiellement polluée s’écoule en aval immésés dans un bassin d’alimentation karstique. diat dans des terrains aquifères poreux recouvrant les terrains karstiques, l’investigation et l’évaluation du site La présente aide à l’exécution est étroitement liée au rap- doivent se faire selon les méthodes habituellement utiliport d’experts « Moyens d’investigation des sites pollués sées pour des milieux aquifères poreux. en milieu karstique », réalisé par les bureaux eOde et MFR et le Centre d’Hydrogéologie et de Géothermie. Ce rap- De même, la présente aide à l’exécution n’est pas appliport présente les méthodes d’investigation pouvant être cable à l’évaluation d’installations de tir se trouvant sur utilisées pour l’appréciation du potentiel de pollution et de un sous-sol karstique. L’investigation et l’évaluation des mobilisation, pour la compréhension du contexte géolo- installations de tir font en effet l’objet d’une communicagique et hydrogéologique d’un site, pour la détermination tion de l’OFEV (www.bafu.admin.ch/uv-0634-f). du bassin d’alimentation hydrogéologique et l’établissement de la preuve de la connexion hydraulique, ainsi que pour le prélèvement d’échantillons d’eau représentatifs

1 www.bafu.admin.ch → Thèmes → Site contaminés → Aides à l'exécution

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1.2 Public cible

Ce module d’aide à l’exécution s’adresse aux :

autorités d’exécution, qui doivent se déterminer sur les procédures d’investigation et évaluer le besoin de surveillance ou d’assainissement des sites pollués en milieu karstique ;
géologues et spécialistes des sites pollués, qui sont mandatés pour investiguer et évaluer des sites en milieux karstiques du point de vue de la protection des eaux souterraines ;
propriétaires de sites en milieu karstique, lesquels doivent mandater les investigations et reçoivent l’évaluation de leurs sites de la part de l’autorité d’exécution concernée (canton ou confédération).

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2 Bases légales

Le traitement des sites pollués relève des art. 32c à 32e utilisation comme eau potable, au-delà d’une zone resde la section 4 de la loi fédérale du 7 octobre 1983 sur la treinte autour du site (art. 9 OSites). protection de l’environnement (LPE ; RS 814.01).

Les lixiviats des matériaux du sous-sol pollué ne Il se fonde sur quelques principes généraux. On retient doivent pas dépasser les valeurs de concentration de parmi ceux-ci que : l’annexe 1 OSites, qui se fondent en grande partie sur les valeurs maximales de potabilité de l’eau (OPBD 2)
les sites pollués sont assainis s’ils causent des atteintes (art. 9, al. 1, let. a, OSites). nuisibles ou incommodantes à l’environnement, ou s’il • Les concentrations mesurées dans les eaux en aval existe un danger concret que de telles atteintes appa- du site, dans le secteur qualifié d’aval à proximité, raissent (cf. art. 32c, al. 1, LPE) ; ne doivent pas dépasser un certain pourcentage des
les sites pollués sont évalués de manière individuelle ; valeurs de concentration fixé selon le secteur de pro-
les frais des mesures sont majoritairement pris en tection des eaux (art. 9, al. 1, let. b et c, et art. 9, al. 2, charge par les responsables de la pollution, par appli- let. b et c, OSites). cation du principe « pollueur-payeur » (cf. art. 32d LPE, • Aucune substance provenant du site ne doit être meart. 2 LPE) ; surée dans des concentrations dépassant le seuil de
les modalités d’évaluation de l’effet sur les biens à pro- quantification dans un captage d’eau à usage public téger et les seuils d’intervention sont les mêmes pour (art. 9, al. 2, let. a, OSites). tous les sites pollués, conformément au principe d’égalité de traitement. L’OSites part donc du principe qu’aucune mesure particulière n’est nécessaire lorsque le lixiviat provenant du L’ordonnance du 26 août 1998 sur les sites contaminés, site est potable (à savoir qu’il respecte les valeurs des OSites ; RS 814.680) définit les conditions d’application exigences fixées par l’OPBD pour l’eau potable, respecde l’art. 32c LPE, qui vise à ce que les sites pollués qui tivement les valeurs de concentration visées à l’annexe 1 le nécessitent soient assainis. Elle règle les modalités OSites) et que les concentrations mesurées en aval à de traitement des sites pollués selon une procédure par proximité du site sont très faibles (< 10 % à 40 % des

étapes. valeurs OSites selon le secteur de protection des eaux souterraines). En cas de dépassement de ces valeurs, Le besoin de surveillance ou d’assainissement est déter- des mesures (surveillance et/ou assainissement) sont miné par la menace que constitue le site pollué pour les requises pour préserver la potabilité des eaux, notamment biens à protéger. Pour les eaux, il dépend de l’importance dans les captages d’eau souterraine d’intérêt public et en des émissions de substances dangereuses du site pollué, secteur Au de protection des eaux. Un assainissement ainsi que des immissions dans ce bien à protéger. Cette est également nécessaire si des substances polluantes importance est appréciée par comparaison de concentra- s’échappent du site (> 10 % voire 40 % d’une valeur de tions mesurées de polluants en des points d’observation concentration en aval immédiat, selon le secteur de prociblés à des valeurs limites d’intervention (Explications tection des eaux) ou si des valeurs de concentration sont relatives à l’ordonnance sur l’assainissement des sites dépassées dans le lixiviat et que les capacités de rétenpollués par des déchets [ordonnance sur les sites conta- tion ou de dégradation des substances polluantes sont minés], OFEFP, mai 1997). insuffisantes. Une telle mesure peut donc être également requise, même si jusqu’à présent aucun dépassement des En ce qui concerne les eaux souterraines, l’objectif général est de garantir qu’aucune substance polluante ou que seules des quantités minimes s’échappent du site pollué, 2 Ordonnance du DFI sur l’eau potable et l’eau des installations de baignade et de douche accessibles au public du 16 décembre 2016 (OPBD ; sans mettre en danger la qualité des eaux, et donc leur RS 817.022.11)

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seuils en aval à proximité du site n’a été constaté (art. 9, al. 2, let. d, OSites).

L’annexe 2, ch. 22, de l’ordonnance sur la protection des eaux (OEaux)3 fixe des exigences chiffrées pour l’eau du sous-sol utilisée comme eau potable ou destinée à l’être. Ces valeurs ont été reprises et complétées par d’autres paramètres dans la liste des « valeurs indicatives pour la qualité des eaux souterraines » des « Instructions pratiques pour la protection des eaux souterraines », OFEFP 2004 4. Dans la suite du texte, on ne parlera que des « valeurs indicatives », en y incluant aussi les exigences de l’OEaux.

3 Ordonnance du 28 octobre 1998 sur la protection des eaux (OEaux) ; RS 814.201

4 Aide à l’exécution OFEV VU-2508-F, 2004, valeurs indicatives dans

l’Annexe A1.

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3 Les problèmes posés par l’application

de l’OSites en milieu karstique

3.1 Le transport des polluants en milieu un réseau constitué de fissures et de conduits dans les

karstique aquifères karstiques, à des vitesses pouvant être extrêmement rapides (quelques dizaines, voire centaines de Les conditions d’écoulement des eaux souterraines et mètres/heure) (figure 1). D’un autre côté, un flux minide transport des substances chimiques dans les sys- mal d’eau souterraine est généré par des petites fissures tèmes aquifères karstiques sont très différentes de celles et des pores dans la roche qui peuvent en même temps observées dans les milieux poreux. stocker des quantités non négligeables de polluants.

De manière schématique, les eaux s’écoulent par les Les substances chimiques émises par un site pollué en interstices de la roche en milieu poreux, à une vitesse milieu karstique peuvent être ainsi véhiculées sur de relativement lente (jusqu’à plusieurs mètres/jour). À grandes distances en très peu de temps, à plusieurs kilol’opposé, les eaux circulent principalement à travers mètres du foyer de pollution. Les substances polluantes

Figure 1 Représentation schématique des conditions d’écoulement des eaux souterraines en milieu poreux (en haut) et en milieu karstique (en bas).

Aquifère poreux Puits d’eau potable

Site pollué Secteur de protection de l’eau Au

Aquifère karstique Site pollué

Captage d’eau potable ou simple exutoire du bassin

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dissoutes ou sous forme colloïdale sont transportées Les concentrations en substances polluantes qui peuvent principalement à la même vitesse que l’eau. Le transport être décelées dans les sources karstiques sont parfois de produits organiques en phase, plus denses que l’eau, très faibles en raison d’un important effet de dilution, parcomme par exemple les hydrocarbures chlorés, est quant fois très élevées ou fluctuantes sous l’effet de variations à lui davantage guidé par la géométrie du réseau kars- des conditions météorologiques et hydrologiques. Elles tique. Ceci induit des zones de stockage de la pollution sont donc très variables, et par là très difficiles à détecdans les points bas du réseau, pouvant être remobilisée ter. De plus, lorsque plusieurs sites pollués se trouvent ultérieurement sous l’effet de fortes pluies. dans un même bassin d’alimentation, il peut être difficile de définir l’origine de la pollution constatée dans les sources karstiques, car chaque site peut y avoir contri-

3.2 Des pollutions à l’échelle du bassin bué dès lors qu’il est connecté hydrauliquement avec la

d’alimentation source karstique par le réseau de fissures, de conduits et de cavités traversant la roche calcaire (figure 2). Les eaux infiltrées dans le bassin d’alimentation karstique émergent du système par des sources et des exu- Les sources karstiques qui se déversent dans un aquifère toires karstiques. Elles peuvent également rejoindre un poreux ne sont pas localisables, et on peut en outre partir aquifère poreux. Les sources karstiques sont captées ou du principe que leurs eaux se mélangent rapidement et pourraient l’être pour l’alimentation en eau. Les subs- fortement avec l’eau de l’aquifère et entraînent ainsi une tances chimiques issues de sites pollués peuvent être dilution des polluants éventuels. transportées jusqu’à elles.

Figure 2 Les sites pollués en connexion hydraulique avec des sources karstiques du bassin d’alimentation karstique peuvent contribuer à leur pollution (dans le cas présent, les sites 1, 2 et 4 contribuent à la pollution des sources karstiques, contrairement aux sites 3 et 5).

én p o l lu S i te

é nº o l lu ep Sit at i o én nº m e nt ep o l lu lu é ’ali Sit pol Sit e nd ssi Ba

én p o l lu S i te tio n n ta li me d’a sin bas du es to i r E xu

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3.3 Prélèvement d’eau souterraine en aval 3.4 Analyse d’eau souterraine d’une source

immédiat du site captée en aval du site

L’OSites permet d’évaluer le besoin de surveillance ainsi Un site nécessite un assainissement dès qu’on constate que le besoin d’assainissement en prélevant des échan- dans un captage d’eau souterraine à usage public la tillons d’eau souterraine en aval à proximité du site pollué présence, dans des concentrations dépassant le seuil de (art. 9, al. 1, let. b et al. 1, let. c et art. 9, al. 2, let. b et quantification, de substances provenant du site suscepal. 2, let. c, OSites). Mais l’aval à proximité du site, tel que tibles de polluer les eaux (art. 9, al. 2, let. a, OSites). Dans défini pour les milieux aquifères poreux, comme la zone un contexte karstique, la difficulté tient essentiellement où « les concentrations en substances provenant du site aux fluctuations des apports en substances polluantes sont encore à peine diluées », ne convient généralement et à leur dilution au niveau du captage ou de la source. pas aux milieux karstiques.

De manière générale, les substances émises par un site pollué s’écoulent verticalement dans la zone non saturée jusqu’au niveau saturé des eaux souterraines, où elles migrent sous forme dissoute, colloïdale ou liée à des particules dans le sens d’écoulement des eaux. En milieu poreux, la composante horizontale de l’écoulement et du transport des substances chimiques est majoritaire ; l’écoulement des eaux s’effectue selon un front relativement régulier et les vitesses de circulation sont lentes.

En milieu karstique, les eaux circulent de manière préférentielle dans le réseau de conduits karstiques, à des vitesses qui peuvent être très rapides, sans que la composante horizontale de l’écoulement soit forcément majoritaire. Le niveau des eaux souterraines peut également être très profond. L’échantillonnage des eaux souterraines à la distance fournie par le calcul empirique de l’aval à proximité5 peut dans ce cas être impossible (pas d’eau souterraine à cette distance, sauf à très grande profondeur, à des coûts excessifs de forage), ou bien ne pas être représentatif de l’état de pollution des eaux souterraines à proximité du site (concentrations élevées si le forage traverse une fracture en connexion hydraulique directe avec le foyer de pollution, concentrations faibles sinon).

5 Aide à l’exécution OFEV VU-3413-F 2003.

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4 Démarche pour évaluer les atteintes

à l’eau souterraine La démarche proposée ci-dessous est à mettre en œuvre 4.1 Les éléments d’évaluation lorsque la démarche classique de l’OSites se révèle inapplicable, parce qu’il est impossible d’échantillonner l’eau La démarche se base sur trois éléments d’évaluation à l’aval à proximité du site. Elle s’applique à des bassins (figure 3) : d’alimentation karstiques dans lesquels au moins un site pollué est recensé dans le cadastre comme « site pollué • L’analyse ou l’évaluation des concentrations en polnécessitant une investigation ». luants dans le lixiviat afin d’estimer le potentiel de pollution du site. Dans la suite du texte, le terme « potentiel La démarche a été élaborée en partant du constat que de pollution » se réfère à l’eau de percolation ou au lixiles sources karstiques des bassins d’alimentation consti- viat qui peut aboutir dans le milieu karstique. Le lixiviat tuent en général des points d’observation privilégiés de est obtenu par des tests de lixiviation réalisés sur des la qualité des eaux en milieu karstique. La détection de matériaux solides prélevés dans le foyer de pollution substances chimiques au niveau des sources karstiques ou par une méthode appropriée pour l’évaluation des témoigne de l’existence de foyers de pollution dans le concentrations en polluants dans le lixiviat. bassin d’alimentation, et d’une capacité de rétention et • Les connexions hydrauliques existant entre le site polde dégradation insuffisante des substances par le milieu lué et la ou les sources karstiques. souterrain. • L’analyse des concentrations en polluants dans des échantillons d’eau prélevés dans les sources kars- La démarche est à appliquer au stade de l’investigation tiques des bassins d’alimentation. préalable au sens de l’OSites.

Figure 3 Représentation schématique des trois éléments de base de la démarche d’évaluation des besoins de surveillance et assainissement des sites pollués en milieu karstique (polluants dans le lixiviat du site, connexion entre site pollué et exutoire, polluants au captage d’eau potable ou à l’exutoire).

Site pollué

Lixiviat Captage d’eau potable ou simple Connexion entre site pollué et exutoire exutoire d’un bassin

Exutoire

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Les éléments d’évaluation sont en principe mis en œuvre • Comparaison des concentrations mesurées dans les de manière échelonnée, dans l’ordre chronologique fixé sources karstiques aux seuils de quantification selon par l’autorité d’exécution et le bureau spécialisé. Des l’état de la technique d’analyse6 ; évaluations intermédiaires permettent de s’assurer que • Comparaison des concentrations mesurées dans les les connaissances nouvellement acquises sont prises en sources karstiques aux exigences numériques de l’ancompte dans la suite des investigations. nexe 2, ch. 22, al. 2, OEaux. Ces concentrations sont reprises dans les valeurs indicatives des « Instructions Si un site pollué se trouve dans le bassin d’alimentation pratiques pour la protection des eaux souterraines ». hydrogéologique d’une source karstique (cf. ch. 5.2), il y Dans la suite du texte, on les englobe dans la définition a une très grande probabilité qu’il existe une connexion de « valeurs indicatives » ; hydraulique entre les deux éléments. Pour la poursuite • Comparaison des concentrations mesurées dans les des investigations et de l’évaluation, l’autorité d’exécu- sources karstiques aux valeurs indicatives des « Instion peut donc partir du principe que cette connexion est tructions pratiques pour la protection des eaux souterdémontrée. Seules les deux conditions suivantes sont raines ». Un dépassement de ces valeurs constitue un alors requises pour évaluer le site ou les sites dans le indice d’une pollution d’origine anthropique des eaux bassin d’alimentation d’une ou de plusieurs sources kars- souterraines contraire aux prescriptions. tiques : La démarche fait la distinction entre deux situations : • Le potentiel de pollution du site et ses émissions peuvent être caractérisés à partir de lixiviats ou d’une • La source karstique est destinée à un usage d’eau estimation fiable des concentrations de polluants dans potable dans l’intérêt public, on parle alors de « caples lixiviats. Lors de cette évaluation du potentiel de tage d’eau potable d’intérêt public » dans la suite du pollution et des émissions, il faut aussi tenir compte en texte ; particulier de l’épaisseur de la couche de couverture, • La source karstique n’a pas d’usage d’eau potable

et donc de sa capacité de rétention et de dégradation dans l’intérêt public, on parle alors de « captage d’indes substances polluantes. térêt privé ou source non captée ».

Les immissions dans l’eau souterraine peuvent être appréciées à partir des sources karstiques en aval du site et sont attribuables à un ou différents sites pollués. 4.2 Évaluation des sites pollués en connexion hydraulique avec un captage d’eau potable La démarche se fonde sur deux ordonnances : d’intérêt public ou un périmètre de protection des eaux souterraines
L’OSites, avec l’application des art. 8 et 9 sur l’appréciation des besoins de surveillance et d’assainissement L’évaluation de sites pollués connectés hydrauliquement par rapport aux eaux souterraines en tant que bien à avec des captages d’eau karstique utilisés pour l’alimenprotéger ; tation en eau potable dans l’intérêt public ou de sources
L’OEaux, avec l’application de l’art. 47 sur la marche à karstiques se trouvant dans un périmètre de protection suivre par l’autorité en cas de pollution des eaux. des eaux souterraines en aval hydraulique des sites est identique à celle appliquée en milieu poreux. Le tableau 1 La démarche fait appel aux valeurs de référence sui- présente les différentes situations qu’il est possible de vantes : rencontrer lors de l’évaluation.

• Comparaison des concentrations mesurées ou esti- Lorsque le captage d’eau karstique est d’intérêt public, mées dans les lixiviats aux valeurs de l’annexe 1 OSites ; l’art. 9, al. 2, let. a, OSites s’applique : le site pollué

6 Voir également l’aide à l’exécution « Méthodes d’analyse dans le domaine

des déchets et des sites pollués ».

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nécessite un assainissement si, dans l’eau de ce captage, 4.3 Évaluation des sites pollués en amont on constate la présence, dans des concentrations dépas- d’un captage d’intérêt privé ou d’une source sant le seuil de quantification, de substances polluantes non captée provenant de façon certaine de ce site. Des analyses du lixiviat ne sont dans ce cas pas forcément nécessaires Les captages privés et les sources karstiques non cap- (situation 1). tées servent déjà ou pourraient servir ultérieurement à l’alimentation en eau. En raison de la situation hydrolo- Les sites se trouvant dans le bassin d’alimentation d’un gique généralement instable des milieux karstiques, les captage d’intérêt public dans lequel on ne mesure aucun quantités d’eau et leurs fluctuations ne sont pas prises en polluant, mais dont les concentrations dans les lixiviats considération dans l’évaluation ci-après, car on part du dépassent les valeurs de concentration de l’annexe 1 principe que l’eau des sources karstiques doit être exploi- OSites, doivent être surveillés en application de l’art. 9, table et potable dans toutes les situations. al. 1, let. a, OSites (situation 2). Comme le site lui-même ne peut pas être surveillé, les mesures de surveillance L’évaluation des sites pollués qui se trouvent en amont doivent se concentrer sur le captage d’eau karstique. d’un captage d’intérêt privé ou d’une source non captée se base d’une part sur les seuils de quantification Tous les sites pour lesquels aucun polluant n’est mesu- analytiques et d’autre part sur les valeurs indicatives des ré dans un captage d’intérêt public situé en aval et les instructions pratiques pour la protection des eaux souteneurs dans les lixiviats ne dépassent pas les valeurs de terraines. Comme pour les sites en milieux poreux, les l’annexe 1 OSites sont à classer conformément à l’art. 8 valeurs de concentration de l’annexe 1 OSites servent à OSites comme sites qui ne nécessitent ni surveillance, ni évaluer les lixiviats du site. assainissement (situation 3).

Tableau 1 Évaluation du besoin d’assainissement et de surveillance pour un site pollué dans un bassin d’alimentation karstique d’un captage d’eau potable d’intérêt public ou d’une source karstique se trouvant dans un périmètre de protection des eaux souterraines.

Situation Site pollué Captage d’eau potable Évaluation du site Bases légales d’intérêt public/périmètre de protection des eaux souterraines

Situation 1 Analyse du lixiviat pas Valeurs > SQ Site à assainir OSites nécessaire Substances polluantes art. 9, al. 2, let. a provenant du site

Situation 2 Lixiv. > Annexe 1 OSites Valeurs < SQ Site à surveiller OSites Surveillance de la source art. 9, al. 1, let. a karstique selon OSites

Situation 3 Lixiv. < Annexe 1 OSites Valeurs < SQ Site qui ne nécessite ni OSites surveillance ni assainissement art. 8

Abréviations : Lixiv. : concentration dans les lixiviats ; SQ : seuil de quantification.

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Le tableau 2 présente les différentes situations qu’il est dépasse pas les valeurs de concentration OSites, mais possible de rencontrer lors de l’évaluation d’un site pol- qui engendre un dépassement des valeurs indicatives lué situé en amont d’un captage d’intérêt privé ou d’une dans une source karstique située en aval (situation 3). source non captée. Une surveillance est nécessaire pour les sites dont le Il y a un besoin d’assainissement dès que les lixiviats du lixiviat dépasse les valeurs de concentration OSites et site dépassent les valeurs de concentration de l’OSites où la source karstique montre des teneurs en polluants et qu’il y a simultanément un dépassement des valeurs inférieures au seuil de quantification (situation 4). Comme indicatives dans un captage d’eau karstique d’intérêt pri- le site lui-même ne peut pas être surveillé, les mesures vé ou dans une source non captée situé en aval (situa- de surveillance doivent se limiter à la ou aux sources. tion 1 représentée dans le tableau 2). Le dépassement Comme la surveillance est requise uniquement en raides valeurs indicatives est la preuve d’un danger concret son des teneurs en polluants dans les lixiviats, tous les de pollution des eaux souterraines en raison d’une réten- captages/toutes les sources du bassin d’alimentation tion ou d’une dégradation insuffisante des substances hydraulique (cf. point 5.2) doivent être surveillés. polluantes provenant du site. Quand on constate à la fois que les teneurs dans le lixiviat L’estimation de la mise en danger 7 est requise pour juger sont inférieures aux valeurs de concentration OSites et si le site doit être assaini ou seulement surveillé dans les que les concentrations mesurées dans la ou les sources cas où il y a à la fois des dépassements des valeurs de karstiques sont inférieures aux valeurs indicatives corconcentration OSites dans le lixiviat et des teneurs com- respondantes, alors le site peut être classé comme site prises entre les seuils de quantification et les valeurs indi- ne nécessitant ni surveillance ni assainissement (situacatives dans une source karstique en aval (situation 2). tion 5). La même nécessité vaut pour un site dont le lixiviat ne 7 Évaluation du danger par rapport au potentiel de pollution et de dissémination ainsi qu’aux atteintes possibles aux biens à protéger.

Tableau 2 Évaluation du besoin d’assainissement et de surveillance pour un site pollué dans un bassin d’alimentation karstique dont la source n’est pas exploitée pour un usage public.

Situation Site pollué Source karstique Évaluation du site Bases légales Situation 1 Lixiv. > Annexe 1 OSites Valeurs > VI Site à assainir OSites art. 9, al. 2, let. d

Situation 2 Lixiv. > Annexe 1 OSites Valeurs > SQ et < VI Estimation de la mise en OSites danger (surveillance ou art. 8 et 9 assainissement)

Situation 3 Lixiv. < Annexe 1 OSites Valeurs > VI Estimation de la mise en OSites danger (surveillance ou art. 8 et 9 assainissement)

Situation 4 Lixiv. > Annexe 1 OSites Valeurs < SQ Site à surveiller OSites Surveillance de la source art. 9, al. 1, let. a karstique selon OSites

Situation 5 Lixiv. < Annexe 1 OSites Valeurs < VI Site qui ne nécessite ni OSites surveillance ni assainissement art. 8.

Abréviations : Lixiv. : concentration dans les lixiviats ; VI : valeur indicative des instructions pratiques pour la protection des eaux souterraines ; SQ : seuil de quantification.

4.4 Suite de la procédure

Une fois que le besoin d’assainissement ou de surveillance pour le site investigué est éclairci dans le cadre de l’investigation préalable, on a soit :

un site à assainir qui nécessite une investigation de détail. Si les résultats de l’investigation de détail divergent fortement de ceux de l’investigation préalable, l’autorité réexamine si le site doit être assaini ou non (art. 14, al. 2, OSites). Dans le cadre de l’élaboration du projet d’assainissement, il s’agit de déterminer les mesures appropriées en s’appuyant sur l’étude des variantes, et de fixer les mesures à prendre conformément à l’art. 18 OSites. Étant donné que les assainissements en milieu karstique sont particulièrement difficiles, une attention particulière doit être portée à la proportionnalité des mesures demandées, et à l’examen de la nécessité de s’écarter du but fixé, conformément à l’art. 15, al. 2 et 3, OSites ;
un site à surveiller. La surveillance se focalise sur la ou les sources karstiques et tient compte de l’art. 9, al 1bis, OSites, ainsi que des caractéristiques du site et de l’évolution des concentrations des polluants au cours du temps pour définir quand la surveillance peut cesser (voir l’aide à l’exécution « Surveillance des sites pollués »8) ;
un site qui ne nécessite ni une surveillance ni un assainissement. Le site ne nécessite pas de mesures selon l’OSites.

8 Aide à l’exécution OFEV UV-1505-F, 2015.

5 Mesures d’investigation et de

surveillance spécifiques Il convient de rappeler ici que les détails techniques rela- renseigner sur l’état de pollution des eaux sur une période tifs aux investigations et à la surveillance des sites pol- de plusieurs semaines, en fournissant une « moyenne » des lués et des sources karstiques, dont les principes sont concentrations sur la période. Ils permettent ainsi d’intégrossièrement esquissés ci-dessous, figurent dans le grer des apports fluctuants en substances polluantes sur rapport d’experts « Moyens d’investigation des sites pol- la période d’exposition, par accumulation progressive des lués en milieu karstique » publié sur le site Internet de polluants sur un matériau absorbant. l’OFEV. Par ailleurs, la pratique permettra d’affiner les méthodes au cours des prochaines années. Dans les captages d’intérêt public, c’est la limite de quantification qui doit être considérée. Dans chaque échantillon de ces sources, aucune substance provenant du site 5.1 Analyses des sources karstiques susceptible de polluer les eaux ne devrait être décelable.

Les concentrations en substances polluantes qui sont Dans les captages d’intérêt privé ou des sources non mesurées dans les sources des bassins d’alimentation captées, ce sont les médianes des résultats des analyses karstiques peuvent fortement fluctuer dans le temps. des eaux souterraines obtenus au fil du temps qui sont comparées aux valeurs indicatives, et non les valeurs Les valeurs qui sont comparées aux limites de quantifica- prises isolément. tion, aux exigences numériques de l’OEaux et aux valeurs indicatives des instructions pratiques pour la protection Une comparaison avec des sources qui ne sont pas des eaux souterraines, doivent donc être représentatives influencées par le site permet d’identifier les pollutions des différents contextes hydrologiques. géogènes et ubiquitaires.

Différentes techniques de prélèvement peuvent être Si un site nécessite une surveillance, les mesures se utilisées pour déterminer les concentrations décisives. limitent à la surveillance de la ou des sources karstiques Parmi celles-ci les prélèvements ponctuels, tels que par les moyens décrits dessus. classiquement réalisés en milieu poreux, fournissent une information incomplète sur l’état de pollution des eaux, puisqu’ils ne rendent compte du niveau de contamina- 5.2 Connexion hydraulique entre le site pollué tion de la source karstique qu’à un instant donné. Afin de et la source karstique pouvoir apprécier correctement la qualité des eaux, il est donc nécessaire de faire plusieurs campagnes d’échan- Pour pouvoir identifier le bassin d’alimentation d’une tillonnage et d’analyse dans différents contextes hydro- source karstique, il faut avoir de bonnes connaissances logiques, notamment en périodes de basses et de hautes régionales du contexte géologique et hydrogéologique de eaux. Pour que les résultats soient suffisamment fiables, la source. Les modélisations géologiques et hydrogéoloil est indispensable que l’expert convienne avec l’autorité giques (cf. rapport d’experts « Moyens d’investigation des d’exécution du cahier des charges relatif aux prélève- sites pollués en milieu karstique » de la série Connaissance ments des échantillons d’eau et aux analyses. de l’environnement) permettent de définir avec une précision suffisante le bassin d’alimentation hydrogéologique En complément des prélèvements individuels, il est possible d’une source. Comme souligné dans le point 4.1, en s’apd’utiliser des capteurs passifs intégratifs pour échantillonner puyant sur cette base, on peut partir du principe que les les sources karstiques. Ces capteurs permettent en effet de sites présents dans le bassin d’alimentation d’une source

karstique sont connectés à celle-ci. En cas de doute, des eaux de percolation, on doit appuyer l’estimation des investigations complémentaires telles que des essais de émissions sur une évaluation, d’une part, de la situation traçage ou des analyses de signature chimique (p. ex. par hydrogéologique selon les connaissances générales disl’analyse isotopique) peuvent confirmer la position du site ponibles et, d’autre part, des quantités présumées de à l’intérieur du bassin d’alimentation hydrogéologique et polluants sur le site, en se basant sur les données de donc la connexion hydraulique avec la source. l’investigation historique.

En ce qui concerne la connexion hydraulique, il faut S’il n’existe pas de valeur de concentration selon l’anaussi tenir compte des aides à l’exécution et des guides nexe 1 OSites pour des substances pertinentes, l’autorité pratiques ainsi que des examens en rapport avec la déli- fixe les valeurs requises au cas par cas en accord avec mitation des zones de protection dans les milieux kars- l’OFEV, selon les prescriptions de la législation sur la protiques (guide pratique « Cartographie de la vulnérabilité tection des eaux (annexe 1, al. 1, OSites). en régions karstiques [EPIK] » et « Instructions pratiques pour la protection des eaux souterraines »).

5.4 Procédure à suivre en présence de

plusieurs sites pollués dans le bassin

5.3 Analyses du lixiviat de matériaux solides d’alimentation

ou d’eau de percolation Lorsqu’une pollution est démontrée dans une source Le besoin de surveillance d’un site pollué peut être éva- karstique et que plusieurs sites pollués nécessitant des lué à partir des concentrations en polluants détectées investigations se trouvent dans le bassin d’alimentation, dans un lixiviat des matériaux pollués du sous-sol (art. 9, il se pose inévitablement la question de savoir quel site al. 1, let. a). Au total, trois méthodes sont admises par ou quels sites entrent en considération comme foyer(s) les autorités pour évaluer les concentrations en polluants de pollution, et quels propriétaires sont tenus de prendre dans les lixiviats : des mesures. Les critères à appliquer sont les suivants :

le prélèvement de matériaux du sous-sol contaminés 1. Potentiel de pollution des sites : si un site présente un pour la réalisation d’un essai de lixiviation en colonne9 potentiel de pollution élevé par rapport au polluant au laboratoire, détecté dans la source karstique, c’est une indication
le prélèvement de matériaux du sous-sol contaminés et claire que ce site doit être considéré comme foyer de leur analyse directe au laboratoire, suivi d’un calcul à la pollution. l’équilibre des concentrations dans la phase aqueuse 2. Valeurs de concentration du lixiviat des matières solides du terrain (assimilée à un lixiviat), des sites : si les foyers de pollution peuvent être échan-
le prélèvement direct d’eaux de percolation du site et tillonnés, les valeurs de concentration de leurs lixiviats leur analyse au laboratoire ; cette méthode est adaptée associées au potentiel de pollution fournissent une indiaux décharges dont certaines sont équipées de drains. cation claire sur le potentiel de mobilisation du site.

3 Voie de dissémination de la pollution du site jusqu’à la

Néanmoins, l’essai de lixiviation en colonne est souvent peu source karstique : une voie de dissémination courte entre adapté aux matériaux consolidés, en particulier lorsqu’un le site ou le foyer de pollution et la source karstique site industriel se trouve immédiatement sur des calcaires indique la possibilité d’un transport direct des polluants. karstiques. L’excavation de matériaux contaminés du site pollué peut également s’avérer très difficile, voire impos- Pour identifier les sites responsables de la pollution, on sible, car le foyer de pollution peut avoir migré en profon- peut également recourir à des méthodes isotopiques ou à deur à la faveur du réseau de fissures et cavités karstiques. d’autres méthodes de signature des pollutions (cf. rapport d’experts « Moyens d’investigation des sites pollués en Dans les cas où il est impossible d’échantillonner de milieu karstique » de la série Connaissance de l’environmanière représentative le sous-sol pollué du site, ou les nement). 9 AAE OFEV UV-1715-F 2017 (www.bafu.admin.ch/uv-1715-f).

Glossaire bassin d’alimentation karst Zone d’où proviennent les eaux souterraines qui s’écoulent Type de relief modelé par des phénomènes de dissolution dans un aquifère en direction d’un même exutoire. actifs. Par extension, roche comportant des cavités, parfois importantes puisqu’elles peuvent atteindre la taille captages d’intérêt public de cavernes. La karstification touche les roches carbo- Captages dont l’eau doit respecter les exigences de la natées (calcaire, dolomie) et les évaporites (gypse, sel législation sur les denrées alimentaires (p. ex. services gemme). d’approvisionnement en eau, restaurants, fromageries, etc.). lixiviat (selon OSites) Échantillon aqueux résultant d’un essai de lessivage ou essai de traçage d’extraction réalisé en laboratoire selon l’annexe 1, al. 2, Marquage d’une eau au moyen de traceurs artificiels, OSites sur un échantillon de matériaux provenant du site pour apprécier son cheminement. Les essais de traçage pollué. S’il est possible de prélever des échantillons de permettent par exemple de mettre des liaisons hydrau- l’eau de percolation sur des sites à pollution particulièreliques en évidence, de déterminer la vitesse de déplace- ment hétérogène (p. ex. les sites de stockage définitifs), ment ou le temps de séjour des eaux dans le sous-sol. ces échantillons pourront être considérés comme des lixiviats (cf. annexe 1, al. 3, OSites). estimation de la mise en danger Évaluation différenciée du danger pour l’environnement périmètre de protection des eaux souterraines basée sur les critères principaux suivants : Régions spécialement délimitées pour protéger les eaux

1 Potentiel de pollution : quelle est la dangerosité des souterraines en vue d’une utilisation future (exploitation

polluants, quelle en est la quantité ? ou alimentation artificielle).

2 Potentiel de mobilisation : à quelle vitesse, à quelle

distance et en quelles quantités les polluants sont-ils potentiel de dissémination libérés et transportés ? Quantité, vitesse, distance et cheminement caractérisant

3 Degré d’exposition et importance des milieux à proté- une éventuelle dissémination de substances dangereuses

ger (eaux, sol, air) : les polluants sont-ils susceptibles dans l’environnement. La détermination du potentiel de d’atteindre des milieux à protéger ? Quels sont les dissémination requiert des connaissances au sujet de la dégâts prévisibles ? rétention et de la dégradation des substances, ainsi que des cheminements qu’elles peuvent emprunter (géologie, On visualise simultanément ces trois critères en les fai- hydrogéologie, pédologie, etc.). sant figurer dans un modèle tridimensionnel. Le volume du « cube » inscrit entre les trois axes représente l’am- potentiel de pollution pleur du danger pour l’environnement. Type, situation, quantité et concentration des substances (Source : www.bafu.admin.ch/potentiel-pollution) dangereuses pour l’environnement présentes dans un site pollué. évaluation préliminaire Évaluation qualitative des sites pollués figurant au Seuil de quantification (SQ) cadastre, destinée à vérifier s’ils nécessitent des inves- Concentration minimale pouvant être déterminée au labotigations. Établissement d’une liste de priorités pour les ratoire avec une précision et une exactitude minimales sites nécessitant des investigations. exigées.

source karstique Exutoire d’un système karstique.

source karstique privée ou non captée Source karstique captée à des fins exclusivement privées et source karstique non utilisée (ensemble des sources karstiques à l’exclusion de celles utilisées dans l’intérêt public pour l’approvisionnement en eau potable).

valeurs de concentration Valeurs d’appréciation des annexes de l’OSites utilisées pour déterminer les mesures requises selon la législation sur les sites contaminés.

valeurs indicatives (VI) Valeurs proposées correspondant en général aux limites au-delà desquelles il y a lieu de supposer que les eaux souterraines sont polluées. Valeurs selon l’annexe A1 des instructions pratiques pour la protection des eaux souterraines, OFEFP 2004.