groupe de recherche, animation technique et information sur...
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UNIVERSITE DE LIMOGES FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES FILIERE EAU ET ENVIRONNEMENT
MEMOIRE PRESENTE PAR
« THIENNOT Romain »
Pour l’obtention du Master Professionnel
« Gestion de l’Environnement et Traitement des Eaux »
«Définition d’un protocole pour la mise en place de capteurs passifs et
suivi de la qualité sur le lac de Bordeaux et la Jalle du sable »
Soutenu le 7 septembre 2011 à LIMOGES
Responsable Universitaire du stage : M. GUIBAUD Gilles Année universitaire 2010-11 Responsable dans l’Entreprise : M. GRANGER Damien
II
Remerciements
Tout d’abord, je remercie M. ANSELME Christophe (directeur technique) pour m’avoir accueilli au
sein de l’entreprise Lyonnaise des Eaux dans le service de la Direction Technique et Scientifique.
Je tiens à remercier mon maître de stage M. GRANGER Damien (chargé de projet) pour m’avoir
proposé ce stage, pour sa disponibilité et son aide dans la réalisation des objectifs, ainsi que mes
responsables au niveau de l’Université de Bordeaux 1 : M. LECOSTUMER Philippe (chercheur) et Mlle
.
VILLANUEVA Jessica (thésarde).
Je remercie M. CASAMAYOU Didier (électromécanicien) pour son aide sur les différentes machines
utilisées lors de ce stage. Egalement Mme
. DE CRUZ Christiane (chef de projet), M. GIRARDIN Vincent
(dessinateur projeteur) pour la formation du SIG (APIC), M. LALANNE Patrice (ingénieur), M. LAPLACE
Patrick (chef bureau dessin étude), Mme
. PELLOUX Sandrine (assistant ingénieur) et M. VENTURA Alexandre
(chef Agence Diagnostic Assainissement) pour tous les avis éclairés sur le projet.
Je remercie M. LAFFICHER Christian pour le prêt du matériel Lyonnaise des Eaux et M. LEVANT Pierre
(chef service prélèvement, IPL) pour le prêt du matériel du laboratoire et M. MILHORAT Luc (technicien
autosurveillance) pour toute son aide apporté sur le terrain.
Je remercie particulièrement Mme
CHAMBOLLE Mélodie (ingénieur environnement et milieu naturel)
pour son aide lors de mes accidents.
Je remercie également toutes les personnes que j’ai côtoyé au LyRe pour leur bonne humeur, leur aide, leur
écoute durant ce stage : Mlle
. CAMPAN Marie (stagiaire), M. CLAUDIO Karim (stagiaire), Mlle
. CONTE Gaëlle
(stagiaire), Mlle
. DE CRUZ Emeline (Stagiaire), Mme
. DROUILLARD Marie (Assistant ingénieur), M. LECLERC
Cyril (ingénieur étude), M. SCHOORENS Jérôme (ingénieur hydraulicien) et Mlle
. TOURNE Amélie (thésarde).
Tout particulièrement un grand merci pour M. et Mme
. PEYRAUT pour l’hébergement ainsi que mes
parents qui m’ont énormément aidé pour la logistique.
III
Sommaire
Remerciements ................................................................................................................................................................. II
Liste des figures................................................................................................................................................................. V
Liste des tableaux ............................................................................................................................................................. VI
Liste des abréviations ....................................................................................................................................................... VI
Introduction ...................................................................................................................................................................... 1
Partie 1 : Présentation de l’entreprise d’accueil ............................................................................................................... 2
I. Description de l’entreprise d’accueil ........................................................................................................................ 2
II. Le Centre Régional Bordeaux Aquitaine de Lyonnaise des Eaux .............................................................................. 2
La Direction Technique et Scientifique(DTS) – le LyRE ............................................................................................. 2
Partie 2 : Bibliographie ...................................................................................................................................................... 3
I. Les pollutions ............................................................................................................................................................ 3
I.1. La législation actuelle ........................................................................................................................................ 3
I.2. Les sources potentielles de pollution ............................................................................................................... 5
I.2.1. Les retombées atmosphériques ................................................................................................................ 5
I.2.2. Les pollutions issues du ruissellement ...................................................................................................... 5
I.2.3. Les pollutions des eaux usées ................................................................................................................... 5
II. les capteurs passifs ................................................................................................................................................... 6
II.1. Définition........................................................................................................................................................... 6
II.2. Avantages et inconvénients .............................................................................................................................. 7
II.3. Description des capteurs passifs utilisés ........................................................................................................... 8
II.3.1. DGT (Diffusive Gradient in Thin films) ...................................................................................................... 8
II.3.2. LDPE (Low-density polyethylene). ............................................................................................................ 9
II.3.3. POCIS (Polar Organic Chemical Integrative Sampler) ............................................................................... 9
Partie 3 : Méthodologie et résultats ............................................................................................................................... 10
I. Matériels et méthodes ............................................................................................................................................ 10
I.1. Description des cas d’étude ............................................................................................................................ 10
I.1.1. Bordeaux-Lac ........................................................................................................................................... 10
I.1.2. Jalle du sable ........................................................................................................................................... 12
I.2. Le réseau ......................................................................................................................................................... 13
I.3. Description des campagnes de mesures ......................................................................................................... 15
I.3.1. Analyses des eaux ................................................................................................................................... 15
I.3.2. Création d’une liste de substances pertinentes...................................................................................... 15
I.3.3. Campagne de quantification des substances. ......................................................................................... 15
I.4. Mise en place des capteurs passifs ................................................................................................................. 17
I.4.1. Fixations des capteurs passifs dans le panier ......................................................................................... 18
IV
I.4.1.1. Fixation des capteurs : ............................................................................................................................ 18
I.4.1.2. Fixation des capteurs dans le panier ....................................................................................................... 19
I.4.2. Fixation des paniers ................................................................................................................................ 20
II. Résultats et discussions .......................................................................................................................................... 22
II.1. Observation des capteurs passifs.................................................................................................................... 22
II.1.1. Taux de récupération des capteurs et problèmes rencontrés ................................................................ 22
II.1.2. Observation de la biosalissure ................................................................................................................ 22
II.2. Discussions des premiers résultats ................................................................................................................. 23
II.2.1. Le lac de Bordeaux .................................................................................................................................. 23
II.2.2. Les métaux .............................................................................................................................................. 24
II.2.3. Conclusion ............................................................................................................................................... 25
II.3. La Jalle du sable ............................................................................................................................................... 25
II.3.1. Les paramètres classiques pour juger l’état physico-chimique .............................................................. 25
II.3.2. Les métaux .............................................................................................................................................. 27
II.3.3. Conclusion ............................................................................................................................................... 28
II.4. Les sources potentielles du réseau ................................................................................................................. 28
Conclusion ....................................................................................................................................................................... 30
Annexes ........................................................................................................................................................................... 31
Bibliographie ................................................................................................................................................................... 52
Résumé............................................................................................................................................................................ 53
V
Liste des figures
Figure 1 : Schéma bilan des sources de pollutions en milieu urbain ................................................................................ 6
Figure 2 : Evolution du profil d’accumulation d’une substance dans un capteur passif .................................................. 7
Figure 3 : DGT dans son sac de transport (à gauche) et vue de coupe (à droite) ............................................................. 8
Figure 4 : LDPE .................................................................................................................................................................. 9
Figure 5 : POCIS ................................................................................................................................................................. 9
Figure 6 : Points de mesures sur le lac de Bordeaux et position des autres collecteurs (source image géoportail) ..... 11
Figure 7 : Données de l'Agence de l’Eau en 2007 sur la température de l'eau, le pH et l'O2 dissous ............................ 11
Figure 8 : Points de mesure sur la Jalle du sable (Source image : géoportail) ................................................................ 13
Figure 9 : Bassin versant des réseaux eaux pluviales de Bordeaux-Lac et de la Jalle du sable (modifié de Lyonnaise des
Eaux) ................................................................................................................................................................................ 14
Figure 10 : stratégie de l’échantillonnage classique ....................................................................................................... 15
Figure 11 : stratégie de l'échantillonnage passif ............................................................................................................. 17
Figure 12 : Dispositif de fixation (IFREMER) à gauche et panier en osiers à droite ........................................................ 17
Figure 13 : Système d’attache pour le LDPE ................................................................................................................... 18
Figure 14 : Système d’attache pour le DGT .................................................................................................................... 18
Figure 15 : Fixation des POCIS ......................................................................................................................................... 18
Figure 16 : Description de la plaque en aluminium ........................................................................................................ 19
Figure 17 : Installation des capteurs dans le panier ....................................................................................................... 19
Figure 18 : Panier avec le filet ......................................................................................................................................... 19
Figure 19 : Fixation des paniers dans le milieu ............................................................................................................... 20
Figure 20 : Fixation du panier dans un réseau pluvial .................................................................................................... 20
Figure 21 : Fixation du panier à la sortie du collecteur du site du lac ............................................................................ 21
Figure 22 : Fixation des capteurs au niveau de la bouée de Bordeaux-lac ..................................................................... 21
Figure 23 : Observation de la biosalissure (a = POCIS, b = LDPE, c = DGT) ..................................................................... 22
Figure 24 : Comparaison des paramètres classiques sur le lac de Bordeaux ................................................................. 23
Figure 25 : Concentration des métaux analysés sur le lac de Bordeaux ......................................................................... 24
Figure 26 : Comparaison des paramètres classiques sur la Jalle du sable ...................................................................... 26
Figure 27 : Concentration des métaux analysés sur la Jalle du sable ............................................................................. 27
Figure 28 : Pourcentages d'occupation de la surface des zones drainées par les collecteurs ....................................... 29
Figure 29 : Synthèse des substances de l’état écologique et chimique ......................................................................... 36
Figure 30 : Bassin versant de Bordeaux-Lac (source Agence de l’Eau Adour-Garonne) ................................................. 39
Figure 31 : Bassin versant et réseau hydrographique (source SOGREAH et GEREA, 2007) ............................................ 40
Figure 32 : Débit de la Jalle à Cantinolle (source Lyonnaise des Eaux) ........................................................................... 41
Figure 33 : Réseau pluviale et son bassin versant du collecteur du site de Bordeaux-Lac ............................................. 42
Figure 34 : Réseau pluviale et son bassin versant du collecteur du site de la Jalle du sable .......................................... 43
Figure 35 : Bouteille prélèvement en profondeur type Niskin ....................................................................................... 48
Figure 36 : A droite la bouteille en position ouverte, à gauche en position fermée suite à l'impact du messager ....... 48
Figure 37 : Regard au niveau du collecteur de la Jalle du sable ..................................................................................... 49
Figure 38 : Attache (crochet et câble en nylon) .............................................................................................................. 49
VI
Liste des tableaux
Tableau 1 : Objectifs de la circulaire du 7 mai 2007 et de la DCE au niveau des rejets des substances .......................... 3
Tableau 2 : Eléments physico-chimiques généraux (source arrêté 25 janvier 2010) ....................................................... 4
Tableau 3 : Formule pour calculer la concentration d'une substance échantillonnée par un capteur passif .................. 7
Tableau 4 : Taux de récupération des capteurs et problèmes rencontrés ..................................................................... 22
Tableau 5 : Bruit de fond géochimique des métaux en région bordelaise ..................................................................... 25
Tableau 6 : Etat écologique et chimique en fonction des métaux analysés ................................................................... 25
Tableau 7 : Etat écologique et chimique en fonction des métaux de la Jalle ................................................................. 28
Tableau 8 : Exemple de rejets de substances possibles en fonction des zones ............................................................. 29
Tableau 9 : Autorisation et déclaration concernant les eaux pluviales .......................................................................... 37
Tableau 10 : Synthèse des capteurs utilisés ................................................................................................................... 38
Tableau 11 : Coût des dispositifs d'échantillonnage ....................................................................................................... 38
Tableau 12 : Répartition des surfaces en fonction des SBVEP ........................................................................................ 44
Tableau 13 : dureté de l’eau du lac et de la Jalle du sable ............................................................................................. 50
Tableau 14 : Détermination des normes pour les métaux ............................................................................................. 50
Tableau 15 : Autres paramètres classiques .................................................................................................................... 51
Liste des abréviations
CO : Monoxyde de Carbone
CUB : Communauté Urbaine de Bordeaux
DBO5 : Demande biochimique en Oxygène sur 5 jours
DCE : Directive Cadre sur l’Eau (2000/60/CE)
DCO : demande Chimique en Oxygène
DGT : Diffusive Gradient in Thin films
DTS : Direction Technique et Scientifique
EH : Equivalent Habitant
HAP : Hydrocarbure Aromatique Polycyclique
LDPE : Low-Density Polyethylene
MES : Matière En Suspension
N : Azote
NKJ : Azote Kjeldahl
NQE : Normes de Qualité Environnementales
P : Phosphore
PCB : Polychlorobiphényle
PE : Polyéthylène
POCIS : Polar Organic Chemical Integrative Sampler
RUTP : Rejets Urbains par Temps de Pluie
ZNIEFF : Zones Naturelles d'Intérêt Ecologique Faunistique et Floristique
1
Introduction
La Directive Cadre sur l’Eau (DCE 2000/60/CE) a pour objectifs la surveillance et la gestion des eaux, la réduction des
rejets des substances inscrites dans l’annexe X de la DCE, et l’atteinte du « bon état écologique » à l’horizon 2015.
Les eaux de ruissellement sont toutes les eaux s’écoulant à la surface du sol. Ces eaux peuvent être collectées par
des canalisations en vue de leur acheminement vers un milieu récepteur ou parfois vers une station d’épuration. Les
sources de pollution de ces eaux sont multiples : atmosphériques (retombées sèches et humides), le lessivage du sol
à l’échelle du bassin versant (routes, trottoirs, toitures, etc.) et des eaux usées (Chocat et al., 2007). La pollution
associée est diversifiée : métaux, hydrocarbures, produits phytosanitaires, etc. (Becouze, 2007). Les polluants
peuvent avoir des impacts sur le milieu naturel (eutrophisation, toxicité, mortalité, risques sanitaires, etc.) non
négligeables (Chocat et al., 2007). Le suivi des polluants est un élément nécessaire pour connaître la qualité des
masses d’eau.
Actuellement, le suivi des micropolluants par les techniques d’échantillonnages classiques est coûteux, et
l’information est souvent parcellaire (peu de points de mesures et fréquences d’analyses faibles). C’est dans un
contexte de crise que devra être abordé, sans augmentation des moyens financiers, la mise en place de techniques
d’échantillonnages. Ces technologies devront permettre d’avoir une bonne représentativité de la qualité des cours
d’eau. L’utilisation de capteurs passifs est l’une des techniques d’échantillonnages potentielles. Dans ce cadre, la
représentativité des échantillonneurs passifs doit être scientifiquement validée.
Afin de répondre à cette problématique, ce travail s’est déroulé en trois grandes étapes :
- la première étape consiste à réaliser une synthèse réglementaire sur les substances permettant de juger l’état
écologique et chimique des masses d’eau et un état des lieux sur l’utilisation et le fonctionnement des capteurs
passifs,
- la deuxième partie de ce travail a pour objectif de définir les campagnes de mesures en s’appuyant sur des normes
(FD T 90-523-2 et NF EN ISO 5667-23) et les préconisations des Agences de l’Eau. Une partie est consacrée à
l’établissement d’une méthodologie pour l’installation des capteurs passifs.
- Enfin la dernière partie consiste en l’application des ces protocoles sur le terrain.
2
Partie 1 : Présentation de l’entreprise d’accueil
I. Description de l’entreprise d’accueil
L’entreprise Lyonnaise des Eaux, filiale Eau de SUEZ Environnement, est dirigée par Isabelle Kocher. L’entreprise
propose des services dans le domaine de la distribution de l’eau et du service de l’assainissement, mais également
des prestations de services comme la surveillance des eaux de baignade, la gestion du patrimoine (canalisations,
systèmes de pompage, usines, etc) ou la gestion des eaux pluviales. Lyonnaise des Eaux est un acteur majeur de la
gestion de l’eau dans notre pays, et se positionne comme l’un des leaders dans le domaine de l’eau potable et
l’assainissement. L’entreprise assiste les collectivités locales et les industriels dans les problématiques de l’eau
potable et de l’assainissement et aide à répondre aux nouveaux défis liés à la qualité de l’eau et la préservation de
l’environnement.
Actuellement Lyonnaise des Eaux en France :
- fournit une eau de qualité à 12,3 millions de personnes,
- collecte et épure les eaux usées de plus de 9 millions de personnes,
- protège l’environnement et la biodiversité,
- gère durablement les ressources.
En France, Lyonnaise des Eaux s’organise en 5 entreprises régionales (Nord Ouest, Sud Est, Centre Est, Ile de France
et Sud Ouest). Chaque délégation est divisée en plusieurs centres régionaux (29 en tout).
II. Le Centre Régional Bordeaux Aquitaine de Lyonnaise des Eaux
L’implantation de Lyonnaise des Eaux en Aquitaine remonte à plus de 100 ans. L’Entreprise Régional Bordeaux
Guyenne (ERBG) est la plus grande entreprise régionale de Lyonnaise des Eaux en France. Actuellement, elle
s’organise en trois grands pôles : le Centre Régional Guyenne, le Centre Opérationnel CUB, et la Direction Technique
et Scientifique. La Communauté Urbaine de Bordeaux (CUB) se compose aujourd’hui de 27 communes. La
production et la distribution de l’eau potable sont assurées pour 22 de ces communes par Lyonnaise des Eaux. En ce
qui concerne l’assainissement et la gestion des eaux pluviales, c’est pour l’ensemble de la CUB.
Pour l’eau potable : Pour l’assainissement :
640 000 habitants desservis,
101 sources et forages,
3 097 km de réseau d’eau potable,
50 millions de m3 d’eau prélevés par an,
un contrat de concession.
670 000 habitants desservis,
3 740 km de réseau d’assainissement,
10 stations d’épuration,
70 millions de m3 d’eaux usées épurées par an,
un contrat d’affermage.
Le contrat de Lyonnaise des Eaux avec la CUB pour l’assainissement se termine en décembre 2012. En juin, la
décision a été prise (et votée en juillet) par la CUB de continuer jusqu’en 2018 avec un délégataire de service (appel
d’offre à suivre). La tendance serait qu’en 2018, la CUB regroupe en régie, l’eau potable et l’assainissement.
La Direction Technique et Scientifique(DTS) – le LyRE
J’ai réalisé mon stage au sein de la DTS, qui est un pôle de compétences techniques et de conduite de projets au
service de Lyonnaise des Eaux (études avant projets, assistance à maitrise d’ouvrage, maitre d’œuvre, etc). Au sein
de la DTS, j’ai fait parti d’un nouveau pôle, le LyRE (Lyonnaise des Eaux centre de REcherche et de formation), dans la
branche grand cycle de l’eau. Le LyRE se consacre à trois thèmes de recherche :
• La gestion des grands systèmes : Eau et assainissement (gestion du pluvial et du patrimoine, gestion dynamique
des réseaux),
• La gestion des données de l’usager (télé-relève, sociologie de l’usager, etc),
• Le grand cycle de l’eau (gestion et protection de la ressource et des milieux naturels, continuité écologique,
biodiversité, eau dans la ville).
3
Partie 2 : Bibliographie
I. Les pollutions
Le terme de pollution est défini dans la DCE (2000/60/CE) comme l’introduction de substances ou de chaleur dans le
milieu (eau, air, sol) pouvant avoir un impact négatif sur la santé humaine ou sur la qualité du milieu. Le polluant
étant l’agent (chimique, biologique ou physique) de cette pollution. En cas d’effet nocif, le mot contaminant est
préféré. L’activité humaine (industries, transports, tourismes…) est à l’origine dans la majorité des cas de
l’introduction de substances ou de chaleur dans l’environnement sous de multiples formes (accidentelles,
volontaires, diffuses, ponctuelles, chroniques). La prise de conscience des enjeux environnementaux par rapport à
ces pollutions se reflète au niveau de la législation. Celle-ci, prend de plus en plus en compte les impacts possibles et
des mesures de protection ou de rétablissement de la qualité des cours d’eau. De nombreuses substances sont ainsi
réglementées (cf. I-1). En dehors de celles-ci, il existe pléthore de substances dont les effets sont méconnus mais
suspectés d’être néfastes et dont le contrôle est faible. Ces substances sont parfois appelées « émergentes », de par
l’intérêt nouveau qui leur est apporté ou de par leur nouveauté, relative aux autres substances, sur le marché
(nanoparticules). L’intérêt pour ces substances est en grande partie expliqué par les avancées technologiques de ces
vingt dernières années. Les nouvelles techniques d’analyse ont permis d’abaisser les limites de détection et de
quantification des substances à l’état de trace (µg/L voir ng/L). Ceci à une grande importance pour respecter les
normes de qualité environnementales (NQE) qui peuvent être inférieures au µg/L (Chlorfenvinphos : 0,1 µg/L en
NQE-MA) voir pour certaines de l’ordre du ng/L (composés du tributylétain : 1 ng/L en NQE-MA, annexe 1).
I.1. La législation actuelle
La DCE (2000/60/CE) fixe pour l’horizon 2015 le retour au « bon état écologique » des eaux. L’état écologique
comprend les éléments de qualité biologique, physico-chimique et hydromorphologique. Il existe 9 substances pour
évaluer l’état écologique des masses d’eau (annexe 2), 6 appartiennent à la liste II de la Directive 76/464/CEE, se
sont des métaux, des métalloïdes ou des pesticides. La DCE impose également une amélioration de l’état chimique
par la réduction progressive des rejets de substances prioritaires et la suppression des rejets de substances
dangereuses prioritaires. Actuellement, 41 substances ou familles de substances sont impliquées pour juger l’état
chimique des masses d’eau (retranscrites dans la circulaire du 7 mai 2007). 33 de ces substances sont présentes dans
la DCE (annexe X, liste éditée en 2001 : décision 2455/2001/CE, et actualisée par la Directive 2008/105/CEE) et sont
classées en substances prioritaires (20 substances) ou en substances dangereuses prioritaires (13 substances). Ces 33
substances ont été choisies pour leurs risques sur les écosystèmes aquatiques. Les 8 dernières sont sur la liste I de la
Directive 76/464/CEE et ne sont pas dans l’annexe de la DCE (synthèse : annexe 5). La France a réalisée un
« programme d’action national contre la pollution des milieux aquatiques par certaines substances dangereuses » en
2005. Une liste de 157 substances a été réalisée dont 86 retenues et appelées « substances pertinentes » à partir des
apparitions dans le milieu, elles correspondent aux substances de la liste II de la Directive 76/646/CEE. La circulaire
du 7 mai 2007 définie des objectifs nationaux pour chaque classe de substances (tableau 1).
Tableau 1 : Objectifs de la circulaire du 7 mai 2007 et de la DCE au niveau des rejets des substances
Classes Objectifs circulaire pour 2015
(année de référence 2004) Objectifs DCE
substances prioritaires (20) - 30 % du flux des rejets réduction des rejets substances dangereuses prioritaires (13) - 50 % du flux des rejets suppression des rejets d’ici 2015
substances « Liste I » (8) - 50 % du flux des rejets pas d’objectifs substances pertinentes « liste II »(86) dont les
6 pour juger l’état écologique - 10 % du flux des rejets pas d’objectifs
Cette circulaire définie également des « normes de qualité environnementales provisoires » (NQEp) pour ces 8
substances. Pour les 33 substances inscrites dans l’annexe X de la DCE (2000/60/CEE) des « normes de qualité
environnementale» (NQE) sont dans la Directive de 2008/105/CEE. Il est à noter que cette directive propose une
nouvelle liste de 13 substances ou familles en attente de révision (dites « candidates »). Les listes de la directive
76/464/CEE (liste I et II) constituent une base pour les substances polluantes.
4
Remarque :
� Les substances dites prioritaires correspondent à celles dont les émissions doivent être réduites d’ici à 2015 (DCE). Elles
sont un risque pour l’environnement.
� Les substances dangereuses prioritaires correspondent à celles dont les émissions doivent être stoppées ou arrêtées
progressivement d’ici à 2015 (DCE). Elles peuvent être toxiques, bioaccumulables ou persistantes.
� Les substances pertinentes ont été définies en fonction de leur apparition dans le milieu (mesures réalisées en 2005),
ainsi que de leur utilisation.
� NQE : est définit par la DCE comme « la concentration d'un polluant ou d'un groupe de polluants dans l'eau, les
sédiments ou le biote, qui ne doit pas être dépassée, afin de protéger la santé humaine et l'environnement ».
En annexe, il est proposé les listes des substances des différents textes de loi avec les NQE ou NQEp (annexe 1,
annexe 2, annexe 3 et annexe 4). L’Arrêté du 25 janvier 2010 rassemble toutes les méthodes et paramètres pour
évaluer l’état écologique et chimique des masses d’eau.
A une autre échelle que celle de l’état de trace, d’autres paramètres permettent de suivre des pollutions comme les
paramètres classiques analysés en réseau d’assainissement (DCO/ DBO5/MES/N/P). Les eaux pluviales sont soumises
à déclaration ou autorisation pour plusieurs critères (annexe 5) notamment pour les rejets au niveau des eaux
superficielles. La loi sur l’eau de 1992 indique que les collectivités locales doivent assurer la gestion des eaux
pluviales menaçant l’équilibre naturel. Les valeurs des arrêtés correspondant aux paramètres classiques n’étant pas
disponibles, lors de ce rapport les valeurs pour les paramètres obtenus seront comparées (tableau 2) au dernier
texte en vigueur : l’arrêté du 25 janvier 2010 (complété avec les tableaux de la version parue au JO du 24 février
2010).
Tableau 2 : Eléments physico-chimiques généraux (source arrêté 25 janvier 2010)
Cette comparaison se justifie par le fait que les rejets ne doivent pas dégrader la qualité des eaux superficielles.
5
I.2. Les sources potentielles de pollution
Les sites d’études sont situés en milieu urbain sur le territoire de la Communauté Urbaine de Bordeaux. Les sources
de pollution peuvent être multiples (figure 1) mais regroupées en trois grandes parties : les pollutions
atmosphériques (sèches, humides), les pollutions issues des surfaces de ruissellement (routes, toitures, parcs) et
celles provenant des eaux usées (lors de raccord unitaire) (Becouze, C, 2010 et Chocat, B et al, 2007).
I.2.1. Les retombées atmosphériques
Les particules (d’environ 1 nm à 100 µm) contenues dans l’atmosphère peuvent être d’origine naturelles ou
anthropiques. D’après C.Becouze (2010), les sources principales sont les suivantes :
- Les sources naturelles sont les océans, les zones arides et les volcans (sulfates). Les feux de forêt (HAP, CO)
ou de culture peuvent également émettre des particules dans l’atmosphère.
- Les sources anthropiques sont les industries (incinérations, centrales thermiques, etc) et les résultats
d’abrasion de matériaux, de pneumatiques, de freins (métaux, hydrocarbures). Les activités agricoles peuvent
émettre des pesticides dans l’atmosphère lors de la pulvérisation.
Toutes ces particules peuvent retomber sur le sol soit avec la pluie (dépôts humides) puisque les poussières sont à
l’origine de la formation de gouttes de pluies (Chocat, B et al, 2007); soit en périodes sèches (dépôts secs) et être
ultérieurement emmenées par les eaux de pluie. Le vent est un facteur important dans le transport des substances
car il peut déplacer les particules sur de grandes distances entre la source et le dépôt. Les eaux météoriques peuvent
se composer de métaux, de pesticides, de HAP, PCB. D’après Gray, S.R et Becker, N.SC (2002), les retombées
atmosphériques sont la principale source de métaux (Cu, Zn, Cd, Pb) retrouvés dans les eaux urbaines, comme pour
les HAP, issues de la combustion notamment des moteurs diesels ou des forêts.
I.2.2. Les pollutions issues du ruissellement
Ces pollutions sont dues aux lessivages des sols par les eaux de pluies qui se chargent et transportent les matières
déposées sur les surfaces (accumulation des retombées sèches : métaux, HAP…) et les matières issues de l’érosion
des surfaces. En fonction du revêtement sur lequel l’eau circule, la composition des substances collectées est
différente (Chocat, B et al, 2007), ainsi que la concentration (Rule, K.L et al, 2005). Celles-ci peuvent varier selon les
quartiers : résidentiels, industriels du type de maisons (récentes ou non). D’après ces études : Rule, K.L et al (2005),
Chocat, B et al (2007) et Sörme, L et Lagerkvist, R (2002), en milieu urbain, les eaux se chargent particulièrement en
métaux provenant des toitures (Zn, Cu : en fonction de la nature du toit, Pb : toit et anciennes peintures), des routes
(Cd : usure des pneus, des freins ou de fuites d’huiles, Cu : usure des pneus, des freins et d’agent de maintenance
des routes, Pb : ancienne essence au plomb), des stations de lavage de voitures (Pb ,Cr, Cd). Mais également en MES
(toit, route) et en HAP (usure de pneu, fuites de graisses et d’huiles lubrifiantes, combustion diesel). Le lessivage au
niveau des parcs et jardins peut charger les eaux en pesticides, engrais tout comme sur les terres agricoles dans des
proportions différentes.
I.2.3. Les pollutions des eaux usées
En tant normal, les collecteurs d’eaux pluviales n’acheminent pas d’eaux usées. Pourtant ceci reste une éventualité,
car il existe des possibilités d’erreurs de branchement ou des portions unitaires. En cas de forte pluie des
déversements d’eaux usées peuvent avoir lieu en fonction de la configuration du réseau. Les eaux usées apportent
des pollutions en matières oxydables (DCO/DBO5), en suspensions, azotées et phosphorées. Mais il est également
possible de retrouver des médicaments (rejets consommations humaines voir animales), et des métaux
(canalisations). Les rejets des eaux usées sont soit domestiques, soit industrielles dans le cadre de convention de
rejets. Les anciennes parties de réseaux sont unitaires comme le centre ville de Bordeaux avec des collecteurs
surdimensionnés. Mais ces eaux ont pour destination une station dépuration.
6
Milieux aquatiques
Collecteur pluvial
Réseaux eaux usées
Espaces verts, agricoles
Bâtiments
Industries Domestiques Atmosphère
Industries Volcans, océans, feux de forêt
Trafics
routier
Routes
Retombées humides
Retombées sèches et humides
Erreurs de branchements Eaux de ruissellement Transport des substances
Eaux de ruissellement
II. les capteurs passifs
II.1. Définition
Les capteurs passifs (aussi appelés échantillonneurs passifs) permettent d’extraire et de concentrer les substances
(possédant une affinité avec le capteur) du milieu pendant une durée choisie. Pour la plupart de ces capteurs, le
principe est basé sur la diffusion des substances dissoutes dans l’eau vers une phase réceptrice qui va les accumuler.
Certains organismes vivants comme les moules peuvent être assimilés à des capteurs passifs. Ils peuvent être classés
en trois catégories : spécifique aux substances inorganiques, spécifique aux substances organiques hydrophobes et
spécifique aux substances organiques hydrophiles. La diffusion est un phénomène de transport influencée par la
mise en équilibre des potentiels chimiques entre le milieu et la phase réceptrice. Les substances diffusent du milieu
le plus concentré (milieu naturel) vers le milieu le moins concentré (capteur), jusqu’à l’atteinte d’un équilibre entre
les deux milieux ou la fin de l’échantillonnage (figure 2). Il existe deux phases d’échantillonnage : une dite intégrative
où la cinétique d’accumulation des substances dans le capteur est linéaire et où il existe une relation proportionnelle
entre la concentration moyenne des substances dans le milieu naturel et la masse accumulée. C’est durant cette
période (partie 1 en bleu sur la figure 2) qu’il est possible de calculer une moyenne pondérée dans le temps de la
concentration du polluant, elle correspond entre le moment initial du déploiement, (t0), et le moment où la moitié
de l'accumulation maximale est atteinte (t1/2 avec t1/2 =�� �
��). La deuxième phase correspond à un équilibre entre le
capteur et le milieu (partie 3 sur la figure 2). La masse concentrée dans le capteur tend vers un maximum possible
(mmax). Cette masse maximale dépend de la capacité du capteur à accumuler la substance et aussi de la
concentration dans le milieu de celle-ci. Il est alors possible d’obtenir une concentration de la substance
correspondant au moment de la récupération du capteur. Entre ces deux phases il est possible d’identifier une phase
intermédiaire différentes des deux autres (partie 2 sur la figure 2).
La masse accumulée (en nanogrammes) dans le capteur peut se calculer par l’équation :
mt = mmax [1 – ���(��)] (figure 2)
(sources citées dans la partie I.2) Figure 1 : Schéma bilan des sources de pollutions en milieu urbain
7
mt = masse à l’instant t accumulée par le capteur mmax = masse maximale accumulée par le capteur
ke = constante cinétique d’ordre 1 (dépend du capteur et de la substance) t = temps (secondes)
A partir de la masse et de la constante de diffusion ke, il est possible de calculer la concentration (tableau 3). En
fonction de la période d’échantillonnage, il existe différentes formules présentées dans la norme NF EN ISO 5667-23,
2011.
Tableau 3 : Formule pour calculer la concentration d'une substance échantillonnée par un capteur passif
Mode : (partie sur la courbe)
linéaire (partie 1) linéaire à équilibre (partie 2) à l’équilibre (partie 3)
Formule : � =�
(����) � =
��
(��� . ��) (1 – ���(
��� (�!" .#!)
) � =
�
(��� . ��)
Légende :
$% = &'(&�(�)*�+'( �( (*(',)*���-/L
. = �*--� �( (*(',)*���-
�%/ = &'�00+&+�(� 1� �*)�*,� �*2/�ℎ*-� )é&���)+&�
A = -2)0*&� �( 1�² 12 &*���2) �*--+0 �5 = &'�00+&+�(� 1� �*)�*,� ,6'7*6 �(�)� 6* -27-�*(&� 1*(- 6′�*2 �� 6� &*���2) �*--+0 �( 1�/9
t = ����- (-�&'(1�-) .: = à 6;+(-�*(� �
<� = ='62�� �ℎ*-� )é&���)+&� (1�>)
Figure 2 : Evolution du profil d’accumulation d’une substance dans un capteur passif
II.2. Avantages et inconvénients
Ils possèdent de nombreux avantages, notamment la possibilité de pouvoir analyser les substances à l’état de trace,
comme demandé dans les différentes directives européennes, dans les différents compartiments de
l’environnement (eau, air, sol). Les techniques « classiques » d’échantillonnage sont généralement ponctuelles ou
sur 24h, les capteurs passifs peuvent réaliser des échantillons sur des durées allant de quelques heures à plusieurs
semaines. Ceci est un avantage non négligeable, car il est possible d’obtenir des valeurs représentatives de la
concentration de la phase dissoute labile des substances mesurées, sur la durée de la campagne de mesure et non
une « photographie » à un moment donné de la qualité du cours d’eau.
L’utilisation de capteurs passifs est moins couteuse, plus simple et ne demande pas de surveillance sur le site de
déploiement par rapport aux techniques classiques (Zabiegała, B et al., 2010). En effet, l’achat de préleveurs
Partie 1 Partie 2 Partie 3
t0 t1/2
8
automatiques est onéreux de 5 000€ à plus de 10 000€. Le prix varie en fonction de la qualité et de l’équipement
(sondes, programmes, etc) du préleveur.
Les capteurs coûtent entre 20 et 40€ l’unité (l’annexe 7 présente une comparaison entre les prix d’achat pour les
capteurs et le préleveur). La taille (environ un mètre de haut), le fonctionnement (batterie, programmation) et le
prix des préleveurs demandent une utilisation dans des lieux sécurisés afin de se prémunir des vols ou des
dégradations, dans le collecteur même par exemple ou avec une surveillance continue. Les capteurs passifs n’ont pas
besoin de surveillance grâce à un fonctionnement autonome (sans énergie). La possibilité d’extraire et de concentrer
in situ les substances, permet une plus grande souplesse d’analyse en laboratoire par rapport aux méthodes
classiques (réduction des volumes à analyser, moins d’étapes d’extraction ou de pré-concentration). Ceci réduit les
erreurs d’analyse. Dans l’eau, les substances peuvent se présenter sous différentes formes : dissoutes (libres ou
complexes solubles), colloïdales, particulaires ou intégrées dans les organismes vivants. La spéciation (différentes
formes dans l’environnement) de la substance est influencée par de nombreux paramètres (pH, Eh, concentration,
matière en suspension, etc). Les capteurs passifs offrent la possibilité d’obtenir des indications sur la biodisponibilité
(aptitude d’une substance à être absorbé et utilisée par le métabolisme d’un organisme vivant) ou la toxicité (suite à
des tests microtox) des substances car l’échantillonnage passif modifie peu la spéciation contrairement à une
technique classique en plusieurs étapes : prélèvement, filtration, extraction (IFREMER, 2009). Néanmoins certaines
difficultés inhérentes aux capteurs passifs complexifient leur installation dans des canalisations. En effet, les capteurs
utilisés ont toujours besoin d’être immergés, pour éviter qu’ils ne se dessèchent, et ainsi arrêter la diffusion. Or le
niveau d’eau dans les collecteurs pluviaux varient en fonction des conditions climatiques et des vidanges des bassins
et sont régulièrement à sec. Les capteurs passifs sont sensibles à la présence de matières en suspension qui peuvent
colmater la membrane des capteurs et ainsi influencer sur la diffusion. Les collecteurs pluviaux peuvent être
fortement chargés en matières en suspension. La possibilité de vols ou de dégradations est à prendre en compte.
Lors de l’étude, trois types de capteurs passifs ont été utilisés : POCIS (Polar Organic Chemical Integrative Sampler),
DGT (Diffusive Gradient in Thin films) et LDPE (Low-Density Polyethylene).
II.3. Description des capteurs passifs utilisés
II.3.1. DGT (Diffusive Gradient in Thin films)
Le capteur passif de type DGT (figure 3) est utilisé pour l’échantillonnage des substances inorganiques : les cations
métalliques. C’est la fraction « labile » (cinétique de dissociation-reformation rapide) qui est visée. Ce type de
capteur peut être acheté ou fabriqué en laboratoire dans des conditions « ultra-propre ». Ils sont conservés au froid
(4°C) dans un sachet avec du nitrate de sodium. Le capteur est placé dans le milieu pour une durée d’exposition
variant de quelques heures à un mois (AQUAREF, 2008). Les métaux diffusent au travers d’une couche composée
d’hydrogel de polyacrylamide (couche de diffusion) et sont accumulés dans une couche de liaison pour laquelle ils
ont une forte affinité. C’est une résine chélatante de type Chelex-100 (Zhang, H et Davison, W, 2001). La couche de
diffusion est protégée par une membrane poreuse (taille moyenne de pore = 0,45 µm), assurant un rôle de filtre des
éléments contenus dans l’eau qui pourraient interférer avec la diffusion (figure 3). Pour l’analyse, la résine est
récupérée dans des conditions « ultra-propres » pour éviter toutes contaminations possibles. La résine est ensuite
traitée en milieu acide pour extraire les métaux labiles piégés dans la couche chélatante avant analyse par ICP-MS
(spectrométrie de masse couplé à une torche à plasma).
Figure 3 : DGT dans son sac de transport (à gauche) et vue de coupe (à droite)
5 cm
9
II.3.2. LDPE (Low-density polyethylene).
Le capteur passif de type LDPE (figure 4) est utilisé pour cibler la partie dissoute des substances organiques
hydrophobes (ex : HAP), sur une durée voulue (un jour à plusieurs semaines). Ce capteur se présente sous forme
d’une bande en polyéthylène basse densité (LDPE) qui est un matériau non poreux vers lequel les substances
diffusent et sont accumulées. Avant leur déploiement les capteurs sont purifiés (solvant éthylacétate/heptane
50/50), rincés avec de l’eau ultra-pure, calibrés dans un mélange d’eau et de méthanol avec des composés de
référence et de performance (PRC), de nouveau rincés et conservés au froid (Devault, D.A, Combe, M, Gourlay-
Francé, C, 2010). Une fois récupérées les bandelettes sont nettoyées avec de l’eau ultra-pure. Les bandelettes
subissent ensuite un bain (solvant éthylacétate/heptane 50/50) afin d’extraire les substances qui seront analysées en
chromatographie gazeuse couplée avec un spectromètre de masse (GC-MS).
Les PRC sont injectés dans le capteur avant son exposition dans le milieu. Ils se dissipent dans le milieu sans
interférer avec la diffusion des substances vers le capteur. Le taux d’élimination fournit des informations sur la
cinétique d’accumulation des substances cibles dans le capteur en fonction des variations environnementales
(températures, salinités, turbulences…). Si l’élimination de PRC est affectée de la même manière que la cinétique
d’accumulation des substances, alors celle-ci permet un étalonnage in situ et d’ajuster la constante de cinétique
globale en fonction des variations environnementales.
II.3.3. POCIS (Polar Organic Chemical Integrative Sampler)
Ce type de capteur passif (figure 5) est utilisé pour la recherche des substances hydrophiles ou polaires (log Kow < 3,
IFREMER, 2009) comme des médicaments d’usages courants (ibuprofène), des hormones synthétiques, des
pesticides ou des alkylphénols. Ce capteur intégratif permet d’obtenir une concentration moyenne des substances
sur une durée voulue (2 à 5 semaines pour de l’analyse quantitatif) des substances dissoutes. Le POCIS est composé
d’une phase solide (sorbant) d’environ 200 g (phase Oasis HLB : copolymère de divinylbenzène et n-pyrrolidone,
IFREMER, 2009) comprise entre deux membranes microporeuses semi-perméables de polyéthersulfone (USGS,
2004). Le tout est maintenu par un support en forme de disque en aluminium. Ces capteurs sont calibrés au
laboratoire, avant déploiement, dans des conditions similaires au milieu. Cette étape permet de déterminer des
rapports d’échantillonnage (Rs) indispensables pour déterminer la concentration des substances dans l’eau. Ce
paramètre varie en fonction des conditions du milieu (IFREMER, 2009) comme la température, la salinité…L’eau du
milieu naturel passe au travers des membranes et du sorbant (AQUAREF, 2009). Seules les substances ayant une
affinité avec le capteur sont accumulées sur la phase solide. Le sorbant est récupéré en laboratoire dans des
conditions « ultra-propres » et est analysé par chromatographie liquide ou gazeuse couplée avec un spectromètre de
masse.
Figure 4 : LDPE
Figure 5 : POCIS
15cm
10 cm
10
Partie 3 : Méthodologie et résultats
I. Matériels et méthodes
Dans le cadre de l’étude, deux sites ont été choisis. Ces deux sites présentent une problématique entre le rejet d’un
collecteur pluvial et une zone sensible. En effet, le premier site : le lac de Bordeaux possède une plage fréquentée en
été, proche de la sortie du collecteur. De plus c’est également une ZNIEFF (territoire écologiquement intéressant) de
type 1 car c’est une zone d’accueil des oiseaux migrateurs. Le deuxième site : la Jalle du sable a des rejets d’un
collecteur en amont de la réserve naturelle de Bruges (ZNIEFF type 1). Cette étude s’inscrit dans une collecte
d’information sur des sites sensibles où les données manquent. Celles-ci pourraient être utiles dans la gestion des
eaux pluviales.
I.1. Description des cas d’étude
I.1.1. Bordeaux-Lac
I.1.1.1. Description du lac
Le lac possède une surface de 140 ha (figure 6 et annexe 8) pour un périmètre de 7,9 km (ou 5,9 km sans la
presqu’île). Le volume du lac varie entre 15 et 20 millions de mètres cubes, pour des profondeurs allant de 10 à 15
mètres au maximum. Les sources du lac sont le ruissellement des eaux de pluie (surface environnante), la pluie
(1mm de pluie engendre un apport de 1 400 mètres cubes), les remontées de la nappe souterraine (en moyenne 1
cm en 24h), le collecteur d’eau pluvial (eau de ruissellement et une rivière canalisée le Limancet peuvent se déverser
dans le lac) et une rivière par temps de crue (la Jallère). Il existe d’autres exutoires de réseaux pluviaux au niveau de
la rive Est. Ils collectent des eaux venant du centre commercial, de la maison de la chasse et de la nature et du centre
hôtelier. Au Nord, il y a plusieurs collecteurs qui drainent la surface du parc des expositions. Les pertes d’eau sont en
majorité dues à l’évaporation, le prélèvement pour l’arrosage, le déversement dans la Jallère (déversoir par surverse
au Nord du lac) et les infiltrations. Le sol, est composé de roches meubles (sables et graves) qui sont perméables.
Mais l’eau est retenue par une couche inférieure composée de marne (Bourcier, 1998).
I.1.1.2. Activités
Bordeaux-Lac est un quartier créé dans les années 60 ; il dispose de pôles d’activités économiques (centre
commerciale, parc des expositions) et d’une zone de loisirs avec le lac. Actuellement 1 250 logements sont en
construction (apport de poussières). Le lac possède une plage ouverte en juillet et août (54 m par 35 m) à 80 mètres
du collecteur étudié, une école de voile et une base pour l’aviron. D’autres activités de loisirs comme la pêche, la
pelote basque ou la randonnée sont observées. Il est traversé par la rocade au niveau de la presqu’île, avec des
échangeurs routiers et une station d’essence. Ces divers ouvrages apportent des pollutions comme des
hydrocarbures (essences), des résidus de métaux (freins). L’eau du lac est prélevée pour l’arrosage des espaces verts.
I.1.1.3. Qualité
Le lac de Bordeaux est une masse d’eau artificielle (code de la masse d’eau : FRFL17). Les objectifs DCE pour le lac
sont le retour au bon état écologique et chimique d’ici 2027. D’après les analyses effectuées par l’Agence de l’Eau
entre 2002 et 2008, le lac est classé en état « médiocre » pour l’état écologique (indice de confiance 3/3). L’état
chimique serait bon mais avec un indice de confiance faible (1/3). Les valeurs sont disponibles sur le site de l’Agence
de l’Eau Adour-Garonne : http://adour-garonne.eaufrance.fr/massedeau?symfony=e5e5d26c87210f3e8b95376c9bd993c7&id=FRFL17&submitMasdo=Acceder+%C3%A0+la+fiche
I.1.1.4. Points de mesures
Trois points seront installés à Bordeaux-Lac (figure 6) :
• un au niveau du collecteur,
• un au niveau d’une bouée vers la rocade,
• un au niveau de la base nautique.
11
Le point de mesure au niveau du collecteur permettra de caractériser la pollution arrivant au niveau du lac. Ceux au
niveau de la bouée et de la base nautique sont installés pour connaitre l’impact potentiel du collecteur. Néanmoins,
il existe d’autres sources possibles de pollutions : les autres collecteurs, la rocade, les activités sur la presqu’île
(station essence), il aurait été également judicieux de pouvoir les analyser pour avoir un bilan complet au niveau du
lac. A la bouée, les capteurs sont placés à deux profondeurs, 1 mètre et 6 mètres. Le but étant d’observer les
différences entre les deux sachant que des paramètres varient avec la profondeur (la température, la teneur en
oxygène ou le potentiel redox). La profondeur au niveau de la bouée mesurée pendant l’étude est de 13,5 mètres.
Les données collectées par l’Agence de l’Eau en 2007 (figure 7) montre l’évolution du pH, température et oxygène
dissous en fonction de la température sur quatre périodes de l’année. Sur ces différentes périodes le pH varie peu en
fonction de la profondeur. Par contre, pour l’oxygène et la température ont une chute brutale (perte de 5 à 8°C et
passage en condition anoxique), visible à des profondeurs variant en fonction des périodes (3,5 à 6 mètres).
Figure 6 : Points de mesures sur le lac de Bordeaux et position des autres collecteurs (source image géoportail)
Figure 7 : Données de l'Agence de l’Eau en 2007 sur la température de l'eau, le pH et l'O2 dissous
12
I.1.2. Jalle du sable
I.1.2.1. Description
La Jalle est un affluent rive gauche de la Garonne, avec un écoulement d’ouest en est décomposé en plusieurs
tronçon. Celui où se trouve le collecteur s’appelle la Jalle du Sable (linéaire de 4 km sur un total pour la Jalle de 176
km) et est dans la plaine alluviale de la Garonne. Le bassin versant de la Jalle mesure 347 km² (annexe 9). La Jalle du
sable est marquée par des écoulements lentiques, des substrats de sable ou de graviers. Seule la rive droite est
endiguée. Le deux rives possèdent des zones de prairie, boisées, maraichères, d’élevages ou de grandes cultures
(SOGREAH et GEREA, 2007). En aval, la Jalle traverse la réserve naturelle de Bruges. Les débits moyens de la Jalle
(annexe 10) varient en fonction des saisons entre 0,5 et 2,5 m3/s avec des pics supérieurs lors des périodes de pluie à
4 m3/s. Note site d’étude (figure 8) se situe sur la Jalle du sable à l’entrée de la réserve naturelle. En amont du
collecteur se trouve une route départementale et un parking, en aval, la Jalle du sable est coupée par la voie ferrée.
Ces lieux pouvant être des sources potentielles de pollution.
I.1.2.2. Activités :
En amont de la Jalle, il existe plusieurs captages d’eau potable entre 5 et 250 m de profondeur au niveau de ses
sources (SOGREAH et GEREA, 2007). De l’eau est également captée pour l’agriculture, ou dérivée pour alimenter les
marais. De nombreux rejets sont présents sur la rivière, des collecteurs pluviaux, des rejets de STEP (Cantinolle 85
000 EH ou Saint-Jean d’Illac 14 000 EH), des rejets industriels (une quinzaine de recensés), d’eaux de refroidissement
(poudrière SNPE). L’agriculture reste l’activité majoritairement observée le long de la Jalle (élevages, maraichers,
grandes cultures). Des activités de loisirs ont été recensées par SOGREAH : de pêches, de chasse et de randonnées
(vélo, pédestre). Aucune zone de baignade n’existe sur la Jalle et la navigation est interdite. De nombreux moulin et
seuils sont également recensés dans cette étude.
I.1.2.3. Qualité
La Jalle du sable est un segment faisant partie de la masse d’eau de la Jalle de Blanquefort (code de la masse d’eau :
FRFR51) entre Bibey et la confluence avec la Garonne. Les objectifs de la DCE pour cette masse d’eau sont pour l’état
écologique et chimique un retour au bon état d’ici 2021. Actuellement, selon les données de l’Agence de l’Eau
Adour-Garonne, la Jalle de Blanquefort est classée « mauvais » pour l’état chimique et écologique. Les classements
sont réalisés suite à des mesures faites sur la période 2006-2009. Les valeurs sont disponibles sur le site de l’Agence
de l’Eau Adour-Garonne : http://adour-garonne.eaufrance.fr/massedeau?symfony=e5e5d26c87210f3e8b95376c9bd993c7&id=FRFR51&submitMasdo=Acceder+%C3%A0+la+fiche
I.1.2.4. Points de mesure
Quatre points ont été installés sur la Jalle du sable (figure 8) :
• un en amont de la route (1),
• un au niveau du collecteur (2),
• un en aval du collecteur et avant la voie ferrée (3)
• et un après la voie ferrée vers la réserve de Bruges (4).
Les mesures amont et aval permettront par comparaison de connaître l’impact du collecteur sur les concentrations
des substances endogènes. Le site possède d’autres sources de pollution qui sont à prendre en compte : le pont avec
la route départementale, la voie ferrée, le parking (en travaux). De plus, le site se situe sur la trajectoire des avions
qui atterrissent à l’aéroport de Mérignac et un enclos avec des ovins se situe en face du collecteur (source de
pollution en azotée, phosphorée, carbonée et bactériologique). Le point 4 servira à déterminer si les eaux entrant
dans la réserve sont impactées par les différentes sources de pollution.
13
Figure 8 : Points de mesure sur la Jalle du sable (Source image : géoportail)
I.2. Le réseau
Le réseau pluvial du collecteur de la Jalle est en grande partie commun avec celui du collecteur rejetant dans le lac.
Cette partie est représentée en vert sur la figure 9. En pointillé, c’est une partie qui va vers la Jalle du sable et en trait
plein vers le lac et/ou la STEP Louis Fargue. Les figures en annexe 11 montrent les bassins versant (BV) des deux
collecteurs, qui sont eux même divisés en sous bassin versant eau pluvial (SBVEP). La superficie du bassin versant du
collecteur du lac est de 34 km² (14 SBVEP) et de 18,57 km² (5 SBVEP) pour celui allant à la Jalle dont 18,19 km² en
commun (4 SBVEP). Cette surface commune correspond à la partie amont du réseau. Celui-ci débute à l’aéroport de
Mérignac et continu le long du collecteur rocade, sur les communes de Mérignac et d’Eysines, jusqu’au niveau d’un
déversoir (apport rocade sur la figure 9, by-pass en Ø 600). Entre l’aéroport et le déversoir, le réseau collecte les
eaux de plusieurs quartiers (Beaudésert à Mérignac, Bois Grammont à Eysines, etc), des zones industrielles : de
l’hippodrome et du phare (Mérignac) et une partie boisée (Eysines). A partir du niveau du déversoir, une partie du
réseau continue de suivre la rocade et a pour exutoire la Jalle du sable (Ø 2200) en collectant également les eaux
pluviales venant du SBVEP « rocade Limancet » (quartier le Vigean à Eysines). La deuxième partie du réseau se dirige
vers un grand bassin de 102 800 m³ : Béquigneau. Celui-ci reçoit les eaux des bassins versant des bassins de
Lamothe-Lescure, Beaudésert, Marron ouest et Migron Bardenne et des stations de pompages du Bouscat (bas
Bouscat 1 et 2). Seuls Beaudésert et Marron-ouest sont également reliés à la Jalle du sable via le collecteur rocade.
Les parties collectées sur les communes de Bordeaux, le Bouscat et Bruges sont essentiellement résidentielles. Avec
sur la commune de Bordeaux : un golf et un centre commercial (le long du lac) ; sur celle du Bouscat : un
hippodrome ; et sur celle de Bruges : un cimetière et une forêt. Les eaux en sortie de Béquigneaux vont vers le lac
(Ø 2200) par déversement du bassin ou par des pompes pluviales en passant par le réseau pluvial de la station de
pompage Laroque. Par temps sec, la station de pompage Laroque envoie les eaux usées vers la STEP Louis Fargue
provenant des Aubiers, de Messager et de La Teste. Actuellement une vanne au niveau du déversoir du collecteur
rocade est fermée, les eaux se dirigent uniquement vers la Jalle.
14
Figure 9 : Bassin versant des réseaux eaux pluviales de Bordeaux-Lac et de la Jalle du sable (modifié de Lyonnaise des Eaux)
N
Schéma ne respectant pas l’échelle
Perrier
Bassins Tasta
Lauzun
Cité Noël
Jalle du sable vers Garonne
Hippodrome/golf
Les Aubiers
Aéroport
Zone
Industrielle
du phare
Zone
Industrielle de
l’hippodrome
Centre
commercial
Sous Bassin versant rocade Limancet Collecteur rocade
Bassin Béquigneaux
Bas Bouscat 1
Collecteur rocade Bas Bouscat 2
Messager et La Teste
Laroque
Bassin de Marron Ouest Bassin Beaudésert
Bassin Lamothe
Lescure
Déversoir
Apport rocade
Rocade
Bassin Migron
Bardenne
LEGENDE
Bassin de retenue
Limnigraphe
Mesure autosurveillance
E.U.
Louis Fargue
Stations de pompages
eaux usées Stations de pompages sélectives
Lac de Bordeaux
Alfred Daney
Réserve
de Bruges
15
I.3. Description des campagnes de mesures
Le but des campagnes de mesures est d’obtenir des données sur les concentrations en polluants présents sur les
différents sites d’étude. Pour obtenir ces données trois étapes ont été mises en place :
- Analyse préalable des eaux et identification des substances présentes,
- Création d’une liste de substances pertinentes,
- Campagne de quantification des substances.
Lors cette étude, l’utilisation de capteurs passifs est réalisée pour vérifier leur capacité d’échantillonnage.
I.3.1. Analyses des eaux
Des prélèvements ont eu lieu sur chaque point de mesure. Le but de ces prélèvements est d’obtenir une liste des
substances présentes dans le milieu naturel. Le but de la réalisation de cette liste est d’éviter une recherche de
toutes les substances possibles au cours des campagnes de mesures ultérieures, afin de limiter les dépenses pour
l’analyse des eaux. Afin de limiter les contaminations, différents flacons ont été utilisés :
- en verre pour les substances organiques, pour limiter la diffusion des substances dans le flacon et vice-versa.
De plus, ces flacons ne conviennent pas aux métaux car ceux-ci peuvent s’adsorber sur le verre via les fonctions de
surface propre à la silice.
- en polyéthylène (PE) pour les métaux (acidifié à pH = 2 avec de l’acide nitrique).
Les flacons ont été traités par des solvants et rincés à l’eau ultra-pure. Les prélèvements ont consisté à remplir un
flacon en verre et un flacon plastique (PE) d’un litre chacun (demande du laboratoire).
I.3.2. Création d’une liste de substances pertinentes
Le choix des substances s’appuie d’une part sur leur existence dans le milieu (identifiées par les analyses des eaux),
d’autre part sur la législation et enfin aussi sur des choix pertinents pour l’étude. Les substances identifiées dans
l’étape précédente et dans la législation seront automatiquement sélectionnées.
I.3.3. Campagne de quantification des substances.
I.3.3.1. Echantillonnage classique
L’échantillonnage classique permet un suivi des substances de la liste éditée précédemment et des paramètres
classiques (DCO/DBO5/MES/N/P). La réalisation des prélèvements se fait soit ponctuellement, soit sur une période
de 24h. C’est au moment de prélever que les risques de contamination sont les plus importants. Pour réaliser les
prélèvements et obtenir des résultats fiables, nous nous sommes appuyés sur le guide de l’Agence de l’Eau (Loire-
Bretagne, technique de prélèvement en rivière en vue d’analyse physico-chimique), et aussi sur des normes (NF EN
ISO 5667-23 et FD T 90-523-1 et 2). Le prélèvement 24h est réalisé pendant la première journée de la campagne de
14 jours. Le but étant d’obtenir un échantillon plus représentatif qu’un échantillon ponctuel. Les prélèvements
ponctuels sont réalisés une fois par semaine pendant deux semaines pour observer s’il y a des changements de
qualités. Des analyses plus fréquentes n’ont pas été réalisées pour des questions de budget. Tous les deux jours les
paramètres : pH, oxygène et conductivité, sont relevés avec des sondes (Hach lange HQd series Field Kit), dans la
disponibilité du matériel et des jours ouvrables, pour avoir des indications sur des modifications de la qualité du
milieu. Dans l’idéal, l’utilisation du système Sirène (Lyonnaise des Eaux) qui mesure les paramètres en continu, serait
plus intéressante mais il n’était pas disponible. Des « fiches terrains » sont remplies pour garder une trace des
conditions du milieu (annexe 14). L’échantillonnage classique est résumé sur la figure 10.
9 j 14 j 3 j 7 j 13 j 11 j 5 j 0 j 1 j
Temps
Prélèvements ponctuels
Figure 10 : stratégie de l’échantillonnage classique
Echantillon 24h
Analyse avec les sondes et fiche terrain pour chaque points de mesure
16
I.3.3.1.1. Les prélèvements ponctuels
Deux façons de réaliser les prélèvements ponctuels ont été effectuées : manuellement au niveau des différents
points accessibles de la Jalle du sable et du lac ou avec une bouteille de prélèvement pour la bouée et le ponton. En
effet, pour ces deux points, les prélèvements ont été faits à 1 et 6 mètres pour la bouée et 3,5 mètres pour le
ponton. Une bouteille de prélèvement de type Niskin dont le fonctionnement est décrit en annexe 15 a permis les
échantillonnages. Ceci offre l’avantage de pouvoir prélever une eau à la profondeur voulue (pas de mélange d’eaux).
En contre partie, malgré les différents rinçages (eau « ultra-pure » puis in situ eau du milieu), il est difficile d’assurer
qu’aucune contamination n’a eu lieu de part la composition des matériaux du dispositif. D’après le guide de l’Agence
de l’Eau, le prélèvement doit avoir lieu entre 30 cm et 50 cm de profondeur (ou mi-profondeur si impossible) pour
éviter la pellicule d’eau de surface (concentration en micropolluants différentes par contact avec l’atmosphère). Le
préleveur doit se placer face au courant et prélever devant lui. Le flacon et le bouchon doivent être rincés trois fois
dans un premier temps avec l’eau du milieu naturel. L’eau de rinçage est rejetée en aval du préleveur. Pour le
rinçage la seule préconisation est de ne pas prélever l’eau superficielle (eau de surface). Le flacon est plongé le col
vers le bas, puis retourné pour être rempli, en inclinant à 45° pour chasser l’air et éviter les bulles. Le flacon est
refermé sous l’eau avec le bouchon rincé. Les échantillons sont conservés au froid dans une glacière puis au
réfrigérateur avant analyse.
I.3.3.1.2. Le préleveur automatique
Le préleveur automatique utilisé pour les campagnes de mesures est un ISCO-3700, ce préleveur n’est pas à l’origine
prévu pour des campagnes de mesures visant la recherche de substances à l’état de trace.
Dans un cas idéal pour avoir un échantillon représentatif :
- le préleveur doit être réfrigéré, (normes : 5°C ± 3°C),
- avoir un tuyau d’aspiration et un système de stockage téflonisés. Le téflon est un matériau assuré comme
inerte, ne pouvant pas contaminer les échantillons en limitant les interactions (adsorption/désorption). Les
parties en contact avec les échantillons doivent être changées entre deux campagnes ou pour les flacons
lavés à l’eau ultra-pure,
- La vitesse de prélèvement doit être supérieure à 0,5m/s,
- Le volume minimum de prélèvement est de 50 mL, la fréquence de prélèvement de 6 par heure,
- Le choix du placement de la crépine doit être judicieusement fait.
Dans notre cas, le préleveur n’est pas réfrigéré, le froid a été créée et entretenue grâce à des pains de glace placés
autour du monoflacon aux alentours de 5°C. Le tuyau d’aspiration a été remplacé par un tuyau en téflon. Lors de la
première campagne de mesures, nous ne disposions pas d’un flacon en téflon. C’est pourquoi deux préleveurs
identiques ont été utilisés. L’un possédait un monoflacon en verre et a permis l’échantillonnage des substances
organiques et l’autre en plastiques pour les métaux et les paramètres classiques. Le choix du monoflacon a été
imposé par le matériel disponible. Le monoflacon facilite la création d’un échantillon moyen sur 24h, mais empêche
tout découpage le long de la journée de prélèvement. Pour remédier à ces problèmes (notamment le transport et
l’installation de deux préleveurs), un préleveur automatique ISCO-Avalanche a été acheté. Celui-ci est réfrigéré. Le
tuyau d’aspiration est en téflon mais pas les flacons. Ceux-ci ont été téflonisés grâce à des aérosols. Cette technique
a été observée dans la thèse de Becouze, C (2010). La programmation du préleveur est importante pour obtenir des
échantillons représentatifs, elle se détermine en fonction des préconisations, des normes et des capacités des
préleveurs. Pour les préleveurs ISCO-3700 avec un flacon de 9 L, des prélèvements de 60 mL toutes les 10 minutes
ont été effectués (soit 360 mL/heure, ou 8,64 L au total < 9 L).
I.3.3.2. Prélèvement des retombées atmosphérique
Dans l’idéal, la réalisation des prélèvements des retombées sèches et humides doivent êtres distinctes. Ceci existe
en couplant deux récipients munis d’un couvercle avec un détecteur de pluie (pluviomètre). Pendant les périodes
sans pluie, un récipient n’est pas fermé et récolte les retombées sèches. Pendant les périodes pluvieuses ce récipient
se ferme et le deuxième s’ouvre pour n’avoir que les retombées humides.
17
Les récipients sont en téflons et les échantillons sont récupérés au bout d’une période de 14 jours correspondant à la
mise en place des capteurs avec de l’eau ultra-pure. Dans notre étude, ce dispositif n’a pu être mis en place. Il a été
remplacé par un seul récipient en téflon, récoltant les retombées sèches et humides.
I.3.3.3. Echantillonnage passif
L’échantillonnage passif consiste, dans notre cas, à mettre en parallèle de l’échantillonnage classique (prélèvements
ponctuels) des capteurs passifs pour connaître leur capacité d’échantillonnage, pour comparer les deux techniques
et si possible compléter l’échantillonnage classique. Les substances de la liste éditée précédemment sont
recherchées. Le déroulement d’une campagne se fait sur un période de 14 jours (figure 11).
Les capteurs passifs sont installés pour être récupérés au bout d’une durée de 1 jour (DGT), 7 et 14 jours (DGT, LDPE,
POCIS). Les DGT sont exposés pendant 24h pour tester leur capacité d’échantillonnage sur des courtes durées,
comme il est spécifié dans la littérature. Des capteurs DGT, POCIS et LDPE ont servi comme blancs. Trois types de
blanc ont été réalisés, un blanc pour le transport, un pour simuler le déploiement in situ et un pour les étapes en
laboratoire. Les blancs sont importants pour prendre en compte les possibilités de contaminations pendant le
calibrage des capteurs, le déploiement ou l’analyse. Pour chaque durée deux réplicas ont été positionnés. Des
protocoles de déploiement pour les capteurs passifs ont été réalisés par l’Université de Bordeaux 1 (annexe 12).
I.4. Mise en place des capteurs passifs
La fixation des capteurs passifs a été décrite de nombreuses fois dans la littérature. Il existe des systèmes
permettant de mettre en place les capteurs passifs, notamment à l’aide de cage (figure 12, IFREMER).
Lors de cette étude, différents matériaux pour la fixation des capteurs m’ont été imposés. Ainsi pour remplacer les
dispositifs coûteux de maintien des capteurs dans l’eau, l’Université de Bordeaux a acheté des paniers en osier qui
servent à l’origine de piège de ponte pour canard (figure 13).
0 j 1 j 7 j 14 j
Mise en place
des capteurs
DGT/POCIS/LDPE DGT/POCIS/LDPE DGT
Temps
Figure 12 : Dispositif de fixation (IFREMER) à gauche et panier en osiers à droite
Figure 11 : stratégie de l'échantillonnage passif
20 cm
18
Les avantages de ces paniers sont un faible coût (15 € l’unité), un bois imputrescible et naturel, assurant une
neutralité du matériel vis-à-vis des contaminations éventuelles. Deux autres matériaux ont été autorisés à servir
pour l’étude, l’aluminium et le nylon non extensible. Le premier est l’un des composants des capteurs de type POCIS
et ne sera donc pas être mesuré lors de l’étude, ce qui permet son utilisation pour d’autres structures. Le nylon non
extensible est une matière plastique utilisée dans le textile. L’utilisation du nylon a été relevée dans l’étude de
Devault, D.A, Combe, C, Gourlay-France, C, (2010) sur la pause de LDPE à Rungis. Pour éviter les contaminations ces
différents matériaux seront renouvelés à chaque pose de capteurs.
I.4.1. Fixations des capteurs passifs dans le panier
Dans chaque panier, quatre exemplaires pour les POCIS et LDPE et six pour les DGT sont fixés. Deux DGT sont retirés
au bout de 24h. Deux exemplaires pour tous les capteurs sont retirés au bout de 7 jours, les deux autres au bout de
14 jours. Pour chaque capteur, il a fallu penser un système d’attache simple à mettre en place sur le terrain. Pour le
LDPE et le DGT, le système est basique, celui des POCIS a demandé plus de préparation.
I.4.1.1. Fixation des capteurs :
I.4.1.1.1. LDPE :
Les LDPE sont sous forme de bande avec des boucles aux extrémités (figure 13). Ces boucles offrent la possibilité de
faire passer une corde en nylon pour permettre l’attache de ce type de capteur dans le panier. Les boucles
permettent également de les saisir sans contaminer la partie qui accumule les polluants.
I.4.1.1.2. DGT :
Les DGT sont des petits capteurs (< 4 cm) qui offrent peu de possibilités de fixation. Ils sont placés par deux
(réplicas), dans des filets, eux-mêmes attachés au panier (figure 14). Une séparation est réalisée entre les deux DGT,
pour permettre la diffusion des substances vers les deux capteurs.
I.4.1.1.3. POCIS :
La fixation des POCIS se fait à l’aide deux par deux (figure 15) d’une plaque en aluminium (figure 16) et des vis de la
structure du POCIS.
Figure 13 : Système d’attache pour le LDPE
Figure 14 : Système d’attache pour le DGT
4 cm
10 cm
Figure 15 : Fixation des POCIS
19
Les plaques ont été réalisées à partir d’une plaque en aluminium de 100x40x0,2 cm achetée dans le commerce.
I.4.1.2. Fixation des capteurs dans le panier
Le placement des capteurs dans le panier doit prendre en compte une facilité d’accès et une simplicité pour les
enlever du panier (figure 17). Ainsi, les LDPE sont placés le long de la paroi du panier et insérés en premier. Un filet
de deux DGT à l’extrémité étroite du panier (à droite sur la figure 17), puis les POCIS au centre (la partie la plus
large), enfin les derniers DGT sont placés à l’autre extrémité du panier dans deux filets. Pour retirer les capteurs au
bout de 7 jours, le filet de DGT (à gauche sur la figure 17) est d’abord enlevé puis deux POCIS et deux LDPE. Les
autres capteurs sont enlevés au bout de 14 jours dans le sens suivant : POCIS, LDPE et DGT.
Les cordes en nylon servent d’attache aux capteurs. Pour protéger les capteurs des matières en suspension des filets
en nylon recouvrent intégralement le panier. En assurant ce rôle de filtration, les filets empêchent la formation de
biosalissure sur les capteurs passifs (figure 18).
Figure 18 : Panier avec le filet
Figure 17 : Installation des capteurs dans le panier
Figure 16 : Description de la plaque en aluminium
5 cm
2,5 cm
0,5 cm
POCIS
LDPE
DGT
20
I.4.2. Fixation des paniers
Un essai de fixation du panier a été réalisé dans un collecteur afin de savoir si le dispositif résisterait au débit. L’essai
est décrit en annexe 16. La méthodologie de fixation des paniers est illustrée sur la figure 19.
Les câbles en nylon permettent d’attacher le panier vers un support comme la rambarde pour le ponton. Le panier
est lesté pour être immergé.
Au niveau du collecteur de la Jalle du sable, le panier a été fixé comme sur la figure 20.
Le panier est placé dans le sens de l’écoulement. Il est attaché par des câbles en nylon à des crochets implantés dans
le regard et lestés. Pour le collecteur du lac, le panier a été fixé en sortie de collecteur car il n’y avait pas de regard
adéquat. Ce collecteur est de forme rectangulaire à sa sortie. La figure 21 montre comment le panier a été fixé. Une
barre ronde en aluminium fait le tour du collecteur (en marron sur la figure 21). Elle est attachée au collecteur via
des cavaliers. La barre rentre dans le collecteur de 1,5 mètres, afin de permettre la fixation sous le collecteur du
panier et d’éviter les vols. Le panier est relié à la barre par des cordes en nylon. Cette technique permet de pouvoir
installer les capteurs dans le collecteur sans y rentrer (sans demande de procédure pour arrêter les pompes des
bassins en amont) et aussi de les retirer facilement.
Figure 19 : Fixation des paniers dans le milieu
Figure 20 : Fixation du panier dans un réseau pluvial
Poids
Milieu
21
Au niveau de la bouée du lac les deux paniers sont attachés aux maillons de la chaine de la bouée par des
mousquetons. Ceci permet d’attacher et de détacher les paniers rapidement (figure 22).
Figure 22 : Fixation des capteurs au niveau de la bouée de Bordeaux-lac
Figure 21 : Fixation du panier à la sortie du collecteur du site du lac
22
II. Résultats et discussions
II.1. Observation des capteurs passifs
II.1.1. Taux de récupération des capteurs et problèmes rencontrés
Lors des campagnes de mesures, des problèmes de fixation des paniers sont survenus (tableau 4). Sur le site de la
Jalle du sable la corde fixant le panier au niveau de la voie ferrée a été sectionnée lors d’un entretien des voies. Pour
le site du lac de Bordeaux la fixation avec la barre en aluminium au niveau du collecteur a été volée. Dans les deux
cas, les paniers ont été récupérés sans pertes.
Tableau 4 : Taux de récupération des capteurs et problèmes rencontrés
Sites Taux de récupération Problèmes rencontrés
Lac 100% des capteurs 1 panier détaché
Jalle du sable 100% DGT, LDPE ; 93,7% POCIS 1 panier dégradé
Sur l’ensemble des capteurs mise en place, un seul (POCIS) n’a pas été récupéré au point de la voie ferré de la Jalle
du sable. La membrane du capteur a été crevée par une vis d’un autre POCIS. Ceci montre que les POCIS ont été fixés
trop près les uns des autres.
II.1.2. Observation de la biosalissure
La biosalissure est le film biologique qui se forme à la surface des capteurs. Il peut être composé d’organismes qui
colonisent la surface ou de matières qui se fixent aux capteurs. L’installation des filets avait pour but de limiter
l’apparition de la biosalissure.
Figure 23 : Observation de la biosalissure (a = POCIS, b = LDPE, c = DGT)
La figure 23 montre un exemple des biosalissures sur les capteurs passifs. Les 1ères photos sont réalisées au moment
de la pose des capteurs, les 2èmes après une semaine et les 3èmes après deux semaines. Le filet doit limiter l’apparition
des biosalissures, pourtant progressivement en fonction de la durée d’échantillonnage, celui-ci se met en place.
Selon les points de mesure, la biosalissure est plus ou moins importante. Les collecteurs sont sans surprises les plus
attend (paniers et capteurs). Les LDPE semblent moins affectés que les autres. La biosalissure peut limiter la
diffusion des substances vers le capteur (barrière) et modifier les taux d’échantillonnage (Rs) des POCIS. La pose de
filet avec des mailles plus fines est une solution envisageable, pour limiter l’apparition des biosalissures.
a
b
c
23
II.2. Discussions des premiers résultats
Les échantillons des eaux et des capteurs passifs sont analysés par des laboratoires étrangers. Les délais d’analyses
n’ont pas permis de traiter l’ensemble des résultats des campagnes de mesures.
II.2.1. Le lac de Bordeaux
Les paramètres classiques non utilisés pour juger l’état physico chimique des masses d’eaux sont en annexe 18.
II.2.1.1. Les paramètres classiques pour juger l’état physico-chimique
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
Ponton Collecteur
mg
NH
4+/L
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
Ponton Collecteur
DB
O5
en
mg
O2/L
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
Ponton Collecteur
mg
NO
32
- /L
d
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
Ponton Collecteur
mg
NO
2- /
L
c
0
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
0,07
Ponton Collecteur
mg
P/L
a
f
b
a. DBO5, b.NH4+, c. NO2
- d. NO3
2-, e. phosphore total, f. pH, O2 et % saturation en O2. La ligne bleue représente le seuil supérieur
du « très bon état » et la verte du « bon état » physico-chimique. Les valeurs ont été prises entre 14 et 16h.
e
92
95
98
101
104
107
7,5
7,9
8,3
8,7
9,1
9,5
Ponton Collecteur
% s
atu
rati
on
en
02
mg
O2
/L e
t u
nit
é p
H
pH O2 % saturation en 02
Figure 24 : Comparaison des paramètres classiques sur le lac de Bordeaux
24
Tous les résultats (figure 24 et 25) présentés sont caractéristiques d’un temps sec. L’état physico-chimique du lac de
Bordeaux est classé par l’Agence de l’Eau en « médiocre », les valeurs de notre étude le classe en « moyen », mais
deux paramètres n’ont pas été étudiés (PO43- et COT). Les ions ammonium (1 > 0,5 mgNH4
+) déclassent la qualité de
l’eau du lac. La DBO5 (3,5 > 3 mgO2/L) et le pH (> 8,2 soit alcalin) présentes des valeurs caractéristiques d’un « bon
état physico-chimique ». Le phosphore total est entre le « très bon état » (< ,05mgP/L) et le « bon état » (<
0,2mgP/L) en fonction de l’écart-type. Les valeurs des autres paramètres sont caractéristiques d’un « très bon état
physico-chimique » avec des valeurs limites du « bon état » pour les nitrites (< 0,1 mgNO2-/L).
Les concentrations des différents paramètres au niveau du collecteur sont toujours supérieures ou égales à celles du
ponton. Ceci peut s’expliquer par un phénomène d’accumulation des polluants dans le lac car c’est un système
fermé. Bien que le collecteur du lac soit strictement pluvial, il canalise une rivière. Celle-ci, dans un programme
d’auto-surveillance a été analysée et la présence d’ammonium constatée. Il est plausible que ces apports d’ions
ammoniums, de nitrates ou de phosphores sont en majorité dus à des eaux usées. Les produits utilisés sur les
espaces vert (pesticides, engrais) et les débris végétaux peuvent également être une autre source d’azote et de
phosphore sur le lac. Le lac est une ZNIEFF de type 1 pour l’accueil des oiseaux migrateurs, mais aucun n’a été
observé durant le stage (source potentielle pollution azotée et carbonée).
Les concentrations et saturations en oxygène élevées sont les indicateurs d’une activité biologique (photosynthèse)
importante (>100%) et a contrario d’une faible pollution organique ou minérale oxydable. Les faibles DBO5 (≈ 3
mgO2/L) et DCO (< 30 mgO2/L) sont également caractéristiques d’une faible pollution en matière oxydable.
La température relevée sur le lac fluctue entre 18 et 22°C (hors bouée a -6m) en fonction du temps. Ces
températures correspondent au très bon état (<24°C).
II.2.2. Les métaux
Il est intéressant de comparer les concentrations observées avec le bruit de fond géochimique dans les eaux afin de
savoir si la présence est naturelle ou non. Celui-ci a été obtenu grâce à une étude réalisée sur l’Europe par FOREGS
Geochemistry Working Group. Ces valeurs sont indicatives car il est difficile de juger le fond géochimique
localement. La figure 25 montre les résultats obtenus pour les métaux sur le lac de Bordeaux.
0,01
0,1
1
10
Cr Co Cd Zn Pb Ni Cu
Log
10
de
la
co
nce
ntr
ati
on
en
µg
/L
Métaux
Ponton base nautique Collecteur Bouée -1m Bouée -6m Normes
Figure 25 : Concentration des métaux analysés sur le lac de Bordeaux
25
Tableau 5 : Bruit de fond géochimique des métaux en région bordelaise
Métaux Cr Co Cd Zn Pb Ni Cu
Bruit de fond (µg/L) 0,28-0,38 0,29-0,41 0,01-0,016 2,68-4 0,093-0,16 2,51-3 0,88-1,2
Les valeurs pour le chrome, le cadmium, le zinc, le plomb et le cuivre sont supérieures au bruit de fond (tableau 5),
ce qui induit une pollution anthropique. Dans le cas du cobalt (0,11 à 0,3 µg/L) et du nickel (1,13 à 1,66 µg/L), les
valeurs sont inférieures ou du même ordre que le bruit de fond. L’apport majeur pour ces deux éléments serait peut-
être naturel. La figure 25 permet de comparer la concentration de sept métaux trouvés sur les différents points de
mesure du lac et par rapport aux normes. Les normes sont dans les annexes 1 et 2 et l’annexe 17 explique le calcul
réalisé pour certains métaux. Le plomb et le nickel ont des valeurs caractéristiques du « bon état » chimique (tableau
6) contrairement au cadmium au niveau de la bouée à -1m (0,2 µg/L). Cette valeur est supérieure à la concentration
moyenne sur l’année (NQE-CMA = 0,15 µg/L) mais inférieure à la concentration maximale admissible (NQE-MA = 0,9
µg/L). Pour l’état écologique (tableau 6), le cuivre est l’élément déclassant en « mauvais état » pour les métaux,
puisque ses concentrations sont supérieures aux normes pour tous les points.
Tableau 6 : Etat écologique et chimique en fonction des métaux analysés
Etat écologique Etat chimique
Métaux Cr Zn Cu Cd Pb Ni
Etat Bon Bon Mauvais Mauvais Bon Bon
Les concentrations en métaux sont plus importantes au niveau du collecteur ou du même ordre par rapport aux
autres points. Les fortes concentrations en niveau du collecteur s’expliquent par des eaux chargées en métaux après
le ruissellement sur les routes, les toitures avant leur canalisation. Les analyses au niveau de la bouée à -6m
montrent des concentrations plus faibles qu’à -1m pourtant peu de variations pour le pH (8,7 en moyenne pour les
deux points), l’oxygène (en moyenne 8,6 mg/L et 101% de saturation en O2 à -1 m contre 8,3 mg/L et 93% à -6 m) et
la conductivité (375 µS/cm à -1 m contre 373 µS/cm à -6 m en moyenne) sont observées.
II.2.3. Conclusion
Le lac de Bordeaux est classé au vue des résultats en « mauvais état écologique et chimique ». Le collecteur pluvial
apporte des pollutions azotées et phosphorées par le biais d’eau usées, mais ils peuvent avoir comme origine la
présence de phytosanitaires ou d’engrais. En l’absence des substances organiques, les métaux déclassent la qualité
du lac. Ceux-ci s’accumulent dans les différents compartiments (eau, sédiments, etc) et ne sont pas biodégradables.
La présence de métaux dans le lac peut être imputable à plusieurs sources : les collecteurs (pluvial, du parc des
expositions et de la zone commerciale), la navigation sur le lac, la rocade, la station service sur la presqu’île, les
rejets d’ordures dans le lac (conserves, etc), l’atmosphère et la présence naturelle des éléments. Les valeurs
obtenues montrent un apport de pollution métallique provenant du collecteur, mais pour avoir un bilan complet et
connaître l’impact réel du collecteur des analyses au niveau des autres sources potentielles seraient judicieuses. Ces
données seraient précieuses pour conclure sur la conformité des usages sur le lac (pèche, baignade, etc).
II.3. La Jalle du sable
II.3.1. Les paramètres classiques pour juger l’état physico-chimique
La qualité de la Jalle du sable est classée en « état moyen» par l’Agence de l’Eau pour l’état physico-chimique.
D’après les données obtenues (figure 26), la Jalle du sable serait en « état médiocre », déclassée par les paramètres
nitrites au niveau de route départementale et de la réserve (< 0,5 mgN02-/L) et potentiellement par le phosphore
total pour tous les points. Notons que la DBO5, le pH et l’oxygène (dissous et taux de saturation) ont des valeurs
caractéristiques du « très bon état ». Les ions ammoniums ont des valeurs d’un « état moyen » et les nitrates d’un
« bon état » physico-chimique. Globalement les valeurs sur les trois points de la Jalle du sable sont similaires entre
eux (figure 26), sauf pour les nitrites où une baisse significative est observée au point de la voie ferrée. La proximité
des points peut expliquer ces similitudes. Dès la route départementale les valeurs pour les paramètres azotés et
phosphorés sont au dessus des normes du « très bon état ». Il existe donc une source importante en amont en la
présence des maraichers, synonyme d’utilisation d’engrais et de phytosanitaire.
26
Figure 26 : Comparaison des paramètres classiques sur la Jalle du sable
0
1
2
3
4
5
Route départementale
Collecteur Voie ferrée Réserve naturelle
DB
O5
en
mg
O2/L
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
Route départementale
Collecteur Voie ferrée Réserve naturelle
mg
NH
4+/L
b
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
Route départementale
Collecteur Voie ferrée Réserve naturelle
mg
NO
2- /
L
c
0
4
8
12
16
20
Route départementale Collecteur Voie ferrée Réserve naturelle
mg
N0
32
- /L
d
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
Route départementale
Collecteur Voie ferrée Réserve naturelle
mg
P/L
e
60
70
80
90
100
110
120
130
140
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Route départementale
Collecteur Voie ferrée Réserve naturelle
% s
atu
rati
on
en
O2
mg
O2/L
et
un
ité
pH
pH O2 % saturation en 02
a
f
a. DBO5, b.NH4+, c. NO2
- d. NO3
2-, e. phosphore total, f. pH, O2 et % saturation en 02. La ligne bleue représente le seuil supérieur du « très
bon état », la verte du « bon état » et la ligne jaune du « état moyen » physico-chimique. Les valeurs ont été prises entre 14 et 16h.
27
La Jalle du sable possède une forte présence d’algues dont la décomposition peut être une source de matières
oxydables, d’éléments azotés et phosphorés. Ces algues participent également au cycle circadien de la
photosynthèse et de la respiration. Ceci avec les changements de températures peut expliquer les forts taux
d’oxygène, observés vers 14h, alors que vers 8h les valeurs sont très faibles (≈ 3 à 5 mgO2/L et 50 à 70% de
saturation). La mesure en continu des paramètres de l’oxygène permettrait d’observer ces cycles.
La température relevée sur la Jalle de sable fluctue entre 16 et 21°C en fonction du temps. Ces températures
correspondent au très bon état (<24°C).
Les sources de pollutions identifiées entre ces points sont la route départementale, le collecteur, la voie ferrée et les
champs utilisés pour l’élevage. Les concentrations observées pour chaque paramètre au niveau du collecteur sont
plus faibles que celles du cours d’eau pour les nitrites, les nitrates et le phosphore. Les valeurs de l’ammonium sont
significativement plus importantes et sont caractéristiques d’un apport d’eaux usées. Mais le débit du collecteur est
faible par rapport à celui de la Jalle du sable. Il y a donc un phénomène de dilution important. L’apport du collecteur
pour ces paramètres a de faibles impacts sur la qualité de la Jalle du sable. L’élevage peut apporter des pollutions
azotées et phosphorés par les déjections animales. Lors de cette étude cet apport n’est pas visible entre la route et
la réserve (valeurs similaires).
II.3.2. Les métaux
La figure 27 présente les concentrations en métaux observées sur la Jalle du sable.
Les valeurs pour le chrome, le cobalt, le cuivre, le zinc et le plomb sont supérieures au bruit de fond de l’étude
FOREGNS (tableau 5) ce qui montre une contamination anthropique. Par contre le nickel (1,03 à 1,9 µg/L) est
inférieur au bruit de fond. Pour le cadmium la valeur obtenue pour la route est significative d’une pollution
anthropique mais pas au niveau de la voie ferrée et de la réserve qui sont inférieures au bruit de fond. La valeur de la
concentration du cadmium au niveau du collecteur (12,05 µg/L) est forte (figure 27) par rapport aux autres points. La
route (trafic routier) et le collecteur (surface drainée) sont des sources potentiels de cadmium mais ne semblent pas
impacter la qualité plus en aval. Comme tous les métaux, le cadmium n’est pas un élément biodégradable, une
0,01
0,1
1
10
100
1000
Cr Ni Co Cd Cu Zn Pb
Log
10
de
la
co
nce
ntr
ati
on
en
µg
/L
Métaux
Route départementale Collecteur Voie ferrée Réserve naturele Normes
Figure 27 : Concentration des métaux analysés sur la Jalle du sable
28
hypothèse de cette forte diminution des concentrations du cadmium se trouve dans la spéciation et la mobilité dans
les différents compartiments de cet élément qui dépendent de nombreux paramètres (ligands, pH, salinité, etc).
Pour l’état écologique, le cuivre (5,9 à 10,9 µg/L) et le zinc (11,89 à 61,36 µg/L) présentent des valeurs
caractéristiques d’un état « mauvais ». Pour l’état chimique le cadmium (1,3 µg/L) et le plomb (9,5 µg/L) sont des
éléments déclassant la qualité en « mauvais état » (tableau 7).
Tableau 7 : Etat écologique et chimique en fonction des métaux de la Jalle
Etat écologique Etat chimique
Métaux Cr Zn Cu Cd Pb Ni
Etat Bon Mauvais Mauvais Mauvais Mauvais Bon
Pour tous les métaux les concentrations les plus fortes sont observées au niveau du collecteur. Ces fortes valeurs ont
pour origine les surfaces de ruissellement du bassin versant. Les concentrations du chrome (2,8 µg/L), du cobalt (1
µg/L), du cadmium (1,3 µg/L) sont plus fortes au niveau de la route départementale qu’au niveau de la réserve
(respectivement 2,1 ; 0,7 et 0,08 µg/L). La route départementale peut donc être une source importante pour ces
métaux (trafic routier) ou il existe une source plus en amont. Au niveau de la route, le cuivre (7,2 µg/L), le zinc (20,8
µg/L) et le plomb (2,8 µg/L), les concentrations sont moins importantes qu’à la voie ferrée (respectivement 10,9 ;
61,36 et 9,5 µg/L). Pour ces trois métaux les concentrations au niveau du collecteur sont très fortes (190 fois la
norme pour le zinc, 186 pour le cuivre), et malgré un faible débit semblent impacter la concentration aval (voie
ferrée et réserve naturelle) de la Jalle du sable.
II.3.3. Conclusion
Il existe de nombreuse source de métaux sur ce site rendant l’analyse des premiers résultats incertains. Les origines
actuellement identifiées sont : la route départementale, le collecteur, la voie ferrée et l’atmosphère (abstraction
faite des sources naturelles). Les différences observées entre la route et la réserve tendent à faire penser une
possible source en amont. Des analyses plus en amont permettrait de confirmer ou non. L’augmentation ou la
diminution de la concentration des métaux le long de la Jalle peut s’expliquer d’une part par l’existence de sources
potentielles mais aussi par la mobilité des métaux. En effet, les métaux peuvent s’adsorber sur les matières en
suspension ou les sédiments (également dans les plantes et poissons). Des analyses supplémentaires sur les
sédiments et l’étude de la mobilité des métaux compléteraient cette étude ainsi que les résultats sur les échantillons
des retombées atmosphériques.
Pour les deux sites : le lac de Bordeaux et la Jalle du sable, il est difficile de certifier les sources de pollutions avec ces
premières analyses. Les résultats complets des campagnes (échantillonnage classique et passif) permettront de
confirmer certaines suspicions. Les collecteurs pluviaux semblent être les principales sources de pollutions au niveau
des métaux entrant dans le milieu naturel. Néanmoins des analyses complémentaires sur des zones identifiées
permettraient un bilan complet des flux de pollution.
II.4. Les sources potentielles du réseau
Pour avoir une idée plus précise des sources des polluants retrouvés à l’exutoire des réseaux pluviaux, la surface
collectée a été sectorisée en plusieurs parties (figure 28) : les zones agricoles (exploitations, élevages), les zones non
construites (parcs, forêts, champs non cultivées), les zones résidentielles (maisons et jardins privés), les zones
correspondant aux routes et parking et les zones industrielles ou commerciales (entreprises et magasins). Cette
sectorisation a été réalisée grâce à un logiciel SIG et des photos aériennes (annexe 12).
Les deux collecteurs sont en milieu urbain ce qui explique le faible pourcentage de surface agricole. Le collecteur de
la Jalle du sable draine la rocade et ses périphériques qui sont des zones peu résidentielles. En effet, cet espace le
long de la rocade est occupé par des entreprises. Ce qui est le contraire pour la partie aval du collecteur du lac qui
passe dans les villes du Bouscat, de Bruges et de Bordeaux ou les quartiers résidentielles sont majoritaires. Le fort
taux d’occupation du sol par des parties non construites s’explique par la présence de l’aéroport en amont du réseau
dont plus de 80% de sa surface (Jalle amont) est essentiellement composée de terrain non bâti (annexe 12).
29
Figure 28 : Pourcentages d'occupation de la surface des zones drainées par les collecteurs
En faisant un parallèle avec les sources de pollution vu précédemment dans la partie I-2, il est possible d’identifier
des pollutions susceptibles de se retrouver à l’exutoire du réseau (tableau 8).
Tableau 8 : Exemple de rejets de substances possibles en fonction des zones
Zones Agricoles Non
construites Résidentielles Routes/parking Industrielles/commerciales
Pollutions Pesticides
Engrais
Pesticides (parc)
HAP (feux)
Métaux (toitures) Pesticides (jardin)
Métaux (trafic) HAP (usures de pneu,
gaz échappement) COV (revêtement)
Alkylphènols
Métaux Solvants industriels
D’après le plan de sauvegarde de la CUB, les maisons anciennes sont en pierre de taille et les bouts de cheminées en
poteries. Les toitures sont soit composées de tuile de canal (ou tuile de Gironde), d’ardoise ou de zinc. Les gouttières
sont en zinc ou en cuivre. Dans certains cas, le zinc peut être associé à du cuivre. Les maisons en dehors des zones de
sauvegarde ont des gouttières en PVC. Des études montrent un relargage de plomb de ces gouttières (utilisé comme
stabilisant) et aussi une utilisation du plomb pour la toiture (Mottier, 1992). Les parties imperméabilisées comme les
routes et les parkings ont des matériaux différents en fonction de leur taille. Les rues larges sont construites
classiquement en béton, macadam, enrobé, alors que les petites rues sont en grés, calcaire ou en pierre. La
composition des surfaces des zones résidentielles (33% du réseau allant au lac) associée au revêtement des routes et
parking (≈15% de la surface collectée) expliquent les fortes concentrations en métaux (trafic, revêtement)
retrouvées aux exutoires des réseaux. Ces zones apportent également des hydrocarbures. Les parties non
construites peuvent apporter des métaux lors de stockage ou de décharge sauvage (conserves, électroménagers…)
et apporter des pollutions comme des pesticides, des engrais (phosphore, azote).Les zones industrielles ou
commerciales sont des sources de métaux par la composition des bâtiments ou des rejets dans l’atmosphère.
30
Conclusion
La protection des milieux aquatiques est l’une des préoccupations majeures de cette dernière décennie. Au travers
des substances listées dans la législation, il est possible d’apprécier l’effort mise en œuvre pour évaluer la qualité et
permettre la sauvegarde des milieux aquatiques. Néanmoins ces substances ne représentent qu’une infime partie
des polluants émis par l’homme dans l’environnement.
L’utilisation de capteurs passifs permet un suivi des substances dans l’environnement. Ce travail a permis de mettre
en évidence les avantages et inconvénients des capteurs passifs. Ceux-ci ont un coût relativement faible, une facilité
d’installation et ne nécessite pas de personnel hautement qualifié. Par contre, il est fortement recommandé
d’installer les capteurs dans des lieux où le public n’as pas accès (dans les réseaux), afin d’éviter les actes de
vandalisme.
L’ensemble des campagnes de mesures prévues a été réalisé. Néanmoins, l’analyse de l’ensemble des échantillons
n’a pu être entièrement traitée par le laboratoire dans le temps imparti pour ce rapport. L’analyse des résultats pour
les échantillons des capteurs passifs sera importante pour certifier la présence de polluants sur les deux sites (lac de
Bordeaux et Jalle du sable) et afin de caractériser les impacts des rejets des collecteurs. Ces données seront
également essentielles dans l’optique de maintenir ou non les usages sur le lac (pêche, navigation, baignade) et sur
la Jalle du sable (pêche, irrigation, abreuvage). La préservation de la réserve naturelle sur la Jalle du sable pourrait
être également affectée.
Les premiers résultats classent le lac en « mauvais état écologique et chimique », déclassés dans les deux cas par la
présence de métaux (cadmium 0,23 norme : 0,15 µg/L et cuivre entre 3,24 et 6,54 norme : 2,28 µg/L). Les résultats
mettent en évidence des apports en métaux et d’eaux usées provenant du collecteur. Pour la Jalle du sable ; l’état
écologique et chimique sont « mauvais » déclassés également par le cuivre (entre 5,8 et 7,2 norme : 2,28 µg/L) mais
aussi par le zinc (entre 11,9 à 61,36 norme : 10,48 µg/L). A noter que l’état physico-chimique est « médiocre » avec
de forte présence de nitrites et de phosphore. Pour ce site, des apports de métaux par le collecteur ont été
déterminés.
Les résultats préliminaires montrent un non respect des attentes de la DCE pour 2015 et peut justifier le report des
objectifs pour 2021 pour la Jalle de Blanquefort et 2027 pour le lac de Bordeaux. Ces résultats montrent également
la possibilité d’impacts néfastes pour la vie aquatique et l’interdiction possible des usages. Des campagnes
complémentaires sont à prévoir dans ce sens. Dans le cadre d’une gestion globale de ces deux sites, un bilan des flux
de pollutions doit être réalisé afin de définir un programme d’actions adapté. Notamment, il pourrait être mise en
place des actions sur la gestion des rejets pluviaux (techniques alternatives, traitements des eaux) pour limiter les
pollutions des collecteurs pluviaux.
31
Annexes
Annexe 1. 41 substances ou familles de substances prioritaires et dangereuses prioritaires utilisées pour juger l’état chimique des eaux
Familles substances Utilisations/Sources Références NQE-MA NQE-CMA
Alkylphénol Octylphénols
Intermédiaire de fabrication : de pneumatiques, de vernis pour l’isolation électrique, d’encres d’impression, de détergeant, de lessives, de textile, de cuir, de peintures à base d’eau, de pesticides, d’isolants, d’adhésifs
INERIS
Mânsson, N et al, 2008
0,1 -
Alkylphénol Nonylphénols
Polymères en émulsion/peintures, produits phytosanitaires, industries électriques/électroniques, nettoyage industriel, production de papier (utilisation interdite depuis 2003)
0,3 2,0
HAP
Anthracène
Combustion incomplète, pyrolyse de combustibles fossiles (essences, charbon, fuel) et du bois (feux de forêt…), gaz d’échappement, pneumatiques, industries pyrolytique, chauffage, huiles lubrifiantes.
INERIS
Gray, S.R et Becker, N.SC
(2002),
0,1 0,4
Fluoranthène 0,1 1
Naphtalène 2,4 -
Benzo (a) pyrène 0,05 0,1
Benzo (b) fluoranthène ∑ = 0,03 -
Benzo (k) fluoranthène
Benzo (g,h,i) perylène ∑ = 0,002
Indéno(1,2;3-cd)pyrène
Triazine : pesticide Atrazine Désherbant grandes cultures, interdit depuis 2002 à la commercialisation depuis 2003 comme utilisation
INERIS
0,6 2,0
Triazine : pesticide Simazine Désherbant viticulture, interdit depuis 2001 (utilisation) 1 4
Pesticide organique phosphoré
Chlorfenvinphos Agriculture, insecticide 0,1 0,3
Pesticide organiquesphosphoré
Chlorpyrifos Agriculture, insecticide 0,03 0,1
Pesticide Diuron Agriculture et services urbains 0,2 1,8
Pesticide Endosulfan Agriculture, insecticide 0,005 0,01
32
Pesticide Alachlore Agriculture (culture graminées, dicotylédones), herbicide
INERIS
0,3 0,7
Pesticide Hexachlorocyclohexane
(ex : lindane) Agriculture 0,02 0,04
Pesticide Isoproturon Agriculture 0,3 1,0
Pesticide Trifluraline Agriculture, herbicide 0,03 -
Chlorobenzène, pesticide Hexachlorobenzène Pesticide, intervenant dans des procédés chimiques (fusion aluminium, porosité des électrodes en graphite…)
0,01 0,05
Chlorobenzène, pesticide Pentachlorobenzène Fongicide, retardateur de flamme 0,007 -
Chlorobenzène, pesticide Trichlorobenzènes Intermédiaire organique, lubrifiant, solvant, fluides diélectriques, peintures insecticides, dégraisseur
0,4 -
Organique chloré Chloroalcanes C10-C13 Fabrication de paraffines, plastifiant, usines de métallurgie, étanchéité des textiles, retardateur de flamme, fabrication du cuir.
0,4 1,4
Chlorophénol Pentachlorophénol Traitement du bois, des textiles, des maçonneries anciennes et comme conservateurs (bois)
0,4 1,0
COV, phtalate Di (2-éthylhexyl) phtalate (DEHP)
Plastifiant pour la production de polymère, lubrifiants, fluides diélectriques, pesticides 1,3 -
COHV Hexachlorobutadiène Intermédiaire de production de lubrifiant et de caoutchouc, solvants dans la production de caoutchouc
0,1 0,6
COHV Trichlorométhane Solvant (pour l’extraction de matières plastiques d’huiles essentielles, de médicaments nicotines…)
INRS 2,5 -
COV Benzène Intermédiaire de multiples réactions chimiques (solvant ou réactif), feu de forêt, gaz d’échappement, émanations de carburants.
INERIS
10 50
COHV 1,2-Dichloroéthane Produit du goudron industries (précurseur de solvants, de peinture de vernis, de matières plastiques) Agriculture (traitement des vergers ; céréales et bâtiments agricoles)
10 -
COHV Dichlorométhane Solvant (agroalimentaire) 20 -
PBDE Diphényléthers bromés
totaux Retardateur de flamme, textiles, équipements électriques, isolants électriques ∑ =0,0005 -
33
Métaux Cadmium et composés
Pneumatiques, freins, lavage des voitures, fertilisants et détergents contenant du phosphore, pigments présents dans des plastiques, verres, peintures, fabrication des accumulateurs électriques, toitures, industries chimiques, traitement des surfaces métalliques, combustion du charbon et produits pétroliers, incinérations des ordures
INERIS
Gray, S.R et Becker, N.SC
(2002),
Rule, K.L et al (2005),
Sörme, L et
Lagerkvist, R (2002)
INRS
≤ 0,08 C1 0,08 C2 0,09 C3 0,15 C4
0,25 C5*
≤ 0,45 C1 0,45 C2 0,6 C3 0,9 C4
1,5 C5*
Métaux Mercure et composés Amalgame (dentiste), fongicides et bactéricides, combustion de charbon 0,05 0,07
Métaux Nickel et ses composés
Freins, aciers inoxydables, batteries alcalines, pigments minéraux, pneumatiques, circuits électriques
20 -
Métaux Plomb et ses composés
Carburants (interdit depuis 2005), câbles et joints de conduite, munitions (cartouches), peintures de murs de briques et en bois, batteries, industries (cosmétique), pneumatiques, routes, toitures, pots catalytiques, fuites d’huiles, combustion de charbon ou d’huiles, batteries, peintures
7,2 -
Métaux
(organométallique) Composés du
tributylétain
Peintures (bateaux), protections du bois, désinfectants, anti moisissures, antiparasites, répulsifs pour rongeurs, traitement du papier du bois et des textiles
INERIS Becouze, C
2010 0,0002 0,0015
Pour les substances suivantes l’arrêté du 25 janvier 2010 (basé sur les chiffres de la circulaire du 7 mai 2007) fixe des NQEp
COHV Tétrachloroéthylène Solvant
INRS
10 -
COHV Trichloroéthylène Solvant pour le dégraissage et déshuilage de pièces métalliques 10 -
COHV Tétrachlorure de
carbone Réfrigèrent, précurseur CFC, aérosols, solvant 12 -
Pesticide DDT (total) Agriculture, insecticide ∑ =0,025 -
Cyclodiènes, pesticides
Aldrine
Agriculture, insecticide ∑ = 0,01 - Dieldrine
Endrine
Isodrine
En gras les 13 substances dangereuses prioritaires. En italique les 8 substances de la liste I de la directive 76/764 soumis a révision.
* Pour le cadmium les valeurs des NQE varient selon la dureté de l’eau : C1 = classe 1: <40 mg CaCO3/l, C2 = classe 2: 40 à <50 mg CaCO3/l, C3 = classe 3: 50 à <100 mg CaCO3/l, C4 = classe 4: 100 à <200 mg CaCO3/l et C5 = classe 5: 200 mg CaCO3/l. MA : Moyenne annuelle [µg/l], CMA : concentration maximale admissible [µg/l]
34
Annexe 2. 9 substances ou familles de substances prioritaires et dangereuses prioritaires utilisées pour juger l’état écologique des eaux
Familles Substances Utilisations/Sources Références NGEp en µg/L (arrété
25 janvier 2010)
Métaux Chrome
freins, pneumatiques, routes, peintures, industries de tannages, aciers et alliages, catalyseurs, industries du textiles, pigments, agent de traitement de surface.
INERIS Rule, K.L et al (2005),
Sörme, L et Lagerkvist, R (2002)
Bruit de fond géochimique + 3,4
Métaux Cuivre
freins, pneumatiques, toitures, produits de maintenance des routes, traitement de surface, agriculture (pesticide), industries : tanneries, textiles, électriques INERIS
Gray, S.R et Becker, N.SC (2002),
Rule, K.L et al (2005),
Sörme, L et Lagerkvist, R (2002)
Bruit de fond géochimique + 1,4
Métaux Zinc
freins, routes, toitures, pneumatiques, industries, produits de maintenance des routes, industries, piles, pigments, médicaments, produits anticorrosion ou antirouille, engrais phosphatés
(dureté < 24mgCaCO3/L) Bruit de
fond géochimique + 3,1
(dureté > 24mgCaCO3/L) Bruit de
fond géochimique + 7,8
Urée substituée - Pesticide Chlortoluron Agriculture, herbicide
INERIS
5
Pesticide Oxadiazon Agriculture, herbicide 0,75
Urée substituée - Pesticide Linuron Agriculture, herbicide 1
aryloxyacides - pesticide 2,4 D
acide 2,4-dichlorophénoxyacétique
Agriculture, herbicide (agent orange) 1,5
aryloxyacides - pesticide 2,4 MCPA Agriculture, herbicide 0,1
Métalloïdes Arsenic métallurgies, colorants, tanneries, mégisseries, pesticides, à l’état naturel
Bruit de fond géochimique + 4,2
En gras souligné, les substances de la liste II de la directive 76/464/CEE
Annexe 3. Les substances en révision de la directive 2008/105/CE
AMPA
Bentazon
Bisphénol-A
Cyanure libre
Dicofol
Dioxines
EDTA
Glyphosate
Mecoprop (MCPP)
Musc xylène
PCB
Quinoxyfène (5,7-dichloro-4-(p-
fluorophénoxy)quinoline)
Sulfonate de perfluorooctane (SPFO)
35
Annexe 4. Les substances de la liste II de la Directive
76/464/CEE (114 substances)
1,1,1-trichloroéthane 1,1,2,2-tétrachloroéthane 1,1,2-trichloroéthane 1,1-Dichloroéthane 1,1-Dichloroéthylène 1,2,4,5-tétrachlorobenzène 1,2-Dichlorobenzène 1,2-Dichloroéthylène 1,3-Dichlorobenzène 1,4-Dichlorobenzène 1-Chloro-2-nitrobenzène 1-Chloro-3-nitrobenzène 1-Chloro-4-nitrobenzène 2,4 Antimoine 2,4 MCPA 2,4,5-trichlorophénol 2,4,6-trichlorophénol 2,4-D (y compris sels et esters) 2,4-Dichlorophénol 2-Chloroaniline 2-Chlorophénol 2-Chlorotoluène 3-Chloroaniline 3-Chlorophénol 3-Chloropropène 3-Chlototoluène 4-Chloro-3-méthylphénol 4-Chloroaniline 4-Chlorophénol 4-Chlorotoluène Acénaphtène Acénaphtylène Acétate de triphénylétain (acétate de fentine) Acide chloroacétique Ammoniaque Anthracène Argent Arsenic Atrazine BaP, BbF, BkF, BP, IP Baryum Bentazone Benzène Benzo(a)anthracène Beryllium Biphényle Bore Chloroprène (2-Chloro-1,3-butadiène) Chlorure de triphénylétain (chlorure de fentine) Chlorure de vinyle (Chloroéthylène) Chrome
Chrysène Cobalt Cuivre
Cyanure Dibenzo(ah)anthracène Dichloroaniline Dichlorométhane Dichloronitrobenzènes (famille) Dichlorprop
Dichlorure de dibutylétain Dichlorvos Diéthylamine Diméthylamine Endosulfan Epichlorohydrine (1-Chloro-2,3-époxy-propane) Etain Ethylbenzène Fenitrothion Fluorène Fluorure Hydroxyde de triphénylétain (hydroxyde de fentine) Isopropyl benzène Linuron
Malathion Mecoprop Molybdène Mono-chlorobenzène Monolinuron
Naphthalène Nickel et ses composés Nitrite
Oxyde de dibutylétain Oxyde de tributylétain Oxydéméton-méthyl PCB (dont PCT) Phénanthrène Phosphore total Phoxime Plomb et ses composés Pyrène Sélénium Simazine Tellurium Thallium Titane Toluène Tributylphosphate Trifluraline Uranium Vanadium Xylènes Zinc
En gras les substances utilisées pour juger l’état
écologique des masses d’eau
En souligné les substances utilisées pour juger l’état chimique des masses d’eau
36
Annexe 5. Synthèse des substances pour juger les états écologique et chimique des masses d’eau
33 substances :
annexe X DCE
2000/60/CEE
Aldrine DDT Dieldrine Endrine Isodrine Tétrachloroéthylène Tétrachlorure de carbone Trichloroéthylène
Cadmium et composés
Hexachlorobenzène
Hexachlorobutadiène
Hexachlorocyclohexane
(y c. Lindane)
Mercure et composés
Pentachlorophénol Trichlorobenzène Trichlorométhane 1.2 Dichloroéthane
Anthracène
Naphthalène BaP, BbF, BkF, BP, IP
Atrazine Endosulfan
Simazine Trifluraline Plomb et ses composés Nickel et ses composés Dichlorométhane Benzène
Alachlore Diphényléthers bromés
C10-13-chloroalcanes
Chlorfenvinphos Chlorpyrifos Di(2-éthylhexyl)phtalate (DEHP) Diuron Fluoranthène Isoproturon Nonylphénols
Octylphénols Pentachlorobenzène
Composés du tributylétain
Liste I : Directive 76/464/CEE
Liste II : Directive 76/464/CEE
41 substances : circulaire 2007 (Etat chimique)
80 autres substances
pertinentes (voir Les
Arsenic, Zinc Chrome, Cuivre 2,4-D, 2,4-MCPA
Chlortoluron Oxadiazon Linuron
9 substances : (Etat écologique)
En gras les substances dangereuses prioritaires
Figure 29 : Synthèse des substances de l’état écologique et chimique
37
Annexe 6. Autorisation ou déclaration pour les eaux pluviales au titre du Code de l’Environnement
Tableau 9 : Autorisation et déclaration concernant les eaux pluviales
Rubrique Désignation Seuil Régime
2.2.0 Rejet dans les eaux superficielles
susceptible de modifier le régime des eaux, la capacité de rejet étant :
≥ 10 000 m3/j ou à 25% du débit6
> 2 000 m3/j ou à 5% du débitQMNA5
Autorisation
Déclaration
2.7.0
Création d’étangs et plans d’eau, la superficie étant :
• pour ceux s’écoulant dans un cours
d’eau de 1ère catégorie piscicole : • pour les autres cas :
≥ 1 ha entre 0,1 ha et 1 ha
≥ 3 ha
entre 0,1 et 3 ha
Autorisation Déclaration
Autorisation Déclaration
5.2.0 Déversoirs d’orage situés sur un réseau
d’égouts destinés à collecter un flux polluant journalier :
> 120 kg de DBO5 > 12 kg de DBO5
Autorisation Déclaration
5.3.0
Rejets d’eaux pluviales dans les eaux superficielles ou dans un bassin d’infiltration, la superficie totale
desservie étant :
> 20 ha > 1 ha
Autorisation Déclaration
6.1.0 Travaux prévus par les collectivités et
utilisant une DIG* (art. L 211-7 du Code de l’Environnement) d’un montant :
> ou = à 1 900 000 € > ou =à 160 000 €
mais < à 1 900 000 €
Autorisation Déclaration
6.4.0
Création d’une zone Imperméabilisée supérieure à 5 ha d’un seul tenant, à
l’exception des voies publiques affectées à la circulation
Autorisation
38
Annexe 7. Synthèse des capteurs utilisés et comparaison des coûts avec un préleveur automatique
Tableau 10 : Synthèse des capteurs utilisés
Capteurs Sites Points Nombres/points TOTAL
POCIS
Bordeaux Lac 4 4 16
Jalle 4 4 16
Blanc 2 1 2
Total
34
LDPE
Bordeaux Lac 4 4 16
Jalle 4 4 16
Blanc 2 1 2
Total
34
DGT
Bordeaux Lac 4 6 24
Jalle 4 6 24
Blanc 2 1 2
Total
50
Ce tableau représente l’ensemble des capteurs utilisés pour une campagne de mesure comprenant l’ensemble des
points des deux sites étudié : le lac de Bordeaux et la Jalle du sable. Deux capteurs sont installés par période
d’échantillonnage (réplicas n=2).Pour les POCIS et LDPE comme il y a deux périodes d’échantillonnage (7 et 14 jours)
quatre capteurs par points sont installés. Pour les DGT, il y a trois périodes d’échantillonnage (1,7 et 14 jours) soit six
capteurs installés. Des blancs ont été réalisés pour connaître les contaminations possibles en dehors de la période
d’échantillonnage, il y en a un pour chaque capteur par sites.
Tableau 11 : Coût des dispositifs d'échantillonnage
Echantillonnage passifs Echantillonnage classique
DGT LDPE POCIS
préleveurs automatique
sondes débitmètres
téflon (tuyau
et bidon) accessoires
Coûts unitaire (€) 20 40 40 6 110,75 3 517,3 289,67 520,65
Nombres/points 6 4 4 1 1 1 1
Total (€) 120 160 160
Total final (€) 440 10 148,7
Ce tableau montre les prix de l’échantillonnage pour un point de mesure avec des capteurs passifs et avec un
préleveur automatique. Ici, seul le prix d’achat du matériel, ni les analyses ni la main d’œuvres ne sont pas prises en
compte, pour comparer l’investissement pour le matériel. Les capteurs passifs apportent deux avantages non
négligeables. Le prix pour un point de mesure est nettement avantageux pour les capteurs (23 fois moins cher pour
un point de mesure). De plus, le préleveur automatique ne peut réaliser qu’un point de mesure à la fois,
contrairement aux capteurs passifs qui pour un coût toujours inferieur peuvent échantillonner différents points d’un
site pour une meilleur analyse du milieu.
39
Annexe 8. Bassin versant de Bordeaux-Lac
Figure 30 : Bassin versant de Bordeaux-Lac (source Agence de l’Eau Adour-Garonne)
N
0,8 km Bassin versant du lac
40
Annexe 9. Bassin versant de la Jalle
Figure 31 : Bassin versant et réseau hydrographique (source SOGREAH et GEREA, 2007)
41
Annexe 10. Variation du débit de la Jalle
Cantinolle est une station d’épuration situé en amont de l’exutoire du collecteur étudié. Ce graphique montre
l’évolution du débit (moyen, minimum et maximum) sur l’année de la Jalle de Blanquefort calculé sur deux ans (2009
et 2010) avec les données de Lyonnaise des Eaux. Les débits minima et maxima représentent les valeurs extrêmes
enregistrées sur le mois ; le débit moyen étant la moyenne des débits mesurés en continue sur un mois.
Le débit minimum varie entre 0,5m3/s durant les périodes sèches (étiage) à 1m3/s. Le débit maximum s’explique par
des événements pluvieux ou neigeux en amont, les débits enregistrés montent alors jusqu’à 8m3/s. En moyenne sur
l’année le débit de la Jalle Blanquefort est compris entre 0,5m3/s et 2,5m3/s. Entre juillet et octobre le débit
minimum est voisin du moyen montrant les faibles quantités de pluies sur ces mois lors des deux dernières années.
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
4,50
5,00
5,50
6,00
6,50
7,00
7,50
8,00
dé
bit
en
m3
/s
débit moyen débit min débit max
Figure 32 : Débit de la Jalle à Cantinolle (source Lyonnaise des Eaux)
42
Annexe 11. Réseaux pluviaux des collecteurs des sites d’études
Figure 33 : Réseau pluviale et son bassin versant du collecteur du site de Bordeaux-Lac
Le réseau du collecteur de Bordeaux-Lac s’étend sur 5 villes : Mérignac, Eysines, le Bouscat, Bruges et Bordeaux pour une surface totale de 232,97 km². Celui de la Jalle s’étend que
sur Mérignac et Eysines et traverse Bruges pour une surface de 220,19 km².La description des fonctionnements des deux réseaux est dans le paragraphe I.2
Bordeaux-
Lac
Aéroport
Echelle : 1/48000
N
43
Figure 34 : Réseau pluviale et son bassin versant du collecteur du site de la Jalle du sable
Aéroport
Bordeaux-
Lac
Echelle : 1/48000
N
44
Annexe 12. Méthode utilisée pour calculer l’occupation des sufances drainées par le collecteurs et
détails des surfaces par SBVEP
Le calcul des surfaces a été réalisé à l’aide d’un logiciel SIG : APIC. Ce logiciel permet de calculer automatiquement
les surfaces des polygones. Le réseau d’un collecteur pluvial se découpe en SBVEP. Pour chaque SBVEP, des
polygones correspondant aux diffèrentes surfaces ont été tracés manuellement en s’aidant de l’orthoplan. La
somme des polygones a ainsi donné, avec une présicion de l’ordre de 0,5%, l’occupation de la surface en fonction
des zones choisies. La présision a été calculéeentre la diffèrence de la surface du bassin versant et la surface total
des polygones tracées dans ce bassin. Elle est exprimée dans le tableau suivant en pourcentages.
Tableau 12 : Répartition des surfaces en fonction des SBVEP
collecteur du Lac Zones %
Bassin versant Surface km² Agricoles Non construites Résidentielles Routes
parking
Industrielles
commerciales incertitude %
BAS BOUSCAT 0,78 0,0 12,1 71,2 16,7 0,0 0,2
BAS BOUSCAT SEPARATIF 0,34 0,0 12,2 66,4 21,4 0,0 0,2
BONNAOUS 0,38 0,0 0,0 86,3 13,7 0,0 0,2
BOUSCAT 0,74 0,0 6,6 79,8 13,6 0,0 0,2
CLIMENET 0,74 0,0 11,9 72,0 16,2 0,0 0,2
JALLE AMONT 7,80 0,0 81,1 0,0 5,4 13,5 0,3
LAUZUN AMONT 1,45 0,0 40,3 28,2 16,6 14,9 0,4
LIBERATION 2,25 0,0 1,4 81,8 14,1 2,7 0,4
LIMANCET AMONT 5,45 0,0 18,5 71,3 9,7 0,4 0,8
LIMANCET AVAL 2,94 0,0 35,8 52,5 10,8 0,9 0,4
LIMANCET JALLE 0,74 0,0 72,9 12,5 7,0 7,6 0,1
ROCADE DEVEZE 1,03 2,7 15,4 23,8 44,6 13,5 0,4
ROCADE NORD 8,95 0,0 40,8 11,8 19,4 28,0 0,6
ROCADE ONTINES 0,41 0,0 19,2 0,0 35,3 45,6 0,3
TOTAL 34,00 0,1 40,3 32,8 14,3 12,6 0,5
collecteur de la Jalle du sable Zones
JALLE AMONT 7,80 0,0 81,1 0,0 5,4 13,5 0,3
ROCADE DEVEZE 1,03 2,7 15,4 23,8 44,6 13,5 0,4
ROCADE LIMANCET 0,39 0,0 7,2 65,6 27,2 0,0 0,2
ROCADE NORD 8,95 0,0 40,8 11,8 19,4 28,0 0,6
ROCADE ONTINES 0,41 0,0 19,2 0,0 35,3 45,6 0,3
TOTAL 18,57 0,1 55,2 8,4 15,4 20,9 0,45
45
Annexe 13. Protocole déploiement des capteurs passifs (amélioré de l’Université de Bordeaux 1)
Des capteurs serviront de blanc lors de l’étude ; ces blancs suivent les mêmes étapes que les autres capteurs mais ne
sont pas insérés dans le milieu. Les blancs permettront de calculer l’incertitude due aux contaminations possibles
lors des phases de fabrication, de transport, de prélèvement ou d’analyse.
Précaution pour toutes les étapes : les personnes manipulant les capteurs doivent s’assurer d’avoir les mains
propres, ne pas fumer, ne pas porter de lotions avec des produits chimiques et porter des gants sans talc de
préférences en vinyles ou en latex.
Avant le déploiement:
Les capteurs passifs sont conservés au froid à 4°C, les LDPE dans une boite hermétique et les autres dans des sachets
(un sachet ou une boîte pour 2 réplicas). La chaîne du froid doit être conservée jusqu’au déploiement. D’ici cette
étape aucun contact ne doit avoir lieu avec les membranes (conserver les capteurs dans les sachets ou boites
fermés.)
Le déploiement :
Les capteurs, une fois sortie de leur dispositif de transport doivent être le plus rapidement installés dans le panier
(sauf les blancs qui sont uniquement ouverts et refermés dans leur sachet). Lors de cette étape, il faut bien prendre
des précautions pour ne pas toucher les zones d’échantillonnage des capteurs en s’aidant des partie métallique du
POCIS, en plastique du DGT ou des boucles aux extrémités des LDPE. Le panier avec les capteurs est ensuite placé
dans l’eau. Dans le meilleur cas, le panier doit être situé dans un lieu protégé des rayons du soleil, de toutes sources
d’encrassement et de zones de turbulence comme des bulles. Le positionnement des capteurs dans le milieu doit
être également choisi en fonction des sources potentielles de pollution. En effet, il est déconseillé de mettre les
capteurs à proximité des sources de pollutions, métalliques pour les DGT, organiques pour les LDPE et POCIS (NF EN
ISO 5667-23, 2011). L'immersion totale du panier est nécessaire pour assurer une totale immersion du capteur, lors
du choix d’implantation des capteurs il faut veiller à la possible variation du niveau des eaux pour qu’il reste toujours
immergé.
Après le déploiement :
Préparer avant de retirer les capteurs, les sachets qui serviront pour le transport. Les capteurs sont rincés à l’eau
ultra-pure avant de les mettre dans les sachets. Le moins d’eau et d’air possible doit être introduit dans les sachets.
Chaque sachet doit être marqué (type capteur, lieu + point de mesure, date).Les POCIS doivent être enveloppés de
feuilles d’aluminium traitées avant de les mettre dans un sachet. Les capteurs sont transportés dans une glacière et
stockés au froid à 4°C avant analyse.
46
Annexe 14. Fiche pour échantillonnage
I Conditions de terrain :
1 Localisation du prélèvement :
Site (Bordeaux-Lac, Jalle…) :
Lieu (collecteur, amont….) :
2 Date
Prélèvement effectué : du……………………………………………….au……………………………………………….
heure : de……………………………………………….à………………………………………………….
3 Climatologie
1 = sec ensoleillé 2 = sec couvert 3 = humide
4 = pluie 5= orage 6 = gel
Semaine précédente : � Manipulation : �
4 Hydrologie
1 = inconnu 2 = pas d’eau 3 =flaques 4 = basses eaux
5= moyennes eaux 6 = lit plein 7 = crue
Semaine précédente : � Manipulation : �
5 Description du lieu
début de manipulation fin de manipulation
oui non oui non
Homogénéité des eaux :
Irisation sur l’eau
(hydrocarbures) :
Mousses détergents :
Mousses organiques :
Débris végétaux :
Précisions :
Précisions :
Autres précisions :
(plastiques, odeurs…)
47
II Mesure de terrain :
début de manipulation fin de manipulation
Température de l’eau : de l’air : eau : air : eau : air :
Saturation en oxygène:
oxygène dissous
Conductivité (20 ou 25°C) :
pH :
Hauteur de l’eau (cm) :
Débit (L/s) :
Sens du vent
III commentaires :
48
Annexe 15. Bouteille de prélevement
Pour la réalisation des prélèvements en profondeur, une bouteille de prélèvement de type Niskin a été utilisée.
Certaines parties de la bouteille sont en caoutchouc (câble reliant les clapets), en polyéthylène (clapets) ou en métal
(prise, butoir, messager, collier) et peuvent présenter des risques de contaminations de nos échantillons.
Figure 35 : Bouteille prélèvement en profondeur type Niskin
L’utilisation se fait en trois étapes :
Etape 1 : rinçage de la bouteille
Pour minimiser les contaminations, la bouteille est lavée à l’eau « ultra-pure ».
Etape 2 : plongée de la bouteille
Les clapets sont naturellement en position fermés à cause du câble en caoutchouc qui les relie. Les clapets des
extrémités (partie blanche) de la bouteille sont maintenues ouverts comme sur la figure 36 par un crochet au niveau
du butoir où sont attachées les boucles reliées par un câble aux clapets. La bouteille est ensuite plongée dans l’eau
et descendue à la profondeur voulue. A cette profondeur la bouteille est rincée en réalisant des mouvements de
balancier, pour rincer l’intérieur de la bouteille qui a été au contact d’eaux de profondeurs inférieures. Une fois la
bouteille rincée, le messager (figure 35) est placé sur la corde en nylon et lâché. En bout de course, il choquera une
partie de la bouteille (butoir) qui libère les clapets et emprisonnera un échantillon d’eau.
Etape 3 : récupération de l’échantillon
La bouteille est ensuite remontée. L’échantillon contenu dans la bouteille sert ensuite à remplir des flacons grâce
aux robinets situés aux extrémités. Un peu d’eau est laissé couler dans un premier temps pour rincer le robinet avant
de la prise d’échantillon.
Messager
Clapet
Butoir
Règle 15cm
Boucles du câble
Figure 36 : A droite la bouteille en position ouverte, à gauche en position fermée suite à l'impact du messager
49
Annexe 16. Essai de fixations des paniers sur le site de la Jalle
Un essai de fixation du panier à été réalisé sur le collecteur de la Jalle au niveau d’un regard (figure 37) qui se trouve
à en environ 65 mètres sa sortie dans la Jalle. Ce test a permis de déterminer une méthode de fixation pour le panier
dans un collecteur.
La fixation du panier a été réalisée à l’aide de crochets implantés dans le béton du regard (figure 38), et avec des
câbles en nylons. Le panier a été recouvert d’un filet pour limiter l’impact des matières en suspension. Le piège à
canard est enroulé dans le filet qui est serti via des colliers Colson (utilisé uniquement pour le test).
Des colliers Colson sont utilisés pour réaliser les boucles servant d’attaches pour le câble en nylon. Celui-ci passe par
les boucles de chaque extrémités, ceci assure une meilleure stabilité au panier lorsqu’il est suspendu aux crochets et
dans l’eau. Le panier est alourdi (poids) pour éviter qu’il flotte. Le panier est ensuite descendu dans le collecteur.
Pour permettre un meilleur écoulement de l’eau au travers du panier et ainsi une meilleure résistance de celui-ci au
débit du collecteur, le panier est placé parallèlement au collecteur. Finalement le panier est situé à environ 40 cm
sous la surface de l’eau et ne touche pas le fond.
Regard Trappe tampon
Crochet
Câble en nylon
Figure 38 : Attache (crochet et câble en nylon)
Figure 37 : Regard au niveau du collecteur de la Jalle du sable
50
Annexe 17. Calcul des normes de qualité environnementales pour les métaux
Certaines normes pour les métaux prennent en compte le bruit de fond géochimique. Celui-ci correspond à la
concentration en un élément présente naturellement dans l’environnement. Localement ces valeurs sont difficiles à
déterminer car il faut une zone non impactée par l’homme. Les valeurs ont été prises sur une étude réalisée sur
l’Europe par FOREGS Geochemistry Working Group. Le zinc et le cadmium ont des normes en fonction de la dureté
de l’eau. Celle-ci est calculé avec la présence des ions magnésium et calcium dans l’eau (tableau 13).
Tableau 13 : dureté de l’eau du lac et de la Jalle du sable
dureté mgCaCO3/L dureté mgCaCO3/L
Bordeaux Lac Jalle du sable
Ponton 142,6 Route départementale 102,2
Collecteur 142,8 Collecteur 117,1
Bouée -1m 143,1 Voie ferée 104,8
Bouée -6m 145,4 Réserve nationale 105,2
A ces dureté de l’eau correspond une classe pour le cadmium (ici classe 4 : 0,15 µg/L : annexe 1) ou une valeur pour
le zinc (7,8 µg/L : annexe 2).
Tableau 14 : Détermination des normes pour les métaux
Métaux Cr Co Cd Zn Pb Ni Cu
normes NQE-MA
0,15
7,2 20
µg/L NQE-
CMA 0,9
NQEp
Bruit de fond géochimique +
3,4
Bruit de fond géochimique +
0,3
Bruit de fond géochimique +
7,8
Bruit de fond géochimique +
1,4
bruit de fond 0,28-0,38 0,29-0,41 0,01-0,016
2,68-4 0,093-0,16
2,51-3
0,88-1,2
NQEp + bruit 3,68-3,78 0,59-0,71
10,48-11,8
2,28-2,6
51
Annexe 18. Les paramètres classiques non utilisés pour juger l’état écologique des masses d’eau
An niveau du lac de Bordeaux la différence entre les points pour la DCO les MES et la conductivité n’ont pas de
variations significatives. Les grilles sur SEQ eau donnait un indice de qualité maximal pour des valeurs inférieures à
20 mgO2/L. Celles du lac sont supérieures et indiquent une possible pollution par des matières oxydables. La teneur
en MES est faible pour tous les points. La teneur en MES était un paramètre retenue pour la juger la qualité des eaux
pour les loisirs (école de voile et d’aviron). La limite de 25mg/L n’est ici pas dépassée. La conductivité au niveau du
collecteur est plus élevée que celle des points du lac, signe d’un apport de pollution.
Tableau 15 : Autres paramètres classiques
Lac de Bordeaux Ponton Collecteur Bouée -1m Bouée -6m
DCO (mgO2/L) ≤31 (1,41) ≤34,00 (5,46) - -
MES (mg/L) 4 (1,41) 3,50 (0,71) - -
Conductivité (µS/cm) 372 (12,09) 430,6 (90,2) 375,6 (16,7) 373 (16,1)
Jalle du sable Route
départementale Collecteur Voie ferrée Réserve naturelle
DCO (mgO2/L) ≤38,00 (11,31) ≤36,33 (10,97) ≤38,50 (12,02) ≤37,00 (9,90)
MES (mg/L) 5,00 (0) 5,67 (1,15) 6,25 (2,47) 6,50 (2,12)
Conductivité (µS/cm) 411,6 (46,71) 437,2 (44,64) 405 (39,67) 400,6 (50,03)
Entre parenthèse = écart-type.
Pour la Jalle du sable les valeurs pour les DCO des différents points sont du même ordre de grandeur et parfois
inférieures à la limite de quantification (<30mgO2/L). Plus la DCO est faible plus la consommation en O2 pour
dégrader les matières oxydables est faible. Or l’oxygène est essentiel pour le cycle de la vie. Pour un cours d’eau la
DCO doit être faible. Les valeurs obtenues pour la Jalle du sable montrent une possible pollution (>20mg/L). Mais
celle-ci est déjà présente au niveau de la route. Pour les MES, il y a une légère augmentation de l’amont vers l’aval
du cours d’eau. Le cours d’eau est peu turbulent au niveau du pont (dépôt visible dans le lit) contrairement au point
de la réserve. Les MES ont pour origine l’érosion des sols, mais peut également avoir des origines organiques,
comme les organismes présent dans la colonne d’eau. Les valeurs pour les MES sont très faibles et serait classées en
bonne qualité selon le SEQ eau. La conductivité est légèrement supérieure au niveau du collecteur, peut être
caractéristique d’un apport de pollution de celui-ci, mais l’écart n’est pas significatif lorsque les valeurs sont
comparées avec les autres points en prenant en compte les écart-types.
52
Bibliographie
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- INERIS : http://www.ineris.fr/
- INRS : http://www.inrs.fr/
53
Résumé
La Directive Cadre sur l’Eau a pour objectifs la surveillance et la gestion des eaux, la réduction des rejets de substances inscrites dans l’annexe X de la DCE, et l’atteinte au « bon état écologique » à l’horizon 2015. Les sources de pollution des eaux de ruissellement sont multiples : atmosphériques (retombées sèches et humides), par le lessivage du sol à l’échelle du bassin versant (routes, trottoirs, toitures, etc.) et des collecteurs. Les polluants peuvent avoir des impacts sur le milieu naturel (eutrophisation, toxicité, mortalité, risques sanitaires, etc.) non négligeables. Le suivi des micropolluants est un élément majeur pour connaître la qualité des masses d’eau. Actuellement le suivi des micropolluants, par les techniques d’échantillonnages classiques, est coûteux et l’information souvent parcellaire (peu de points de mesures et fréquences d’analyses faibles). C’est dans un contexte de crise que devra être abordé, sans augmentation des moyens financiers, la mise en place de techniques d’échantillonnages. Ces technologies devront permettent d’avoir une bonne représentativité de la qualité des cours d’eau. L’utilisation de capteurs passifs est l’une des techniques d’échantillonnages potentielle. La représentativité des échantillonneurs passifs doit être scientifiquement validée. Le suivi de la qualité sur deux sites d’études : le lac de Bordeaux et la Jalle du sable sera abordés. Mots clés : Bordeaux, DCE, micropolluants (métaux, organiques), capteurs passifs
The Water Framework Directive aims to improve the monitoring and water reduce the release of chemicals listed in Annex X of the WFD, and obtain the "good ecological status" by 2015. There are lots of stormwater pollution sources: atmospheric (wet and dry deposition), the leaching across the watershed (roads, sidewalks, roofs, etc.), and collectors. The impact on the environment could be significant (eutrophication, toxicity, mortality, health risks, etc.). Nowadays, the quality of mass water depends on the micropollutants monitoring. However, the conventional sampling techniques are expensive and often give often fragmented information (regardless of measurement points and low frequency analysis). Because of the current context of crisis, we need to improve the sampling techniques, without increasing the financial resources. The use of passive sensors could be one of the potential sampling techniques Nevertheless, the representativeness of passive samplers remains to be scientifically validated the quality of the monitoring on two study sites: the lake of Bordeaux and Jalle of sand will be discussed. Key words: Bordeaux, WFD, micropollutants (metals, organics), passive sensors