Ce travail de thèse est destiné à l'élaboration d'une méthodologie d'analyse des risques issus des pollutions accidentelles par hydrocarbures. Cette méthodologie s'appuie sur l'intégration d'outils de modélisation des phénomènes complexes de pollution des eaux souterraines par les LNAPL (Light Non Aqueous Phase Liquids). En zone non saturée, il s'agit de représenter un écoulement polyphasique puisque les phases air, eau et huile coexistent. La modélisation de la propagation d'une pollution polyphasique se heurte aux limites dues aux nombreuses incertitudes introduites par les phénomènes de non-linéarité. Néanmoins, les échelles spatiales et temporelles sont plus petites qu'en zone saturée. De ce fait, l'erreur introduite pour l'estimation des risques est moins importante. En zone saturée, la propagation de la pollution se fait sous forme dissoute. Nous effectuons la simulation par approche hydrodispersive. Dans cette zone, la direction de propagation est essentiellement horizontale. Il est donc nécessaire de disposer d'un outil d'analyse spatiale pour estimer les risques de propagation. Pour obtenir une erreur homogène sur tout le trajet de propagation d'une pollution ponctuelle, il faut prendre en compte l'influence de l'échelle à laquelle les coefficients de dispersivité sont déterminés. A l'aide d'un système d'information géographique, les paramètres d'un site d'application test sont introduits dans les modèles hydrodynamiques. L'interprétation des résultats s'effectue par analyse spatiale pour représenter l'évolution spatio-temporelle de la propagation de la pollution.

La contamination métallique des sols résultant d'activités industrielles soulève de nombreuses questions quant à l'impact potentiel de ces activités sur l’environnement et la santé humaine. Un premier volet de cette étude a été consacré au diagnostic de l'état de pollution des sols environnant le site métallurgique VLP (prés de Limoges, France). Pour cela, nous avons développé une stratégie d'échantillonnage qui s'est avérée adaptée à l'évaluation de la contamination des sols situés à proximité d'une source de pollution localisée et avec une dissémination par voie atmosphérique. Ce travail a permis de collecter des données sur les teneurs en métal pseudo-total pour les deux profondeurs 0-10 et 10-50 cm (cartographies de répartition) ainsi que sur le degré de mobilité des métaux. De fortes teneurs en cuivre et cadmium, résultant des activités historiques du site, ont ainsi pu être mises en évidence. Les métaux d'origine anthropique sont apparus plus mobiles que ceux d'origine naturelle. Ainsi, ces polluants, sont particulièrement sensibles aux variations des conditions du milieu, notamment le pH et le potentiel d'oxydo-réduction. Le deuxième volet de ce travail concerne l'influence de conditions réductrices sur la mobilité des métaux dans les sols. La solubilisation, en milieu réducteur Cu, Pb et Zn, provenant d'un sol sol prélevé à proximité immédiate du site industriel a été suivie. Une large gamme de potentiels d'oxydo-réduction a été imposée par ajouts de solutions d'ascorbate de sodium. Cette étude a montré que lorsque les conditions deviennent réductrices, les oxydes de fer et de manganèse sont dissous. La dissolution des ces phases entraîne la remobilisation d'une partie des contaminants métalliques. La notion novatrice de « redox remobilisant-edge » a ainsi été introduite. Elle implique l'existence d'une zone sensible au cours de laquelle un fort relargage des métaux est observé pour une variation restreinte du potentiel d'oxydo-réduction. Ce paramètre devrait donc être inclus dans les études d'évaluation des risques.

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