Sédiment

Lorsqu'un fluide comme l'eau coule, il peut se charger de particules en suspension. En milieu calme, la vitesse verticale de sédimentation est la vitesse maximale, ou limite, de chute d'une particule. Elle est donnée par la loi de Stokes :

$${\displaystyle w={\frac {(\rho _{p}-\rho _{f})gr^{2}}{4.5\mu }}}$$

où w est la vitesse limite verticale de sédimentation, ρ est la masse volumique (les indices p et f indiquent respectivement particule et fluide), g est l'accélération due à la gravité, r est le rayon de la particule et μ est la viscosité dynamique du fluide.

Si la vitesse de l'écoulement est plus grande que celle de dépôt, le granulat continue vers l'aval. Comme il y a toujours des diamètres différents dans le flot, les plus gros se déposent (décantation) tout en pouvant continuer à descendre par des mécanismes comme la saltation (collisions particules-paroi, par roulement ou glissement, dont les traces sont souvent conservées dans les rochers solides) et peuvent être utilisées pour estimer la vitesse du courant.

Dans les cours d'eau à pente plus importante, des sédiments plus grossiers peuvent être transportés. En montagne, le diamètre de plus grosses particules rocheuses transportées peut atteindre plusieurs dizaines de centimètres. Lorsque ce transport de sédiments survient lors d'une crue, on assiste à un événement de charriage.

En aval des zones habitées, cultivées et/ou industrialisées, les sédiments des fleuves, des canaux, des gares d'eau, des estuaires et des littoraux ainsi que de certains lacs sont souvent très pollués. La pollution peut être ancienne (issue de mines médiévales ou antiques de métaux par exemple) et/ou récentes. On parle parfois de « pollution de stock », qui peut (re)devenir une « pollution de flux » en période de crue, ou à la suite d'une méandrisation du cours d'eau ou à la suite de travaux contribuant directement ou indirectement (modification des courants) à leur remise en suspension.

Des sédiments peuvent aussi avoir été pollués directement par le rejet volontaire ou involontaire de déchets, et notamment en mer Baltique et sur le littoral français ou dans certains lacs par l'immersion volontaire de munitions, d'explosifs et de déchets divers. Le long des canaux, des dépôts de boues de curages peuvent parfois constituer des points de relargage de pollution.

Des valeurs guides ont été établies pour permettre une gestion plus sécurisée des sédiments pollués[14].

N'importe quelle particule dont le diamètre est approximativement plus grand que 0,7 mm formera des composants topographiques visibles et sculptés dans le lit du cours d'eau.

Les principaux environnements dépositaires sont :

• delta ;
• terrasse alluviale ;
• éventail alluvial ;
• méandres et rivière en tresses ;
• lac de bras mort ;
• levée ;
• bassin sédimentaire.

La forme du lit marin est influencée par la marée.

Le comité opérationnel (ComOp) « sédiments de dragage » du Grenelle de la mer[17], dans son rapport rendu en juin 2010, note que la loi peut limiter l’immersion de sédiments très toxiques, mais non l'interdire tout à fait « puisque des immersions de sédiments dépassant les teneurs-seuils restent possibles s’il s’agit de la solution la moins pénalisante pour l’environnement » (principe de la Convention sur la prévention de la pollution des mers résultant de l'immersion de déchets).

Il a conclu que si le dragage n'engendrait pas en soi une contamination des sédiments, il induit néanmoins « une remobilisation de particules polluées par des flux provenant du bassin-versant ». Il faut donc « agir en amont pour éviter les flux polluants à la source en appliquant le principe « pollueur-payeur» sur l’ensemble des activités contribuant à la pollution des sédiments, et d’inciter aux bonnes pratiques en matière de dragage et d’immersion »[17].

Acteur dans des projets nationaux de valorisation des sédiments dragués dans l’activité des travaux publics routiers, l'école d'ingénieur Mines Douai a créé en avril 2014 une chaire industrielle sur la valorisation des sédiments, en partenariat avec des acteurs industriels, portuaires et bureaux d'ingénierie[18]. L'objectif de cette chaire, baptisée ECOSED pour ECOnomie circulaire des SEDiments, est de créer une dynamique scientifique, technologique et partenariale autour de la gestion des sédiments portuaires et fluviaux en vue de les recycler en technique routière ou en produits en béton[19] - [20] - [21].

• EDR SEDIMENTS (financé par : - l’Agence de l’Eau Artois-Picardie, - la Direction Régionale de l’Environnement du Nord Pas de Calais (DIREN) - le Conseil Régional l’Environnement du Nord Pas de Calais), Enlèvement des sédiments - Guide méthodologique : Évaluation Détaillée des Risques liés à la gestion des sédiments et aux opérations de curage ; santé humaine ; ressources en eau, 148 pages, PDF (lire en ligne).
• Guides techniques sur la valorisation des sédiments de dragage/curage en techniques routière, aménagement paysager et dans le béton, développés dans le cadre de la démarche Sédimatériaux.
  Les guides méthodologiques de la démarche Sédimatériaux relatifs à la valorisation des sédiments de dragage/curage en techniques routière, aménagement paysager et dans le béton sont disponibles sur le site SEDILAB. [lire en ligne].

• (en) Piet Lens, Tim Grotenhuis, G. Malina et H. Tabak, « Soil and Sediment Remediation - Mechanisms, Technologies and Applications », Water Intelligence Online, vol. 4, n^o 0,‎ 30 décembre 2015 (ISBN 9781843391005, ISSN 1476-1777, DOI 10.2166/9781780402697, résumé).
• Franck Agostini, Inertage et valorisation des sédiments de dragage marin (Thèse de doctorat en génie civil), École centrale de Lille, 2006 (lire en ligne).
• Bioévalution de la qualité environnementale des sédiments portuaires et des zones d'immersion, Ifremer, 2003, 248 p. (ISBN 2844331246)
• M. Glémarec (dir.), « Les indices biotique en milieu sédimentaire », dans Bioévalution de la qualité environnementale des sédiments portuaires et des zones d'immersion, Ifremer, 2003, 248 p. (ISBN 2844331246), p. 31-50
• Roland Boutin, Dragage et rejets en mer : les produits de type vase, Presses de l'école nationale des ponts et chaussées, 2001, 307 p. (ISBN 2859783369).
• « Lignes directrices OSPAR remaniées sur la gestion des matériaux de dragage (Numéro de référence : 2004-08) » (consulté le 11 décembre 2021)
• (en-GB) « Scientific Criteria for the Selection of Waste Disposal Sites at Sea », Reports and Studies, n^o 16,‎ 1982 (lire en ligne [PDF], consulté le 11 décembre 2021). Pdf à télécharger.
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Le curage des sédiments des cours d'eau

• (en) Grégoire Schneider (INRA-ME&S), Le curage des sédiments des cours d'eau ; Infra, Le courrier de l'Environnement.