Classement des concentrations en fonction du flux

 

 

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. Cette notion vient renforcer l’étude des concentrations que mesurent les laboratoires d’analyses dans les échantillons d’eau récoltés dans les rivières.

Une faible concentration, est souvent considérée comme un bon résultat (référence aux grilles de qualité). Cependant dans un cours d’eau où les débits sont très forts, les flux deviendront élevés, parfois supérieurs à ceux d’un cours d’eau à forte concentration mais à faible débit. Il est donc nécessaire d’utiliser ces 2 notions. Le flux est le résultat d’un calcul et non une analyse. L’incertitude de ce produit est donc la somme des incertitudes des deux composantes, Concentration et Débit. C’est ici qu’est l’enjeu de l’étude du flux. Comment réduire cette incertitude qui peut rapidement dépasser les 50 % si la concentration et le débit ne sont pas représentatifs de la période étudiée ? Les suivis de routine de la qualité des eaux ne sont généralement pas mis en place pour étudier précisément le cours d’eau. Ils ont plus un objectif de surveillance et d’évaluation. Aussi la précision du calcul du flux est médiocre, et l’approche ne peut être que moyennée, à l’année.

Cette imprécision est d’autant plus importante que l’échantillon n’est pas représentatif d’une période assez longue par rapport à la fréquence d’échantillonnage. Des paramètres comme les MES ou le phosphore évoluent alors trop rapidement, en fonction des variations pluviométriques et hydrologiques pour qu’un suivi de routine puisse être utilisé pour calculer un flux. Il faut donc être modeste lorsque l’on avance un tonnage annuel, et que l’on tente de relier avec des intrants apportés sur le bassin versant. Cette notion de flux, divisé par la taille du bassin versant donne les pertes spécifiques (en kg/hectare), qui seront mises en relief avec les apports de nutriments sur les terres du bassin versant. Ces calculs sont avant tout indicatifs, et permettent surtout de comparer des situations, d’un bassin à l’autre. C’est cette approche relative qui est utile dans l’étude de la qualité des eaux.

Enfin l’évolution inter annuelle est fortement dépendante du débit, et donc des conditions hydrologiques de chaque l’année.

Hors période exceptionnellement sèche ou humide, les variations d’une année à l’autre dépendent en partie des volumes d’eau véhiculés par le cours d’eau sur l’année. Le flux n’est pas un indicateur de performance immédiate, pour un programme de restauration. Il ne faudra donc pas relier trop rapidement une baisse de flux avec une amélioration possible de la qualité des eaux de surface.

 

Evolution comparée des flux annuels et de la concentration moyenne annuelle (ici en nitrates)

Evolution comparée des débits et flux annuels d’un cours d’eau

 

 

 

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.