結論めいたもの

いろいろ端折って、直感とイマジネーションで判断すると、
Microsoft.Practices.EnterpriseLibrary.Common.Configuration.ConfigurationSourceSection.csで configurationSource に ConfigurationManager.GetSection("enterpriseLibrary.ConfigurationSource")←間違い。ここはnullを返してた
Microsoft.Practices.EnterpriseLibrary.Common.Configuration.SystemConfigurationSourceImplementation で AppDomain.CurrentDomain.SetupInformation.ConfigurationFile で設定情報を取得する。
そのあと、Microsoft.Practices.EnterpriseLibrary.Common.Configuration.ObjectBuilder.GetPolicies(IConfigurationSource configurationSource) で policyList に格納して利用する。

なんだ。ConfigurationManagerっていうエライ人がデフォルトの設定情報を読み込んでるってことね。同じAppDomainなら、どこからでも呼び出せると考えればOKってこと？
結局、AppDomain使って取得しているってことだから、同じAppDomainなら深く気にせず、最初のexeのapp.config使って記述しなさいってことで。

もし違うAppDomainから読みたいなら、Kazzzの「JとNの狭間で」よりhttp://d.hatena.ne.jp/Kazzz/20051115 にあるように設定すればOKなのかな（未検証）