Relations entre pressions et impacts et détermination statistique des facteurs de contrôle de la qualité des cours d’eau du bassin Seine-Normandie

Résumé

Afin d’aider à l’interprétation de la réponse des cours d’eau aux pressions anthropiques sur le bassin Seine-Normandie, l’objectif est d’analyser le lien entre pressions et qualité physico-chimique et, à partir d’analyses statistiques, de proposer une hiérarchisation des facteurs naturels et anthropiques influençant la qualité biologique des cours d’eau. L’une des finalités opérationnelles est d’identifier les stations de surveillance « en limite de bon état ». S’appuyant sur les stations de surveillance de la qualité des rivières du bassin, ce travail se fonde sur un croisement des données physicochimiques et biologiques issues des réseaux de surveillance avec les données de pressions et celles relatives au contexte géographique naturel, soit plus de 2 millions de données. Les résultats obtenus soulignent la prépondérance des pressions diffuses sur le bassin avec une tendance à l’augmentation des teneurs en nitrates depuis les années 1970 tandis que les paramètres liés aux rejets urbains (orthophosphates, phosphore total, ammonium, nitrites) diminuent grâce à l’amélioration des traitements épuratoires entrepris à partir des années 1990. L’impact de la réduction des pressions ponctuelles à la suite de la mise en service de stations d’épuration a pu être mis en évidence très nettement sur trois rivières situées en tête de bassin. Concernant la qualité biologique des eaux, les analyses statistiques réalisées montrent que les principaux facteurs à considérer pour l’atteinte du bon état sont les facteurs naturels relatifs aux hydro-écorégions (HER), l’indice de persistance des réseaux (IDPR), le débit des cours d’eau ainsi que les facteurs anthropiques d’occupation agricole des sols. Sur le bassin, le nombre de stations en « limite de bon état », c’est-à-dire présentant une qualité biologique actuelle suffisante et caractérisées par des facteurs naturels et anthropiques favorables pour rester au bon état (enjeu de non-dégradation) ou l’atteindre dans les années à venir est de 158 (sur un total de 405 stations de surveillance, soit 39%). Concernant les stations présentant de faibles aptitudes au maintien ou à l’atteinte du bon état (61% des stations), des études sur des objectifs de la directive cadre sur l’eau (DCE) moins stricts pourraient être envisagées.

Abstract

To understand the rivers response to human pressures within the Seine-Normandy basin, the objective is to analyze the relationships between diffuse and point-source pollution and physico – chemical water quality and to propose a statistical ranking of natural and anthropogenic factors controlling biological water quality -using statistical analysis. One of the operational aims is to identify monitoring stations “at the limit of good status”. Based on monitoring stations of the quality of rivers in the basin, this work presents a cross physicochemical and biological data from monitoring networks with pressure data and those relating to natural geographic context (over 2 million data). The results show the importance of diffuse pressure within the basin with an increase – since the 70s – in the concentration of nitrate while the parameters related to urban waste water (orthophosphate, total phosphorus, ammonium, nitrite) decrease due to the improvement of sewage treatment system from the 90s. The impact of the point-source pollution reduction following the activation of waster water purification plants has been shown very clearly on three rivers located in upstream areas of the drainage basins. Concerning biological water quality, the statistical tests show that the most crucial factors to consider to achieve good status are the natural factors relating to hydroecoregions (HER), the Networks Persistence Index (IDPR), the river discharge and the anthropogenic factors of agricultural land occupation. At the scale of the Seine-Normandy basin, the number of stations “at the limit of good status”, i.e. having a sufficient biological quality and favorable natural and anthropogenic factors to stay in good status (prevent further deterioration issue) or achieve it in the coming years is 158 (total of 405 monitoring stations, i.e. 39%). Concerning the stations with low capacity to maintain or achieve good status (61% of the stations), studies on less stringent WFD objectives could be considered.