Exportations naturelles et anthropiques des ions majeurs et des éléments nutritifs dans le bassin de la Seine : approches méthodologiques

Titre
Publication TypeThesis
Year of Publication1994
AuthorsThibert, S
UniversityUniversité Pierre et Marie Curie - Paris VI
Thesis TypemastersPhD Thesis
Mots-cléseaux superficielles, éléments majeurs, Marne, niveaux naturels, nutriments, pollution agricole, rejets urbains, Seine
Abstract

L’objectif de ce travail est d’évaluer par différentes méthodes les principales sources d’apport d’éléments majeurs et de nutriments aux cours d’eau. Les origines que nous avons considérées sont : l’altération des roches,les apports atmosphériques, les pollutions agricoles, les rejets domestiques et industriels. Les estimations ont été conduites sur le bassin de la Seine.

Les concentrations naturelles ont été déterminées en réalisant une typologie des différentes classes d’eau rencontrées sur ce bassin à partir d’un échantillonnage d’une centaine de prélèvements de petits bassins forestiers monolithologiques (< 20 km ). Les eaux faiblement minéralisées(quelques centaines de  eq/l) y sont rares car le bassin est largement carbonate et la pollution atmosphérique est importante (concernant principalement les chlorures et les sulfates). Des cartes des retombées atmosphériques ont été établies montrant une déformation des courbe d’iso-retombées selon l’axe N.O.-S.E. correspondant au couloir séquanien.

Les apports agricoles et les pollutions dispersées ont été appréciés en comparant les petits bassins forestiers, considérés malgré tout comme une référence naturelle, à d’autres petits bassins (entre 10 et 100 km2) de même lithologie mais d’occupation du sol différente. Il en ressort que les hausses des concentrations dans les bassins ruraux ont différentes origines selon l’espèce considérée. Les nitrates et les chlorures proviennent plutôt de l’agriculture alors que l’ammonium et les nitrites sont issus principalement des rejets domestiques. Les orthophosphates, le potassium et le sodium sont affectés par ces deux types de pollution tandis que les concentrations en bicarbonates, sulfates, calcium, magnésium et silice ne dépendent que de la lithologie.

Ces origines ont été vérifiées en étudiant la composition chimique des eaux du bassin de la Marne sur une cinquantaine de sous-bassins hydrographiques d’ordre l à 6. Toutefois, pour les espèces affectées par des pollutions agricoles et domestiques (o-Po43-), lorsque la population devient suffisamment importante sur un bassin, les apports par les rejets urbains peuvent devenir prépondérants par rapport aux apports agricoles et l’espèce se comporte alors comme si la source de pollution était essentiellement urbaine. D’autre part, en réalisant de nombreux profils sur la Marne nous avons pu mettre en évidence l’importance du barrage-réservoir du Der-Chantecoq sur ce cours d’eau puisque dénitrification et précipitation de calcite s’y produisent.

Enfin, l’importance des rejets urbains a été évaluée par un suivi des effluents d’Achères, principale station d’épuration de Paris et d’une partie de sa banlieue. Des charges per capita ont été calculées et l’impact de l’agglomération parisienne sur la Seine a été montré.

Les valeurs des exportations et des charges per capita qui ont été estimées par ces différentes méthodes ont été utilisées pour reconstituer les quantités transportées par la Marne lors de l’année1991-1992. Ces valeurs sont en bon accord avec les données réelles et permettent de décomposer les provenances de chaque élément dissous.