L'invention concerne un procédé de réhabilitation de sols et/ou des eaux souterraines dans un volume de sol pollué. Le procédé comporte les étapes suivantes : - on déplace dans le volume un outil de forage (18) apte à découper le sol et à le malaxer de manière homogène dans ledit volume ; et simultanément au malaxage, on injecte (G) dans le sol malaxé à l'aide dudit outil un agent de traitement afin que ledit agent de traitement soit dispersé de manière homogène dans le volume, ledit agent de traitement comprenant au moins un des agents suivants : un fluide gazeux non uniquement chimiquement réactif ; un agent réactif chimique constitué d'une substance chimique oxydante réductrice ou neutralisante ; et un agent réactif constitué de population de micro-organismes ou d'un substrat de développement de micro-organismes ; par quoi on obtient une réhabilitation in situ du sol et/ou des eaux souterraines.