Détermination de fonds pédo-géochimiques anthropisés (FPGA), le cas de Toulouse métropole

30.10.2019
Les sols urbains sont la "mémoire" des villes ; ainsi la qualité géochimique des sols urbains, à laquelle la population est exposée, résulte de son histoire : émissions depuis la révolution industrielle, reconstructions successives sur remblais, notamment suite aux différents conflits…. C’est pourquoi la qualité des sols, constitués de remblais de composition incertaine, est aujourd’hui mal connue alors même qu’il s’agit d’une information essentielle pour la reconstruction de la ville sur elle-même et la valorisation au sein des territoires des matériaux excavés.

Campagne d’échantillonnage et d’analyse chimique des sols de Toulouse Métropole. © BRGM - Hubert Leprond

Le besoin

Toulouse Métropole a été choisie comme agglomération pilote pour mettre en œuvre la démarche de détermination d’un fond pédo-géochimique anthropisé (FPGA) et ainsi démontrer la faisabilité opérationnelle des travaux du groupe de travail national « Valeurs de fonds » piloté par le Ministère chargé de l’Environnement. Le projet a également permis de décliner la méthodologie de valorisation des terres excavées. En effet, pour un projet d’aménagement, la compatibilité des terres avec le site receveur fait partie des trois critères d’acceptabilité qui conditionnent la possibilité de valorisation des terres. Etudier la compatibilité de terres excavées avec un fond géochimique local pourrait être plus souple que la comparaison avec des valeurs-seuils nationales, tout en évitant d’avoir recours à une caractérisation spécifique du site receveur.

Les résultats

Les échantillons de sol de surface disponibles (environ une cinquantaine) ont été complétés d’une part, par des diagnostics de site existants, en choisissant les données disponibles dépourvues de pollution, et d’autre part, par deux campagnes d’échantillonnage (40 échantillons de sols de surface et 20 sondages de 5 m de profondeur). Les analyses ont porté sur 24 paramètres parmi lesquels : éléments traces métalliques, HAP, cyanures totaux, PCB, dioxines, ….

Le projet a permis de démontrer en premier lieu l’applicabilité des méthodes du guide réalisé pour le compte de l’ADEME (Guide pour la détermination des valeurs de fonds dans les sols - échelles d'un territoire / d'un site, novembre 2018) au calcul des valeurs de fond urbaines ainsi que leur application opérationnelle aux besoins de la métropole Toulousaine. A une échelle territoriale, deux procédures se dégagent : 1) l’utilisation d’Entités Géographiques Cohérentes (EGC) pour l’élaboration des FPGA, permettant de zoner le territoire et de diminuer le nombre de données nécessaires et 2) l’interprétation géostatistique des données, sans zonation préalable du territoire, nécessitant un plus grand nombre de données, réparties de façon homogène.

Sur l’agglomération de Toulouse, des EGC, zones (surface et profondeur) établies à partir des usages des sols, de la géologie, de la pédologie, de facteurs historiques, etc… sur lesquelles sont définies les valeurs de fonds, ont pu être identifiées. Des verrous scientifiques ont pu être levés pour permettre l’identification de zones « EGC » multi polluants. En reportant les teneurs en éléments par EGC, on obtient les gammes de concentrations. Des écarts de teneurs entre les zones urbaines et péri-urbaines et les zones périphériques voire les terrains naturels environnants ont ainsi pu être constatés, faisant resurgir le découpage historique (remblais, zones industrielles passés, épandages etc...). Il est à noter que des dépassements des valeurs-seuils nationales ont été constatés pour chacune des EGC.

Des préconisations méthodologiques ont également été formulées. Il convient ainsi, pour les métropoles, de privilégier plutôt une approche par EGC définies suivant une méthode dite « bottom-up » ou par cartographie géostatistique (suivant l’échelle de travail, le nombre de données et leur densité) et de réserver des approches dites « top-down », basées sur un zonage par géologie et usages du sol pour une échelle plus grande (grand bassin par exemple). Il a ainsi pu être montré avec le cas d’étude sur Toulouse que des corrélations existent avec la géologie et les usages pour certains polluants, notamment métalliques tandis que d’autres polluants, comme par exemple les hydrocarbures diffus et les dioxines, sont peu voire pas corrélés aux usages, du fait de leur mode de dépôt atmosphérique (cheminées, automobiles du périphérique urbain, explosions…).

L’utilisation

L’étude a ainsi montré comment une agglomération comme Toulouse Métropole peut mettre en place une démarche pour une meilleure connaissance de la qualité chimique des sols urbains et une gestion de seuils établis spécifiquement pour le territoire, et envisager ainsi, par exemple, un transfert de terres d’une ECG vers une autre plus marquée d’un point de vue des teneurs en éléments chimiques des sols de surface. Toulouse métropole pourra désormais continuer à améliorer sa connaissance de la qualité chimique des sols urbains via l’alimentation systématique de la base de données nationale BDsolU dont la vocation est de capitaliser et de restituer les données nécessaires pour l’élaboration des valeurs de fond.

Entités Géographiques Cohérentes (EGC) sur Toulouse Métropole pour l’élaboration de fonds pédo-géochimiques anthropisés. © BRGM

Les partenaires

  • Bureau du sol et sous-sol du Ministère de la Transition Ecologique et Solidaire