Caractérisation conventionnelle des sites urbains contaminés

La caractérisation des sites urbains contaminés, de même que la caractérisation de l’ensemble des terrains, repose sur des procédures développées dans les années 1970 et 1980 (Crumbling, Griffith et Powell, 2003). Ces procédures dites conventionnelles sont largement répandues et encore employées aujourd’hui par les praticiens.

Au Québec, plus particulièrement, le ministère du Développement durable, de l’Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques (MDDELCC) a élaboré le Guide de caractérisation des terrains afin de baliser la caractérisation des terrains contaminés au Québec ainsi que le travail des experts appelés à vérifier les études de caractérisation. La procédure décrite dans ce guide (MENV, 2003) présente une planification en trois phases : 1) caractérisation préliminaire de phase I, 2) caractérisation préliminaire de phase II et 3) caractérisation exhaustive de phase III.

La caractérisation préliminaire de phase I consiste à effectuer une revue de l’information existante, à établir l’historique du terrain et à inventorier les activités antérieures qui ont eu ieu sur le terrain. Cette première phase permet ainsi d’identifier les sources potentielles de contamination de même que les secteurs susceptibles d’être contaminés. Par la suite, la caractérisation préliminaire de phase II permet de confirmer la présence ou l’absence de contaminants et, en présence d’une contamination, d’évaluer son ampleur. Finalement, la caractérisation exhaustive de phase III permet de préciser l’étendue de la contamination et les volumes de matériaux contaminés en vue de proposer une intervention éclairée.

Ainsi, ces trois phases correspondent au cheminement conventionnel d’une étude de caractérisation d’un site urbain contaminé. Nécessitant plusieurs étapes successives et complémentaires, le processus de caractérisation conventionnelle est de ce fait itératif afin d’obtenir une représentation schématique du site et de la distribution de la contamination.

Campagne d’échantillonnage 

La campagne d’échantillonnage est inévitable afin de mener à terme les phases II et III de la caractérisation d’un terrain. La première étape de cette campagne consiste à élaborer une stratégie d’échantillonnage.

Les critères considérés lors de la planification d’une stratégie d’échantillonnage sont: 1) les objectifs de l’étude de caractérisation, 2) la distribution anticipée de la contamination selon l’historique du site et les études antérieures réalisées à ce site, 3) l’accessibilité et la dimension du terrain et 4) la présence d’infrastructures ou de chemins préférentiels de transport des contaminants (MENV, 2003).

L’étape de l’élaboration d’une stratégie d’échantillonnage demeure primordiale au sein du processus de caractérisation puisque c’est au cours de cette étape que la localisation à la fois en plan et en coupe, la quantité et le type d’échantillons à prélever sont déterminés. La stratégie d’échantillonnage débute par une localisation en plan des stations, suivi d’une localisation en coupe des points de prélèvement et finalement le prélèvement même des échantillons de sol. L’ensemble de cette procédure est décrite dans les guides du MDDELCC (MDDEP, 2008; 2010; MENV, 2003) et est reprise ici dans ses grandes lignes.

Localisation en plan des stations d’échantillonnage 

Une campagne d’échantillonnage efficace requiert une disposition adéquate des stations d’échantillonnage (forages, puits d’exploration et/ou tranchées). Pour ce faire, il existe plusieurs approches afin de localiser ces stations en plan.

L’approche d’échantillonnage est dite systématique lorsque la localisation en plan des stations est établie par rapport à une grille. Lorsque le positionnement de chacune des stations d’échantillonnage au sein de chaque cellule de la grille ou lorsque le point de départ de la grille est choisi au hasard, l’approche est dite aléatoire systématique. La grille peut aussi être établie selon les obstacles présents sur le site ou également en fonction d’une dimension prédéterminée des cellules. Le positionnement des stations d’échantillonnage pourrait aussi être situé à l’intersection des mailles de la grille, ou au centre des polygones (ou cellules) formés par la grille. Dans le guide de caractérisation du MDDELCC (MENV, 2003), on mentionne que, basé sur les expériences passées pour les sols, le choix pour la dimension des polygones est habituellement de 15 à 25 m de côté. Dans la pratique québécoise actuelle, le choix de 25 m de côté pour la dimension des polygones est fortement répandu (ce qui correspond à une surface tributaire de l’ordre de 625 m² par station d’échantillonnage) et sert notamment de valeur comparative de référence concernant l’évaluation actuelle de l’exhaustivité d’une caractérisation.

L’approche d’échantillonnage est dite aléatoire simple lorsque la localisation des stations est purement aléatoire, c’est-à-dire sans aucune grille. Elle est rarement employée du fait qu’elle nécessite des outils informatiques particuliers et ne permet pas d’obtenir une couverture spatiale uniforme. Toutefois, elle permet d’obtenir un ensemble de données parfaitement aléatoire pour un traitement statistique ultérieur.