# Caractérisation d'une pollution au LNAPL de grande étendue à partir des données géologiques et géophysiques, retour d'expérience du diagnostic au post-traitement

Jean Rillard, Jean-Christophe Gourry, Pauline Kessouri, Hubert Leprond,

Loïc Tonnelier, Gaetan Urvoy, Pascal Vicat, Nora Nibou, Damien Moreau,

Emmanuel Boutin

► To cite this version:

Jean Rillard, Jean-Christophe Gourry, Pauline Kessouri, Hubert Leprond, Loïc Tonnelier, et al. Caractérisation d'une pollution au LNAPL de grande étendue à partir des données géologiques et géophysiques, retour d'expérience du diagnostic au post-traitement. 5em rencontres nationales de le Recherche sur les sites et sols pollués, Feb 2025, Paris, France. hal-05192413

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Submitted on 30 Jul 2025

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<figure><img src="image_1.png" /></figure>

<figure><img src="image_2.png" /></figure>

# Caractérisation d'une pollution au LNAPL de grande étendue à partir des données géologiques et géophysiques, retour d'expérience du diagnostic au post-traitement

**Contexte et enjeux:** Une ancienne friche ferroviaire a été le siege d'une pollution au LNAPL par des hydrocarbures lourds (majoritée >nC22-nC30), dans un aquifère de nappe libre fortement fracturé (calcaire du Kimméridgien inférieur de Charente Maritime). Le site est en cours de traitement en vue de l'aménagement d'un éco-quartier porté par l'Agglomération de la Rochelle sur la commune d'Aytré. Un traitement par pompage/écremage de la nappe a été mis en place (2 phases de 6 mois). Des prospections géophysiques, géologiques en plus des études historiques et constats de terrain ont été réalisées en amont du traitement.

## Géologie du secteur et modèle conceptuel de l'aquifère

<figure><img src="image_3.png" /><figcaption>site d'étude sur carte geol 1/50 000 (carte BRGM)</figcaption></figure>

<figure><img src="image_4.png" /><figcaption>Calcaire du Kimmérdgiens inférieur à l'affleurement (source BRGM)</figcaption></figure>

<figure><img src="image_5.png" /><figcaption>Schéma conceptuel du transfert de LNAPL dans les calcaires fractures (source CL:AIRE 2014)</figcaption></figure>

<figure><img src="image_6.png" /><figcaption>La fluctuation de la nappe favorise le transfert vertical avant l'étalement laterale (source CL:AIRE 2014)</figcaption></figure>

## Aquifère à double fracturation

- Situation des structures

Onze structures f1 à f11 de dimension hectométrique sont repérables sur l'image « Google earth » :
* 2 ont une direction globalement WNW-ESE semblable à celle des principales failles observées en carrière f1, f10 (pages 40 et 41)
* 2 ont une direction globalement WSW-ENE : f3,f4 (pages 42 et 43)
* 7 ont une direction globalement NW-SE, direction qui est aussi celle de la falaise littorale à l'ouest de la carrière : f2, f5, f6,f7,f8,f9,f11 (pages 44 à 50)

<figure><img src="image_7.png" /><figcaption>Failles tectoniques
Source: B. Mouroux 2016</figcaption></figure>

<figure><img src="image_8.png" /><figcaption>Faille tectonique sur site direction WNW-ESE (source BRGM)</figcaption></figure>

### Fracturation « tectonique »

* Fracturations d'orientation globale Est-Ouest (N95E à N115E);

* Faille avec décrochement visible métrique à multimétrique;

* Pendage sub-verticale, jusqu'à 60° direction Sud en majorité

* Fracture de longueur de la dizaine à la centaine de mètres

* Densité faible (~10/km2)

* Origine : remonté de la plaque Africaine vers l'Eurasie

<figure><img src="image_9.png" /><figcaption>Diaclase (source BRGM)</figcaption></figure>

<figure><img src="image_10.png" /><figcaption>Relevé des fracturations (source BRGM)</figcaption></figure>

### Orientation fracturation

<figure><img src="image_11.png" /><figcaption>Stéréogramme de la fracturation (source BRGM)</figcaption></figure>

### Fracturation « Diaclases»

* Subverticales;

* Métrique à plurimétrique;

* Réseau très dense (dizaine/m2)

* Origine probable: altération superficielle liée vraisemblablement aux dernières glaciations du Quaternaire (Wurm*, -15 000 ans environ). A cette époque, la région était située au Sud de la calotte glaciaire et les sols étaient soumis à des épisodes de glaciation/déglaciation à l'image des sols gelés de la Sibérie actuelle.

## Traitement de la nappe

### Traitement par pompage/écremage en 2 phases (Phase 1 = 10 puits de pompage sur 6 mois; Phase 2 = 22 puits de pompage sur 6 mois)
9 t de LNAPL récupérés, 16 t mélanges Eau/LNAPL/hydroxyde de fer, 70 000 m³ d'eau traités

<figure><img src="image_12.png" /><figcaption>Emplacement des puits de pompage et carte piézométrique sans pompage.
Ecoulements de nappe libre en lien avec la topographie (source COLAS Environnement)</figcaption></figure>

<figure><img src="image_13.png" /><figcaption>Cônes de rabattement des eaux souterraines pendant les essais de pompage</figcaption></figure>

<figure><img src="image_14.png" /><figcaption>Récupération des hydrocarbures par puits au cours des 2 phases de traitement (source COLAS Environnement)</figcaption></figure>

<figure><img src="image_15.png" /><figcaption>Dispositif de traitement (source COLAS Environnement)</figcaption></figure>

<figure><img src="image_16.png" /></figure>

<figure><img src="image_17.png" /><figcaption>Volume de LNAPL pompé (total phase 1 &2) sur la carte interpolée de résistivité électrique sur la tranche de sous-sol comprises entre +2.5 et +5 m NGF (au dessus de la zone de battement de nappe)</figcaption></figure>

<figure><img src="image_18.png" /><figcaption>Volume de LNAPL pompé (total phase 1 &2) sur la carte interpolée de résistivité électrique sur la tranche de sous-sol comprises entre 0 et +2.5 m NGF (zone de battement de nappe)</figcaption></figure>

<figure><img src="image_19.png" /><figcaption>Profil géoélectrique mesuré en continue pendant un test de pompage de 72h dans le puits Pz20 durant lequel 2 m de LNAPL a été cumulé avec un mètre de rabattement de nappe dans Pz20</figcaption></figure>

Comparaison anomalie géophysique/volume LNAPL pompé: l'anomalie géophysique au niveau de la zone de battement de nappe (0 et +2,5 mNGF) est peu corrélée avec le cumul de volumes de LNAPL récupéré (Phase 1 &2). La corrélation apparaît plus logique avec la carte d'anomalie géophysique entre + 2.5 et +5 mNGF, soit sur l'épaisseur d'environ 2.5 m au dessus du battement de nappe. Le pompage de la nappe semble avoir favorisé les transferts verticaux dans la ZNS avant les transferts latéraux

**Observations générales :** Les sens d'écoulement généraux de la nappe sont corrélés à la topographie en lien avec la configuration de nappe libre. Des orientations préférentielles ESE-WNW sont visibles sur les cônes de rabattement de nappe ayant un rayon d'action > 50 m. Ces orientations des écoulements sont potentiellement attribuables aux failles tectoniques. Les transferts de LNAPL sont préférentiellement verticaux dans la zone non saturée puis latéraux dans la zone de battement de nappe selon une orientation préférentielle en lien avec la fracturation. Ces mouvements de LNAPL sub-verticaux puis latéraux sous l'influence des pompages, sont attribuables à la fracturation secondaire formée par les diaclases.