L’Eutrophisation des eaux superficielles

La qualité d’une retenue ou d’un cours d’eau est nécessairement liée à la composition des eaux superficielles de son bassin versant, qui l’alimente en nutriments. Les charges en éléments nutritifs (azote, phosphore) évoluent en fonction des quantités exportées et transportées par les cours d’eau, des temps de séjour et des charges internes.

La qualité moyenne du plan d’eau est décrite à travers les paramètres tels que les MES (matières en suspension), les PO4 et P total, qui sont impliqués dans les phénomènes de développement d’algues.

Plusieurs facteurs favorisent l’apparition des micro organismes: la température de l’eau, l’ensoleillement, les précipitations, l’agitation du milieu, les éléments nutritifs. Un plan d’eau eutrophe, calme et ensoleillé en plein été, constitue un milieu idéal pour l’apparition et le développement des cyanobactéries. L’apport en éléments nutritifs, notamment en phosphore, est le facteur limitant contrôlable, en théorie.

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La charge interne

Le stock de vase d’un plan/cours d’eau constitue une réserve de phosphore sous sa forme particulaire, dont l’échange avec la colonne d’eau conduit à sa transformation en phosphate, élément bio disponible pour la flore aquatique.

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Réseaux de fossés : charges en MES

 

Signatures des bassins urbains (PO4/Ptotal) et ruraux (MES/Ptotal)

Left Right
La signature d’un bassin rural illustre que le cours d’eau est soumis à des apports diffus de phosphore par le biais de l’érosion de ses sols et le phénomène de ruissellement. On parle aussi de lessivage des sols en période de hautes eaux.

• Les pics de MES sont fréquents et importants: une quantité significative de particules de sols arrivent au cours d’eau augmentant ainsi potentiellement le phosphore total.

La signature d’un bassin urbain est explicite sur les données PO4/Ptotal issues d’une station de mesure sur un cours d’eau.

• Les pics de Ptotal coïncident avec les pics de PO4, qui témoignent de rejets issus de station d’épuration.

 

Image-phosphorePhosphore

phosphateLa chimie du phosphore dans l’eau est simple. Sa forme stable, est la forme ionique la plus oxydée PO4³- ‘( 1 atome de phosphore pour 4 atomes d’oxygène), qui présente une très grande affinité avec les cations du complexe argilo humique du sol, du sédiment.

image_module4Bassin Versant

Le bassin versant est aujourd’hui l’entité de réflexion, d’action et de gestion de la qualité des eaux de surface. Le bassin versant topographique est l’ensemble des terrains qui verse vers une même vallée. L’ensemble des eaux tombant sur cet espace est récolté via un réseau superficiel et souterrain pour alimenter un même cours d’eau.

image_qualite Qualité

La composition chimique des eaux superficielles est fortement dépendante des caractéristiques naturelles et de la pression humaine du bassin versant drainé par le cours d’eau que l’on étudie. On parle de Signature du bassin versant.

image_fluxFlux

Le flux est la quantité d’un élément transporté par un écoulement d’eau, pendant un temps donné. Il correspond au produit d’une concentration (dans l’eau) par un débit. On étudie généralement les flux de nitrates ou de phosphore véhiculés sur un cycle annuel, par un cours d’eau. Nous avons ainsi un résultat exprimé en tonnes d’azote ou de phosphore par an.

Nappe-Rivière

Les eaux souterraines et le fonctionnement des aquifères de socle : les aquifères de socle sont des nappes superficielles reposant sur un socle géologique peu perméable (granite, schiste). Ils constituent un type de réservoir de petites dimensions aux capacités modestes mais appréciables pour les petites collectivités et les agriculteurs.

image_nitrate3Nitrates

nitrateLe nitrate est l’élément emblématique de la problématique qualité de l’eau dans les régions agricoles du grand ouest. La source des nitrates est dans plus de 95% des cas le lessivage des sols arables. C’est bien notre mode d’exploitation des terres qui a été responsable de l’augmentation des concentrations.