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Vue aérienne de sédiments pollués en République Dominicaine (République Dominicaine, 2002). © BRGM

Gestion des sédiments en région Hauts-de-France et en Europe Nord-occidentale : implication dans l’action régionale, les réseaux scientifiques et l’économie circulaire

27.10.2017
La gestion des sédiments de curage est une problématique particulièrement sensible dans les régions Hauts-de-France et en Wallonie. En effet, les voies d’eau de ces deux régions sont le siège d’une très forte sédimentation liée à leur faible relief et à un apport important de matières en suspension d’origines naturelle (érosion hydrique des sols, production de biomasse aquatique et de produits de décomposition...) et anthropique (imperméabilisation des sols, pratiques agricoles favorisant le ruissellement, rejets industriels et d'eaux usées...). L'origine et les propriétés de ces matières en font des puits et des sources potentielles de polluants (hydrocarbures, polychlorobiphényles dits PCB, éléments-traces métalliques ou ETM...) et leur sédimentation peut affecter la navigation, augmenter le risque d'inondation et nuire à la qualité de l'eau et à la vie des organismes aquatiques.

Opération de curage. © BRGM

Opération de curage. © BRGM

Contexte

La position géographique stratégique de ces deux régions au regard des liaisons fluviales d’Europe du Nord oblige en outre les gestionnaires des voies navigables à maintenir et à favoriser une navigation de gros tonnages (curage pour le maintien du tirant d’eau, recalibrage de canaux afin d’améliorer les gabarits).

Aujourd’hui, Voies Navigables de France (VNF) gère et exploite 680 km de voies navigables dans les départements du Nord et du Pas de Calais tandis que le Ministère wallon de l’Équipement et des Transports (MET) en gère 460 km. Un état des lieux réalisé par VNF a permis d’estimer à environ 6,3 millions de m3 les sédiments et matériaux de recalibrage à extraire d’ici 15 ans, dont 55 % nécessiteraient une mise en dépôt sécurisé. En Wallonie, les volumes à draguer sont chiffrés à 2,05 millions de m3, tandis que le gisement d'entretien récurrent annuel est évalué à près de 600 000 m3. Deux tiers de ces sédiments sont considérés comme pollués (boues de classe B).

Ces deux gestionnaires ont mis en place leurs propres outils de gestion des sédiments, au regard des volumes et de la qualité des matériaux à draguer, mais aussi des spécificités de leurs réglementations nationales.

Pour les cours d’eau non navigables, l’enjeu des curages porte aujourd’hui essentiellement sur la prévention des inondations. Les opérations ponctuelles de curage font apparaitre une hétérogénéité extrême en termes de caractéristiques granulométriques et de composition chimique.

Aujourd’hui, les gestionnaires des voies d’eau navigables et non navigables sont confrontés à des contraintes fortes en matière de qualité de l’eau superficielle, de coûts, de gestion du foncier, d’acceptabilité sociale, de filières de valorisation,... Au regard des enjeux liés à la voie d’eau et des contraintes environnementales, sociétales et économiques de plus en plus marquées, les modes de gestion des sédiments pollués (ou non) doivent désormais démontrer leur pertinence en terme de développement durable.

Objectif

La gestion à terre des sédiments de dragage est une activité primordiale pour le développement et l’entretien des installations portuaires et fluviales de la région Hauts-de-France.

Souvent contaminés en raison de l’intense activité industrielle passée et actuelle, les sédiments dragués amenés à terre sont très peu réutilisés. Jusqu’à présent, ils étaient stockés de manière relativement définitive dans des alvéoles dédiées. Or, les capacités de stockage sont limitées et, depuis 2010, l’évolution de la réglementation ICPE (Installation classée pour la protection de l'environnement) soumet à autorisation la création de nouveaux sites, rendant leur mise en place plus difficile et plus couteuse.

Les trois projets présentés ci-après ont ainsi pour but d’aider les gestionnaires à trouver des solutions techniquement validées, économiquement applicables et neutres pour l’environnement, en s’appuyant sur des recherches scientifiques et des applications concrètes de démonstration. Il s’agit d’établir des filières pérennes de gestion des matériaux de dragage reposant sur leur réutilisation à terre.

Programme des travaux

Le projet GeDSet (Gestion Durable des Sédiments Transfrontaliers), réalisé dans le cadre du programme InterReg IV FRANCE-WALLONIE–VLAANDEREN, visait à identifier les options de gestion de sédiments dans les voies d’eau de la région transfrontalière Wallonie-Hauts-de-France (navigabilité, gestion des inondations, impacts environnementaux sur l’eau de surface et l’eau souterraine, emprise et impact des sites de dépôt) à partir d’une approche considérant l’ensemble des composantes du développement durable (efficacité environnementale, faisabilité économique, acceptabilité sociale) et prenant en compte toutes les étapes de la filière (opération de curage, transport, tri, réutilisation, stockage,…) pour une approche intégrée.

Les volumes considérables à gérer n’étant pas compatibles avec la mise en dépôt, en raison des emprises foncières et des impacts dans une région densément peuplée, seule la valorisation des sédiments pour de nouveaux usages a été prise en compte pour garantir une gestion durable du réseau navigable.

Le projet GeDSet a consisté à :

  • définir une plate-forme de simulation, d’échanges et de communication autour des options de valorisation ;
  • définir des conditions de développement de filières de valorisation des sédiments dragués ;
  • identifier cinq scénarios innovants de valorisation des sédiments contaminés sur le milieu aquatique « dragage sélectif », «  traitement sur site », « traitement sélectif », « usages alternatifs des sédiments » et «  usages alternatifs des sites de dépôt », les verrous techniques à lever et les barrières réglementaires dans chaque pays.

Le projet CEAMaS (Civil Engineering Application for MArine Sediments), réalisé dans le cadre du programme InterReg IV NORTH WEST EUROPE, avait pour objectif de renforcer les possibilités de valorisation des sédiments de dragage marins en facilitant leur utilisation par des techniques innovantes en génie civil.

Combinant des expertises de Belgique, de France, d’Irlande et des Pays-Bas, il a consisté à :

  • évaluer des options de gestion à terre des sédiments dans les ports de la région transfrontalière Nord-Ouest Europe (cartographie de la réutilisation et la gestion des sédiments de dragage, méthode de caractérisation commune, analyse de la viabilité sociale, économique et environnementale des nouvelles applications en génie civil, emprise et impact des sites de dépôt,…) ;
  • définir des conditions de développement de la valorisation des sédiments dragués (méthodologie européenne pour la réutilisation des sédiments basée sur une analyse de décisions multicritères pour les entités responsables de la gestion des sédiments, capitalisation des connaissances et diffusion des méthodes de réutilisation des sédiments).

Le projet CapMos (Capteurs Passifs et Outils de Monitoring des Sédiments) a quant à lui consisté à définir la faisabilité de stratégies, à améliorer et à développer des technologies nécessaires à la mise en place de stratégies innovantes et durables pour la gestion des sédiments (caractérisation / impact environnemental) et à proposer des actions visant à améliorer la qualité des milieux aquatiques.

Résultats obtenus

Le projet GeDSeT a permis de :

  • développer un outil d’aide à la décision non déterministe pour des scénarios innovants destiné aux décideurs et aux opérateurs  pour simuler la gestion de sédiments, tester les conséquences de différentes options de traitement et  trouver des voies de traitements nouvelles, originales et plus durables ;
  • favoriser une gestion optimisée des sédiments avec des moyens d’analyse sur site des principaux polluants minéraux et organiques, et des caractérisations géotechniques. Une technique de mesure des composés inorganiques (éléments majeurs, métaux "lourds" et métalloïdes) par fluorescence X portable a également été mise au point. Des techniques innovantes ont été plus particulièrement explorées comme la mesure en continu de la qualité de l'eau par une sonde multiparamétrique ;
  • déshydrater sur site les sédiments pollués grâce à des  techniques de traitement comme la séparation granulométrique ou la séparation magnétique ;
  • améliorer la connaissance des impacts des sédiments à terre et des dragages sur l’eau (vieillissement à terre, relargage des polluants).

Ce projet a favorisé une meilleure cohésion des modes de gestion des canaux à l’échelle de l’eurorégion, tout en tenant compte des spécificités réglementaires ou sociétales propres à chaque pays.

Combinant des expertises de Belgique, de France, d’Irlande et des Pays-Bas, CEAMAS a permis de renforcer les possibilités de valorisation des sédiments de dragage marins par :

  • la compilation, l’analyse et la diffusion d’une bibliographie complète et d’une cartographie de la réutilisation et la gestion des sédiments de dragage dans les pays d’Europe du Nord ;
  • l’apport de nouveaux comme l’analyse de la viabilité sociale, économique et environnementale des nouvelles applications ;
  • l’élaboration d’une méthodologie commune de caractérisation des sédiments de dragage  et de réutilisation des sédiments applicable à tous les ports et types de sédiments ;
  • l’amélioration de la capitalisation des connaissances et de la sensibilisation aux options de réutilisation des sédiments par l’organisation d’ateliers régionaux, de conférences internationales et la création d'un Centre de ressources européen (SEDILAB) sur la gestion et la valorisation des sédiments.

Des cas d’étude documentés (Cork/Bantry (IE), Dunkerque (FR), Anvers/Amoras (BE), Lift Up Lowlands (NL)) ont également été collectés et une revue réglementaire et d’opportunités des législations nationales et européenne, présentant les forces et les faiblesses de chacune, a été réalisée.

Trois outils d’aide à la décision à destination des gestionnaires ont également été développés :

  • un outil non déterministe de simulation de scénarios innovants (base GeDSeT) ;
  • un outil de simulation économique prenant en compte les coûts et les emplois créés ;
  • un outil de sélection d’applications basé sur les propriétés géotechniques et environnementales.

CapMos a permis de tester :

  • des techniques de caractérisation sur site des sédiments en eau douce (Fluorescence X (pXRF), presse de déshydratation, pFTIR, µRaman, Géophysique (résistivité électrique)) pour une gestion optimisée des sédiments ;
  • des techniques de caractérisation sur site des impacts sur l’eau (Sonde multiparamétrique, Echantillonneurs passifs) ;
  • la caractérisation d’un profil sur sédiments anciens à terre (redistribution des polluants, maturation).

PARTENAIRE  

GeDSeT :

 

 

CEAMaS :

 

 

 

CapMos

 

RAPPORTS PUBLICS

BRGM/RP-62739-FR - GedSeT - Gestion Durable des Sédiments transfrontaliers - Télécharger le rapport

BRGM - 3 avenue Claude-Guillemin - BP 36009 45060 Orléans Cedex 2 - France Tél. : +33 (0)2 38 64 34 34