Lors d'une excavation en sols impactés par des hydrocarbures, la rencontre d'une nappe ou de niveaux perchés peut générer des venues d'eau et une phase flottante (LNAPL). Pour sécuriser la fouille et éviter les transferts de pollution, il faut combiner rabattement/pompage piloté, écrémage sélectif, séparation eau/hydrocarbures, traitement de « polissage » (souvent charbon actif) et une traçabilité réglementaire robuste (Trackdéchets, registres, suivi volumétrique et analytique).
Comprendre venues d'eau et LNAPL en fouille
Définitions utiles sur chantier
En excavation sur sites impactés par des hydrocarbures (HCT, BTEX, et selon l'historique: additifs oxygénés), il est fréquent de croiser la nappe ou des niveaux perchés, provoquant des venues d'eau et parfois la présence d'une phase flottante (LNAPL, Light Non-Aqueous Phase Liquid). Le LNAPL correspond à une phase organique plus légère que l'eau (ex: essence, gazole) susceptible de flotter, de s'étaler et de s'adsorber/« barbouiller » des horizons lors des fluctuations de niveau d'eau (smear zone).
Ces situations créent des contraintes cumulées:
Sécurité: stabilité des parois (boulance, ravinement), glissance, risques d'atmosphères inflammables/odeurs et exposition aux COV.
Environnement: turbidité et entraînement de polluants dissous, risque de migration par gradients hydrauliques liés au rabattement.
Conformité: gestion des effluents pompés, des boues, des hydrocarbures récupérés et des terres excavées, avec preuves de traçabilité et justification des filières.
Les retours d'expérience de COLAS Environnement s'inscrivent notamment dans des chantiers de démantèlement d'installations pétrolières et de stations-service, où l'excavation doit rester productive tout en maîtrisant « eau + LNAPL ».
Risques terrain et exigences de conformité
Défaillances typiques et mécanismes
Sur anciennes stations-service, dépôts pétroliers ou aires de stockage, la nappe est souvent peu profonde et les ouvrages enterrés (cuves, réseaux, séparateurs) créent des hétérogénéités (chemins préférentiels, poches de produit). Les difficultés récurrentes sont:
Instabilité de fouille: l'arrivée d'eau augmente les pressions interstitielles, altère la portance et peut déclencher ravinement/boulance.
Mobilisation de polluants: un pompage trop « énergique » augmente les gradients et peut favoriser migration latérale/verticale de polluants dissous; la remise en charge après arrêt peut remobiliser du produit résiduel.
Gestion du LNAPL: film, irisations ou épaisseur mesurable; un schéma de pompage inadapté peut disperser/émulsionner le produit et compliquer l'écrémage.
Turbidité et colmatage: mise en suspension de fines en fond de fouille, baisse de performance des séparateurs/filtres, hausse des maintenances.
Traçabilité multi-flux: eaux pompées, hydrocarbures récupérés, boues, absorbants, terres, bétons, ferrailles: sans métrologie et routines documentaires, les écarts volume estimé/volume réel sont fréquents.
Textes et références à intégrer au dossier chantier
Sans se substituer à une analyse réglementaire au cas par cas, la conformité repose généralement sur:
Rejets/émissions (cadre ICPE, selon périmètre): prescriptions générales encadrées notamment par l'arrêté du 2 février 1998 pour les installations classées (les modalités applicables dépendent du contexte et des autorisations/arrêtés préfectoraux).
Éléments chantier à verrouiller: plan de gestion, CCTP, plan de prévention, PPSPS, prescriptions locales (exigences DREAL/arrêtés préfectoraux si applicables).
Dimensionner pompage et rabattement
Reconnaissances et préparation avant terrassement
Avant ouverture de fouille, l'efficacité opérationnelle dépend d'une préparation « hydrogéologie + exploitation »:
Niveaux piézométriques: niveau moyen, amplitude (pluies, pompages tiers), gradients.
Indice LNAPL: observations (irisations/odeurs), mesures en piézomètres (présence/épaisseur), test de pompabilité si nécessaire.
Phasage: excavation séquencée (ex: « touche de piano ») pour limiter l'ouverture hydraulique et conserver des appuis; ce type d'approche est utilisé sur des chantiers où l'objectif est de maîtriser les entrées d'eau et de stabiliser l'avancement.
Pilotage du rabattement pour limiter les transferts
L'objectif est de maintenir un niveau d'eau compatible avec la stabilité et l'accessibilité sans sur-rabattement. Les configurations usuelles sont:
Puisards en fond de fouille avec massif filtrant/anti-colmatage.
Tranchées drainantes temporaires pour collecter les écoulements préférentiels.
Pompages périphériques (si perméabilité/emprise le justifient) pour abaisser en périphérie plutôt qu'au seul point bas.
Le pilotage s'appuie sur des mesures simples et robustes: débit (m3/h), niveau d'eau, turbidité, observation d'irisations/odeurs, et réglage progressif des débits. Sur des sites en bord de cours d'eau, des dispositifs de pompage/traitement peuvent atteindre des débits significatifs, à condition que la séparation et la filtration soient dimensionnées pour les pics de MES.
Recuperer le LNAPL sans l'emulsionner
Skimming, debit faible et points de collecte
Lorsque la phase flottante est présente, la stratégie vise à récupérer le produit de manière sélective plutôt qu'à pomper un mélange eau + produit qui favorise l'émulsification et dégrade la séparation gravitaire. Les solutions typiques combinent:
Écrémeurs (skimmers) adaptés à la viscosité et à la hauteur de produit.
Pompage à faible débit sur zone de produit, avec réglage fin pour limiter l'aspiration d'eau.
Décantation dédiée et séparation primaire avant tout polissage.
Le positionnement des points de collecte est critique: un point mal placé peut aspirer principalement de l'eau, diluer le produit et augmenter la zone de smear (barbouillage) lors des variations de niveau.
Separation et traitement des eaux pompees
Train de traitement: decantation, separation, polissage
Un schéma robuste de traitement des eaux de fouille s'organise généralement en « étages »:
Séparation primaire: décantation (MES) puis séparation eau/hydrocarbures (gravitaire, coalescence selon cas).
Polissage: filtration sur média adsorbant, notamment charbon actif, pour abattre une partie des composés dissous (ex: BTEX) et sécuriser l'atteinte d'objectifs de rejet/évacuation.
Gestion des sous-produits: boues de décantation, médias usés, absorbants: caractérisation, stockage sûr et évacuation dans des filières autorisées avec bordereaux.
Pour l'analytique, l'indice hydrocarbures dans l'eau est couramment mesuré via des méthodes normalisées telles que ISO 9377-2 (déclinaison NF EN ISO 9377-2). Les conditions de prélèvement, transport et conservation doivent être cohérentes avec les lignes directrices de la série ISO 5667, notamment ISO 5667-3 pour la conservation et la manipulation des échantillons.
Metrologie: debitmetres, MES et surveillance exploitation
La performance se joue sur la capacité à éviter le « pilotage à l'intuition ». Bonnes pratiques:
Comptage volumétrique par débitmètre/compteur sur ligne de pompage (plutôt que des estimations).
Suivi de turbidité (MES) pour anticiper colmatages et dérives de séparation.
Maintenance planifiée: purge des décanteurs, contrôle des séparateurs, remplacement des médias, gestion des effluents de purge.
Traçabilite: prouver, pas seulement declarer
Organisation documentaire multi-flux
Sur un chantier d'excavation hydrocarbures avec venues d'eau, la traçabilité doit rester exploitable en fin d'opération (rapport de fin de chantier, bilan matières, conformité filières). Le socle comprend:
Registre chronologique (producteur/expéditeur/réceptionnaire): obligation rappelée par R.541-43 et contenu précisé par l'arrêté du 31 mai 2021.
Journal chantier « eau + LNAPL »: volumes pompés/jour, volumes de produit récupéré, volumes stockés/évacués, incidents, arrêts, opérations de maintenance, résultats analytiques.
Point clé: séparer strictement les flux (eaux pompées, LNAPL, boues, terres, bétons, ferrailles, DIB) et recouper les chiffres (volumes pompés vs capacités de stockage vs évacuations) afin de produire une traçabilité « preuve » et non une traçabilité uniquement administrative.
Securite de fouille et contraintes chantier
Stabilite, ATEX et nuisances
La sécurité est indissociable de la performance environnementale:
Stabilité: recours au blindage/soutènement lorsque profondeur et nature des matériaux l'imposent.
Atmosphères: évaluation du risque inflammable, gestion des COV selon contexte, ventilation si nécessaire.
Nuisances: limitation des odeurs/émissions fugitives, maîtrise des ruissellements et des eaux pluviales, plan de circulation.
Points de vigilance et leviers d'optimisation
Ce qui fait reussir (ou echouer) le dispositif
Rabattement trop élevé: peut élargir la zone d'influence et capter des flux extérieurs; trop faible, la fouille devient inexploitable. L'optimum se règle par mesures.
Émulsions/MES: réduire l'énergie de pompage, augmenter les temps de décantation, prévoir étapes de coalescence si besoin, et adapter la maintenance.
Produit résiduel et smear zone: en cas de fluctuations de nappe, prévoir une stratégie de finition (excavations ciblées complémentaires; à discuter au regard des objectifs eaux/sols).
Sous-dimensionnement du traitement: intégrer scénarios pluie, pics de turbidité et variabilité de concentrations.
À moyen terme, l'augmentation de l'instrumentation et de la supervision (débits, niveaux, qualité) ouvre des marges d'optimisation sur la conformité, la maintenance et la continuité de production, tout en sécurisant le bilan matières.
Conclusion: une gestion eau + LNAPL pilotee et tracable
Benefices techniques et appel a devis
La maîtrise des venues d'eau et du LNAPL en excavation hydrocarbures repose sur un enchaînement cohérent: phasage, pompage/rabattement piloté, écrémage sélectif, séparation et traitement adapté (dont charbon actif en polissage) et traçabilité réglementaire (registres, bordereaux, consolidation des volumes). Cette approche réduit les risques de transfert, sécurise la fouille et produit des preuves de conformité exploitables en fin d'opération.
Pour dimensionner et déployer un dispositif « eau + LNAPL » adapté à votre site (stations-service, dépôts, sites industriels), contactez COLAS Environnement et demandez un devis incluant phasage, traitement, contrôles analytiques et organisation de la traçabilité.
