Cette phase de mesure et d’étude s’étend sur 36 mois. Elle est définie et notifiée par l'Inspection des Installations Classées dans un courrier, après examen du rapport de surveillance initiale.
Les substances notifiées doivent être analysées 10 fois, à une fréquence trimestrielle, soit pendant 2 ans et demi. En parallèle, un programme d'action et/ou une étude technico-économique doivent être menés. Le programme d'action est à remettre sous 6 mois après démarrage de la phase pérenne, et l'étude technico-économique, sous 18 mois.
L’exploitant doit alors rédiger un rapport de synthèse de la surveillance pérenne, qu’il doit transmettre à l’Inspection 3 ans après le démarrage de cette phase. Un arrêté intégrant les VLE (Valeur Limite d’Emission) pour les substances impliquées sera alors défini.