Analyse des PFAS : méthodes, détection et enjeux pour la Suisse romande

Les PFAS — substances per- et polyfluoroalkylées — sont aujourd'hui au cœur des préoccupations environnementales en Suisse et en Europe. Présents dans les eaux souterraines, les sols, les eaux usées et même les denrées alimentaires, ces polluants éternels posent des défis analytiques et réglementaires considérables. Pour les propriétaires fonciers, les collectivités publiques et les industriels, comprendre comment analyser les PFAS, quelles méthodes utiliser et quelles obligations légales s'appliquent est devenu incontournable.

Chez PERLéman, bureau d'ingénieurs spécialisé dans la protection des sols et des eaux souterraines en Suisse romande, nous accompagnons nos clients dans l'ensemble du processus : de la détection des PFAS sur site jusqu'à l'interprétation des résultats en regard de la réglementation suisse (OSites, OSol, OLED).

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Qu'est-ce que les PFAS ? Rappel essentiel avant toute analyse

Les substances per- et polyfluoroalkylées regroupent plusieurs milliers de composés chimiques synthétiques caractérisés par la présence de liaisons carbone-fluor, parmi les liaisons chimiques les plus stables qui existent. C'est précisément cette stabilité chimique qui leur vaut le surnom de « polluants éternels » : ils ne se dégradent pas dans l'environnement, s'accumulent dans les sols, les eaux souterraines et la chaîne alimentaire, et persistent dans les organismes vivants, y compris dans le corps humain.

Parmi les PFAS les plus étudiés, on distingue :

• L'acide perfluorooctanoïque (PFOA), classé cancérogène avéré par le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC)

• Le sulfonate de perfluorooctane (PFOS), inscrit à la Convention de Stockholm

• L'acide perfluorononanoïque (PFNA) et d'autres composés à chaîne courte ou chaîne longue

Ces substances ont été massivement utilisées depuis les années 1950 dans de nombreux secteurs industriels : mousses anti-incendie (AFFF), textiles imperméables, emballages alimentaires, revêtements antiadhésifs, galvanoplastie, industrie papetière et bien d'autres.

Résultat : aujourd'hui, les eaux souterraines, les cours d'eau, les boues d'épuration et les sédiments sont contaminés à des degrés variables sur l'ensemble du territoire suisse.

Pourquoi analyser les PFAS ? Contexte réglementaire en Suisse

En Suisse, la gestion des sites pollués aux PFAS s'inscrit principalement dans le cadre de l'Ordonnance fédérale sur l'assainissement des sites pollués (OSites). Selon ce texte, la valeur maximale de référence pour la somme de 9 PFAS pondérés dans les eaux souterraines est fixée à 50 nanogrammes par litre (ng/l). Au-delà de ce seuil, un site est considéré comme présentant une atteinte nécessitant une investigation complémentaire.

Dans le canton de Genève, le GESDEC (Service de géologie, sols et déchets) a mené entre 2017 et 2022 quatre campagnes d'analyses sur les nappes phréatiques, révélant que 12 sites dépassaient la norme OSites, certains jusqu'à 400 fois. La directive européenne sur les eaux, quant à elle, impose des exigences encore plus strictes pour les eaux destinées à la consommation humaine, avec une valeur paramétrique de 0,1 µg/l (100 ng/l) pour la somme de 20 PFAS.

Ces constats ont conduit les autorités cantonales et fédérales à durcir les exigences légales et à multiplier les décisions administratives forçant propriétaires et exploitants à réaliser des investigations historiques et techniques sur leurs sites.

L'analyse des PFAS n'est donc plus une démarche volontaire : elle est de plus en plus souvent une obligation légale.

Les méthodes d'analyse des PFAS : ce que dit la science

L'analyse des PFAS est une discipline analytique exigeante. Ces molécules sont présentes à des concentrations extrêmement faibles dans les différentes matrices environnementales (eau, sol, sédiment, biote), et leur grand nombre — plus de 14 000 composés identifiés — complexifie la détection exhaustive.

1. La chromatographie en phase liquide couplée à la spectrométrie de masse en tandem (LC-MS/MS)

La technique de référence pour l'analyse des PFAS dans les matrices environnementales est la chromatographie en phase liquide couplée à la spectrométrie de masse en tandem (LC-MS/MS).

Elle combine :

• Une séparation chromatographique des composés selon leur affinité avec la phase stationnaire

• Une détection par spectrométrie de masse (MS/MS), qui permet d'identifier et de quantifier chaque PFAS avec une grande précision, même à des concentrations de l'ordre du nanogramme par litre

Cette méthode répond aux exigences des normes ISO internationales (notamment ISO 21675 pour l'eau) et est utilisée par les laboratoires accrédités en Suisse pour les analyses réglementaires dans le cadre de l'OSites.

2. La chromatographie en phase gazeuse (GC-MS)

Pour certains PFAS volatils ou à chaîne courte, la chromatographie en phase gazeuse peut être utilisée en complément, bien qu'elle reste moins adaptée à la majorité des composés per- et polyfluoroalkylées que la LC-MS/MS.

3. Les méthodes de screening et de quantification totale (EOF/TOF)

Des approches complémentaires permettent de mesurer la concentration totale en fluor organique extractible (EOF) ou en fluor organique total (TOF) dans une matrice. Ces techniques de screening sont utiles pour identifier des matrices fortement contaminées sans avoir à cibler chaque molécule individuellement — une approche de plus en plus recommandée dans les investigations préliminaires sur sites pollués.

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Comment se déroule une investigation PFAS sur le terrain ?

Une investigation PFAS menée selon les règles de l'art et conforme aux exigences du GESDEC ou de l'OFEV comprend plusieurs étapes clés.

Étape 1 : L'étude historique et documentaire

Avant tout prélèvement sur le terrain, il est indispensable de réaliser une investigation historique du site : analyse des registres industriels, consultation du cadastre des sites pollués, identification des activités passées susceptibles d'avoir mis en œuvre des PFAS (exercices incendie, dépôts de carburant, industrie chimique, galvanoplastie, etc.). Cette étape permet de formuler des hypothèses de contamination ciblées et d'optimiser la stratégie d'échantillonnage.

Étape 2 : La stratégie de prélèvement et le choix des matrices

Le choix des matrices à analyser dépend du contexte :

• Eaux souterraines : prélèvements en piézomètres ou en puits, analyse des nappes phréatiques supérieures et profondes

• Sols et matériaux d'excavation : échantillons de sol à différentes profondeurs, notamment pour les projets de construction

• Eaux de surface et cours d'eau : prélèvements dans les eaux superficielles en amont et aval de sources potentielles

• Eaux usées et boues d'épuration : analyse des flux sortants des stations d'épuration (STEP)

• Sédiments : dans les zones de dépôt alluvial en lien avec des cours d'eau récepteurs

Les protocoles de prélèvement sont stricts : utilisation de matériaux exempts de PFAS (interdiction de tout équipement fluoré), flaconnage adapté, chaîne de traçabilité rigoureuse, transport réfrigéré au laboratoire dans des délais contrôlés.

Étape 3 : L'analyse en laboratoire

Les échantillons sont confiés à des laboratoires accrédités selon les normes ISO/IEC 17025, capables de mesurer les PFAS ciblés (généralement les 9 PFAS de l'OSites ou les 20 PFAS de la directive européenne) à des limites de quantification inférieures aux valeurs de référence réglementaires.

Les paramètres analysés comprennent systématiquement : PFOS, PFOA, PFNA, PFHxS, PFDA, PFUnDA, PFHxA, PFBA, PFBS, et d'autres selon le contexte.

Étape 4 : Interprétation des résultats et rapport technique

Les résultats d'analyse des PFAS sont interprétés au regard des valeurs limites applicables :

Contexte	Valeur de référence	Texte légal
Eaux souterraines (Suisse)	50 ng/l (somme 9 PFAS pondérés)	OSites
Eau potable (UE)	100 ng/l (somme 20 PFAS)	Directive 2020/2184
Eau potable (Suisse)	En cours de révision	Ordonnance DFI
Sols (Suisse)	Pas encore de valeur fixée à l'OSol	OFEV

Le rapport final doit répondre aux exigences du GESDEC ou du service cantonal compétent, et proposer le cas échéant un concept d'assainissement si les seuils sont dépassés.

Quels sont les défis spécifiques de l'analyse des PFAS ?

La contamination croisée au laboratoire

Les PFAS sont omniprésents dans l'environnement du laboratoire lui-même : certains équipements, réactifs et matériaux de conditionnement peuvent introduire des artéfacts analytiques. Les laboratoires spécialisés disposent de protocoles stricts pour prévenir toute contamination croisée (salles blanches dédiées, blancs de terrain et de procédure, matériaux certifiés sans PFAS).

La multiplicité des composés

Sur les plus de 14 000 PFAS identifiés, les méthodes standard ne couvrent qu'une fraction. Les approches ciblées (targeted analysis) permettent de quantifier précisément les composés réglementés, tandis que les méthodes de screening non-ciblé (non-targeted analysis) ouvrent sur une vision plus globale mais moins précise de la contamination.

L'évolution des normes

Les valeurs maximales réglementaires évoluent rapidement, tant en Suisse qu'au sein de l'Union européenne. La révision de l'OSol pour intégrer des valeurs limites dans les sols, les travaux de l'OFEV sur les méthodes d'analyse et les orientations de l'EFSA (Autorité européenne de sécurité des aliments) sur la sécurité alimentaire sont des éléments à surveiller en permanence.

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PFAS et santé : pourquoi la détection est urgente

Les effets des PFAS sur la santé humaine sont documentés par de nombreuses études épidémiologiques et toxicologiques. L'exposition aux PFAS — par l'eau du robinet, les denrées alimentaires d'origine animale (poissons, produits laitiers) ou l'air — est associée à plusieurs pathologies :

• Cancer : le PFOA est classé cancérogène avéré (groupe 1) par le CIRC depuis 2023

• Perturbation du système immunitaire (notamment chez les enfants)

• Troubles hépatiques et augmentation du risque de diabète

• Problèmes de fertilité et effets sur la reproduction

• Accumulation dans la chaîne alimentaire (bioaccumulation et bioamplification)

Ces risques pour la santé publique justifient la mise en place urgente de cadastres et d'investigations systématiques, comme celle engagée par le canton de Genève avec son projet de 4,145 millions de francs jusqu'en 2028.

Comment réduire l'exposition aux PFAS ? Les solutions techniques

Au-delà de la détection, la gestion des sites pollués aux PFAS suppose de mettre en œuvre des solutions d'assainissement adaptées. Parmi les techniques éprouvées :

Traitement des eaux souterraines

• Filtration sur charbon actif (granulaire ou en poudre) : technique la plus efficace pour retirer les PFAS des eaux destinées à la consommation ou des eaux souterraines pompées

• Membranes de nanofiltration ou d'osmose inverse : haute efficacité mais coût énergétique élevé

• Résines échangeuses d'ions : adaptées à des concentrations élevées en PFAS à chaîne courte

Gestion des matériaux d'excavation

Les matériaux d'excavation pollués aux PFAS présentent un enjeu majeur pour les chantiers de construction. Leur élimination est encadrée par l'OLED (Ordonnance sur les limitations et l'élimination des déchets) et nécessite une qualification précise avant admission en décharge de type B ou E.

Investigations et suivi environnemental

Un suivi environnemental régulier (monitoring des eaux souterraines, analyses périodiques en piézomètres) est souvent imposé par les autorités cantonales lors de la phase de surveillance post-assainissement.

PERLéman : votre expert en analyse et investigation PFAS en Suisse romande

Chez PERLéman, nous intervenons sur l'ensemble des étapes d'une investigation PFAS, depuis l'étude historique jusqu'au rapport final remis aux autorités cantonales :

• Investigations historiques : analyse documentaire, consultation des registres, identification des sources potentielles de contamination

• Planification et réalisation des campagnes de prélèvement : sols, eaux souterraines, matériaux d'excavation, eaux de surface

• Interprétation des résultats en regard des exigences réglementaires suisses (OSites, OSol, OLED) et européennes

• Rédaction de rapports techniques conformes aux attentes du GESDEC, du SESA (Vaud) ou des services cantonaux équivalents

• Conseil en matière d'assainissement : choix des techniques, pilote de traitement, suivi de chantier

Notre équipe maîtrise les réglementations en vigueur dans les cantons de Genève, Vaud, Valais, Fribourg et Neuchâtel. Nous travaillons en partenariat avec des laboratoires accrédités disposant des équipements LC-MS/MS nécessaires à la détection des PFAS aux concentrations les plus basses.

Vous êtes propriétaire d'un site industriel, d'une ancienne caserne de pompiers, d'un terrain proche d'une décharge ou d'un site chimique ? Contactez-nous pour une première évaluation de votre situation.

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FAQ — Les questions fréquentes sur l'analyse des PFAS

Quels PFAS doit-on analyser selon l'OSites ?

L'OSites se base sur la somme pondérée de 9 PFAS (PFOS, PFOA, PFNA, PFHxS, PFDA, PFUnDA, PFHxA, PFBA, PFBS) avec une valeur de référence de 50 ng/l dans les eaux souterraines.

Combien coûte une analyse PFAS ?

Le coût dépend du nombre de composés analysés et de la matrice. Une analyse standard des 9 PFAS OSites dans l'eau coûte généralement entre 300 et 350 CHF par échantillon en laboratoire accrédité suisse. Le coût global d'une investigation comprend les prélèvements, les analyses et la rédaction du rapport.

Mon site doit-il obligatoirement faire l'objet d'une investigation PFAS ?

Cela dépend de la nature des activités passées ou présentes sur votre site. Les places d'exercice incendie, les sites industriels utilisant des mousses AFFF, les galvanisateurs, les tanneries et certains sites chimiques sont particulièrement concernés. En cas de doute, un bureau d'ingénieurs spécialisé peut réaliser une évaluation préliminaire.

Quelle est la différence entre PFAS à chaîne longue et à chaîne courte ?

Les PFAS à chaîne longue (≥ C7) comme le PFOA et le PFOS sont plus bioaccumulables et plus réglementés. Les PFAS à chaîne courte (< C7) sont plus mobiles dans l'environnement aquatique et plus difficiles à traiter par certaines techniques de filtration conventionnelles.