L'analyse variographique exploratoire des mesures en hydrocarbures totaux dans les sols d'un ancien site pétrochimique met en évidence l'hétérogénéité de la pollution. La bimodalité de l'histogramme indique deux classes de concentration, différentes tant par leur niveau que par leur variabilité spatiale. Dans cet article, nous montrons comment un examen détaillé des données apporte une meilleure compréhension de la pollution sur le site, révélant par exemple un remaniement local des sols. La validation croisée, utilisée pour comparer quantitativement trois modèles géostatistiques de complexité croissante, montre la nécessité d'une modélisation détaillée de la variabilité spatiale des concentrations. Elle fournit également des indications sur les incertitudes, notamment pour l'estimation des fortes concentrations. Supposant ensuite une sélection « ponctuelle », nous calculons le « récupérable » (quantité de polluant, concentration moyenne) prévu et effectif pour chacun des trois modèles, et nous quantifions l'effet d'information résultant des inévitables erreurs de sélection. Une méthode simple et rigoureuse de calcul de la probabilité de dépassement de seuil ou des quantiles locaux de l'histogramme des concentrations est présentée.