Analyse HAP : Le guide complet pour comprendre, détecter et traiter la pollution des sols par les hydrocarbures aromatiques polycycliques

Les HAP, ou Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques, sont des composés chimiques organiques formés par la combustion incomplète de matières fossiles ou organiques (pétrole, charbon, gaz, bois…).

On les retrouve notamment dans :

• les gaz d’échappement,
• les fuites de carburant et d’hydrocarbures,
• les rejets industriels,
• les dépôts atmosphériques,
• et parfois dans des produits courants comme les goudrons ou certains pesticides.

Les HAP sont bien plus qu’un simple résidu industriel : ce sont des polluants persistants capables de transformer un terrain en véritable bombe écologique. Pourquoi ?

1. Toxicité avérée : plusieurs HAP, comme le benzo[a]pyrène, sont classés cancérigènes (CIRC).
2. Persistance : ils se dégradent très lentement et s’accumulent dans les sols et les nappes phréatiques.
3. Bioaccumulation : ils peuvent se retrouver dans la chaîne alimentaire via les plantes et animaux.
4. Contamination des ressources : rendant un sol impropre à la construction, à l’agriculture ou même à l’usage industriel sans traitement préalable.

Autrement dit, sans analyse HAP, impossible d’avoir une vision claire de l’ampleur de la pollution par les hydrocarbures et d’autres polluants du sol présents sur un site.

On pourrait penser que ce diagnostic ne concerne que les grands industriels, mais c’est faux. L’ analyse HAP est indispensable dans de nombreux cas :

• Vente ou achat de terrain : pour éviter d’acheter un terrain pollué qui coûtera cher à dépolluer.
• Chantier de construction : pour s’assurer que le sol est sain avant d’accueillir des logements ou bureaux.
• Réhabilitation de friches industrielles : souvent très contaminées en hydrocarbures et métaux lourds.
• Contrôle réglementaire : pour se conformer aux obligations environnementales.
• Pollution accidentelle : après un déversement de carburant, par exemple.
• Potager et culture : pour être sûr qu’il n’y a pas de risques de contamination.

Au-delà de l’obligation légale, c’est surtout un outil de décision stratégique. Connaître le niveau de contamination permet d’éviter des surcoûts énormes en travaux de dépollution imprévus. Il prévient également tous risques sanitaires pour l’homme et les êtres vivants.

En France comme en Europe, la surveillance des HAP est encadrée par plusieurs normes et directives. Parmi les plus importantes :

• Directive 2004/107/CE : valeurs limites pour le benzo[a]pyrène dans l’air.
• Normes AFNOR et ISO : pour le prélèvement et l’analyse des sols, sédiments et eaux.
• Plans BASOL et BASIAS : bases de données qui recensent les sites pollués et imposent un suivi régulier.

Les valeurs limites admissibles pour la concentration en HAP dans le sol varient selon l’usage prévu du terrain, en raison des différents niveaux de risque sanitaire et environnemental associés.

• Pour un terrain agricole ou résidentiel, les normes sont très strictes. Par exemple, la concentration maximale admissible de benzo[a]pyrène, un HAP particulièrement toxique, peut être fixée autour de 0,1 mg/kg de sol sec. Tout dépassement impose une action immédiate de dépollution ou de confinement pour protéger la santé des habitants et des cultures.
• Pour un site industriel, les seuils sont généralement plus élevés, car l’exposition humaine directe est moins fréquente. Par exemple, la limite peut être portée à 1 mg/kg de sol sec pour le benzo[a]pyrène. Cependant, ces sites restent soumis à un contrôle régulier afin de limiter la dispersion des polluants et les risques environnementaux.

Vous vous demandez comment les experts détectent la présence de HAP dans un sol ? L’analyse suit un protocole précis pour garantir des résultats fiables. Voici les 4 grandes étapes clés, de l’étude du terrain jusqu’aux solutions concrètes.

Avant de réaliser toute campagne de prélèvements, il est indispensable de procéder à une étude préalable du site.

Cette étape vise à :

• Collecter l’historique du terrain : connaître les usages passés (ex. : exploitation agricole, présence d’un ancien garage, site industriel ou artisanal, décharges sauvages, etc.).
• Identifier les sources potentielles de pollution : cuves de fioul enterrées, zones de stockage d’hydrocarbures, présence de sols d’aspect inhabituel (zones noircies, odeurs, végétation anormale).
• Analyser la topographie et l’hydrogéologie du site : pente, proximité de cours d’eau, nappes phréatiques ou puits pouvant être impactés.
• Déterminer la surface à investiguer et segmenter la zone en fonction de l’usage ou des risques identifiés (zone de parking, zone de stockage, zone agricole, etc.).

À partir de ces éléments, un plan d’échantillonnage est établi, précisant :

• Le nombre de points de prélèvement en fonction de la surface (par exemple, un maillage systématique ou des points ciblés sur les zones suspectes).
• La profondeur de prélèvement (ex. : horizon superficiel 0-30 cm pour les polluants agricoles, ou jusqu’à 1-2 m pour des pollutions industrielles).
• Le type de matériel à utiliser (tarière manuelle, pelle mécanique, sonde).
• Les conditions de sécurité et de traçabilité (fiche de prélèvement, géolocalisation des points).

Les échantillons de sol doivent être collectés conformément au plan d’échantillonnage, afin de représenter fidèlement l’état du site.

Bonnes pratiques :

• Réaliser au minimum 4 prélèvements à différents sur la zone à analyser afin d’avoir une bonne représentativité.
• Utiliser un protocole de prélèvement strict pour éviter les contaminations croisées (nettoyage systématique du matériel entre chaque point, port de gants propres, utilisation de contenants stériles).
• Identifier et étiqueter correctement chaque échantillon (date, profondeur, localisation GPS).
• Stocker les échantillons dans des conditions appropriées (température, protection contre la lumière) avant leur envoi au laboratoire.

Une fois les échantillons de sol prélevés, ils sont analysés dans un laboratoire accrédité afin de déterminer la présence et la concentration des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP).

Cette étape comprend plusieurs phases techniques :

3.1. Extraction des HAP

• Les HAP sont extraits de la matrice solide (sol) à l’aide de solvants organiques appropriés (comme l’hexane ou le dichlorométhane).
• Des techniques modernes d’extraction assistée par micro-ondes (MAE) ou par Soxhlet sont souvent utilisées pour améliorer l’efficacité et réduire le temps d’extraction.
• L’extrait obtenu est ensuite concentré et purifié (élimination des interférences, filtration) pour préparer l’analyse instrumentale.

3.2. Quantification des HAP

• La concentration des HAP est mesurée par des techniques de chromatographie couplées à des détecteurs sensibles, principalement :
  • GC-MS (Chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse) : idéale pour les composés volatils et semi-volatils.
  • HPLC (Chromatographie liquide haute performance) avec détecteur UV ou fluorescence : adaptée aux HAP plus lourds.
• Des étalonnages multi-niveaux sont réalisés pour garantir la précision (courbes d’étalonnage avec standards certifiés).

3.3. Identification des 16 HAP prioritaires (US EPA)

Le laboratoire cible spécifiquement les 16 HAP considérés comme prioritaires par l’Agence américaine de protection de l’environnement (US EPA), incluant notamment :

• Naphtalène (C₁₀H₈)

• Chrysène (C₁₈H₁₂)

• Benzo[a]pyrène (C₂₀H₁₂, connu pour son caractère cancérigène)

  Ces composés sont recherchés car ils présentent des risques sanitaires et environnementaux significatifs.

3.4 : Rapport et recommandations

À l’issue des analyses, les résultats bruts et interprétés (concentrations de chaque HAP en mg/kg de sol sec) sont comparés  aux valeurs seuils réglementaires nationales (ex. : seuils de l’arrêté français sur les sites et sols pollués) ou, à défaut, aux valeurs guides internationales (US EPA, OMS).

Si les concentrations dépassent les valeurs critiques, un plan de dépollution est recommandé (excavation et traitement des terres, désorption thermique, bioremédiation).

Si la dépollution est trop complexe, un plan de confinement et de surveillance peut être mis en place (géomembrane, recouvrement, suivi régulier des eaux souterraines).

Le rapport final doit inclure :

• Les méthodes analytiques utilisées et leur validation (normes ISO, limites de détection).
• Les résultats sous forme de tableaux et cartes de concentration.
• Les recommandations concrètes pour le maître d’ouvrage (dépollution, suivi, mesures de gestion des risques).

Le choix de la technique de dépollution dépend de plusieurs facteurs : niveau et profondeur de la pollution, type de sol, contraintes réglementaires et usage futur du site (par exemple : réaménagement en zone résidentielle, industrielle ou espace vert).

Les principales solutions sont :

1. Bioremédiation
   • Utilisation de micro-organismes (bactéries, champignons) capables de dégrader naturellement les HAP.
   • Méthode relativement peu coûteuse et respectueuse de l’environnement.
   • Requiert du temps (plusieurs mois à années) et un suivi pour s’assurer de l’efficacité.
2. Phytorémédiation
   • Utilisation de plantes spécifiques (comme les saules ou peupliers) qui absorbent ou stimulent la dégradation des polluants.
   • Méthode écologique et peu coûteuse, mais très lente (souvent plusieurs années).
   • Adaptée uniquement pour des pollutions diffuses et peu concentrées.
3. Excavation et traitement thermique
   • Les sols contaminés sont excavés puis chauffés (désorption thermique) pour volatiliser et détruire les HAP.
   • Solution rapide et très efficace, adaptée aux pollutions importantes.
   • Coût élevé et nécessité de transporter et traiter les sols en centre agréé.
4. Lavage des sols
   • Les particules contaminées sont séparées par lavage à l’eau ou à des solutions chimiques.
   • Permet de réduire le volume de sol à traiter.
   • Technique efficace, mais qui génère des effluents liquides à traiter.
5. Stabilisation chimique
   • Ajout de liants ou réactifs chimiques (ciment, chaux, agents fixateurs) pour immobiliser les polluants dans le sol et limiter leur migration.
   • Ne supprime pas les HAP mais réduit le risque de dispersion.
   • Souvent utilisée pour des sites industriels réaménagés sans excavation massive.
6. Culture hors sol (ou confinement)
   • Le sol contaminé reste sur place, mais le site est aménagé pour éviter tout contact avec la pollution (recouvrement, dalle, culture en bacs).
   • Solution provisoire ou de gestion passive, adaptée lorsque la dépollution active est trop coûteuse.

Un expert déterminera la meilleure stratégie, parfois en combinant plusieurs méthodes.

Seul un laboratoire accrédité ISO 17025 peut fournir des résultats fiables et utilisables :

• conformité réglementaire,
• traçabilité des échantillons,
• rapport officiel pour les autorités ou les notaires.

L’ analyse HAP est bien plus qu’un simple test chimique. C’est un outil de protection de l’environnement, de la santé publique et des investissements immobiliers.

Elle permet de :

• Identifier la pollution par les hydrocarbures.
• Evaluer l’impact des polluants du sol.
• Planifier efficacement la réhabilitation d’un terrain.

Des solutions pour particuliers, agriculteurs, collectivités et entreprises

Chaque kit d’analyse de sol est spécialisé et poursuit un but précis :

• AGROKIT pour l’analyse agronomique du sol.
• POLLUKIT pour les polluants.
• PESTIKIT pour la détection des pesticides.
• PFASKIT pour les PFAS.
• METKIT pour les métaux du sol.
• SOLKIT pour l’état de santé complet du sol (analyse agronomique, détection des polluants et métaux).
• ISDIKIT à destination des professionnels du BTP.