4. Qualité de l'eau

 

4. Qualité de l'eau

 

La préservation de la qualité des eaux de surface est un enjeu majeur compte tenu des usages de cette ressource : production d’eau potable, loisirs aquatiques. Elle présente également un intérêt biologique pour la préservation de la faune aquatique notamment.

La qualité de l’eau est caractérisée par les diverses substances qu’elle contient, leur effet sur les écosystèmes aquatiques et la santé humaine. Ces substances sont diverses, d’origine naturelle (bicarbonates, azote, phosphore, calcium, sodium, fer, aluminium,…), mais aussi d’origine anthropique (eaux usées, métaux, pesticides,..). C’est la concentration en ces différents éléments qui détermine la qualité d’une eau et permet de savoir si celle-ci peut convenir à un usage particulier.

La promulgation de la loi sur l’eau et des milieux  aquatiques du 3 janvier 1992, comprenant notamment l’élaboration de SDAGE dans les différents bassins français, a amené les Agences de l’Eau ainsi que le Ministère chargé de l’environnement à reconsidérer la grille de 1971 (outil d’évaluation de la qualité des rivières françaises). C’est dans ce contexte que sont apparues les normes de qualité définies par des « Système d’Evaluation de la Qualité » ou SEQ.

En France, le contrôle de la qualité de l’eau est confié au Réseau National de Bassins (RNB) qui, par l’intermédiaire des Agences de Bassins, réalise un suivi analytique mensuel sur de nombreuses stations pilotes réparties sur l’ensemble du réseau hydrographique national.

Le système d’évaluation de la qualité des cours d’eau se décompose en trois volets portant sur la physico-chimie de l’eau (SEQ-Eau), les caractéristiques physiques (SEQ-Physique, évaluation du degré d’artificialisation du cours d’eau), et les communautés biologiques (SEQ-Bio, évaluation de la qualité biologique du cours d’eau).

Ainsi, les outils SEQ doivent permettre une très bonne connaissance de l’état global d’un cours d’eau afin de suivre son évolution dans le temps.

 

 

4.1. Qualité chimique de l'eau

 

4.1. Qualité chimique de l'eau

 

Suivi de la qualité de l’eau sur trois cours d’eau de la Haute Vallée du Sègre

Les résultats d’analyses dont nous disposons sont présentés dans les tableaux suivants. Ils sont classés selon la grille d’évaluation SEQ Eau qui permet de décrire les grands types de dégradation de la qualité de l’eau : Matières organiques et oxydables (MOOX), Matières azotées, Nitrates, Minéralisation…

Dans le cadre de notre projet, les données dont nous disposons étaient de 4 prélèvements annuels (2010) répartis sur les mois d’avril, juin, août et octobre selon la méthode SEQ-Eau (Version 2).

La première remarque que nous pouvons faire concerne les périodes de prélèvement qui sont avril, juin, août et octobre. Elles sont très insuffisantes même si le choix du mois d’août pour le prélèvement est très intéressant puisque c’est à ce moment que la population est la plus importante. En revanche, d’octobre à avril aucune analyse n’a été effectuée ce qui est problématique puisque les températures baissent énormément à cette période, il peut donc y avoir des changements importants. De plus, nous ne savons pas s’il y a eu des mesures de répétabilité ou non.  

Les analyses dont nous disposons proviennent de différentes stations de mesures. Ces stations de mesures sont situées après les stations d’épuration de Font-Romeu pour l’Angoust, et de Targassonne pour le Riu de Targassonne. Le tableau suivant résume la localisation de ces stations de mesures.

  

Localisation des stations de mesures sur les cours d'eau

 

Les résultats sont présentés suivant les grilles de qualité du référentiel SEQ-eau. Comme le montre la grille de couleur ci dessous, la qualité de l'eau est classé de très bonne à mauvaise.

 

Source : Asconit Consultants                        Grille de couleur représentant la qualité de l'eau selon le classement SEQ-eau

 

  • Le Sègre

Le tableau ci-dessous donne les résultats d’analyse pour le Sègre. On constate que selon la grille de SEQ eau il peut être classé de très bon état chimique.

Source: Asconit Consultants                      Résultats d’analyses selon la méthode SEQ-eau sur le cours d'eau du Sègre

 

Les analyses révèlent également la présence de 21 pesticides dont des pesticides organophosphorés, des carbamates, des organochlorés et divers pesticides et apparentés comme le formol par exemple. Ils apparaissent tous classés comme médiocre ou passable selon la grille SEQ. 

  • L'Angoust

               

Source: Asconit Consultants                            Résultats d’analyses selon la méthode SEQ-eau sur le cours d'eau de l'Angoust

 

L'angoust est également de très bonne qualité chimique selon les analyses ci-dessus. Les analyses bactériologiques en revanche soulèvent un problème de taille : la teneur en Escherichia Coli et en Entérocoques intestinaux est classé d'état médiocre à moyen. Nous verrons dans la dernière partie de ce projet comment ces bactéries se dispersent dans la rivière selon une modélisation effectuée à l'aide du logiciel Fluent.

Il faut noter que l’Angoust est plus pollué que le Sègre, même si nous n’avons pas de données sur les pesticides, nous pouvons supposer qu’il en contient. La Régie de la Haute Vallée du Sègre soutient également que le Sègre est moins pollué que l’Angoust à l’heure actuelle.

La couleur (mg/l Pt/Co) est une analyse impérative qui n’a pas été effectuée sur les cours d’eau du Sègre et de l’Angoust ainsi que les paramètres algues ou chlorophylle a. Nous n’avons pas non plus de données d’analyses sur les autres altérations (MPMI : Micropolluants minéraux - HAP : Hydrocarbures aromatiques polycycliques – PCB : PolyChloroBiphényles – MPOR : Micropolluants organiques autres)

Nous pouvons émettre une remarque sur les valeurs seuils considérées par le SEQ-Eau. En effet, le SEQ-Eau ne prend pas complètement en compte les différences de contextes géologiques, hydrologiques et hydromorphologiques des cours d’eau.

 

4.2. L'état écologique des eaux de surface

 

4.2. L'état écologique des eaux de surface

 

Le bon état

La DCE définit le « bon état » d’une eau de surface quand son état chimique et son état écologique sont au moins bons.

Source: le site de l'eau en Seine et Marne                    Principe de l'évaluation du bon état de l'eau

 

L’état chimique est destiné à vérifier le respect de Normes de Qualité Environnementale (NQE) fixées par des directives européennes. Cet état chimique qui comporte 2 classes, respect ou non respect des NQE, est défini sur la base de concentration de 41 substances chimiques (8 substances dangereuses de l’annexe IX de la DCE et 33 substances prioritaires de l’annexe X de la DCE).

L’état écologique intègre des paramètres biologiques et des paramètres chimiques (polluants spécifiques) ainsi que des paramètres physico-chimiques et hydromorphologiques soutenant les paramètres biologiques. Il se décline en 5 classes d’état (très bon, bon, moyen, médiocre et mauvais). La DCE ne définit pas précisément la nature et les valeurs-seuils de ces paramètres, cette définition revient à chaque État membre. En France, les premiers éléments d’interprétation de la notion de bon état ont été définis par la circulaire du 18 juillet 2005.

 

Les paramètres biologiques

Les éléments de qualité biologique à intégrer dans l’évaluation de l’état écologique permettent d’obtenir une vision globale de la qualité du milieu c'est-à-dire du fonctionnement des cours d’eau en prenant en compte la chaîne trophique (le phytoplancton, les diatomées, les macro-invertébrés, les macro-invertébrés et les poissons).

Le choix d’un indice résulte le plus souvent d’un compromis entre faisabilité, coût, information fournie, pertinence, application sans oublier les impératifs réglementaires.

Les paramètres biologiques définissant l'état écologique comprennent les indicateurs suivants :

- algues avec l'indice Biologique Diatomées (IBD);

- invertébrés (insectes, mollusques, crustacés, etc.) avec l'indice Biologique Global Normalisé (IBGN);

- poissons avec l'indice Poisson en rivières (IPR).

 

  • IBGN​

L’IBGN est on outil diagnostic basé sur l’étude des macro-invertébrés. Cette méthode évalue l’aptitude globale d’un milieu à héberger des êtres vivants en prenant en compte, à la fois la variété des macro-invertébrés benthiques, et la représentativité des habitats présents sur la station. Néanmoins son application est limitée à des cours d’eau accessibles à pieds.

Il s’agit d’une méthode française normalisée d’évaluation de la qualité biologique d’un cours d’eau (Norme AFNOR NF T90-350, décembre 1992, révisée en mars 2004). Elle se réfère à la circulaire DCE 2007/22 du 11/04/07 relative au protocole de prélèvement et de traitement des échantillons des invertébrés pour la mise en œuvre du programme de surveillance sur les cours d’eau.

- L'échantillonnage : Prélèvements de macro-invertébrés benthiques supérieurs à 500 µm dans différent types d'habitats du cours d'eau, définis par la nature du support, la vitesse d'écoulement et la hauteur d'eau.

Huit couples "substrat-vitesse" ont été échantillonnés par le bureau d'étude Asconit Consultant. Ces prélèvements sont effectués à l'aide d'un filet de type "Surber" ou au "Haveneau" (lorsque la hauteur d'eau le nécessite).

- Détermination de l'IBGN et calculs d'indices : 152 taxons entrent en ligne de compte et sont susceptibles de participer à la variété totale. Parmi eux, 38 indicateurs répertoriés en 9 groupes faunistiques permettent de calculer cet indice.

Le calcul de l'indice se fait en 3 étapes et il est obtenu de la façon suivante

Calcul de la note IBGN source : Sciences Eaux et Territoires

- Présentation et interprétation des résultats :

Les résultats des notes obtenues (/20) sur les différentes stations, sont présentés dans le tableau ci-dessous. L'évaluation de la qualité hydrobiologique est donnée suivant les classes de qualité proposées par le SEQ-Bio. 

L’ensemble des stations mentionnées ont un indice biologique de "très bonne" qualité hydrobiologique puisque les notes IBGN varient entre 17/20 et 19/20. La définition d'une très bonne qualité biologique signifie une situation identique ou très proche de la situation naturelle non perturbée dite "de référence".

Le Sègre, l'Angoust et Estagouge ne présentent donc aucune perturbation en ce qui concerne les peuplements de macroinvertébrés.

 

  • IBD

Les diatomées sont des microalgues unicellulaires, organismes présents dans tous les milieux aquatiques. Constituées d'un squelette silicieux, les échanges avec le milieu extérieur sont d'autant plus aisées et leur croissance dépend de la composition de l'eau. 

L’IBD est basé sur la probabilité de présence de taxons (individus). D’après la norme NF T 90-354 de décembre 2007 les étapes à réaliser pour déterminer l’IBD sont les suivantes :

* Prélèvement des diatomées fixées sur des supports par point de mesures selon un protocole d’échantillonnage tenant compte des conditions hydrologiques, de la nature et de la taille des supports.

* Préparation des diatomées visant à éliminer leur contenu cellulaire pour ne conserver que les squelettes, permettant une observation plus aisée. Les diatomées nettoyées font l’objet d’une préparation permanente entre lame et lamelle.

* Comptage de 400 individus en n’identifiant que les groupes d’espèces (taxons) intervenant dans le calcul de l’indice.

Le calcul de l’indice par point de mesures s’exprime par une note comprise entre 1 et 20 dans le sens des qualités croissantes. La note 0 est attribuée aux points de mesures où il n’a pas été possible de dénombrer 400 diatomées.

Qualité diatomées

D’après le tableau ci-dessus, la station du réseau de contrôle de surveillance (RCS) du Sègre présente une qualité moyenne depuis 2006 (seules données disponibles).

L’inventaire des peuplements est un indicateur de pollution organique et d’eutrophisation car de part leur nature les diatomées sont sensibles à la matière organique, aux éléments nutritifs (azote et phosphore), à la minéralisation et au pH. L'IBD s'applique sur les cours d'eau naturels ou artificialisés, à l'exception des zones salées. Sa mise en oeuvre se déroule principalement en été afin de privilégier les périodes de bas débit plus représentatives de la qualité de l'eau. Mais dans le cadre de comparaison temporelle, son application peut être réalisée toute l'année.

Les limites de cet indicateur sont une faible sensibilité aux pollutions ponctuelles et une mise en œuvre nécessitant un personnel hautement qualifié.

 

  • IPR

La mise en œuvre de l’IPR consiste globalement à mesurer l’écart entre la composition du peuplement sur une station donnée, observée à partir d’un échantillonnage par pêche électrique, et la composition du peuplement attendue en situation de référence, c’est-à-dire dans des conditions pas ou très peu modifiées par l’homme.

La mise au point de l’IPR s’inspire d’outils multiparamétriques. Ces indices consistent à évaluer le niveau d’altération des peuplements de poissons à partir de différentes caractéristiques des peuplements (ou métriques) sensibles à l’intensité des perturbations anthropiques et qui rendent compte notamment de la composition taxonomique, de la structure trophique et de l’abondance des espèces.

La détermination de l’IPR est une méthode normalisée NF T90-344 (mai, 2004). Les données nécessaires au calcul de l’indice sont les résultats de l’échantillonnage piscicole et les données environnementales.

Pour les résultats de l’échantillonnage, le calcul de l’IPR nécessite de connaître la surface échantillonnée (m3) et le nombre d’individus capturés pour chaque espèce. En ce qui concerne les données environnementales nécessaires au calcul de l’IPR, il faut connaître les 9 variables environnementales citées ci-dessous.

Source : ONEMA                                                                                      Variables environnementales

La note globale de l’IPR correspond à la somme des scores associés aux 7 métriques, qui varie de 0 (conforme à la référence) à l’infini.

Le tableau suivant synthétise l’état fonctionnel du contexte piscicole de la zone d’étude.

La station de suivi au RCS (Sègre) a fait l’objet de détermination de l’indice IPR entre 2008 et 2010. 

Qualité liée à l'indice IPR

Comme le montre le tableau ci-dessus, la qualité liée à cet indice était bonne en 2008 et 2009 et moyenne en 2010, cela semblant traduire une altération du peuplement piscicole en place sur le secteur du cours d’eau.

Il convient de souligner que l’IPR est un outil global qui fournit une évaluation synthétique de l’état des peuplements de poissons. Il ne peut en aucun cas se substituer à une étude détaillée destinée à préciser les impacts d’une perturbation donnée.