Les techniques de traitement des sols pollués sont classées en quatre grandes catégories : les procédés physicochimiques, thermiques et biologiques ainsi que le confinement. Leur choix dépend de la taille du chantier, du type de pollution, de la nature du sol, des délais de décontamination, des risques pour les opérateurs et des coûts des traitements. Elles se distinguent par leur mode de mise en œuvre : techniques ex situ (hors site et sur site) ou techniques in situ.

Les techniques où le sol n'est pas déplacé

Les techniques in situ sont directement effectuées dans le sol par des procédés qui permettent de traiter les polluants sans excavation. Certaines techniques consistent à injecter de l'air, des bactéries ou des nutriments pour décomposer biologiquement ou physiquement les polluants et les aspirer sans détruire le sol (venting ou bioventing). Le traitement s'effectue en général dans les 10 premiers mètres. Si ces procédés peuvent présenter un rendement de 80 à 90 %, ils sont souvent longs et s'avèrent donc moins adaptés aux projets de site immobilier à réaliser dans l'urgence.
D'autres techniques comme l'oxydation chimique consistent à injecter un oxydant sous forme liquide ou gazeuse qui entrera directement en contact avec le polluant pour aboutir à sa destruction ou à sa transformation en un composé moins toxique.
La pollution peut également être confinée pour éviter sa migration. Le confinement est souvent utilisé pour un traitement combiné du sol et de la nappe phréatique.
Les terres peuvent par ailleurs être stabilisées : cette stabilisation physico-chimique consiste à limiter la mobilité du polluant grâce à une réaction chimique qui le transforme en une forme moins soluble et/ou moins toxique par la mise en œuvre de mécanismes physico-chimiques.
Une technique plus récente consiste à extraire les polluants du sol via des végétaux : la phytoextraction. Cette technique émergente est principalement appliquée aux pollutions par des métaux. Les plantes peuvent également permettre de stabiliser la pollution : on parle alors de phytostabilisation.

Les traitements après excavation des terres

Le même type de techniques a été mis au point pour être appliqué sur les terres après excavation. Certaines peuvent être mises en œuvre sur le site même via des installations temporaires. Cela permet de pouvoir réutiliser les terres après dépollution. Les terres polluées sont mises de côté et subissent des traitements biologiques, physico-chimiques ou thermiques (désorption thermique). Les terres polluées peuvent également être confinées, stabilisées ou lavées sur site. Cette dernière technique consiste à extraire les polluants à l'aide d'eau ou de solvants. Les polluants sont ainsi transférés dans l'eau ou le solvant qui sera ensuite traité.

Friches industrielles : régénérer les sols et réinventer la ville

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Lorsque le terrain ne le permet pas, les terres excavées sont traitées hors du site, dans des centres de traitement fixes. Ces centres peuvent être des installations de lavages de terres, de désorption thermique, de stabilisation, de traitement biologique ou encore d'incinération et des cimenteries. Les terres peuvent également être envoyées en installations de stockage de déchets dangereux (ISDD), non dangereux (ISDND) ou inertes (ISDI).

Le choix des techniques guidé par un compromis technico-économique

Selon une étude réalisée par le Cabinet Ernst & Young pour l'ADEME et publiée en janvier 2009, 54% des tonnages traités en 2006 l'ont été hors site principalement dans des installations de traitement biologique (17%) et des centres de stockage de déchets inertes (14,6%) et non dangereux (10,3%). Les traitements in situ représentent 26% des tonnages et consistent principalement à appliquer les techniques de venting ou bioventing (20,6%). 20% des traitements ont donc lieux sur site et consistent principalement à mettre en œuvre des techniques de biodégradation.

Le choix des techniques s'oriente en fonction du coût du traitement et du temps disponible. Selon l'étude du Cabinet Ernst & Young, les techniques de bioventing et le stockage comme déchets inertes sont les moins chers avec des prix variant de 10 à 30 euros par tonnes (hors coûts d'excavation et de transport) alors que l'incinération ou le lavage de terre revient à 400 euros par tonne en moyenne. Mais c'est surtout la valeur du terrain qui va définir l'investissement réalisé dans les techniques de traitement. L'objectif pour le propriétaire du site est de couvrir les frais de dépollution avec la vente du terrain.
La réglementation peut également influer sur le choix des techniques surtout celle liée à la gestion des terres excavées qui vise à limiter l'envoie de terres dans des centres de stockage de déchets et par conséquent encourage le recours au traitement in situ et sur site.