Limiter les transferts sol-végétaux

Mis à jour : 07/10/2020
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Principe

Lorsque la culture de végétaux est envisagée sur une zone présentant des pollutions (métalliques ou organiques) dans les sols pollués, des précautions particulières doivent être prises. Outre le fait d'envisager de Recouvrir les terres polluées ou de Décaper et remplacer les terre polluées par des terres dont la qualité aura été contrôlée, il conviendra de s’assurer que les racines des végétaux ne pourront pas atteindre des terres polluées. Pour y parvenir, deux solutions sont possibles :

  • S’assurer que les végétaux envisagés ont un développement racinaire suffisamment limité pour ne pas atteindre les sols pollués. Cela nécessite néanmoins la maîtrise du type de culture dans le temps, ce qui est généralement très délicat voire impossible. Dans ce cas, la proposition suivante est recommandée ;
  • Prévoir un confinement racinaire physique empêchant tout développement racinaire en dehors du volume délimité.

Dans l’idéal et afin d’assurer une sécurité optimale (notamment en cas de changement de culture par les occupants de la zone cultivée), la mise en place d’un confinement racinaire physique dans tous les cas est conseillée. A défaut, le remplacement des arbres fruitiers par des arbres d’ornement ou la culture hors-sol restent des solutions permettant d’éviter tout risque de consommation de végétaux pollués. Une attention particulière devra toutefois être portée sur les déchets de coupe provenant de végétaux présents sur des zones polluées et leur élimination. Il est enfin rappelé que la méthodologie nationale de gestion des Sites et Sols Pollués (Ministère en charge de l'Environnement) recommande de ne pas cultiver de fruits et légumes sur des sites pollués.

Description

Dans le cas d’une zone présentant des cultures de fruits et légumes (ou sur laquelle elles sont envisagées), rappelons que la méthodologie nationale de gestion des Sites et Sols Pollués (Ministère en charge de l'Environnement) recommande d’éviter cet usage sur des sites pollués. Si elle est tout de même retenue, la première solution à envisager est de Décaper et remplacer la totalité des terres polluées ou de déplacer les cultures dans une zone non polluée.

A défaut, il pourra être envisagée de Décaper et remplacer partiellement les terres polluées voire de Recouvrir les terres polluées. Dans ce cas, il faudra veiller à ce que leurs racines ne puissent pas atteindre les terres polluées sous-jacentes et à garantir la maîtrise de type de culture dans le temps, ce qui est généralement très délicat voire impossible. Par conséquent, sauf cas très particulier à justifier (notamment du point de vue de l’impossibilité d’un changement de type de culture au cours du temps), il est recommandé de mettre en place un dispositif de confinement racinaire (voir plus loin) et à s’assurer que les profondeurs de sols sains mis en place sont suffisants pour répondre aux besoins des plantes.

1. Légumes

Récapitulatif des profondeurs approximatives atteintes par les légumes classiquement cultivés en France.

Légumes

Ordre de grandeurs des profondeurs racinaires maximales

0,30-0,45 m

0,45-0,60 m

0,60 m et plus

Brocolis

 

X

 

Choux de Bruxelles

 

X

 

Chou

 

X

 

Chou-fleur

 

X

 

Céleri

 

X

 

Chou chinois

 

X

 

Blé

 

 

X

Endive

 

 

X

Ail

 

X

 

Echalote

X

 

 

Poireau

 

X

 

Laitue

 

X

 

Oignon

 

X

 

Pomme de terre

 

X

 

Radis

X

 

 

Epinards

X

 

 

Haricots verts

 

 

X

Betteraves

 

 

X

Carottes

 

 

X

Bettes

 

 

X

Concombre

 

X

 

Aubergine

 

X

 

Pois

 

X

 

Poivrons

 

 

X

Rutabagas

 

 

X

Courge (été)

 

X

 

Navets

 

X

 

Melon

 

X

 

Artichauts

 

 

X

Asperges

 

 

X

Haricots de lima

 

 

X

Panais

 

 

X

Citrouilles

 

 

X

Courge (hiver)

 

 

X

Patates douces

 

 

X

Tomates

 

 

X

Fraisiers

X

 

 

Framboisier

 

X

 

Source : Natural Resources Conservation Service National Engineering Handbook.

2. Arbres fruitiers

Récapitulatif des profondeurs approximatives atteintes par les arbres fruitiers classiquement cultivés en France

Nom commun

Nom scientifique

Ordre de grandeurs des profondeurs racinaires maximales

Source

Remarque

Abricotier

Prunus armeniaca

env. 5 m

a

 

Amandier

Prunus dulcis

env. 4 m

a

 

Brugnonier, nectarinier

Prunus persica

env. 5 m

a, f

 

Cerisier

Prunus cerasus

env. 2 m

b et f

A noter que b rapporte une profondeur plus faible (0,6 m) pour 5 cerisiers âgés de 30 ans, plantés sur des trottoirs de Manchester (UK).
Cette faible profondeur est probablement liée au compactage des sols présents sous le trottoirs qui a limité la pénétration des racines.

Citronnier

Citrus limon

> 5,2 m

a

 

Cognassier

Cydonia oblonga

env. 1 à 2 m

e

 

Figuier

Ficus carica

env. 6 m

a

Donnée à titre indicative (extrapolation à partir des données disponibles pour le Ficus religiosa)

Mandarinier

Citrus deliciosa

> 5,2 m

a

Donnée à titre indicative (extrapolation à partir des données disponibles pour le citronnier)

Noisetier

Corylus avellana

env. 4 m

f

Donnée à titre indicative (extrapolation à partir des données disponibles pour le noisetier américain (Corylus americana))

Noyer

Juglans regia

env. 3 m

a

 

Oranger

Citrus sinensis

> 5,2 m

a

Donnée à titre indicative (extrapolation à partir des données disponibles pour le citronnier)

Pamplemoussier/Pomelo

Citrus paradisi

> 5,2 m

a

Donnée à titre indicative (extrapolation à partir des données disponibles pour le citronnier)

Pêcher

Prunus persica var. persica

env. 5 m

a

 

Poirier

Pyrus communis L

env. 5 m

a

 

Pommier

Malus pumila

env. 11 m

a

 

Prunier

Prunus

env. 5 m

a

 

Vigne

Vitis vinifera

env . 6 m

c et d

Parfois jusqu'à 12 à 15 m

Sources : a) Stone, E.L. and Kalisz, P.J. (1991), b) Nicoll, B. C. and Armstrong, A. (1998), c) Huglin & Schneider (1998), d) Galet, P. (2000), Machado et al. (2017), e) Groundwater Resource Hub.

Sur la base de ces deux tableaux, il est clair que la culture de la quasi-totalité des arbres fruitiers sur des sites pollués sans autre précaution que la mise en place d’une couche de terres « saine » de 50 cm d’épaisseur n’est pas envisageable puisque les racines vont généralement à plus d’un mètre de profondeur. Même si la proportion de racines profondes (i.e. atteignant des profondeurs de plus de 60 cm) est globalement relativement limitée (de l’ordre de 10 %, d’après Dobson (1995)), il convient soit :

  • de remplacer les arbres fruitiers par des arbres d’ornements,
  • d'installer des confinements racinaires physiques. Ces dispositifs sont classiquement des membranes robustes en PEHD, généralement utilisées pour empêcher les racines des arbres ou des plantes invasives de se propager latéralement et d’endommager les routes ou les réseaux enterrés. Divers dispositifs existent comme par exemple (liste non exhaustive fournie à titre indicatif) :
    • Plantex® Racibloc, produit par Dupont de Nemours,
    • Rootblock Root Barrier, produit par Geosynthetics,
    • TERRAM Root guard, produit par TERRAM,
    • RootBlock, produit par Greenmax.

Avant mise en œuvre, il convient :

  • de se rapprocher du fabricant afin de vérifier l’adéquation du produit avec les besoins,
  • en cas de remontée latérale de la membrane, de prévoir un drainage des eaux météoriques afin d’éviter son accumulation dans la cuvette ainsi créée par le confinement,
  • de vérifier avec une entreprise spécialisée que le volume de sol contenu dans la membrane est suffisant pour permettre à l’arbre de se développer correctement et de s’ancrer suffisamment dans le sol pour être stable, y compris en cas de vent fort.

La dernière solution envisageable (et celle apportant le plus de sécurité) est la culture hors-sol, par exemple dans des bacs potagers, ce qui permet une séparation physique totale entre les végétaux cultivés et les sols pollués sous-jacents. La culture hydroponique (ie : la culture de plantes réalisée dans un substrat neutre alimenté par un courant d’une solution nutritive) peut également être envisagée.

Contrôles préalables, résultats et conclusions

Analyse de la qualité des sols (voire des végétaux si existants – à cet effet, plusieurs rapports et guides détaillant plus spécifiquement cet aspect sont proposés dans le paragraphe Références) afin de vérifier si les teneurs mesurées pour les composés pertinents à rechercher dans les sols sont problématiques sur la base d’un scénario réaliste (durée d’exposition réelle, quantité de sol ingérée adaptée aux individus concernés, culture et consommation de fruits et légumes…).

Le nombre d’analyses et la profondeur d’échantillonnage seront adaptés en fonction de la profondeur atteinte par les végétaux cultivés et consommés.

La qualité des sols doit être correctement caractérisée (voire des végétaux si existants – à cet effet, plusieurs rapports et guides détaillant plus spécifiquement cet aspect sont proposés dans le paragraphe Références) afin de :

  • délimiter l’extension de la zone concernée (horizontalement et verticalement),
  • vérifier si les teneurs mesurées sont compatibles avec les usages de la zone concernée.

Les résultats seront interprétés au regard du contexte de gestion (Interprétation de l’État des Milieux, Plan de Gestion, …). La profondeur d’investigation dans les sols dépendra de l’usage et de l’aménagement de la zone concernée (passage, aire de jeu, remaniement des sols, …), des modalités de transfert de la pollution (retombées de poussières, déversements, …).

Dans le cas de culture de fruits et légumes, une attention particulière devra être portée au nombre d’analyses (sols et végétaux) et la profondeur d’échantillonnage selon la nature et la diversité de végétaux cultivés et consommés.

Si une pollution uniquement superficielle est suspectée (exemple : retombées atmosphériques), il sera judicieux de réaliser un prélèvement superficiel (0 – 5 cm) en complément d’échantillons plus profonds, afin de déterminer l’extension verticale réelle de la pollution. En effet, la pollution a pu migrer en profondeur naturellement ou après intervention humaine (labourage par exemple).

En fonction des résultats ainsi qu’au regard du contexte de gestion (Interprétation de l’État des Milieux, Plan de Gestion, …) et de l’usage existant ou envisagé, la pertinence de la mise en œuvre d’une mesure constructive sera à étudier :

1. Cas d’un usage existant de type culture de fruits ou légumes

Comme précisé par la méthodologie nationale Sites et Sols Pollués (Ministère en charge de l'Environnement), la qualité des fruits et des légumes cultivés sur ou à proximité d’anciens sites pollués devra être régulièrement contrôlée à l’issue des travaux.

i) Présence de polluants à des teneurs supérieures aux valeurs applicables pour les fruits, les légumes ou/et supérieures au fond géochimique pour les sols (ie : incompatibilité d’usage dans le cadre d’une IEM)

  • Information des occupants avec, dans un premier temps, recommandation de suspendre la consommation des fruits et des légumes, dans l’attente de la mise en œuvre de la mesure constructive,
  • Détermination de la profondeur de la pollution et la profondeur maximale atteignable par les fruits et légumes cultivés pour déterminer l’épaisseur de terres saines minimale à apporter (prévoir une épaisseur plus importante que la profondeur théorique atteignable par les plantes cultivées). Il conviendra également de bien identifier au préalable l’origine de la contamination mise en évidence dans les fruits et légumes : est-elle liée à une contamination des sols en profondeur (transfert de la pollution sol-plantes par les racines) ou à une contamination par des retombées de poussières sur les fruits et légumes voire à l’arrosage avec une eau contaminée ?
  • Contrôle post travaux des teneurs en polluants des végétaux cultivés et consommés,
  • Si cela parait inadapté, il est recommandé de prévoir une autre mesure constructive.

ii) Présence de polluants à des teneurs inférieures aux valeurs applicables pour les fruits, les légumes ou/et supérieures au fond géochimique pour les sols (ie : incompatibilité d’usage dans le cadre d’une IEM pour l’aspect lié à la consommation des fruits et légumes)

  • Information des éventuels occupants/utilisateurs,
  • Bien que les fruits et légumes ne présentent pas de dépassements des valeurs applicables, il est malgré tout recommandé de mettre en place une mesures constructive adaptée (qu’il s’agisse de Limiter les transferts sol-végétaux, de Décaper et remplacer les terres polluées ou de Recouvrir les terres polluées) afin de pérenniser l’usage dans le temps. A défaut, intégrer le site dans un programme de surveillance dans le temps (bilan quadriennal).

iii) Absence d’anomalie dans les fruits, les légumes et les sols (ie : compatibilité d’usage dans le cadre d’une IEM)

  • Information des éventuels occupants/utilisateurs,
  • Pas de mesure constructive ou de suivi à mettre en place si la situation est maîtrisée et qu'elle n'est pas susceptible de se dégrader (par exemple : pas de retombées atmosphériques associées à une activité polluante, susceptibles de remettre en question la qualité des sols). Si la situation peut être amenée à se dégrader ou si l’usage de la zone évolue, des contrôles, dont la fréquence sera à adapter en fonction de la situation rencontrée, seront à prévoir.

2. Cas d’un usage envisagé, de type culture de fruits ou légumes

  • En préambule, rappelons que la méthodologie nationale de gestion des Sites et Sols Pollués (Ministère en charge de l'Environnement) déconseille la culture de fruits et légumes sur un site pollué. Néanmoins, si un tel usage était envisagé, il convient dans un premier temps de déterminer la profondeur maximale atteignables par les fruits et légumes devant être cultivés pour déterminer l’épaisseur de terres saines minimale à apporter (prévoir une épaisseur plus importante que la profondeur théorique atteignable par les plantes cultivées). Si cela apparait inadapté, il est recommandé de prévoir une autre mesure constructive adaptée.
Recommandations post-installation
  • Contrôle de l'état (érosion, entretien, …) et de l'épaisseur de la couche de protection y compris en tenant compte des éventuelles restrictions d'usage. Contrôler l’épaisseur de la couverture ou de la couche de protection uniquement après sa mise en place ne suffit pas. En effet, la terre va se tasser progressivement.
  • L’épaisseur indiquée doit être respectée au cours du temps.
  • Contrôle de la qualité des sols lors d'une vente du terrain.
  • Comme précisé par la méthodologie nationale SSP, la qualité des fruits et des légumes cultivés sur d’anciens sites pollués devra être régulièrement contrôlée à l’issue des travaux.
  • Entretien du recouvrement afin d’assurer la pérennité de son bon fonctionnement (endommagement de la couverture de protection dû au gel/dégel, tassement différentiel, passage d’engins, dessiccation, attaque de rongeurs, végétation, …).
  • Vérification de l'absence de culture d'arbres fruitiers (si recommandé au préalable). Dans le cadre d'un bilan quadriennal et si des cultures ont été réalisées, contrôle de la qualité des légumes pendant la période de maturité a minima deux fois (post installation du jardin et avant la fin du bilan), tout en s’assurant que les familles de fruits et légumes produits n’ont pas variées et ne varieront pas dans le temps. La fréquence et la durée du suivi est à adapter en fonction des cultures et de la préparation des sols (profondeur de labourage, …). Comme précisé par la méthodologie nationale Sites et Sols Pollués (Ministère en charge de l'Environnement), la qualité des fruits et des légumes cultivés sur d’anciens sites pollués devra être régulièrement contrôlée à l’issue des travaux. Compte tenu des limites de connaissance pour prédire les concentrations dans des végétaux à partir des concentrations dans les sols, il est possible qu’il soit nécessaire de renoncer au projet à l’issue de ces contrôles.
  • Lorsque le réaménagement des sites exclut certains usages (implantation de jardins potagers ou d’arbres fruitiers par exemple), il est essentiel que des restrictions d’usage soient instaurées (SUP, acte notarié, règlement de copropriété, bail de location, etc.). Ces documents doivent comporter un état de la situation, mentionnant notamment les aménagements réalisés, les usages possibles et ceux qui sont à proscrire.
Variantes

Des travaux de recherches sont en cours afin de déterminer les éventuelles modalités d'amendements visant à limiter les transferts vers les végétaux. Citons par exemple les projets POTAGER, PIEGEACHLOR (tous les deux en cours de réalisation au moment où cette fiche est rédigée (novembre 2019)) ainsi que le rapport PhytExPPo (PHYTEXPPO, 2017) qui dresse un état de l’art des amendements possibles et de leur efficacité pour limiter les transferts selon les plantes, les sols et les polluants.

Applicabilité

Préalablement aux choix des espèces susceptibles d’être cultivées (par exemple : compte tenu de la faible profondeur atteinte par les racines), il conviendra au préalable de s’assurer qu’elles sont en adéquation avec le projet et avec les conditions météorologiques de la zone d’étude.

Dimensionnement

Cette mesure et son dimensionnement sont intrinsèquement liés à la surface totale de sol pollué et/ou au volume de sol dont les végétaux (fruits ou légumes) ont besoin pour se développer correctement (dans le cas de la mise en place d’un confinement racinaire).

Coûts

Récapitulatif des coûts d'installation de confinements racinaires physiques.

Mesure constructive

Coût d’installation
(matériel et main d’œuvre, hors étude préalable et supervision)

Source/ Date

Coût de fonctionnement/
consommation électrique

Coût d’entretien
(hors prélèvements et analyses éventuels)

Paramètres influençant principalement le coût

Confinement racinaire physique

Entre 2 et 15 € HT/m² hors livraison et installation

l) / 2013

Aucun

Aucun, sauf si endommagement et remplacement

Surface concernée, difficulté d’accès et de mise en place

Source : l) retour d'expérience interne.

Références

1. Bibliographie

ADEME, INERIS, CNAM, INP, ENSAT, ISA, INRA (2012)
Base de données des teneurs en éléments traces métalliques de plantes potagères (BAPPET)
https://www.ademe.fr/base-donnees-teneurs-elements-traces-metalliques-plantes-potageres-bappet-presentation-notice-dutilisation

ADEME, INERIS, INPL, ENSAT, ISA (2015)
BAse de données sur la contamination des Plantes Potagères par les molécules Organiques Polluantes (BAPPOP)
https://www.ademe.fr/bappop-base-donnees-contamination-plantes-potageres-molecules-organiques-polluantes

Badreddine R. (2016)
Biodisponibilité et bioaccessibilité des composés organiques dans le cas de l’ingestion des sols - Etat des lieux des essais
Journée Technique SSP du 15/11/2016
http://ssp-infoterre.brgm.fr/sites/default/files/upload/documents/JF/JT13/15_jt_15-11-16-bioaccessibilite.pdf

BRGM (Juin 2010)
Quelles techniques pour quels traitements - Analyse coûts-bénéfices
S. Colombano, A. Saada, V. Guerin, P. Bataillard, G. Bellenfant, S. Beranger, D. Hube, C. Blanc, C. Zornig et I. Girardeau
Rapport final BRGM/RP-58609-FR
http://ssp-infoterre.brgm.fr/quelles-techniques-quels-traitements
http://infoterre.brgm.fr/rapports/RP-58609-FR.pdf

BRGM (Août 2014) 
Guide relatif aux mesures constructives utilisables dans le domaine des SSP
Leprond H., Lion F., Colombano S. avec la collaboration de Windholtz J.(2014)
Rapport final BRGM/RP-63675-FR,172p., 26 fig., 19 tabl., 5 ann.
http://ssp-infoterre.brgm.fr/guide-relatif-aux-mesures-constructives
http://infoterre.brgm.fr/rapports/RP-63675-FR.pdf

Dereumeaux C, Kairo C, Zeghnoun A. (2015)
Synthèse des travaux du Département santé environnement de l’Institut de veille sanitaire sur les variables humaines d’exposition
Mise à jour 2015. Saint-Maurice : Institut de veille sanitaire. 35 p.
https://www.santepubliquefrance.fr/docs/synthese-des-travaux-du-departement-sante-environnement-de-l-institut-de-veille-sanitaire-sur-les-variables-humaines-d-exposition.-mise-a-jour-2015

Dobson (1995)
Tree root systems
130/95/ARB
Arboricultre Reserach and Information Note
Arboricultural Advisory and Information Service
https://www.trees.org.uk/Trees.org.uk/files/61/6181f2b7-e35d-4075-832f-5e230d16aa9e.pdf

Galet, P. (2000)
General viticulture
Œnoplurimédia

Groundwater Resource Hub (The Nature Conservancy)
Plant Rooting Depth Database
https://groundwaterresourcehub.org/public/uploads/pdfs/Plant_Rooting_Depth_Database_20180419.xlsx 

Huglin & Schneider (1998)
Biologie et écologie de la vigne
Ed. Lavoisier Tec et Doc, Paris, 370 p.

INERIS (2017)
Paramètres d’exposition de l’Homme du logiciel MODUL’ERS
https://www.ineris.fr/fr/parametres-exposition-homme-logiciel-modul-ers

INERIS, INVS, IRSN, ANDRA, INRA, ENSAIA (2014)
Guide d'échantillonnage des plantes potagères dans le cadre des diagnostics environnementaux
https://www.ademe.fr/guide-dechantillonnage-plantes-potageres-cadre-diagnostics-environnementaux

Machado et al. (2017)
Study on the growth and spatial distribution of the root system of different european pear cultivars on quince rootstock combinations
http://dx.doi.org/10.1590/0100-29452018108

Ministère en charge de l'Environnement - BRGM
Méthodologie nationale de gestion des Sites et Sols Pollués
http://ssp-infoterre.brgm.fr/methodologie-nationale-gestion-sites-sols-pollues

Nathanail J., Bardos P., Nathanail P. (2002)
Contaminated Land Management: Ready Reference

Natural Resources Conservation Service National Engineering Handbook
Chapter 11, "Sprinkler Irrigation," Section 15
https://harvesttotable.com/interplanting_vegetables_root

Nicoll, B. C. and Armstrong, A. (1998)
Development of prunus root systems in a city street : pavement damage and root architecture. Arboricultural Journal
1998, Vol. 22, pp 259-270

Perronnet K. (2016)
Le transfert des métaux des sols vers les plantes potagères : retour d'expérience
Journée Technique SSP du 15/11/2016
http://ssp-infoterre.brgm.fr/sites/default/files/upload/documents/JF/JT13/14_jt_15-11-16_rex_transfert_metaux.pdf

PHYTEXPPO (2017)
Projet PhytExPPo.​​​​​​ Phytodisponibilité des ETM pour les plantes potagères et extrapolations dans la quantification de l’exposition des consommateurs
ADEME. Bidar G., Waterlot C., Sahmer K., Pelfrêne A., Pourrut B., Schwartz C., Douay F.
Rapport. 176 pages
https://www.ademe.fr/sites/default/files/assets/documents/2017_phytexppo_rapport_final.pdf

Stone, E.L. and Kalisz, P.J. (1991)
On the maximum extent of tree roots
Forest Ecology and Management, Vol. 46, pp 59-102

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