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TRANSPORT DU POLLUANT PHOSPHORE

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PROJET DE D. FERNANDEZ ET C. COPPENS

Années 1997-1998

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SOMMAIRE

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1 INTRODUCTION GENERALE

2 PRESENTATION  DU PROJET

3 L'EUTROPHISATION

4 PLANIFICATION ENVISAGEE

5 CONCLUSION

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1 INTRODUCTION GENERALE

L'étude portera sur le transport du polluant phosphore entre Toulouse et la retenue de Malause à l'aval de la confluence Tarn et Garonne. La retenue de Malause connait des problèmes d'eutrophisation en cas d'étiages sévères. Le polluant phosphore a un role determinant dans ce phénomène.

Voici un schéma qui témoigne de l'importance des apports en phosphore sur la Garonne :

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2 PRESENTATION  DU PROJET

Le phosphore est un élément nutritif essentiel au développement de la vie sous marine. En effet, il intervient de manière prépondérante dans la croissance des végétaux. C'est ce lien étroit qui est une des principales causes de l'eutrophisation. En effet, une forte teneur en phosphore biodisponible (directement assimilable par les végétaux) entraine une production de plante alguale telle, que l'équilibre naturel est rompu. On comprend alors l'importance du suivi des concentrations en phosphore :

Une des principales conséquences de ce phénomènes est la raréfication de l'oxygène, ce qui entraine une mortalité piscicole importante.

Le phosphore n'est pas le seul élément provocant l'eutrophisation (l'azote influe aussi) mais c'est sur celui-ci que l'homme peut agir car la majeur partie des sources de phosphore sont des sources ponctuelles (industries, collectivités...).

Le plan d'eau de Malause se situe à la confluence du Tarn et de la Garonne. Outre le problème d'engravement causé par le transport sédimentaire des affluents, une retenue telle que celle-ci est un lieu particulierement sensible à l'eutrophisation. En effet, le phosphore sous ses différentes formes, vient s'accumuler dans la retenue, du fait du ralentissement de l'écoulement, et donc du temps de séjour prolongé de l'eau.

Il est donc intéressant d'etudier le transports de phosphore dans le but de mieux comprendre ce phénomène pour mieux lutter contre celui-ci. Il faut savoir que 42% des apports sont d'origines ponctuelles. Ceux-ci en terme de gestion, représentent un levier d'action considérable dans la mesure où ce sont les apports que l'on pourra maitriser le plus facilement et qui constitue une fraction très significative des apports totaux.

Il faut cependant être contient des appoximations effectives dues à la modélisation d'une part, et à la compléxité du phénomènes d'autre part (transport par l'eau, par les sédiments charriés, phenomènes d'adsorption et de relargage).

L'étude se limitera au secteur de la Garonne compris entre Toulouse et Malause. Ce choix a été motivé par le fait que cette zone est sous l'influence d'une part des rejets important de l'agglomération toulousaine (pollutions industrielles et domestiques), mais aussi des affluents tels que le Touch, fortement chargé en phosphore.

Pour cette étude, nous allons utiliser le code de calcul LIDO avec le module TRACEUR, développé par le Laboratoire National d'Hydraulique d'EDF. Ce code doit être installé à l'ENSEEIHT par des élèves de l'option Mécanique des Fluides Numériques que sont Déborah Idier et Arnaud Brengues, et que nous remercions pour avoir pris en main ce travail.

LIDO est un code de calcul filaire, résolvant les équations de Saint Venant. N'ayant par encore reçu la documentation sur ce code, nous ne pouvons donner la détail de son fonctionnement. Nous utileserons des profils en travers de la Garonne.

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3 L'EUTROPHISATION

On peut définir l'eutrophisation de la manière suivante :

Enrichissement des eaux en substances nutritives, qui aboutit généralement à des modifications symptomatiques telles que la production accrue d'algues et d'autres plantes aquatiques, la dégradation de la pêche, la détérioration de la qualité de l'eau et donc des nuissances pour tous les usagers de cette eau.

Pour analyser de manière plus précise ce phénomène, intéressons-nous aux différents facteurs d'influence :

L'effet le plus visible de l'eutrophisation est un développement important des végétaux. Il peut être mis en évidence par la variation de concentration en chlorophyle a. Différent types d'espèces véront le jour selon la morphologie de la rivière. Par exemple, une rivière peu profonde à débit faible produira d'avantages d'algues fixés qu'une rivière profonde où l'on verra apparaître de manière prépondérante des microalgues appelés phytoplancton. Dans la cas de la Garonne, des relevés effectués au cours d'étiage estival de 1992 à 1993, ont fait apparaître les espèces suivantes (document de l'agence de l'eau Adour-Garonne) :

Ce développement incontrolé des végétaux a des conséquences catastrophiques sur l'équilibre de l'ecosystème. En effet, il entraîne un cycle journalier caractéristique de l'oxygène dissous dans l'eau. Le jour, il y a production importante d'oxygène par les végétaux et la nuit, il y a carence dû à la consommation d'oxygène par les bactéries décomposant les végétaux morts. Cela entraine la disparition des espèces piscicoles non resistantes à ce facteur aux profits d'autres.

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4 PLANIFICATION ENVISAGEE


5 CONCLUSION

Comme nous l'avons vu, l'eutrophisation est un problème grave où l'influence des activités humaines pae l'intermédiaire du phosphore est importante. Les études de transport du phosphore sont donc nécessaires pour connaître entre autres l'influence des différentes sources et donc agir avec plus d'efficacité.

Cette étude est délicate car la modélisation du transport de phosphore est complexe. En effet, cet élément peut voyager sous différentes formes (dissous, particulaire, organique, minéral) et celles-ci interagissent entre elles. La qualité du travail dépendra également des données que nous auront pu collecter pour concevoir le modèle et pour le caler.

Mais malgré les difficultés, cette étude reste très intéressante pour diverses raisons :

Nous espérons que notre étude motivera d'autres projets de BEI les années prochaines dans ce vaste domaine, d'autant plus qu'il est d'actualité.

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