Espace scientifique > Societe > Perchlorates : éléments historiques et d'expertise pour une évaluation de l'impact environnemental

Perchlorates : éléments historiques et d'expertise pour une évaluation de l'impact environnemental

Grenades à main et munitions partiellement éclatées avec explosif.
© D.R.
Image locale (image propre et limitée à l'article, invisible en médiathèque)

Depuis 2011, les Agences Régionales de la Santé (ARS) réalisent un bilan sur l’occurrence des ions perchlorates (ClO4-) dans les eaux exploitées pour l’alimentation en eau potable dans le grand quart Nord-Est de la France. Ces mesures montrent la présence de perchlorate (ClO4-) dans les eaux et que les secteurs de fortes concentrations en ClO4-, excédant les valeurs recommandées dans l’eau (15 µg/l ), forment un continuum, depuis le Nord, jusqu’à la Marne, coïncidant peu ou prou avec le tracé des lignes du front de l’Ouest de la Première Guerre mondiale.

Comme toute pollution des eaux souterraines, plusieurs causes peuvent être à l'origine de l’état actuel des nappes : 

  • la nature, de la position et de la typologie de la ou des zones sources siégeant dans le sous sol ;
  • les conditions hydrogéologiques locales ;
  • les éventuels processus physiques, chimiques, microbiologiques impliquant les polluants durant leur  trajet dans le milieu souterrain.

Il n’existe pas à l’heure actuelle de démonstration scientifique formellement établie du lien de cause à effet, entre marquage perchloraté des eaux souterraines et les évènements militaires ayant jalonné entre 1914 et 1918 dans la zone concernée. Par ailleurs, on ne dispose d’aucun élément chiffré permettant d’évaluer une tendance temporelle pour ce marquage, à savoir si la situation actuellement constatée constitue un équilibre stable ou représente, au contraire, un état sur une pente de dégradation ou d’amélioration de la qualité des eaux. Comprendre l’occurrence et le devenir des perchlorates au droit des lignes de Front de la Grande Guerre, c’est s’interroger sur les faits et pratiques militaires sur le champ de bataille susceptibles d’avoir introduits des composés perchloratés dans les sols à l’origine d’émission vers les eaux souterraines, rémanentes, cent ans plus tard. C’est aussi remonter l’historique de la production et des usages des perchlorates durant cette période en réponse à l’évolution des complexes industrialo-militaires français et allemands, aux progrès scientifiques et du génie chimique, puis à l’accessibilité aux matières premières.

Ce travail identifie des pistes de travail permettant  de valider ou invalider l’hypothèse du lien de causalité entre Grande Guerre et marquage perchloraté, et d’élargir le questionnement des impacts environnementaux de la Grande Guerre sur les sols et/ou les eaux souterraines, au droit et aux abords des champs de bataille et/ou sur les sites militaires et/ou industriel ayant alimentés ces zones de combat. Ces questions concernent la typologie et la localisation des sites susceptibles d’être à l’origine d’un marquage perchloraté, tout comme l’occurrence de composés accompagnateurs des perchlorates en lien avec l’usage de ces derniers.

Industrie de guerre, industrie en guerre

L’Europe de l’Ouest a connu sur son territoire, entre 1914 et 1918, un conflit sans aucune commune mesure avec les conflits antérieurs ; la révolution industrielle et les progrès technologiques ont doté les parties bélligérantes de moyens matériels et militaires sans précédent. D’abord guerre de mouvement entre 1914 et 1915, le conflit allait rapidement s’enliser dans une guerre de position, de siège et de matériel (« Materialschacht ») , sur une ligne de front quasi statique de 700 km de long, de la Mer du Nord à la Suisse.

Côté français, le plan de mobilisation de 1914 ne prévoyait pas de production régulière d’explosifs en cas de guerre. L’État-major français avait en effet privilégié une guerre courte menée par l’infanterie et le Service de l’Artillerie avait constitué des stocks jugés alors amplement suffisants pour tout le conflit à venir. De son côté, l’Allemagne comptait aussi sur une guerre courte basée sur l’efficacité du Plan Schlieffen. Face à une guerre dans la durée, non préparée, les belligérants se sont trouvés très vite confrontés aux pénuries en matières premières et explosifs nécessaires à la conduite de la guerre. Par ailleurs, dès la déclaration, la France a été fragilisée par la rupture de ses relations commerciales avec l’Allemagne, d’où étaient importés les explosifs et les dérivés hydrocarbonés nécessaires à la synthèse des explosifs azotés. Le blocus maritime de l’Entente a privé l’Allemagne, dès 1915, de son approvisionnement en nitrates du Chili. Vers 1917, c’est l’approvisionnement de la France en azote du Chili qui se trouve menacé par la guerre sous-marine. De nouvelles pratiques militaires sont apparues avec la stagnation du front : guerre chimique, guerre des mines, artillerie de tranchée à tir en cloche, grenades et l’Artillerie Lourde Grande Portée (ALPG).

D’économie de temps de paix, il fallut urgemment passer à une économie tournée vers l’effort de guerre et réorganiser, voire créer des filières industrielles nouvelles. La France en 1914 disposait d’une industrie chimique désorganisée par rapport à l’Allemagne où la mobilisation industrielle, subventionnée par le Ministère des Armées, organisée par le KCA (Kriegschemikalien AG1) et le KRA (Kriegsrohstoffabteilung2), s’est axée autour de trois alliances industrielles géantes3. Conscient de l’écart entre les besoins des armées et la capacité réelle de production de l’industrie de guerre, la France engage, dès 1915, trois plans d’industrialisation soutenus par quatre emprunts nationaux. Les reliefs du territoire offraient à la France un avantage sur l’Allemagne : l’énergie (hydro)électrique sur laquelle se forgea une puissante industrie électrométallurgique et électrochimique qui approvisionnait l’Armée notamment en (per)chlorates, aluminium, chlore, etc.

La réorganisation de l’industrie chimique et de l’armement allait demander de nombreux mois et le rapport de force avec le complexe industrialo-militaire allemand restait largement disproportionné.

Pénuries en explosifs traditionnels et « réglementaires » et nouveaux besoins

Pour pallier aux pénuries en explosifs ressenties dès 1914, les Français et les Allemands ont chargé leurs munitions avec des explosifs anti-grisouteux des mines mais également des explosifs jugés trop dangereux dans leurs applications militaires en temps de paix.

Ainsi, les grenades et les munitions de tranchées (comme celles des Minenwerfer4 allemands, les torpilles et munitions empennées françaises) dont il fut massivement fait usage entre 1915 et 1918, autorisaient l’usage des explosifs (per)chloratés: les faibles vitesses initiales au tir (Document 1 – pdf 1) limitaitent les risques de glissements internes des explosifs et donc les risques de détonation accidentelle prématurée.

Ces munitions de tranchées renfermaient jusqu’à 50 kg d’explosifs, avec des portées par tir en cloche de plusieurs centaines de mètres. La conception de ces munitions privilégiait des parois minces pour augmenter le chargement en explosif eu égard au poids de l’enveloppe.

Durant la Grande Guerre, les explosifs étaient essentiellement utilisés dans les projectiles d’artillerie classique, d’artillerie de tranchée, dans les grenades ainsi que dans les fourneaux des sapes de mines. Les poudres étaient utilisées comme charges propulsives. Le document 2 (pdf 1) montre schématiquement l’organisation des munitions : l’amorce initie la mise à feu de la poudre de l’étui, dont la déflagration propulse le projectile. La charge explosive (explosif secondaire) détone à l’impact sous l’effet de la détonation de l’amorce (explosif primaire).

La pression sur les matières premières, la consommation élevée d’explosifs, ainsi que les nouveaux besoins de la guerre des tranchées se sont traduits par une grande diversité des explosifs utilisés5.

Les (per)chlorates dans les explosifs durant la Grande Guerre

Produits Composition Usages Tonnage utilisé et exporté (1914-18) en tonnes
Poudre B, coton-poudre Nitrocellulose ± nitroglycérine Propulseurs dans les étuis des munitions. Dynamite dans certaines mines. 445 845
Acide picrique (« mélinite ») 2,4,6-Trinitrophénol Explosifs binaires / ternaire (avec TNT et nitronaphtalènes), amorces 306 300
« Schneiderite » Nitrates d’ammonium + nitrophtalènes + TNT Explosifs de munitions d’artillerie 135 700
Explosifs (per)chloratés KClO3, KClO4, NH4ClO4, avec matrice paraffinée et éventuellement NaNO3 Grenades, artillerie de tranchées et mines de sapes 130 905
Autres explosifs azotés TNT (« Tolite »), nitrobenzènes, « crésylite », etc. Explosifs de munitions d’artillerie 84 849
TOTAL     1 103 599

Dans l’Armée française, le Génie utilise pour ses mines de sapes, ses grenades, ses pétards, les bombes de tranchées et d’avion l’explosif dit O N°6B formé (1915) de 90% de KClO3 (chlorate de potassium) 7% de paraffine et 3% de vaseline. Selon Corbin6, les bombes d’artillerie de tranchée étaient chargées comme suit :

  • Explosif Ch 86/14: NH4ClO4 (86%), Paraffine (14%), employé dans le chargement des bombes de 58, renfermant 5 à 22 kilos d’explosifs selon les calibres,
  • Explosif P: NH4ClO4 (71.5%), NaNO3 (du Chili) (20%), paraffine (8.5%), employé dans le chargement des bombes de 58 et 150 T, renfermant 5 à 22 kilos d’explosifs selon les calibres,
  • Explosif S : NaClO3 (90%), paraffine (7%), Vaseline (3%), employé dans le chargement des bombes de gros calibre, de 240 et 340, renfermant 45 à 93 kilos d’explosifs selon les calibres.

Ces explosifs forment des cires hydrophobes, qui limitent fortement la solubilisation des sels (per)chloratés et augmentent la durée de vie de particules d’explosifs dans les sols.

Les documents 3 et 4 (pdf 1) montrent l’évolution du tonnage moyen journalier en explosifs (per)chloratés et en explosifs azotés (nitroaromatiques) produits en France durant le conflit7. La production d’explosifs (per)chloratés suit la courbe de celle des explosifs azotés et représentent 1/5ème à 1/6ème des explosifs produits durant la Grande Guerre en France.

Les chlorates industriels renferment 1 à 10% de perchlorate et vice versa. Ils sont produits par voie électrochimique dans les Alpes et dans les Pyrénées. Des chlorates étaient par ailleurs importés d’Italie.

Côté allemand, les perchlorates sont également utilisés dans le chargement de bombes de tranchées (de Minenwerfer) avec, par exemple, les explosifs la perchloratite (56 % KClO4, 32 % dinitrobenzène,  12 % dinitronaphthalène) et la perdite (72 % de nitrate d’ammonium, 10 % de KClO4, 3 % de sciure de bois, 15 % de di-et trinitrotoluène)8. Le document 5 (pdf 1) montre les tonnages en explosifs azotés produits par l’Allemagne durant la Première Guerre mondiale. Les Allemands utilisaient dans leurs munitions d’artillerie préférentiellement le TNT, le dinitrotoluène et le dinitrobenzène9.

La seconde source de perchlorates est à rechercher dans la chimie des explosifs azotés. La France s’approvisionnait en azote par l’importation de nitrates de sodium naturel provenant du Chili. Au niveau français, la consommation de ces nitrates était de 150 000 T en 1889 passant à 413 000 T en 1929 ; de novembre 1915 à novembre 1916, 2 940 000 T ont été utilisées à des fins militaires via  140 usines.

Des réserves avaient été constituées avant-guerre à hauteur de 5000 tonnes avec une livraison assurée de 42 tonnes / jour10. La France se satisfaisait de son approvisionnement en nitrate de sodium du Chili jusqu’en 1916.

A la fin 1916 les stocks de nitrates chiliens s’élevaient à 135016 tonnes. Ces nitrates sont réputés renfermer des perchlorates, des iodates, du borax, des chromates et localement des sélénates11.  Les nitrates bruts et des nitrates raffinés (enrichis en NaNO3) ont été importés en France. L’Allemagne voit son approvisionnement en nitrate stoppé par le blocus maritime de l’Entente en 1915.

Les nitrates étaient utilisés pour la fabrication du nitrate d’ammonium, du salpêtre de la poudre noire, de l’acide nitriques ; cet acide mélangé à l’acide sulfurique est utilisé pour la sulfonitration des hydrocarbures et de la cellulose pour la fabrication des poudres et explosifs. Les nitrophénols (pour la mélinite), nitrocrésols (pour la crésylite), la nitrocellulose étaient obtenus en mettant directement en contact les hydrocarbures ou la cellulose avec les nitrates en présence d’acide sulfurique (nitration directe) sans passer par le stade de l’acide nitrique (nitration indirecte) comme pour le TNT. Compte tenu des propriétés chimiques des perchlorates de sodium contenus dans les nitrates chiliens, il est très vraisemblable que les perchlorates aient intégré toute la chaine de l’azote industriel et ses déchets durant la Grande Guerre.

Le salpêtre généré à partir de nitrate de sodium chilien est perchloraté ; des analyses éffectuées en 1894 par des chimistes sur des lots de salpêtre12 entrant dans les formulations de poudre noire en Allemagne montrent l’occurrence de teneurs élevées en perchlorates dans tous les échantillons avec une teneur maximale relevée de 2.5 gClO4/kg salpêtre. Il s’agit d’une conséquence de la co-précipitation de KNO3 et de KClO4 dans le procédé de fabrication.

Les documents 6 et 7 (pdf 1) montrent le devenir des nitrates chiliens dans l’industrie des poudres et explosifs ainsi que le procédé de fabrication des explosifs azotés mettent en œuvre l’acide nitrique et les nitrates du Chili.

Munitions tirées sur le front de l’Ouest

Prentiss a estimé en 193713 qu'environ 1,4 milliard d'obus conventionnels avaient été tirés durant les 4 années de la guerre. Linnenkohl en 199614 a abaissé ce chiffre à 856 millions. Une quantité de 0,9 à 1 milliard semble proche de la réalité. À ces chiffres, il faut ajouter les projectiles de tranchée, les projectiles lancés d'avion, le tonnage considérable de munitions d’infanterie, les munitions chimiques.

Impact environnemental de tirs répétés sur une surface donnée ? Le retour d’expérience des terrains d’entraînement et de désobusage.

Il n’existe que très peu d’informations concernant l’impact chimique des évènements de la Grande Guerre sur les sols ; les études scientifiques publiées sont très parcellaires et localisées. Toutefois des études pointues réalisées d’une part par le DoD (Department of Defense, USA) sur les champs de tir de l’US Army15 et d’autre part par le Ministère de l’Environnement de Bavière (Allemagne) sur des sites de destruction de munitions post Seconde Guerre mondiale16, apportent un éclairage sur ce que pourrait être cette empreinte. Si on considère les explosifs, il existe plusieurs voies de dispersion vers l’environnement identifiées dans ces études :

La dispersion des imbrûlés (particules < 1 mm) lors de la détonation quasi complète de munitions tirées ou non explosées ; les études sur des munitions d’artillerie modernes montrent que la valeur de 0,001% de la charge explosive initiale constitue une valeur haute pour l’évaluation du taux de dispersion des imbrûlés après détonation (HOD « High Order Detonation »). Lorsque les munitions tirées et non explosées (UXO « Unexplosed Ordnance ») sont localisées elles peuvent faire l’objet d’une neutralisation par la détonation d’une charge d’explosif volontairement accolée par les démineurs ; ce « pétardage » prend le nom de BIP (« Blow-in-Place »). La valeur de 0,3% est retenue pour quantifier le taux de dispersion des charges explosives imbrûlées lors de BIP. L’US Army Corp of Engineers estime la persistance des particules d’explosifs dans les sols à moins d’1 an17.

La dispersion de fragments d’explosifs (> 1 mm) lors de la détonation partielle de munitions tirées ou non explosées; les tests réalisés par l’ASRP (Ammunition Stockpile reliability Program) sur des tirs de munitions modernes donnent des taux de LOD (« Low-order Detonation », régime de déflagration) compris entre 0,1 et 0,01% pour l’ensemble des munitions tirées et un pourcentage de ratés de 2 à 6%. Les données collectées par Taylor et al.  indiquent qu’une détonation partielle de munitions non explosées lors de pétardage se traduit par la dispersion de 20 à 80% de la charge explosive initialement contenue. Ces études soulignent par ailleurs une distribution très hétérogène des pollutions des sols, liée au caractère particulaire des explosifs dispersés. Par ailleurs, ces particules peuvent persister plus de cent ans dans les sols et générer des émissions vers les eaux souterraines.

La corrosion des munitions fermées et tirées (UXO). Les trajectoires des UXO dans le sol présentent un tracé typique en « J » résultant de la progressive réduction de la vitesse du projectile dans le sol. Les profondeurs maximales de pénétration sont observées pour

  1. les munitions massives,
  2. possédant un profil effilé,
  3. pénétrant verticalement dans les sols,
  4. dans un sol meuble sablo-limoneux humide.

Des modèles numériques ont été développés aux USA18 afin d’évaluer ces profondeurs. Les tests réalisés par l’ASRP19 sur des tirs de munitions modernes donnent des taux de ratés compris entre 2 à 6%. Les UXO ont subi une sollicitation mécanique au coup de départ et à l’impact. Ces contraintes mécaniques sur l’enveloppe métallique des munitions sont susceptibles de fragiliser la munition et d’accroître sa vulnérabilité à la corrosion. L’US Army Corp of Engineers20 estime, sur la base des observations et modélisations effectuées que 1% des UXO enfouis possèdent une enveloppe fêlée. Les UXO subissent les effets de la corrosion dont les vitesses sont étroitement dépendantes des conditions physico-chimiques et microbiologiques de l’environnement hôte : les vitesses de corrosion les plus élevées (jusqu’à 1,5 mm/an) sont constatées pour les sols très humides au sein desquels règnent des conditions anaérobies ; la perforation de la munition s’opère en 10 à 100 ans. Pour les sols minéralisés et/ou bien aérés, des vitesses de 0,1 mm/an peuvent être atteintes. La principale modalité de corrosion est la perforation « en trou d’épingle ». Des modélisations donnent des cinétiques de corrosion de 0,07 à 0,08 mm/an et une durée de vie moyenne des enveloppes des munitions de 200 à 450 ans. Ces valeurs convergent avec celles mesurées sur le terrain. Compte tenu des facteurs d’incertitude des vitesses de corrosion inférieures à 0,1 mm /an peuvent être raisonnablement admises,  avec une variabilité des cinétiques dépendantes des conditions physico chimiques locales des sols.

Ces chiffres ne constituent que des ordres de grandeur, basés sur les données et simulations, sur des champs de tir d’entrainement actuels, où sont tirées des munitions modernes.

Munitions explosées, non explosées durant la Grande Guerre ?

Durant la Première Guerre mondiale, les rapports des artilleurs permettent d’approcher le taux de ratés aux alentours de 25%. Historiquement, ce taux peut s’expliquer :

  • entre 1914 et 1916, l’industrie de l’armement française connaît une pénurie de main-d’œuvre qualifiée pour produire au plus vite davantage de munitions, à moindre coût, en diversifiant de surcroît la typologie des munitions;  cela s’est traduit par une diminution de la fiabilité et de la qualité des munitions ;
  • l’utilisation par les anglo-saxons de plans de munitions françaises ; des erreurs de conversion des unités de poids et mesures entre systèmes français et anglo-saxon ont impacté la fiabilité de ces munitions ;
  • l’amenuisement des ressources durant le conflit conduisit à imaginer toujours d’autres explosifs de substitution qui ne se sont pas toujours avérés fiables dès leurs premiers usages. Durant le conflit la qualité de la fonte, de l’acier et de la fonte aciérée des munitions s’est dégradée favorisant les fêlures et la corrosion.

Enfin, la verticalisation des tirs (en cloche) des munitions de tranchées, parfois chargées de 50 kg d’explosif brisant ((per)chlorates, nitrate d’ammonium, etc.) ainsi que la déstructuration des sols par les tirs répétés sont des éléments favorable à des profondeurs de pénétration importantes des munitions non explosées (> 3 m).

Les découvertes de munitions : la réalité du terrain et le regard des démineurs

Diaporama = des clichés pris .

Ces clichés21 par des démineurs, au moment de la découverte de munitions montrent (pdf 2) l’état de certaines munitions partiellement éclatées, fêlées,  l’occurrence de fragments d’explosifs ou d’explosifs dans les sols et  la diversité et l’état des munitions de tranchées (françaises, allemandes et britanniques).

« Der Krieg endet nicht am Tag des letzten Schusses22» (Lohs, 1995)23

La démesure des besoins en matières premières durant la Première Guerre mondiale s’est rapidement concrétisée par la nécessité du ramassage et du  recyclage des métaux et matériaux laissés sur le front.  Il s’agissait aussi par ailleurs, de reconquérir au plus vite les terres arables agricoles dégradées. 

Dès 1917, la récupération s’est organisée tant du côté français qu’allemand (« Sammelbataillon24 »). Raymond POINCARE, Président de la République Française, signe le 18 août 1917 un décret visant la création d’un Service spécial, rattaché au Ministère de la Guerre25. De 1919 à 1930, la récupération des « Epaves de Guerre inertes » était dirigée par le Ministère des Régions Libérées. Les départements étaient découpés en petits lots avec des marchés de trop courte durée pour qu'il en résultât un travail méthodique et continu.

La démilitarisation a été accompagnée de désobusages et d’éliminations d’engins explosifs, notamment par pétardage dans des entonnoirs creusés à même le sol. Le désobusage était, conduit par le Ministère de la Guerre. Les frais énormes résultants de ce travail ainsi que de nombreux accidents, ont amené le Ministère de la Guerre à confier le désobusage à des entreprises privées dès 1929. Les entreprises adjudicataires payaient toujours des redevances à l'État. De 1919 à 1932, toutes les épaves récupérées étaient payées à l'État au kilogramme (document 9 - pdf 1).

Certains stocks de munitions ont aussi été enfouis. Les munitions chimiques ont été réservées après un tri et ont été soit stockées soit détruites par pyrolyse en tas comme en 1928 au droit du site de la « Place à Gaz26 » à Gremilly (Meuse) ou à Poelkapellen (Flandres, Belgique). Certaines munitions allemandes, françaises et britanniques ont été acheminées jusqu’en Allemagne durant la retraite allemande, où elles ont été démilitarisée dans 181 centres spécialisés. Celui de Zweedorf, près de Hambourg été dédié à l’inertage de munitions perchloratées27. Le document 10 (pdf 1) montre les différentes filières de désobusage.

Enfin, les archives montrent par ailleurs qu’en 1918, lors des manœuvres de replis de l’armée allemande, les munitions étaient laissées sur place et certains stocks de munitions étaient minés et mis à feu lors de la prise de la position par les parties adverses. Les sites de pétardage ont en partie été identifiés. Des procès-verbaux de gendarmerie de 1928 attestent du caractère artisanal et partiel de la destruction des obus et de tonnages importants de munitions inertées28.

« Dans le terrain sus visé, trois cents tonnes environ de munitions diverses ont été stockées puis détruites en 1921 – 1922 – 1923 – 1924 et des sondages effectués sur le dit terrain ont décelés la présence dans le sol de nombreux engins non explosés. »

Certaines sociétés mandatées par le Ministère de la Guerre ont développé de véritables ateliers de tri, de démantèlement de munitions et de recyclage des métaux, voire du contenu (expulsion à l’eau chaude de certains explosifs et réutilisation agricole des nitrates d’ammonium). C’est le cas de l’entreprise britannique Pickett & Fils (document 10 - pdf 1). Certaines entreprises, comme Bergé, ont été mandatées par contrat dès 1919, prolongé par des avenants ; le dernier identifié dans les archives a été émis sur ordre des forces allemandes de la France occupée en 194129.

Le pétardage de munition s’apparente à un régime de déflagration avec projection d’une partie de l’explosif hors de l’enveloppe. Les opérations de pétardage répétées peuvent conduire à une accumulation de fragments d’explosifs et de métaux dans les sols au droit et aux abords de ces sites.

La carte (document 11 - pdf 1) montre les communes de la Région Nord Pas-de-Calais sur le ban desquelles des sites de désobusage ont été identifiés sur documents d’archives. Cette liste n’est pas exhaustive et ne saurait par ailleurs se restreindre à cette seule région concernée par le front.

Conclusion

Ainsi, les faits et pratiques suivants peuvent être à l’origine d’introduction dans les sols de perchlorates et autres composés pyrotechniques susceptibles de persister 100 ans plus tard et de générer des émissions pérennes vers les eaux souterraines.

Pour les sources potentielles ponctuelles les plus importantes :

  • Les entonnoirs de pétardage « exploités » dès 1917,
  • Les mines de sape non ou partiellement explosées (constituées de plusieurs centaines de kg voir plusieurs tonnes d’explosifs conditionnés dans de simples papiers paraffinés),
  • Les stocks de munitions explosés ou non explosés,
  • Les sites de chargement de munitions proches du front.

Munitions non explosées et fragments d’explosifs dispersés :

  • La dissolution des explosifs de munitions non explosées et corrodées (les munitions de tranchées figurent, de par la finesse de leur parois métalliques, parmi les plus vulnérables à la corrosion),
  • La dissolution des fragments d’explosifs dans le proche environnement des munitions déflagrées (LOD).
  • Les explosifs concernés sont 1) les explosifs du Génie et de l’artillerie de tranchée françaises (1914-1918) et allemandes (avant 1915) 2) les poudres noires des shrapnells et charges de propulsion des bombes de tranchées 3) les explosifs binaires renfermant du nitrate d’ammonium. Les mélinites et crésylites françaises peuvent enfin renfermer des traces de perchlorates du fait de leur production par nitration directe.

La question du devenir des perchlorates et des impuretés des nitrates du Chili, massivement utilisés dans l’industrie des poudres et explosifs et dans l’agriculture avant 1920 mérite d’être posée. Si les perchlorates identifiés dans les eaux souterraines sur le tracé de la ligne du Front ouest ont très vraisemblablement une origine pyrotechnique (explosifs (per)chloratés et/ou explosifs azotés renfermant des perchlorates) il est vraisemblable que ces composés aient marqués les sites industriels et agricoles ayant réceptionné, raffiné, transformé ces nitrates : poudreries, usines de nitrocellulose, production et usage de l’acide nitrique, production et usage des salpêtres, production et usage des nitrates d’ammonium…lorsque pour ces sites, ces composés n’auraient pas été identifiés.

Enfin, la présence de perchlorates trouvant son origine dans les explosifs de la Grande Guerre soulève celle de l’occurrence passée, actuelle, ou à venir d’autre composés dans les sols et les nappes, ceux qui ont été, peuvent être ou seront libérés dans les sols par la corrosion de nombreuse enveloppe de munitions.

Au regard de ces éléments, les orientations de recherche permettant d’évaluer l’impact actuel et/ou à venir des munitions et explosifs encore présents sur les zones de combat sont les suivantes :

  • Réalisation de diagnostics des sols « pilotes » sur des parcelles témoins de la ligne de front et sur des entonnoirs de pétardage,
  • Développement d’outils analytiques (chimie et isotopie couplées) afin d’identifier les cartes d’identités des composés présents dans les explosifs de la Grande Guerre, à comparer avec la chimie constatée dans les eaux souterraines ; ce travail pourrait judicieusement s’appuyer sur une base de donnée sur la chimie des explosifs de la Grande Guerre. Cette base serait idéalement constituée par l’analyse poussée d’explosifs échantillonnés sur le champ de bataille et / ou par des données collectées auprès d’instances du déminage (DOVO en Belgique, en Allemagne, etc.).

Dans certains secteurs impactés par les perchlorates, couplage des bilans perchlorates avec ceux d’autres composés accompagnateurs comme les chlorates, iodates, bore, etc.

 

Article rédigé grâce à la collaboration de Tobias Bausinger, Envilytix GmbH, Allemagne, Claire Cailleau, BRGM, France et Eric Fixari, CARDEM, France. Remerciements : Service Historique de la Défense, France

 

Notes

1 Services de la Chimie de Guerre, créé dès septembre 1914

2 Service des matières premières de Guerre, créé dès août 1914

3 MacLeod, R., Johnson  J.A. “Frontline and Factory. Comparative Perspectives on the Chemical Industry at War, 1914-1924” New Studies in the History of Science and Technology. Archimedes 16 ", Springer ed. 2006.

4 « Lanceur de mines » = mortier

5 Bausinger T.  “Quellenauswertung zum munitionsbezogenen Materialverbrauch während des Ersten Weltkrieges” Fachbereich Chemie, Pharmazie und Geowissenschaften, Geographisches Institut. Johannes Gutenberg-Universität. Mainz. 2011 et Tissier, L. (1926), Les poudres et explosifs, in Gerard, J. (Hrsg.), Chimie et industrie. Dix ans d´efforts scientifiques et industriels et colonia. Bd. 1. Paris,  Chimie et Industrie : 1320-1345.

6 Corbin M.P., Administrateur –Délégué de  la « Société Universelle des Explosifs «  « Conférence sur les explosifs Chloratés et Perchloratés au centre d’instruction de la pyrotechnie à Bourges à MM. Les Officier bombardiers » 1er juillet 1915. Archives de l’Artillerie.

7 Service Historique de la Défense.10 N 28 : Statistiques : graphiques des productions de matériels et munitions ; de la production et des importations de poudres, explosifs, produits chimiques de guerre, fontes et aciers ; de la consommation et des stocks de munitions ; des accidents de tir de 75 (registre d’Albert Thomas). 1914-1918

8 IABG Untersuchung der Rüstungsaltlastverdachtsstandortein BayernVertiefte historische Erkundung der Einzelstandorte; Arbeitshilfe Nutzungsspezifische Kontaminationsspektren 19/01/99  et Warren F.A., Millar J.D., Massoth Dr F.E., Hensel W.E., Raben I.A.. “Chlorates and Perchlorates. Theirs Manufacture, Properties and Uses” Navord Report 7147 (Vol.1). Department of Chemistry and Chemical Engineering. 1960 et Warren F.A., Anderson E.L., Wheeler R.J., Martin R.J.. “Chlorates and Perchlorates. Theirs characteristics and uses” Navord Report 7147 (Vol.2). Department of Chemistry and Chemical Engineering. 1960.

9 Bausinger T.  “Quellenauswertung zum munitionsbezogenen Materialverbrauch während des Ersten Weltkrieges” Fachbereich Chemie, Pharmazie und Geowissenschaften, Geographisches Institut. Johannes Gutenberg-Universität. Mainz. 2011

10  Gabel C. “Les explosifs pendant la Guerre 1914-1918”  Causerie faite au Groupe de Paris le 03 juin 1920 par Charles Gabel. Bulletin Mensuel de l’Association des Anciens Elèves de l’Ecole Centrale Lyonnaise. Dix-septième année, n° 151. Septembre 1920.

11 Urbansky E.T., Brown S.K., Magnuson M.L., Kelty C.A. « Perchlorate levels in sample of sodium nitrate fertilizer from Chilean caliche ». Environ. Pollut. 2001, 112, 299-302.

12 Haeussermann C. « Über de Gehalt der Salpeter an Perchlorat », Chemiker-Zeitung, n°63 1894

13 Prentiss A.M., 1937, Chemicals in war McGraw-Hill, p. 739.

14 Linnenkohll H., 1996: Vom Einzelschuss zur Feuerwalze. Bonn, Bernard & Graefe, p. 304.

15 Brannon J.M., Jenkins T.F., Parker L.V. , Deliman P., Gerald J.A.,  Ruiz C., Porter B., and Davis W.M. U.S. Army Corp of Engineers. U.S. Army Engineer Research and Development Center. Installation Restoration Research Program. “Procedures for Determining Integrity of UXO and Explosives Soil Contamination at Firing Ranges” ERDC-TR-00-4. July 2000

16 Bayerisches Landesamt für Umwelt “Arbeitshilfen für die Untersuchung von Sprengplätzen. Praxisteil” September 2009. http://www.lfu.bayern.de/altlasten/ruestungsaltlasten/doc/arbeitshilfe_u... et IABG “Untersuchung der Rüstungsaltlastverdachtsstandortein BayernVertiefte historische Erkundung der Einzelstandorte; Arbeitshilfe Nutzungsspezifische Kontaminationsspektren” 19/01/99

17 Taylor S., Lever J., Walsh M., Walsh M.E., Bostick B., and Packer B.. . U.S. Army Corp of Engineers. U.S. Army Engineer Research and Development Center. Cold Regions Research and Engineering Laboratory " Underground UXO: Are They a Significant Source of Explosives in Soil. "

18 Janet E. Simms, Robert J. Larson, William L. Murphy and Dwain K. Butler, U.S. Army Corp of Engineers. U.S. Army Engineer Research and Development Center. Geotechnical and Structures Laboratory “ Guidelines for Planning Unexploded Ordnance (UXO) Detection Surveys ” ERDC/GSL TR-04-8, August 2004 et Simms J.E., Berger R.P . U.S. Army Engineer Research and Development Center “FINAL REPORT. Demonstration of UXO-PenDepth for the Estimation of Projectile Penetration Depth”, ESTCP Project MR-0806, August  2010

19 Brannon J.M., Jenkins T.F., Parker L.V. , Deliman P., Gerald J.A.,  Ruiz C., Porter B., and Davis W.M. U.S. Army Corp of Engineers. U.S. Army Engineer Research and Development Center. Installation Restoration Research Program. “ Procedures for Determining Integrity of UXO and Explosives Soil Contamination at Firing Ranges” ERDC-TR-00-4. July 2000

20 Packer, B.  (U.S. Army Environmental Command),  Chendorain,M.,  Stewart, L. (Praxis Environmental Technologies, Inc.)  “Final Report- UXO Corrosion – Potential Contamination Source” SERDP Project ER-1226. April 2004.

21 Nous remercions Mr Eric FIXARI de la société CARDEM pour ces clichés.

22 La Guerre ne se termine pas au dernier coup de feu.

23 MacLeod, R., Johnson  J.A. “Frontline and Factory. Comparative Perspectives on the Chemical Industry at War, 1914-1924” New Studies in the History of Science and Technology. Archimedes 16. Springer ed. 2006.

24 Bataillon de collecte.

25 Service Historique de la Défense. 9 NN 4 411-03, Raymond POINCARE Président de la République Française, Décret du 18 août 1917. Comité Interministériel pour aider à la reconstitution des régions envahies. Rapport sur l’organisation d’un « Service Spécial pour la remise en état du sol des régions reconquises sur l’ennemi » du 27 juin 1917, et ses annexes.  Service Historique de la Défense.

26 Destruction en tas de 200 000 obus allemands à Croix bleue (agents sternutatoires arséniés).

27 Preuss J., Eitelberg,F.,  Albrecht, G., Mauder, S., , Dehner, U., , Laskowi S. « Modellhafte Altlastenuntersuchung an ausgewälten Standorten der Munitionszerlegung und –vernichtung nach dem Ersten Weltkrrieg ». Umweltforschungsplan des Bundesministeriums für Umwelt, Natürschutz und Reakorsicherheit. Forschungsbericht 299 76 240. UBA-FB 000293. September 2002.

28 Courrier du Chef de la Subdivision d’Arras à Monsieur le Général de Division Cdt d’Artillerie de la 1ère Région (Service des Munitions). Douai, le 08 novembre 1922.

29 Oberfeldkommendatur (V) 670. Abt. Pi. Offa. Br. Nr 261. 4L. Lettres aux  Préfets d’Arras et de Lille « Enlèvement d’obus non éclatés et de munitions dispersées » du 09 juin 1941. Pour l’Oberfeldkommendant. Le Chef du Quartier de l’Etat-Major. Corte Major.