2. Une problématique de recherche déclinée en 3 questions principales
3.1 Contexte réglementaire
3.1.1 Paramètres chimiques et essais écotoxicologiques de base
Les sédiments portuaires renferment de nombreuses substances dont certaines présentent un caractère toxique affirmé: éléments traces métalliques et metalloïdes, hydrocarbures aromatiques polycycliques, organochlorés, pesticides et biocides divers.
Les paramètres chimiques de base (principalement les éléments traces métalliques et métalloïdes) sont classiquement analysés dans la plupart des situations courantes de contamination rencontrées lors de l’extention ou l’entretien d’un bassin portuaire, l’entretien périodique d’un chenal d’accès d’un port d’estuaire, l’extraction de matériaux préalables à la pose de canalisations ou de cables sous-marins, ou encore l’extraction de sables destinés au rechargement de plages, etc….Ils permettent aussi de caractériser les sédiments susceptibles d’être contaminés par des activités particulières: aire de carénage (cuivre, zinc, cadmium, TBT), aire d’avitaillement (HAP). La circulaire du 14 juin 200011, complétée par les arrêtés du 9 août 2006, du 23 décembre 2009, du 8 février 2013 et du 17 juillet 2014, définit un référentiel de qualité pour la caractérisation physico-chimique des sédiments marins ou estuariens présents en milieu naturel ou portuaire. Ce référentiel établit pour un ensemble de contaminants, des seuils de classification N1 et N2 permettant de mieux apprécier l’incidence potentielle de la mobilisation des matériaux dragués destinés à l’immersion. La liste des paramètres chimiques reportée dans les tableaux 7, 8, 9 et 10 est précisée dans les tableaux de l’arrêté du 9 août 2006 et des arrêtés complémentaires:
Tableau II. Eléments traces (métaux et métalloïdes) Tableau III. Polychlorobiphényles (PCB)
Tableau III bis. Hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) Tableau III ter. Tributylétain (TBT)
Il faut noter que ces seuils chimiques peuvent être révisés et actualisés en fonction des retours d’expérience, et que de nouvelles substances peuvent être ajoutées à la liste actuelle.
11 Circulaire du 14 juin 2000 : Circulaire n°2000-62 du 14 juin 2000 relative aux conditions d’utilisation du référentiel de
MEMOIRE D’HABILITATION A DIRIGER DES RECHERCHES 34 Tableau 7. Extrait de l’arrêté du 09 août 2006 : Tableau II. Niveaux relatifs aux éléments traces (mg/kg, poids sec,
analyse sur la fraction < 2 mm).
Eléments traces Niveau N1 Niveau N2
Arsenic 25 50 Cadmium 1,2 2,4 Chrome 90 180 Cuivre 45 90 Mercure 0,4 0,8 Nickel 37 74 Plomb 100 200 Zinc 276 552
Tableau 8. Extrait de l’arrêté du 17 juillet 2014 : Tableau III. Niveaux relatifs aux polychlorobiphéniles (PCB) (µg/kg de sédiment sec analysé sur la fraction inférieure à 2 mm).
Niveau N1 Niveau N2 PCB congénère 28 5 10 PCB congénère 52 5 10 PCB congénère 101 10 20 PCB congénère 118 10 20 PCB congénère 138 20 40 PCB congénère 153 20 40 PCB congénère 180 10 20
Tableau 9. Arrêté du 8 février 2013 : Tableau III bis. Niveaux relatifs aux hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) (µg/kg de sédiment sec analysé sur la fraction inférieure à 2 mm).
HAP Niveau 1 Niveau 2
Naphtalène 160 1130 Acénaphtène 15 260 Acénaphtylène 40 340 Fluorène 20 280 Anthracène 85 590 Phénantrène 240 870 Fluoranthène 600 2850 Pyrène 500 1500 Benzo[a]anthracène 260 930 Chrysène 380 1590 Benzo[b]fluoranthène 400 900 Benzo[k]fluoranthène 200 400 Benzo[a]pyrène 430 1015
Di benzo [a,h] anthracène 60 160
Benzo [g,h,i] pérylène 1700 5650
MEMOIRE D’HABILITATION A DIRIGER DES RECHERCHES 35 Tableau 10. Arrêté du 17 juillet 2014 : Tableau III ter. Niveaux relatifs au tributylétain (TBT) (en µg/kg de sédiment sec
analysé sur la fraction inférieure à 2 mm).
Niveau N1 Niveau N2
TBT 100 400
Ces seuils chimiques ne constituent pas des seuils visant à autoriser ou à interdire l’immersion des sédiments de dragage, ni des seuils d’évaluation d’une qualité environnementale du milieu. Ils constituent des points de repère permettant de statuer sur le régime administratif de l’opération (déclaration ou autorisation), d’apprécier les incidences de l’opération projetée sur l’environnement marin, et donc d’orienter la destination des sédiments soit vers l’immersion, soit vers une gestion à terre. Ainsi, trois cas de figures sont possibles:
Au-dessous du niveau N1, l’impact potentiel est en principe d’emblée jugé neutre ou négligeable, les teneurs étant comparables au bruit de fond géochimique local
Entre le niveau N1 et le niveau N2 une investigation complémentaire peut s’avérer nécessaire en fonction du projet considéré et du degré de dépassement du niveau N1. Au delà du niveau N2 une investigation complémentaire est généralement nécessaire car
des indices notables laissent présager un impact potentiel négatif de l’opération.
Parmi les investigations complémentaires, les principaux bio-essais reconnus et mis en oeuvre dans le cadre des études relatives aux problématiques de dragage et d’immersion des sédiments marins sont les suivants (voir Annexe A2 pour la description du principe des tests) :
Test de toxicité sur le développement embryonnaire d’oeufs fécondés de bivalves (larves « D » de Crassostrea gigas ou Mytilus edulis);
Test de toxicité sur l’amphipode Corophium sp;
Test de toxicité sur Copépode marin (Acartia tonsa ou Tigriopus brevicornis);
Test Microtox sur l’inhibition de la bioluminescence bactérienne (Vibrio ou Allivibrio fisheri). Il faut noter qu’il existe également d’autres bio-essais sur poissons (Scophathalmus Maximus ou Cyprionodon variegatus), oursins (Sphaerechinus Granularis et Paracentrotus Lividus) et algues (Skeletonema costatum) mais ces derniers sont généralement utilisés dans le cadre d’études scientifiques spécifiques.
Dans la mesure où les eaux sont les principaux vecteurs des contaminants, le choix du test et principalement de la matrice testée (eau interstitielle, éluat, eaux surnageantes ou de ressuyage) est déterminant pour la réprésentativité des opérations qui seront mis en oeuvre. Ainsi pour des travaux de dragage qui seraient préférentiellement réalisés par aspiration, un test effectué à partir des éluats parait être le plus pertinent. Pour des dragages à réaliser à l’aide d’une benne, un test à partir des eaux surnageantes ou de ressuyage parait suffisant pour connaitre les éventuels impacts sur les biocénoses.
3.1.2 Paramètres supplémentaires de la DCE et de la DCSMM
La directive cadre sur l’eau (DCE)
La DCE impose, pour atteindre le bon état chimique des eaux, le respect des Normes de Qualité Environnementales12 (NQE) pour 33 substances (ou groupes de substances) prioritaires et 8 autres substances provenant du PNAR13 qui appartiennent à la liste I et font l’objet d’une directive (non incluses à l’annexe X de la DCE).
12 Article 2, alinéa 24 de la DCE et Circulaire du 07/05/07 définissant les NQE 13 Programme national de réduction de la pollution
MEMOIRE D’HABILITATION A DIRIGER DES RECHERCHES 36
La directive cadre Stratégie pour le Milieu Marin (DCSMM)
La DCSMM a pour objectif de mettre en place les mesures nécessaires pour atteindre ou maintenir un bon état écologique du milieu marin en 2020. Le bon état écologique correspond à un bon fonctionnement des écosystèmes sur le plan biologique, physique, chimique et sanitaire. Onze descripteurs qualitatifs son utilisés pour définir le bon état écologique dans l’ensemble des Etats membres de l’Union européenne. Le descripteur 8 fait référence aux substances chimiques pouvant présenter des impacts sur la biodiversité marine, les écosystèmes marins ou les usages légitimes de la mer. Les paramètres chimiques relevant du descripteur 8 sont listées à l’annexe 8 de l’arrêté du 25 janvier 2010, dans la convention OSPAR14, et comprennent également des substances persistantes, bioaccumulables et toxiques ; des substances anti-salissures introduites directement dans le milieu marin ; et des substances dites émergentes : composés perfluorés, pharmaceutiques, et nanomatériaux.
Depuis 2010, le REPOM15 prend en compte les substances identifiées dans le cadre de la DCSMM pour la définition du bon état écologique des eaux marines ainsi que les substances prioritaires de la DCE pertinentes pour la matrice sédiment (Annexe 3). Dans le cahier des charges du REPOM, le volet « sédiment » inclut ainsi le suivi des substances réglementées dans le cadre des dragages portuaires (ETM, TBT, PCB, HAP), mais également des organochlorés, dioxines, furanes, phénols, composés bromés (HBCD, PBDE), phtalates, HCH, etc.