sites ateliers et pilotes concernant la

Partenariat 2011 – Plan micropolluants – Action 28

SITES ATELIERS ET PILOTES CONCERNANT

LA PROBLEMATIQUE DES CONTAMINANTS

AQUATIQUES

Premier état des lieux national Fabrizio Botta

Avril 2012

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Contexte de programmation et de réalisation Les travaux réalisés en 2011 s’inscrivent dans le cadre de l’action 28 « Bilan national des zones ateliers concernant la problématique des contaminants aquatiques » de la convention ONEMA-INERIS 2011. Les auteurs Fabrizio G. BOTTA Ingénieur "Etudes & Recherches en qualité de l'eau" INERIS Direction des Risques Chroniques Pôle "Caractérisation de l'Environnement" Unité "Chimie, Métrologie, Essais" Tél : 03-44-61-82-48 Fax : 03-44-55-82-48 Mail : [email protected] Les co-auteurs Wilfried Sanchez Ingénieur écotoxicologue INERIS Direction des Risques Chroniques Pôle "Dangers et impact sur le vivant" Unité d’écotoxicologie in vitro et in vivo Les correspondants INERIS ; Christine Feray Mission Eau Direction des Risques Chroniques ONEMA : Pierre-François Staub ONEMA-DAST Chargé de Mission Chimie des Milieux Aquatiques Le Nadar Hall C 5 square Nadar 94300 Vincennes FRANCE 33-1-45-14-31-59 cell 33-6-43-48-96-83 Référence du document : Botta F. (2012) Sites ateliers et pilotes concernant la problématique des contaminants aquatiques, Premier état des lieux national. Rapport Final Convention INERIS-ONEMA 2011, pp. 83

Approbation INERIS Approbation ONE MA

M. Nicolas ALSAC Direction DRC

24/05/2012

M. Pierre-François Staub

Direction DAST 01/06/2012

Droits d’usage : accès libre Couverture géographique : Niveau géographique

National

Niveau de lecture Nature de la ressource

professionnels, experts document,

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PRÉAMBULE

Le présent rapport a été établi sur la base des informations fournies à l'INERIS, des données (scientifiques ou techniques) disponibles et objectives et de la réglementation en vigueur.

La responsabilité de l'INERIS ne pourra être engagée si les informations qui lui ont été communiquées sont incomplètes ou erronées.

Les avis, recommandations, préconisations ou équivalent qui seraient portés par l'INERIS dans le cadre des prestations qui lui sont confiées, peuvent aider à la prise de décision. Etant donné la mission qui incombe à l'INERIS de par son décret de création, l'INERIS n'intervient pas dans la prise de décision proprement dite. La responsabilité de l'INERIS ne peut donc se substituer à celle du décideur.

Le destinataire utilisera les résultats inclus dans le présent rapport intégralement ou sinon de manière objective. Son utilisation sous forme d'extraits ou de notes de synthèse sera faite sous la seule et entière responsabilité du destinataire. Il en est de même pour toute modification qui y serait apportée.

L'INERIS dégage toute responsabilité pour chaque utilisation du rapport en dehors de la destination de la prestation.

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SITES ATELIERS ET POLLUTION CHIMIQUES DES MILIEUX A QUATIQUES

Rapport Final

Fabrizio Botta

SOMMAIRE

Résumé ............................................ ....................................................................................................... 9

Synthèse pour l’action opérationnelle ............. ................................................................................. 12

1. INTRODUCTION .................................................................................................................... 15

1.1. Terminologie ...................................... ................................................................................... 15

1.2. Relation entre les bassins versants pilotes et les schémas de gestion ........................ 16

2. DESCRIPTION DE L’ACTION 2012 ...................... ............................................................... 17

2.1. Lignes directrices du Comité de Pilotage .......... ............................................................... 17

3. Méthodologie de travail : prise de contact, échange et retour d’expérience ................ 19

3.1. Descriptif de LA METHODE BIBLIOMETRIQUE SUR INTERNE T PAR MOTS CLEFS ... 19

3.2. Descriptif des questionnaires ..................... ........................................................................ 22

4. LES BASSINS VERSANTS PILOTES IDENTIFIES PENDANT l’E TUDE ........................... 25

4.1. Bassin versant pilote de la Moselle ............... .................................................................... 29

4.2. Bassin versant pilote « Agri Lorrains » ........... .................................................................. 30

4.3. Bassin Pilote Meurthe-Nancy ....................... ...................................................................... 31

4.4. Bassin versant pilote Vallée de la Fensch ......... ............................................................... 32

4.5. Bassin versant pilote de la Deûle ................. ...................................................................... 33

4.6. Bassin versant pilote de l’Orge ................... ....................................................................... 34

4.7. Bassin versant pilote de l’Orgeval ................ ..................................................................... 35

4.8. Bassin versant pilote OPUR ........................ ....................................................................... 36

4.9. Bassin versant pilote de la Vesle ................. ...................................................................... 38

4.10. Bassin versant pilote Seine Aval .................. ...................................................................... 39

4.11. Bassin versant pilote Sioule ...................... ......................................................................... 41

4.12. Bassin versant pilote Loire-Estuaire .............. .................................................................... 42

4.13. Bassin versant pilote AgrHys ...................... ....................................................................... 43

4.14. Bassin versant pilote ONEVU ....................... ...................................................................... 44

4.15. Bassin versant pilote Adour-Estuaire .............. .................................................................. 45

4.16. Bassin versant pilote Isle ........................ ............................................................................ 47

4.17. Bassin pilote Auradé, Bassin versant du Montoussé . ..................................................... 48

4.18. Bassin pilote OTHU (sites de Cassieu et Ecuilly) .. ........................................................... 50

4.19. Bassin versant pilote OSR ......................... ......................................................................... 51

4.20. Bassin pilote Delta du Rhône-Camargue ............. ............................................................. 52

4.21. Bassin versant pilote Ardières – Morcille (SAAM) .. ......................................................... 54

4.22. Bassin pilote SIPIBEL ............................. ............................................................................. 55

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4.23. Bassin pilote Montpellier, émissaire en mer STEP .. ........................................................ 56

4.24. Bassin VERSANT pilote Drôme ....................... ................................................................... 57

4.25. Bassin pilote Estuaire de la Gironde (action INERIS -ONEMA 2012) .............................. 59

4.26. Bassin pilote Arcachon (action INERIS-ONEMA 2012) . ................................................... 61

4.27. Bassins versant pilotes sans retour du questionnair e .................................................... 63

5. RESULTAT GLOBAUX DE L’ENQUETE ..................... ........................................................ 65

5.1. Gouvernance des sites ............................. ........................................................................... 65

5.2. Organismes avec un double volet : financeurs et act eurs de terrain ............................ 65

5.3. Organismes de recherche engagés ................... ................................................................ 65

5.4. Relation entre les bassins versants pilotes et les SAGE................................................. 66

5.4.1. Récapitulatif des enjeux .......................... ............................................................................ 66

5.5. La thématique des micropolluants au sein des différ ents BVP ...................................... 70

5.5.1. Axes de recherche ................................. .............................................................................. 70

5.5.2. Famille de molécules étudiées ..................... ...................................................................... 70

5.5.2.1. Les micropolluants minéraux ....................... .............................................................. 71

5.5.2.2. Les micropolluants organiques ..................... ............................................................. 71

5.5.2.3. Les micropolluants organométalliques .............. ....................................................... 71

5.6. Outils innovants .................................. ................................................................................. 71

5.6.1. Capteurs passifs .................................. ................................................................................ 71

5.6.2. Outils biologiques ................................ ................................................................................ 72

5.7. Sources et types de financements .................. ................................................................... 73

5.8. Evaluation de la faisabilité de dispositifs non enc ore éprouvés sur le terrain ............. 74

5.8.1. Dispositifs permettant de réduire les pollutions .. ............................................................ 74

5.8.1.1. Bassin versant pilote Ardières Morcille ........... .......................................................... 75

5.8.1.2. Bassin versant pilote d’Auradé ................................................................................... 75

5.8.1.3. Bassin versant pilote ORGEVAL ................................................................................ 75

5.8.1.4. Bassin versant pilote ORE Agrhys ............................................................................. 75

5.8.1.5. Bassin versant pilote SIPIBEL .................................................................................... 75

5.8.1.6. Bassin versant pilote de la Vesle ................................................................................ 75

5.8.2. Dispositifs de suivis des pressions ou des impacts ........................................................ 76

5.8.2.1. Bassin versant pilote de l’Isle ..................................................................................... 76

5.8.2.2. Bassin versant pilote de la Sioule .............................................................................. 76

5.8.2.3. Bassin versant pilote ORE AgrHys ............................................................................. 76

5.8.2.4. Bassin versant pilote de la Deûle ............................................................................... 76

5.8.2.5. Bassin versant pilote de la Vesle ................................................................................ 76

5.8.2.6. Bassin versant pilote de Fensch ................................................................................ 76

5.8.2.7. Bassin versant pilote de l’Adour ................................................................................ 76

5.8.2.8. Bassin versant pilote SIPIBEL .................................................................................... 76

5.9. Evaluation de l’impact de mesures prises .......... .............................................................. 77

5.9.1. Bassin versant pilote de la Drôme (En projet) ................................................................... 77

5.9.2. Bassin versant de l'Orge .......................... ........................................................................... 77

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5.9.3. Bassin versant d’OPUR ............................. .......................................................................... 77

5.9.4. Bassin versant ONEVU .............................. .......................................................................... 78

5.9.5. Bassin versant pilote de L’Orgeval (en projet) .................................................................. 78

5.9.6. Bassin versant pilote de l’AURADE ................. .................................................................. 78

5.9.7. Bassin versant pilote ARDIERES-Morcille ........... ............................................................. 78

5.9.8. Bassin versant pilote de la Meurthe ............... .................................................................... 79

5.9.9. Bassin versant pilote de Seine Aval ............... ................................................................... 79

5.9.10. Bassin versant pilote de SIPIBEL .................. ..................................................................... 79

6. CONCLUSION ....................................................................................................................... 81

7. PERSPECTIVES .................................................................................................................... 82

8. BIBLIOGRAPHIE ..................................... .............................................................................. 82

ANNEXE 1 Cadrage du travail du Comité de Pilotage d e l’étude Ineris, 18 avril 2011…… ……. .85

ANNEXE 2 Compte-rendu de la première réunion du Com ité de Pilotage de l’étude INERIS sur les bassins pilotes dans le cadre des Plans Micropo lluants et Résidus de Médicaments dans les eaux. Vincennes, 18 avril 2011 88

ANNEXE 3 Compte-rendu de la seconde réunion du Comi té de Pilotage de l’étude INERIS sur les bassins pilotes dans le cadre des Plans Micropo lluants et Résidus de Médicaments dans les eaux. Vincennes, 7 octobre 2011 94

ANNEXE 4 Historique et objectifs des zones ateliers en France ........................................ ........... 97

ANNEXE 5 LES BASSINS VERSANTS PILOTES AERM ........ ........................................................... 98

ANNEXE 6 LES BASSINS VERSANTS PILOTES AEAP ........ ......................................................... 105

ANNEXE 7 LES BASSINS VERSANTS PILOTES AESN…… ………………………………………….109

ANNEXE 8 LES BASSINS VERSANTS PILOTES AELB ........ ......................................................... 143

ANNEXE 9 LES BASSINS VERSANTS PILOTES AEAG ........ ......................................................... 155

ANNEXE 10 LES BASSINS VERSANTS PILOTES AERMC ...... ...................................................... 187

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LISTE DES FIGURES Figure 1 : Terminologie et échelles des zones ...................................................................... 15 Figure 2: Cartographie du bassin versant pilote de la Moselle (source : http://www.ensic.inpl-nancy.fr/Zam/index_fr.html) . .......................................................... 29 Figure 3 : Bassin versant pilote de l'ORGE et territoire de l'action Phyt'Eaux Cités (source Botta et al., 2012) ....................................................................................................... 34

Figure 4 : Bassin versant pilote de l'Orgeval (source : site ORACLE) ............................. 35

Figure 5 : Sites expérimentaux du bassin versant pilote d'OPUR (source : plaquette phase 3 OPUR) ....................................................................................................................... 36

Figure 6 : Carte des différents sites terrestres ou aquatiques étudiés sur le bassin versant de la Vesle dans les différents programmes (source : M. Couderchet) ............................. 38

Figure 7 : Périmètre du bassin versant pilote Loire-Estuaire ............................................ 42

Figure 8 : Localisation du bassin versant pilote ORE AGRHYS (source : site de l'ORE) .................................................................................................................................................. 43

Figure 9 : Localisation du bassin versant pilote ONEVU (source : http://www.irstv.fr/) 44

Figure 10 : Localisation des points de prélèvements dans le bassin versant pilote Adour Estuaire (source Duran et al., 2008) ..................................................................................... 46 Figure 11 : Vue du bassin versant pilote (source : site M. Probst) .................................... 49

Figure 12 : Sites expérimentaux du bassin versant pilote OTHU (source : site de l'OTHU) ................................................................................................................................... 50

Figure 13 : Schéma du bassin versant pilote SAAM (source : site ZABR) ....................... 54

Figure 14 : Schéma du site SIPIBEL (source : plaquette syndicat de Bellecombe) ......... 55

Figure 15 : Bassin versant pilote de la Drôme (source : ZABR) ........................................ 57

Figure 16 : nombre minimal d’organismes qui travaillent sur les bassins versants pilotes .................................................................................................................................................. 66

Figure 17 : Nombre des Bassins versants pilotes financées par les différents organismes. .................................................................................................................................................. 73

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REMERCIEMENTS Ce travail n’aurait pas vu le jour sans l’énorme effort et la collaboration des personnes suivantes que l’INERIS tient à remercier : G. Boquené (IFREMER) J.M.Mouchel (UPMC) M. Chevreuil (EPHE) G.Chebbo (ENPC) R. Molleiron (ENPC) M. Fantino (ENS) M. Coquery (IRSTEA (ex CEMAGREF)) A. Clemens (ZABR) Y. Perrodin (ENTPE) A. Geffard (Univ. Reims) M. Couderchet (Univ. Reims) B. Prudhomme (GIP Loire Estuaire) D.Amouroux (Univ. Pau) V. Gouy (IRSTEA (ex CEMAGREF)) S. Dousset (Univ. Nancy) A. Roch (Syndicat Annemasse) E. Brelot (GRAIE) M.N.Pons (ENPC) G.Tallec (IRSTEA (ex CEMAGREF)) J.L.Probst (Univ. Toulouse) S. Barraud (INSTA) H. Roche (Univ. Paris 11) F. Geret (Univ. Toulouse) E. Montargis-P. (Univ. Nancy) M.Benoit (INRA) P. Faure (Univ. Nancy) G. Billon (Univ. Lille) A. Jaffrezic (INRA) V. Ruban (ENPC) S. Chiron (Univ. Montpellier) E. Roque d'Orbcastel (IFREMER) D. Munaron (IFREMER) Courtin Nomade (Univ. Limoges) C. Minier (Univ Le Havre) T. Morvan (INRA) B.Lebot (EHESP) N.Baran (BRGM) B. Clement (CNRS Lyon) Y. Perrodin (ENTPE) N. Carcaud (INRA) H.Budzinski (EPOC) M.H.Devier (EPOC) P.Labadie (EPOC)

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Rapport Final

Fabrizio Botta

Résumé Résumé Le plan d’action national pour la lutte contre la pollution des milieux aquatiques et le plan national sur les résidus de médicaments dans l’eau prévoient tous deux l’utilisation de sites « ateliers » ou « pilotes » afin de focaliser les efforts de recherche autour des attentes des gestionnaires de l’environnement. La présente action a pour objectif i) d’établir un inventaire national de tels bassins versants pilotes traitant des pollutions des milieux aquatiques, et ii) de définir leur périmètre géographique et thématique. Ce travail permettra de disposer d’un panorama initial en vue de l’identification de thèmes à intensifier à l’avenir dans le cadre des plans nationaux cités ci-dessus, et apportera des éléments sur les modalités de fonctionnement à privilégier pour d’éventuels futurs sites pilotes dédiés au sujet des micropolluants aquatiques. Cet inventaire a été réalisé par l’INERIS, et encadré par un comité de pilotage dédié. La méthodologie retenue s’appuie sur une analyse bibliographique associée à la prise de contact avec des personnes ressources préalablement identifiées. Dans un second temps, un questionnaire est utilisé afin de documenter de manière homogène chaque bassin versant pilote en termes de pérennité, de mode de financement, de transférabilité des résultats ou encore de partenariats. 29 bassins versants pilotes s’intéressant à la contamination des milieux aquatiques par les micropolluants et/ou aux effets de cette contamination ont ainsi été identifiés. Les résultats de cet inventaire montrent que les thématiques principales sont abordées d’une manière large en intégrant un grand nombre de sous-problématiques sur chaque bassin. Ils montrent également la forte participation des universités et des organismes publics de recherche au sein des bassins versants pilotes. De plus, plusieurs bassins abordent déjà des questionnements en lien avec la gestion des pollutions (amélioration des techniques d’épuration, réduction à la source…). Le travail accompli se poursuivra en 2012 afin d’accroitre l’exhaustivité de cet inventaire mais aussi de mettre à disposition les résultats au travers de la création et l’animation d’un réseau on-line des bassins versant pilotes.

Mots clés (thématique et géographique) Bassins versants pilotes, zones ateliers, milieux aquatiques, micropolluants, écotoxicologie

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Rapport Final

Fabrizio Botta Abstracts

Observations from aquatic ecosystems in the 1960’s and 1970’s were the first early warnings of the widespread production and use of industrial and man-made chemicals. Since the beginning of the 1980’s, French researchers comprised that to achieve a complete understanding of sources, pathways, emissions and discharge it was necessary to study at the watershed scale. In few cases, the originality of the pilot site lies in the development of mathematical models to link the functioning of hydrosystems and the quality of water with human activity, on different spatial and temporal scales. Until now, any inventory of the overall studies was performed at the French scale. Within the promotion of the two national plans on hazardous substances and medicines reduction in water, it was necessary to have a clear picture on those pilot site activities. Consequently, the ONEMA (French national agency for water and aquatic environments) decided to finance from 2011 an inventory on the state of knowledge.

An inventory took place in 2011 on a total of 30 pilot sites at the national scale identified by previous literature investigation. Project leaders of the different pilot sites were interviewed and an inquiry was sent to the scientifically actors on the field. 4 axes of investigation were monitored:

• Description of actors on site: universities, institutes, private actors and/or water agencies;

• Description of scientifically activities: molecules, subjects, compartments, type of investigation (source, transfer, degradation, bio accumulation) and discipline, publication list;

• Possibility to extrapolate the results to other potential pilot site;

• Type of fund and longevity of a pilot site.

At the French scale, 7 regional research networks (called “zone ateliers”) were identified at biggest river scale (Seine, Garonne, Rhone, Loire, Moselle). Inside those “zone ateliers”, researchers identified smaller pilot sites with a different degree of knowledge and interest. Pilot watersheds were investigated when it was necessary to have good knowledge of the hydrology, the geology of the land cover. That type of pilot site, with a surface of 10-1000 km2, was the most identified one (more than 50%). Few pilot sites were identified on estuaries (Vilaine, Adour, Loire and Seine) or delta (Rhone Delta). Although, some research teams preferred to focus on small pilot sites, such urban site, waste water treatment plants (2 WWTPs) or agricultural parcels (pioneer of this pilot site concept), related to better knowledge of molecules inputs (tons/year) or hydrology mechanisms and discharges.

Collaborations are frequently established between universities and national research institutes. It is interesting to notice that frequently collaboration is established between organisms that are not always located in the pilot site area. Especially on small pilot sites, private companies are funding and active partners. Involvement of specialists in hydrology, law, geography and chemistry is helpful for local authorities for decision making, concerning landscaping for example. A large number of pilot sites were supported and create with the full objective to answer water agencies questioning. The hazardous substances currently studies are essentially PAHs, PCBs, Human and veterinary medicines, DEHP, endocrine disrupting chemicals and metals. Knowledge on metal transfer is very strong, while micro pollutants studies are still ongoing. Those sites are working on the comprehension of hazardous substances transfer to surface water via storm sewer or waste water sewer. The goal was to understand which molecules coming from healthcare are overlapping the treatment system and reach the aquatic environment. Globally, a strong background of climate, hydrology and landcover is documented. Recently, most of the sites are developing new ecotoxicological testing or monitoring tools (passive samplers). Interest on landscape evolution is rising, particularly on historical pilot sites.

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Extrapolation of pilot site results to other French areas seems limited to their size. However, a group of urban pilot sites already federate to create an exchange data platform, useful for modelling exercise. In most of the cases the longevity of the pilot site is strongly limited to funding duration. Usually water agencies grant more than 50% of financial support, followed by national and regional fund. Studies on pharmaceutical residues in water are frequently granted by the French agency for food, environmental and occupational health safety. A part of pilot site data always become to PhD researches.

In conclusion, a large inventory of scientifically researches, tools and data was carried out. The results display a large variability of topics, substances and disciplines at the entire French scale. This work can contribute to further exchanges between universities/institute questioning and water policy expectations. Perpetuate a great number of this pilot sites is one of the priority of the national plan on hazardous substances in water in France.

Key words : Pilot site; hazardous substances; water environment

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Rapport Final

Fabrizio Botta

Synthèse pour l’action opérationnelle

Besoin pour les autorités publiques d’acquérir et v alider les résultats sur le terrain, suivre quelques sites atelier (Action n°22 du plan national micropolluants, action C.2.4 du plan national sur les résidus de médicaments)

Le plan d’action national pour la lutte contre la pollution des milieux aquatiques et le plan national sur les résidus de médicaments prévoient tous deux l’utilisation de sites ateliers (respectivement action n°22 et action C.2.4). Ce dispositif doit permettre l’acquisition et la validation de données scientifiques en lien avec les objectifs de gestion des plans. De tels sites ont vocation à être choisis (en nombre limité), en s’appuyant sur les travaux déjà engagés et les résultats disponibles, et pour refléter les problématiques liées aux eaux douces (souterraines et de surface), aux eaux littorales et les différentes sources de pollution.

Ces sites ateliers ont en outre vocation à servir de référence, à travers une démarche intégrée d’acquisition et de validation de données scientifiques et techniques depuis la connaissance de rejets, des pressions jusqu’à l’état des milieux en passant par étude des transferts de polluants ; cela permettant la validation de méthodes d’analyse et d’outils innovants, la validation de modèles de transfert, le test en grandeur nature de certaines mesures de réduction et évaluation de leur impact, etc..La mobilisation d’équipes scientifiques et techniques pluridisciplinaires sur ces sites est indispensable.

Le retour d’expérience sur le terrain ainsi acquis permettra, une fois valorisé, de tirer des enseignements généralisables à l’échelle des bassins et de faire évoluer les actions du plan micropolluants.

Dans ce contexte, et en préalable à la mise en œuvre de ces démarches, l’objectif du présent travail aura été de faire un bilan initial s’agissant des sites ateliers déjà existants et dédiés à la problématique des micropolluants aquatiques.

Organisation du travail : le Comité de pilotage de l’étude et le travail de l’Ineris

L’ONEMA a organisé, d’abord au mois d’avril, puis au mois d’octobre 2011, la réunion d’un groupe de pilotage de l’étude Ineris avec plusieurs partenaires (la DEB, l’INERIS, des Agences de l’Eau et des organismes de recherche publics) pour fixer les lignes directrices de l’action.

Le cadrage initial du travail du Comité de pilotage (contexte et objectifs de l’action, déroulement du projet, premières suggestions d’éléments de méthode pour l’étude INERIS/ONEMA, typologie des bassins pilotes considérés en fonction de leurs finalités) est restitué en annexe 1 de ce rapport.

Les comptes-rendus des deux séances sont disponibles dans les annexes 2 et 3.

Les recherches de l’Ineris sur l’existant ont été effectuées en tenant compte des orientations fournies par ce Comité de pilotage et ont porté sur les sites, bassins atelier, etc pouvant fournir des renseignements sur les micropolluants, l’écotoxicologie, les nouvelles approches de la surveillance de milieux aquatiques, les phénomènes de transfert (air/eau, sols/eaux…), la modélisation.

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Le présent rapport, outre l’inventaire détaillé des sites investigués, propose une analyse synthétique de la gouvernance et du financement de ces sites, des thématiques qui y sont traitées en termes de d’axes de recherche, de familles de micropolluants étudiées, et de dispositifs qui y sont expérimentés (pour la réduction des pollutions, pour le suivi des pressions et impacts); il propose aussi un examen des actions d’évaluations de l’efficacité des mesures de préservation ou de dépollution qui sont mises en œuvre sur ces sites.

En annexes du document on pourra retrouver l’ensemble des sites regroupés par grands districts hydrographiques (Adour-Garonne, Seine-Normandie, Loire-Bretagne, Rhin-Meuse, Artois-Picardie, Rhône-Méditerranée et Corse).

In fine, ce travail a permis d’identifier 29 bassins versants pilotes abordant la contamination des milieux aquatiques par les micropolluants et leurs effets. Ces différents bassins versants pilotes abordent cette thématique d’une manière très large, les questions traitées étant souvent très diversifiées. De plus, nombre de ces sites ateliers abordent déjà des questions relatives à la gestion des milieux aquatiques au travers de l’amélioration des procédés d’épuration, de la réduction à la source ou encore de l’utilisation des eaux grises. Il est également à noter la forte participation des universités et des organismes publics de recherche au sein de ces actions qui en fait alors des acteurs incontournables dans les futures actions autours des bassins versants pilotes.

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Rapport Final

Fabrizio Botta

1. INTRODUCTION

1.1. TERMINOLOGIE

Il existe un grand nombre de termes au niveau national pour représenter les « sites ateliers » comme par exemple : zone ateliers, site pilotes, bassin versant pilote, sites expérimentaux, zone pilote. De ce fait, il est apparu nécessaire de bien définir pour la réalisation de ce travail, le terme « site atelier » afin de bien cadrer la problématique de l’étude ainsi que le périmètre de travail. Pour ce faire, les définitions suivantes ont été retenues en fonction des échelles de travail ainsi que des objectifs des études. Dans la figure suivante la hiérarchisation des différentes échelles de travail proposées est présentée.

Figure 1 : Terminologie et échelles des zones

En général, les zones ateliers, ZA, ont été conçues comme des plateformes de recherche interdisciplinaires sur l'environnement pour rendre compte des phénomènes complexes. Elles sont définies par un territoire régional ou autour d'une unité fonctionnelle (bassin versant pilote). Les recherches sont à la fois appliquées et fondamentales. Les zones ateliers sont issues d'un programme incitatif de recherche du CNRS nommé PEVS, Programme Transversal Environnement, Vie et Société créé en 1999.

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Un bref historique des zones ateliers peut être trouvé en Annexe 4 du présent document.

Les bassins versants pilotes sont des « zones test » de la taille d’un bassin versant. Cette échelle d’étude est importante car intermédiaire entre les zones ateliers et les sites pilotes. Ceci permet, entre autres, de tenir compte des usages et des occupations du sol différents et d’estimer leur impact à l’échelle d’un bassin hydrographique dans son ensemble. Par contre, les apports et les intrants sont souvent mal maitrisés à cause de la taille (entre 10 et 1000 km2 dans la plupart des cas). Compte tenu de l’échelle, les bassins versants pilotes couvrent généralement les territoires des SAGE.

Les bassins versants pilotes contiennent à leur tour des sites pilotes qui permettent de focaliser et d’étudier plus en détail des problématiques liées aux rejets des micropolluants dans les milieux, à leurs comportements, à l’influence des zones humides, etc.. Les sites pilotes ou sites expérimentaux ont été choisis de manière à couvrir, autant que possible, des configurations variées en termes de caractéristiques physiques et type d’urbanisme, de système d’assainissement (réseau séparatif, réseau unitaire, système de rétention et d’infiltration) et de milieux récepteurs (nappes et rivières). Ces sites sont dans la plupart des cas équipés avec des dispositifs (pluviométriques, météorologiques, bio surveillance et beaucoup d’autres) répartis sur la totalité du territoire, avec des dispositifs de laboratoire (conditions contrôlées) directement en appui des observations faites sur le terrain ainsi que de débitmètres ou mesures hydrologiques.

La petite taille de ces sites (quelques kilomètres carrés) est idéale pour pouvoir maitriser les zones d’apports, la quantité des intrants et les conditions hydrologiques et pluviométriques.

Pour cette étude, l’échelle des bassins versants pilotes a été retenue comme point de départ pour la réalisation de ce bilan. En général, les zones ateliers ne reflètent pas forcément des actions de gestion, et, au contraire les sites pilotes, de part leur échelle, représentent des problématiques trop ciblées.

1.2. RELATION ENTRE LES BASSINS VERSANTS PILOTES ET LES SCHEMAS DE GESTION

La taille des bassins versants pilotes est facilement assimilable à celle des SAGE (Schéma d'Aménagement et de Gestion des Eaux). Le travail de recherche au sein des bassins versants pilotes peut contribuer à la gestion des rivières, en mobilisant des compétences en hydrologie urbaine, en droit, en géographie et en chimie, qui peuvent aider les gestionnaires à caractériser les possibilités et les modalités d’aménagement et de gestion rivières en vue d’atteindre un bon état écologique.

Le SAGE est un document qui fixe les règles générales pour les différents usages de l'Eau et la gestion des Milieux Aquatiques à l'échelle du bassin versant d'une rivière. Une fois, adopté par arrêté préfectoral, le SAGE s'applique à toutes les administrations : Collectivités territoriales et Etat. Les documents d'urbanisme locaux (SCOT, PLU et cartes communales) doivent être rendus compatibles avec les objectifs de protection définis par le SAGE dans un délai de 3 ans, une fois celui-ci approuvé.

La Commission Locale de l'Eau (CLE) est responsable de l’élaboration du SAGE. Cette Commission est un organe de concertation entre :

• Des élus locaux : maires, maires-adjoints, présidents de syndicats intercommunaux, conseillers généraux et régionaux ;

• Des usagers de l'eau : associations (protecteurs de la nature, pêcheurs...), professionnels de l'assainissement et de l'eau potable, fédérations de pêche et de protection des milieux aquatiques, Chambres de Commerce et d'Industrie et Chambre d'Agriculture ;

• Des représentants de l'Etat : Agence de l'Eau, DIREN, Conseil Supérieur de la Pêche, DREAL et services « déconcentrés » départementaux de l'Etat (DDE, DDAF, DDASS).

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2. DESCRIPTION DE L’ACTION 2012

2.1. LIGNES DIRECTRICES DU COMITE DE PILOTAGE

Un comité de pilotage a été créé pour cadrer et suivre l’évolution de cette étude. Les membres du COPIL ont été sélectionnés parmi les experts « micropolluants » des agences de l’eau, des organismes de recherche (IFREMER, INRA, IRSTEA (ex CEMAGREF), BRGM, INERIS), des zones ateliers et des réseaux des bassins versants pilotes (tel que HURRBIS). L’ONEMA et le ministère font également partis de ce comité pour orienter et construire les débats.

Le COPIL s’est réuni deux fois au cours de l’année 2011 :

- Une première fois en avril 2011 pour piloter et orienter l’étude et aider l’INERIS à viser les champs principaux d’intérêt de cette action (voir CR en Annexe 1);

- Une deuxième fois début octobre 2011, pour que l’INERIS puisse donner un aperçu des premiers résultats de l’étude et discuter sur le mode d’exploitation des résultats (voir CR en Annexe 2).

Au cours de la première réunion, le schéma d’action suivant a été évoqué :

• L’INERIS établit un panorama des sites d’expérimentations existants, de leurs motivations et accomplissements ;

• Les Agences aident l’INERIS au repérage des acteurs, et font ressortir avec la DEB les questions prioritaires de gestion à tester ;

• L’ONEMA définit les protocoles communs pour les retours d’expérience.

Sur la base du croisement de l’inventaire INERIS et des besoins prioritaires de gestion, il faudra ensuite identifier les outils appropriés pour répondre à l’objectif. Des appels à projets cadrés pourraient notamment créer une dynamique au-delà des aspects « financements » pour concrétiser et fédérer les retours d’expérience et mettre en œuvre de nouvelles expérimentations jugées nécessaires ; toutefois, ces appels à projet ne sont pas nécessairement la seule approche possible pour alimenter le dispositif. Les scientifiques pourront être mobilisés sur ces projets afin de proposer des interprétations et préconisations relatives aux retours d’expérience acquis, et pour décliner/développer des outils permettant de décrire les processus en œuvre ainsi que leur efficacité.

Le COPIL a exprimé l’importance de bien séparer les objectifs « actions/gestion » des objectifs « connaissances/problématiques scientifiques ». Pour la problématique « actions/gestion », l’identification des porteurs d’action et leurs rôles sont primordiaux. Il a été rappelé néanmoins que des actions sont engagées sur de nombreux sites sans que la connaissance des effets des mesures prises soit maîtrisée ; à cet égard l’implication des scientifiques sur de telles expérimentations est importante en vue de les évaluer et de les valoriser. Toutefois dans le cadre du présent exercice, ce type de collaborations ne devrait porter que sur des contextes pouvant être généralisables avec une portée nationale. Le second grand type de finalités concerne l’innovation (dispose-t-on par exemple aujourd’hui des outils pour caractériser les sources et les pressions polluantes ?), l’expérimentation et la compréhension des systèmes (comprendre avant de gérer). Il s’agirait ici dans la mesure du possible de fédérer les dynamiques de connaissance déjà en œuvre, en identifiant les enjeux majeurs de connaissance abordés dans les sites existant, y compris ceux pour lesquels un appel à projets complémentaire serait requis. L’inventaire de l’INERIS devrait aussi comprendre des expérimentations déjà montées autour de problématiques territoriales, bien que n’entrant pas directement dans le cadre du présent travail pour ce qui concerne des enjeux spécifiquement locaux, car elles peuvent permettre d’alimenter la base disponible pour identifier des thématiques partagées ou partageables. Lors de ce COPIL l’exemple du réseau Hurrbis, où trois observatoires ont identifié des domaines d’étude communs, a pu être présenté.

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Concernant la problématique des pesticides, le MEDDTL a indiqué qu’ils sont à intégrer dans le bilan INERIS (que se fait-il dans Ecophyto pour l’eau ? quel enseignement tirer des expérimentations phytos (dont GRAPPE) ?), mais qu’a priori (si le bilan INERIS confirme la multiplicité des actions sur le sujet), le suivi de la mise en place et de l’efficacité des actions de prévention/réduction des émissions de pesticides par la modification des pratiques agricoles ne fera pas l’objet des sites pilotes dans le cadre de ce projet. Les échanges de ce COPIL ont aussi été l’occasion de faire ressortir des paramètres importants qu’il serait souhaitable de renseigner dans l’inventaire auquel procèdera l’INERIS :

• Quelles sont les questions scientifiques posées sur ces sites ?

• Quel degré de transférabilité des résultats produits sur le site ?

• Quels sujets sont communs à divers sites inventoriés ?

• Quelles voies d’exploitation/capitalisation des informations obtenues (chimie, bio, mais aussi sciences sociales) (REX, valorisation des données…)?

• Quelles durées de vie des sites existants, et mise en lien avec les modes de financement ?

• Quel degré de « représentativité » du site par rapport à la problématique suivie (un des points soulevé lors de ce COPIL est l’importance de pouvoir suivre des sites ou bassins présentant une gradation de pressions ou de contextes permettant de calibrer les interprétations qui seront faites par les scientifiques, en vue de pouvoir les généraliser)?

• Qui sont les acteurs de la gestion impliqués et quels sont leurs rôles ? à qui est la gouvernance des sites ?

Globalement, le ministère et l’ONEMA ont souhaité, après concertation avec les AGENCES de l’EAU, que l’étude puisse fournir des informations concernant le rapport entre les activités du SAGE et celles au sein des bassins versants1. Le COPIL a également fixé les objectifs en termes de nombre de sites pour l’année 2011, équivalent à une trentaine de bassins versants pilotes.

1 En effet, la taille des bassins versants pilotes est facilement assimilable à celle des SAGE (Schéma d'Aménagement et de Gestion des Eaux) : document qui fixe les règles générales pour les différents usages de l'Eau et la gestion des Milieux Aquatiques à l'échelle du bassin versant d'une rivière.

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3. METHODOLOGIE DE TRAVAIL : PRISE DE CONTACT, ECHA NGE ET RETOUR D’EXPERIENCE

La méthodologie suivie par l’INERIS a été divisée en 5 étapes :

1. Suite au COPIL, l’INERIS a soumis un tableau Excel en ligne à tous les membres du COPIL pour qu’ils puissent suggérer des sites intéressants à intégrer au bilan ;

2. Parallèlement à l’action 1, une recherche bibliographique à trois niveaux différents a été engagée :

a. Recherche sur internet, à partir des zones ateliers CNRS, des informations permettant d’identifier des bassins versants pilotes expérimentaux (rapport colloques, site des SAGEs, etc…),

b. Recherche bibliographique sur internet par des mots clés à partir des publications sur les micropolluants (chapitre 3.1),

c. Rencontre des principaux acteurs pendant les mois de Mai et Juin aux différents colloques ou séminaires sur les micropolluants à l’échelle française.

3. Une fois une trentaine de sites identifiés, des rendez-vous téléphoniques ont été fixés tout au

long des mois de juin et juillet pour expliquer la finalité de l’étude à chaque responsable de site. Ensuite, un questionnaire établi à partir des éléments discutés lors de la première réunion du COPIL a été envoyé à chaque responsable de site.

4. Le retour des questionnaires par les responsables des bassins versants pilotes ont eu lieu entre les mois de juillet et octobre 2011. Pendant ce temps, l’INERIS a également visité les bassins versants pilotes à la demande des responsables des sites.

5. L’exploitation des résultats a commencé au cours du mois de décembre.

3.1. DESCRIPTIF DE LA METHODE BIBLIOMETRIQUE SUR IN TERNET PAR MOTS CLEFS

Afin d’identifier les équipes travaillant dans le domaine des micropolluants, une étude bibliométrique sur les publications scientifiques a été réalisée.

Cette étude bibliométrique s’est basée sur l’analyse des articles publiés dans des revues de rang A (à comité de lecture), en utilisant la base ISI web of Science (les revues francophones n’ont donc pas été étudiées ici de manière spécifique – à noter cependant que certaines revues francophones sont indexées par ISI -).

La recherche de publications a ensuite été faite en ciblant sur les grandes familles de substances rentrant dans le périmètre de la campagne de mesure, et en restreignant la recherche aux revues dédiées à l’analyse.

La bibliométrie permet de produire des indicateurs quantitatifs autour de la communication scientifiques, et notamment la publication d’articles scientifiques.

Les analyses bibliométriques, sont utilisées pour différents objectifs, comme :

• l’évaluation de la recherche,

• l’établissement d’état de la recherche dans différents domaines et/ou pour un pays particulier,

• la veille technologique et à la détection de tendances

• l’identification d’acteurs dans une thématique, et c’est dans cette optique que nous l’utilisons ici.

La méthode de comptage utilisée dans le cadre de cette étude est celle dite « whole counting » (appelée aussi « full counting », « integer couting » ou « normal couting ») : chaque objet d’étude (auteur, organisme …) est crédité d’une unité s’il est retrouvé au moins une fois dans la métadonnée concernée (champs d’adresse, de date de publication…) des notices du corpus de références.

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Les recherches ont été réalisées sur le « Web of Science » de l’Institute for Scientific Information (ISI), et plus particulièrement sur le « Science Citation Index Expanded ».

Cette base couvre plus de 7000 revues, et fournit des informations publiées dans le monde entier (42 langues sont représentées, même si l’essentiel des écrits est en Anglais), dans le domaine des sciences (biologie/médecine, physique, chimie, mathématiques, ingénierie…), les articles étant de différentes natures (article, review, compte-rendu, éditorial…). Il faut toutefois noter que c’est une base davantage orientée sur les sciences fondamentales, et concernant un peu moins les sciences de l’ingénieur. De plus, les sciences du vivant sont parfois considérées comme moins représentées que dans les bases biomédicales (telles Medline).

Tableau 1 : liste des mots clés

Concept Terme anglais

Substance

"emerging micropollutant*" OR "emerging micro-pollutant*"

"emerging nanopollutant*" OR "emerging nano-pollutant*"

"emerging pollutant*"

"emerging microcontaminant*" OR "emerging micro-contaminant*"

"emerging nanocontaminant*" OR "emerging nano-contaminant*"

"emerging contaminant*"

pesticide*

antifouling

biocide*

perfluroalkyl* OR "perfluoro-alkyl*"

"house hold product*" OR "house-hold product*"

pharmaceutical* OR "drug residue*"

"industrial chemical*"

plasticiser*

"personal care product*" OR "PCP*" OR "PPCP*"

"flame retardant*" Or "flame-retardant*"

"bisphenol A" OR phtalate*

organotin*

PAH OR PAHs OR "polycyclic aromatic hydrocarb*"

"combustion by-product*"

antioxidant*

"organolead compound*" OR "organo-lead compound*"

"polybrominated diphenyl ether*" OR "polybrominated diphenyl-ether*" OR PBDE*

hormon* OR endocrin* OR estrogen*

"disinfection by-product*" OR "disinfection byproduct*" OR DBP OR DBPs

"perfluorooctanoic acid*" OR PFOA OR PFOAs OR perfluorooctanoate*

"perfluorooctanesulfonic acid*" OR "perfluorooctane sulfonic acid*" OR "perfluorooctane sulfonate*" OR PFOS

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Concept Terme anglais

"methyl tert-butyl ether*" OR "methyl tertiary butyl ether*" OR MTBE

"ethyl tert-butyl ether*" OR "ethyl tertiary butyl ether*" OR "ethyl tert-butyl oxide*" OR "tert-Butyl ethyl ether*" OR "ethyl t-butyl ether*" OR ETBE

"polychlorinated biphenyl*" OR polychlorobiphenyl* OR "polychloro-biphenyl*" OR PCB*

fragrance*

Milieu / Environnement

aquatic*

water*

groundwater OR "ground-water" OR "ground water"

river OR rivers

sea

marine*

lake*

environment*

sediment*

Bassins pilotes

basin

watershed

site

atelier

transfert

catchment

Pilot area

Dans un premier temps, nous avons choisi de nous limiter à ce qui avait été discuté avec le demandeur, et de rechercher les références :

• parlant des grandes familles de substances sélectionnées (présence des mots-clés relatifs aux substances) et d’environnement ou de milieu aquatique, ainsi que de bassin pilote ;

• écrite par des auteurs rattachés à des organismes français (pays d’affiliation des auteurs = France) ;

• de rang A et référencées dans la base ISI Web of Science ;

• sur la période 1995-2012 (date de publication).

Les limites de cette recherche bibliométriques sont les suivantes :

• Pas d’exhaustivité : Limites éventuelles liées au processus de publication : La procédure de publication est parfois longue et il existe souvent un délai entre l’écriture et soumission d’un article, sa mise en ligne et sa publication dans la revue papier ; les résultats obtenus ici ne reflètent donc peut-être pas forcément les derniers travaux en cours.

• limites liées aux choix des mots-clés : dans le cadre de cette recherche, c’est la présence d’une chaîne de caractères qui est détectée, et le résumé ou les mots-clés (notamment les mots-clés ajoutés par le système de manière automatique en se basant sur les références bibliographiques citées dans l’article, les « Keywords Plus ») peuvent mentionner une substance ou un milieu sans qu’elle fasse l’objet principal de l’article.

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• Limites liées aux noms de substance : Si l’on étudie une famille de produit, il faudrait prendre en compte les noms de cette famille ainsi que les noms de l’ensemble des composés regroupés sous cette famille

3.2. DESCRIPTIF DES QUESTIONNAIRES

Le questionnaire a été mis en place au mois d’avril 2011 suite aux recommandations du COPIL. Les principales thématiques abordées sont illustrées dans le tableau suivant :

Tableau 2 : Questions posées via les questionnaires

Domaine Question Généralités du site

• nom du bassin versant pilote : • localisation : • statut du bassin versant (ore, gis, gip, etc…) : • date création : • nom du responsable :

Description des acteurs sur le site – gestion, gouvernance

Q1 : Concernant les problématiques « actions/gestion », identifier les porteurs d’action (différents acteurs impliqués ainsi que leur rôle). Qui sont les acteurs de la gestion impliqués et quels sont leurs rôles ? gouvernance ? Quelles problématiques territoriales ont été engagées ? Q2 : Y-a-t’il des couplages avec les SAGEs, cadre a priori favorable pour des expérimentations de gestion multi-partenariales ? Si l’expérimentation n’a pas directement une finalité gestion, les caractéristiques du site se prêtent-elles à y appliquer une démarche de type gestion ?

Description des questions scientifiques et finalités

Q1 : Décrire les finalités du site pour ce qui concerne l’innovation (dispose-t-on par exemple aujourd’hui des outils pour caractériser les sources et les pressions polluantes ?), l’expérimentation et la compréhension des systèmes (comprendre avant de gérer). Concernant les aspects de « fédération » des différentes actions et « promotion » de la multidisciplinarités, pourriez vous lister les organismes scientifiques (Universités, Institut, Ecoles, etc…) impliqués ? Q2 : Décrire synthétiquement les projets scientifiques et notamment les familles de micropolluants étudiées, les milieux/matrices étudiés (eau, sédiment et bioaccumulation) bien que les différents axes de recherche (chimie, biologie, hydrologie, agriculture, hydrologie urbaine, écotoxicologie). Q3 : Quelles voies d’exploitation/capitalisation des informations obtenues (chimie, biologie, mais aussi sciences sociales) ? notamment REX, bancarisation des données, valorisation des résultats (publications)

Transposabilité des résultats à l’échelle nationale

Q1 : Quel peut être le degré de transférabilité des résultats produits sur le site ? Les données peuvent elles être exploitables pour une modélisation hors site ou extrapolables à plus grandes échelles ? Q2 : Quel degré de « représentativité » du site par rapport à la problématique suivie ? y a-t-il, pour ce site, une gradation des pressions ou de contextes permettant de calibrer les interprétations qui seront faites par les scientifiques, en vue de pouvoir les généraliser (échelle) ?

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Domaine Question Modalité de financement et durée par rapport aux besoins

Q1 : Quelle est la durée de vie du site existant ? quel historique a votre bassin versant par rapport aux projets de recherche micropolluants ? La durée de ce site est-elle en lien avec les modes de financement ou le site est-il pérenne ? Pouvez vous lister brièvement, pour ce bassin pilote, qui sont les acteurs qui financent les actions, avec quels moyens ?

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4. LES BASSINS VERSANTS PILOTES IDENTIFIES PENDANT L’ETUDE

Suite au premier COPIL, l’ONEMA a diffusé aux membres du COPIL le compte rendu de la réunion du mois d’avril au début du mois de mai. Pour favoriser la démarche de l'inventaire de l'existant, l’INERIS a créé un document « googledoc », dans lequel les membres du COPIL pouvaient directement écrire et partager les informations sur les bassins versants pilotes de leur connaissance. Compte tenu du nombre limité de réponses (3 toutes du BRGM) obtenu via ce premier message de l’ONEMA, l’INERIS a relancé les membres du COPIL une deuxième fois par mail en date 13/05/2011. A cette nouvelle relance, seulement une réponse a fait suite (de la part d’un membre d’IRSTEA). Globalement, aucune Agence de l’Eau n’a répondu aux différentes relances au moment du lancement de l’enquête, avec par conséquent une réduction du spectre d’investigation concernant des bassins versants pilotes avec des thématiques plutôt « gestion ». L’INERIS a donc effectué entre le 10/05/2011 et le 08/06/2011 une enquête préliminaire via internet (chapitre 3.1). Globalement, la recherche a été effectuée via des moteurs de recherche avec une centaine de mots clefs. La recherche internet a également permis de se tenir à jour sur les différents colloques et journées scientifiques, avec une participation de l’INERIS aux journées suivantes :

• Colloque du PIREN Seine (Bassin versant de l’Orge et de l’Orgeval)

• Colloque de la Zone Atelier Moselle

• Colloque de restitution OPUR

• Colloque Eau et santé, présentation du site OTHU

• Colloque ZA à Rennes

Certains responsables des bassins versants pilotes ont également invité l’INERIS à visiter leur site, comme par exemple le site SIPIBEL (visite effectuée en août 2011). Globalement, 31 bassins pilotes ont été identifiés en 2011. Cela constitue un premier recensement, auquel fera suite, à partir de 2012, une mise à jour au fil de l’eau d’autres bassins potentiellement intéressants.

Sur les 31 bassins versant identifiés, 29 ont donné suite à la prise de contact par courriel avec un entretien téléphonique. Seulement 2 bassins n’ont pas répondu à notre appel. Sur l’échantillon retenu, il y a donc eu un retour positif de 96%. Il faut également noter que certains bassins versants pilotes ont été signalés par les interlocuteurs des enquêtes, qui ont suggéré les noms des personnes à contacter.

Tableau 3 : distribution des bassins versants pilotes par rapport aux Agences de l’EAU.

Nom de l’A gence de l’ Eau Bassins versants pilotes identifié es REX sur les BVP Artois-Picardie

1 1

Rhin-Meuse

4 4

Seine-Normandie

5 5

Loire-Bretagne

8 3

Adour-Garonne

3 3

Rhône Méditerranée Corse

9 7

Concernant les bassins versants pilotes à l’intérieur du territoire de l’Agence de l’Eau Loire-Bretagne, celle-ci a souhaité, suite au COPIL du mois d’octobre 2011, que 3 bassins versants pilotes supplémentaires soient ajoutés à cette étude. Toutefois, après prise de contact avec les interlocuteurs de ces bassins versant pilotes, seule la responsable du BVP Sioule a donné suite à nos sollicitations. Afin de tracer la procédure d’identification des sites et de valoriser le travail des différents interlocuteurs, un tableau récapitulatif permet de visualiser rapidement ceux qui ont activement participé à l’étude. Pour ce qui concerne le retour des questionnaires, sur les 29 qui se sont dit disponibles à contribuer à l’étude, 24 ont dûment rempli les questionnaires. Globalement il ressort une forte disparité à l’échelle nationale, avec la plupart des sites identifiés à l’intérieur des agences les plus grandes (voir tableau ci-dessous).

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Tableau 4 : Processus d'identification et description des bassins versants pilotes

Site

Territoire

Procédure d’identification

Interlocuteur principal Autre intervenant

Echange téléphonique

Retour Questionnaire

Seine-Aval (estuaire de la Seine) AESN Signalé par un membre du COPIL ) L. Guezennec, G. Boquené (IFREMER Non Oui

Orge AESN Bibliographie J.M.Mouchel (UPMC) M. Chevreuil (EPHE) Oui Oui

OPUR AESN Signalé par un membre du COPIL G.Chebbo (ENPC) R. Molleiron (ENPC) Oui Oui

OSR AERMC Signalé par un membre du COPIL M. Fantino (ENS) M. Coquery (IRSTEA) Oui Oui

Drôme AERMC Zone atelier ZABR A. Clemens (ZABR) Y. Perrodin (ENTPE) Oui Oui

Vesle AESN Bibliographie A. Geffard (Univ. Reims) M. Couderchet (Univ.

Reims) Oui Oui

Loire estuaire AELB Bibliographie B. Prudhomme (GIP Loire Estuaire)

Oui Oui

Adour estuaire AEAG Bibliographie D.Amouroux (Univ. Pau) Oui Oui

Ardières-Morcille AERMC Signalé par un membre du COPIL V. Gouy (IRSTEA) M. Coquery (IRSTEA) Oui Oui

Agri Lorrains AERM Rencontre au colloque ZAM S. Dousset (Univ. Nancy) M. Thomas Oui Oui

SIPIBEL AERMC Bibliographie A. Roch (Syndicat Annemasse) E. Brelot (GRAIE) Oui Oui

Meurthe-Nancy AERM Rencontre au colloque ZAM M.N.Pons (ENPC) Oui Oui

Orgeval AESN Bibliographie G.Tallec (IRSTEA) Oui Oui

Auradé AEAG Bibliographie J.L.Probst (Univ. Toulouse) Oui Oui

OTHU AERMC Rencontre au colloque OPUR S. Barraud (INSTA) Oui Oui

Delta Rhône AERMC Bibliographie H. Roche (Univ. Paris 11) Oui Oui

Isle AEAG Bibliographie F. Geret (Univ. Toulouse) Oui Oui

Moselle AERM Zone atelier E. Montargis-P. (Univ. Nancy) M.Benoit (INRA) Oui Oui

Fensch AERM Rencontre au colloque ZAM P. Faure (Univ. Nancy) Oui Oui

Deule AEAP Bibliographie G. Billon (Univ. Lille) AEAP Oui Oui

ORE AgrHys AELB Bibliographie A. Jaffrezic (INRA) Oui Oui

Onevu AELB Rencontre au colloque OPUR V. Ruban (ENPC) Non Oui

Montpellier AERMC Bibliographie S. Chiron (Univ. Montpellier) Oui Oui

Thau AERMC Bibliographie E. Roque d'Orbcastel (IFREMER)

D. Munaron (IFREMER) Non Non

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Site

Territoire





Sioule AELB Suggestion AELB Courtin Nomade (Univ. Limoges)

AELB Oui Oui

Vilaine estuaire AELB Bibliographie C. Minier (Univ Le Havre) Oui Non

Petites rivières côtières AELB Suggestion INRA T. Morvan (INRA) Non Non

Vilaine AELB Bibliographie B.Lebot (EHESP) Oui Non

Sites ESOU AELB Signalé par un membre du COPIL N.Baran (BRGM) Oui Non

Lac Alpins AERMC Zone atelier ZABR B. Clement (CNRS Lyon) Y. Perrodin (ENTPE) Non Non

Zone atelier Loire AELB Suggestion AELB N. Carcaud (INRA) Non Non

La moitié des sites ont été identifiés par une recherche bibliographique, soit par internet soit via les différents comptes-rendus scientifiques. Les membres du COPIL ont répondu seulement en partie aux différentes sollicitations, en fournissant des indications sur 5 bassins versants pilotes. IMPORTANT : Dans le cadre de la suite de l’action en 2012, des membres du COPIL ont identifié deux bassins versants supplémentaires qu’ils ont souhaité rajouter à ce document. Cependant, ces dernières données n’ont pas été rajoutées dans les résultats globaux de l’enquète (chapitre 5). Toutefois, les deux fiches synthétiques ont été créées et présentées ci-dessous et le questionnaire détaillé est accessible en ANNEXE 9 - LES BASSINS VERSANTS PILOTES AEAG pag.155

Site

Territoire





Bassin Estuaire Gironde AEAG Signalé par un membre du COPIL H.Budzinski (Université Bordeaux)

AEAG Oui Oui

Bassin d’Arcachon AEAG Signalé par un membre du COPIL H.Budzinski (Université Bordeaux)

AEAG Oui Oui

.

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4.1. BASSIN VERSANT PILOTE DE LA MOSELLE

Ce bassin versant pilote est localisé dans le Nord Est de la France, des Vosges au Luxembourg. Il a été créé en 2001 et il n’a pas un statut juridique (mais uniquement un label Zone Atelier). La gouvernance scientifique est confiée à Emmanuelle Montargis-Pelletier (CNRS) et Marc BENOIT (INRA).

Figure 2: Cartographie du bassin versant pilote de la Moselle (source : http://www.ensic.inpl-nancy.fr/Zam/index_fr.html)

En termes de gestion, le questionnaire permet seulement d’identifier les acteurs de la gestion (AERM, le CG88, la CUGN, la Chambre d'Agriculture) et un lien (pas plus d’informations) avec les SAGE se fait par l’intermédiaire de l’Agence de l’eau. Les sites se prêtent parfaitement à l'application d'une politique de gestion des ressources en eau. Plusieurs organismes scientifiques sont impliqués sur ce territoire, notamment le CNRS, l’INRA, l’ANSES, l’Université de Nancy (toutes les composantes), l’Université Paul Verlaine de Metz, l’INEE et l’INSU. En termes d’innovation, on peut focaliser les recherches sur ce bassin versant sur 5 grands axes :

1- développement d'outils géochimiques pour distinguer les différentes sources de matières organiques présentes dans les eaux, les matières en suspension et sédiments,

2- développement de techniques innovantes pour l'étude de la spéciation des métaux dans différentes matrices abiotiques, méthodes in situ, capteurs passifs,

3- développement de méthodes analytiques pour le dosage de produits phytosanitaires dans différentes matrices, de molécules dites émergentes, de micro-organismes pathogènes,

4- utilisation de méthodes de détection in situ : fluorimétrie,

5- techniques de remédiation pour améliorer la qualité des sols en réponse à différentes pressions anthropiques (acidification, produits phytosanitaires, assainissement, traitement des eaux).

Les axes de recherche : Chimie, Physicochimie, géochimie minérale, géochimie organique, ecotoxicologie, microbiologie, agronomie, agriculture et pédologie Les familles de micropolluants : Métaux, HAP, Produits phytosanitaires (pesticides), Alkylperfluorés, Résidus de médicaments, Microorganismes, pathogènes, Gènes de résistance aux antibiotiques Les matrices étudiées : Eaux, Matières en suspension, Poissons, Boues de station d'épuration, Sédiments

Concernant les aspects d’exploitation et capitalisation des informations obtenues, les voies de valorisation sont les suivantes : métadonnées du réseau interZA, publications, communications dans des conférences nationales et internationales, colloque de la ZAM, réunions de co-pilotage avec des collectivités territoriales

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La transférabilité des résultats obtenus sur les sites du bassin de la Moselle est fortement dépendante de la taille du site étudié et de la problématique. Ainsi, les études sur l'acidification des sols et eaux forestières, sur les rivières sidérurgiques sont fortement imprégnées des caractéristiques du territoire lorrain. Chaque site est strictement représentatif de la problématique choisie, c'est la particularité même de la Zone Atelier Moselle. Les actions scientifiques sont établies territorialement à partir d'une problématique environnementale existante. Le site n’est pas pérenne pour l’instant et la durée d'une étude est dépendante des moyens humains et financiers. Des renseignements complémentaires sont donnés en Annexe 5 du présent document.

4.2. BASSIN VERSANT PILOTE « AGRI LORRAINS »

Il s’agit de bassins versants agricoles en amont d’ouvrages de remédiation (y compris étangs piscicoles), situés en Lorraine. Les responsables scientifiques sont Sylvie Dousset et Marielle Thomas (Territoires Ruraux de la Zone Atelier Moselle). Aucune information sur le statut n’a été renseignée. Les actions sur ce bassin versant pilote sont liées à l'impact de l'activité agricole, et plus particulièrement sur le devenir des pesticides dans les sols cultivés et les étangs de sortie de sous-bassins. Plusieurs gestionnaires interviennent sur ce territoire (des agriculteurs et pisciculteurs, les Chambres d’Agriculture, l’ONEMA et l’Agence de l’Eau Rhin-Meuse). La problématique territoriale s’inscrit dans l’utilisation généralisée de pesticides en agriculture conventionnelle avec la rémanence et la dissipation de ces molécules dans l’environnement. Les migrations des pesticides d’un compartiment abiotique à un autre ou leur transfert vers le biote génèrent – en dehors des effets initiaux souhaités - des externalités négatives qu’il convient de mieux appréhender. Pour les bassins versants des étangs piscicoles, pas de couplage avec les SAGEs. Les organismes scientifiques impliqués sont : l’ANSES-LEH, l’INERIS, le LIMOS, le Service Central d’Analyses (CNRS), le SAD (INRA) et l’Unité de Recherche Animal Fonctionnalités des Produits Animaux (INRA, Nancy Université). Les projets scientifiques rattachés aux bassins versants étudiés s’encadrent dans la Convention Cadre Nancy Université – Agence de l’Eau Rhin-Meuse / ZAM. Finalités du site :

Innovation : Mise au point de méthodes d’extraction et d’analyses multi-résidus de 13 pesticides (mésosulfuron-méthyl, isoproturon, iprodione, fluroxypyr, dimétachlore, diflufénican, clomazone, carbendazime, azoxystrobine, métazachlore, napropamide, quizalofop, thifensulfuron-méthyl) sur matrices complexes (muscles de poissons, sédiment, eau). Expérimentation & Compréhension des systèmes : Rôles des ouvrages (mares, étangs, …) dans les processus de transfert / rétention / transformation des nutriments et des pesticides issus de bassins versants agricoles. Préconisation de pratiques et de modes de gestion de ces ouvrages. Prise en compte des types de sols, des pratiques actuelles et historiques des agriculteurs, des qualités des eaux d’entrée et de sortie du dispositif.

Les axes de recherche :

• Chimie organique ;

• Biologie : étude du transfert de xénobiotiques vers le poisson / Statut trophique / Stratégie de vie du biote ;

• Agriculture : enquêtes de terrain / nature et occupation des sols, types de cultures et rotations,

historique des pressions pesticides, pratiques culturales ;

• Ecotoxicologie : étude des réponses de biomarqueurs liés à la biotransformation des xénobiotiques, à la protection contre le stress oxydant et à la toxicité neuromusculaire chez le poisson.

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Familles de polluants étudiés : Polluants organiques persistants organochlorés, PCB indicateurs (IUPAC n°28, 52, 101, 118, 138, 153, 180), Pesticid es ; Les matrices étudiés : Eaux et sédiments dans les étangs, Muscle de poissons (gardon, carpe commune, perche fluviatile) ; La problématique du transfert des pesticides est parfaitement transposable car elle représente un cas commun à plusieurs régions. Les bassins versants / étangs ont été suivis entre 2002 et 2009 (en lien avec le financement d’un travail de thèse et ces études devront en partie être reconduites dans le cadre d’une thèse démarrant à l’automne 2011. Les financeurs sont les suivants : INRA, Agence de l’Eau Rhin-Meuse, Région Lorraine et Conseil Général de Moselle. Des renseignements complémentaires sont donnés en Annexe 5 du présent document.

4.3. BASSIN PILOTE MEURTHE-NANCY

Ce bassin versant pilote est localisé dans le bassin versant de la Meurthe entre Art-sur-Meurthe et Champigneulles. Il a été créé dans les années 90 et il n’a pas un statut juridique, mais il est considéré comme un sous-bassin pilote de la ZAM. La gouvernance scientifique est assurée par Marie-Noëlle Pons. L’objectif des actions conduites sur ce bassin est de comprendre l'impact de l'urbanisation et des activités industrielles sur la qualité des cours d'eau (Moselle et ses affluents). La compréhension du fonctionnement de la Meurthe au passage de la communauté urbaine du Grand Nancy regroupe des acteurs universitaires, le GIP GEMCEA (Groupement pour l’Evaluation de la Mesure en Continu dans les Eaux et en Assainissement) dont font par ailleurs partie les acteurs universitaires et la CUGN, et la CUGN elle-même. D’autre part, Véolia intervient dans une des actions par le financement d’une thèse sous convention CIFRE. Le lien se fait via la CUGN, qui est l’interlocuteur privilégié sur ce secteur. Finalités du site : amélioration de la qualité de l’eau, dans le cadre de l’application de la Directive Cadre, dans la Meurthe et masses d’eaux afférentes (ruisseaux périurbains). Cela se fait selon trois grandes lignes :

• Comportement et analyse de la pollution transportée par les ruisseaux périurbains, plus ou moins intégrés au réseau d’assainissement, se déversant dans la Meurthe au niveau de l’agglomération, avec une réflexion pour les moins pollués en vue de l’utilisation directe de l’eau à certaines fonctions ne nécessitant pas de l’eau potable (nettoyage de rue, arrosage notamment). Génération et modélisation des flux de pollution (thèses) ;

• Comportement du réseau d’assainissement et des ouvrages de dépollution (station d’épuration et traitement des eaux pluviales en milieu urbain dense) ;

• Comportement de la Meurthe elle-même.

Familles de polluants étudiés : les polluants primaires (carbone, azote, phosphore) sur l’eau et sur les matières en suspension, les cations et anions primaires, les métaux et les terres rares (eau, matières en suspension et sédiments), des micropolluants (alkylperfluorés, antibiotiques, sucralose, triclosan) (eau, sédiments et boues) essentiellement dans le réseau d’assainissement et en station d’épuration. La transférabilité est vraie dans tous les cas d'étude pour la méthodologie (analyse de micropolluants, modélisation de la génération des flux de pollution, méthodes optiques de caractérisation de la pollution, gestion des eaux pluviales, etc). La problématique du transfert des contaminants d'origine domestique (dont médicaments) dans le cycle urbain de l'eau est parfaitement transposable à d'autres agglomérations sous condition d'aborder des facilités de traitement des eaux usées aux caractéristiques proches. Par contre certains résultats concernant le comportement de la Meurthe sont liés à sa forte salinité, due à des rejets anthropiques en amont du site d’étude. Inversement des études d’occurrence dans les eaux à l’échelle nationale, comme pour les perfluorates, ont montré les convergences de contamination de tous les grands fleuves (Rhône, Moselle, Loire, …). Le cas est

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typique d’une agglomération assez grande (350 000 E.H), avec un cœur historique et une croissance graduelle centripète, traversée par des ruisseaux périurbains. L’étude sur ce site a commencé en fait il y a une vingtaine d’années, avant la création de la ZAM. Les financements, outre ceux de la ZAM, proviennent du GEMCEA, et pour les thèses, d’allocations de recherche (MENSR, gouvernements étrangers) ou de partenaires privés. Des renseignements complémentaires sont donnés en Annexe 5 du présent document.

4.4. BASSIN VERSANT PILOTE VALLEE DE LA FENSCH

Ce bassin versant pilote est localisé dans le bassin versant de la Fensch, au sud de Thionville, depuis la source de la Fensch à Fontoy jusqu'à la confluence avec la Moselle à Illange. Il a été créé en 2003 et il n’a pas un statut juridique, mais il est considéré comme un sous-bassin pilote de la ZAM. La gouvernance scientifique est faite par Emmanuelle Montarges-pelletier et Marie-Noëlle Pons. Les actions de recherche développées sur ce site ont été effectuées sans interaction avec les gestionnaires. Concernant la gouvernance du territoire, une personne du service hydrologie du CAVF a été ici clairement identifiée par les scientifiques. Les organismes scientifiques impliqués sont l’Université de Nancy et le CNRS. Finalités du site :

D'une part, les études réalisées sur ce site ont permis de mettre en application des outils de géochimie organique distinguant les origines domestiques et industrielles des matières organiques présentes dans les sédiments (thèse de Laurent Jeanneau). D’autre part, la forte contamination métallique a initié des travaux utilisant le rayonnement synchrotron pour décrire la spéciation des métaux dans les phases solides (MES, sédiments). Des capteurs passifs (DGT, DET) sont également testés sur ce site. Des essais sur les isotopes du plomb et du zinc sont en cours. La multidisciplinarité avait débuté par l'association de physico-chimistes, géochimistes et écotoxicologues. Cependant, la contamination est trop élevée pour le développement de tests écotoxicologiques, qui par conséquent, ne peuvent concerner que la Moselle en aval de la jonction.

Les axes de recherche : Chimie, géochimie organique, géochimie minérale, physico-chimie, écotoxicologie. Familles de polluants étudiés : Marqueurs organiques de la pollution domestique (coprostanol, tryptophane), de la pollution industrielle (hydrocarbures, HAP), Métaux : Zn, Pb, Cr. Un effort particulier a été fourni pour comprendre le comportement des métaux entre les différentes fractions : eau, MES, sédiments. La transférabilité des résultats est assez faible car ces résultats sont très spécifiques au site, aux caractéristiques chimiques et physiques du cours d'eau, à la forte densité urbaine et industrielle. Ce site fait partie des sites les plus contaminés du bassin de la Moselle. La particularité supplémentaire est la proportion du linéaire recouverte par des installations privées ou publiques, annihilant la capacité d'auto épuration des eaux. Il faut également noter le grand nombre de branchements sauvages (>170), apportant de manière continue des eaux usées domestiques. Bien que la station d'épuration ait été agrandie en 2004, elle ne reçoit pas toutes les eaux usées de la vallée et fonctionnerait en sous-capacité. Ce site constitue un cas d'étude extrême, le suivi de sa réhabilitation, sur un très long terme, nous apparaît extrêmement intéressant. L'intérêt de ce site est son statut de milieu aquatique extrêmement anthropisé et contaminé (pollutions multiples, métalliques, organiques, biologiques).

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Sa durée de vie est en lien avec les financements, avec l'intérêt que peut y porter l'AERM. Sans la collaboration des gestionnaires, il sera difficile de continuer à travailler sur ce site, qui est trop éloigné des centres universitaires nancéens. Les aides locales sont une condition fondamentale pour le bon déroulement des actions. Le site a évolué au cours des années 2005-2011 : réhabilitation des berges, curage du siphon.et d'autres travaux sont prévus. Des "travaux" de réhabilitation de ce cours d'eau, dans la perception des habitants de la vallée, sont également en cours. Des renseignements complémentaires sont donnés en Annexe 5 du présent document.

4.5. BASSIN VERSANT PILOTE DE LA DEULE

Le site Metaleurop (tronçon du canal de la Deûle compris approximativement entre Douai et Courrières, à la confluence du canal de Lens) est une zone soumise à de fortes pressions urbaines et surtout industrielles avec Metaleurop fermé en 2003 et Nylstar. Ces activités sont responsables d’une contamination importante des sédiments de la Deûle et des terres avoisinantes par des métaux, en particulier Cd, Zn, et Pb. Bien que ne bénéficiant pas d’un label « site atelier », ce site fait l’objet de nombreuses activités de recherches portant sur la contamination des sols, des eaux, des sédiments, sur la phytoremédiation, sur l’impact des polluants sur la santé. Plusieurs laboratoires et universités travaillent sur ce site qui associe des chercheurs locaux, nationaux et étrangers recoupant différentes disciplines (chimie, biologie, écotoxicologie, géologie, santé…). L’Agence de l’Eau et l’Université Lille I mènent sur ce site des actions communes depuis plusieurs années en particulier avec des conventions de partenariat. Les travaux actuels portent essentiellement sur l’étude et le déterminisme des échanges de métaux entre les divers compartiments du milieu aquatique (sédiment, eau, MES, biote) en particulier en relation avec les activités biologiques dans la colonne d’eau et les sédiments, mais aussi avec des opérations de curage et la navigation. L’accent est mis sur l’impact de ces échanges sur l’état des masses d’eau que ce soit au travers des substances de l’état chimique ou de l’état écologique, mais aussi sur l’état biologique (impact sur divers compartiments comme le phytoplancton, les invertébrés…), évalué soit par des indicateurs biologiques soit par des biomarqueurs. Différentes techniques chimiques sont utilisées : mesures instantanées, mesures à haute fréquence, mesures en continu avec développements méthodologiques et techniques sont en cours (microélectrodes), échantillonneurs passifs (DET, DGT). Ces travaux bénéficient des équipements des différentes parties impliquées dont les laboratoires mobiles de l’Agence de l’eau, et les installations de Voies navigables de France qui permettent à la fois le suivi de la qualité des eaux en continu, et l’accueil des dispositifs de mesures en continu des éléments traces métalliques. Les travaux sur ce site ont fait l’objet de plusieurs collaborations avec des laboratoires français (Ineris, IRSTEA…) et européens (Belgique, Croatie, Norvège…) ainsi qu’avec des gestionnaires des milieux aquatiques (Agence de l’Eau, Voies Navigables de France) conduisant à des thèses et publications dont certaines sont en cours actuellement. Les travaux scientifiques du laboratoire Géosystèmes (Université Lille 1) ont un lien direct avec le bassin versant pilote de la Deûle. Des renseignements complémentaires sont donnés en Annexe 6 du présent document.

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4.6. BASSIN VERSANT PILOTE DE L’ORGE

Le bassin de l'Orge est situé au Sud de l'agglomération parisienne, dans les départements des Yvelines (amont du bassin) et de l'Essonne (aval du bassin). Un intérêt du bassin de l'Orge est l’implication de trois acteurs forts (SIVOA, SIAVHY et PNR) avec lesquels des collaborations sont déjà engagées et qui peuvent apporter un soutien technique déterminant sur le terrain, des bases de données géo-référencées très précises relatives à l'occupation des sols, mais aussi un support politique pour le montage de projets de recherche/action. Dans le cadre du projet SciteSage, les chercheurs du PIREN-Seine se sont mobilisés pour travailler avec la CLE à la construction du nouveau projet de SAGE.

Figure 3 : Bassin versant pilote de l'ORGE et territoire de l'action Phyt'Eaux Cités (source Botta et al., 2012)

La principale problématique du bassin de l'Orge est celle d'un territoire soumis à une très forte pression urbaine car on est à la frange du développement de l'agglomération parisienne, et qui cherche à maîtriser les nuisances liées à l'expansion urbaine tout en préservant ou améliorant la qualité du milieu. De nombreuses équipes ont été amenées à travailler sur le bassin de l'Orge : Université Pierre et Marie Curie, UMR Sisyphe, EPHE, IRSTEA (Antony, Lyon), Faculté de Pharmacie de Chatenay-Malabry, Ecole des Mines (Fontainebleau), Ecole de Ponts et Université de Paris I et Université de Reims. Dans cette liste (non exhaustive) transparaît l'interdisciplinarité des opérations qui ont été menées. Thématiques de recherche sur le site :

• l'analyse comparée des flux de contaminants organiques par le grand collecteur d'eaux usées et par l'Orge à l’exutoire du bassin. Les contaminants étudiés par temps sec et par temps de pluie ont été : les HAP, les PCB, les phtalates, les PBDE, les perfluorés, les alkylphénols, les antibiotiques, les hormones humaines naturelles et synthétiques. Les molécules ont été recherchées sur les eaux en phase dissoute et en phase particulaire ;

• l'analyse de la production, des transformations et du transfert du glyphosate (milieu urbain) ;

• le suivi pluriannuel de 200 pesticides dans le cadre de l’action Phyt'Eaux Cités (Botta et al., 2012);

• l'étude de la bioaccumulation de contaminants organiques et métalliques dans différents organismes (Cyprinidés, Percidés, dreissènes, gammares) et l'évaluation de différents biomarqueurs spécifiques ;

• une étude complète du devenir d'une série d'antibiotiques (une quinzaine de molécules) ;

• l'étude du fonctionnement sédimentologique et biogéochimique de biefs ou anciens biefs qui retrouvent une hydrologie plus naturelle après effacement des seuils ;

• l'étude des populations piscicoles et de leur évolution spatiale et temporelle en fonction des ouvrages et obstacles présents ;

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• un volet paysage et sociologie, vise à rendre compte des relations qui existent entre la rivière et les habitants pour présenter les convergences comme les divergences entre les usagers, les habitants et les gestionnaires du cours d’eau ;

• Modélisations hydrologiques et hydrogéologiques. Des connaissances et modélisations hydrologiques et hydrogéologiques assez complètes peuvent être mobilisées pour conceptualiser les observations faites sur la qualité du milieu et faciliter les extrapolations. Les financements qui permettent les opérations de recherche sont à la fois des financements non ciblés et récurrents provenant du programme PIREN-Seine (donc de ses partenaires sur les bassins de la Seine, AESN, DRIEE, SIAAP, SEDIF, VNF...), et des financements spécifiques en provenance de différents acteurs ou d'appels d'offre de recherche (SIVOA, SEDIF, CNRS/INSU). Des renseignements complémentaires sont donnés en Annexe 7 du présent document.

4.7. BASSIN VERSANT PILOTE DE L’ORGEVAL

Le bassin versant pilote de l’ORGEVAL est un observatoire qui existe depuis 1962. Il est localisé à 70km à l'est de Paris (département Seine et Marne). La gouvernance du site appartient à IRSTEA (responsable G. Tallec). Un Groupe d'Intérêt Scientifique (GIS) a été créé en 2007 autour d’ORACLE. Le GIS est représenté par 13 unités de recherche appartenant à 8 établissements différents (IRSTEA, UPMC, CNRS, ENS ULM, INRA, AgroParisTech, DRIEE Ile-de-France, Météo-France). Il est constitué pour une durée de 4 ans et est composé d'un Conseil de Groupement, organe décisionnaire du GIS, représenté par les établissements et d'un Conseil scientifique, organe consultatif et d’évaluation scientifique, représenté par les unités de recherche et services opérationnels. De même un projet sur l'intégration de la communauté scientifique dans le processus du SAGE est également en cours (Projet SCITESAGE, financé par le PIREN Seine).

Figure 4 : Bassin versant pilote de l'Orgeval (source : site ORACLE)

Neuf partenaires du GIS ORACLE fournissent également les données spécifiques du GIS et participent activement à la mise en place d'observations : UR Hydrosystèmes et Bioprocédés (HBAN), IRSTEA Antony, UR Milieux Aquatiques (MALY), IRSTEA Lyon, UR Hydrologie-Hydraulique (HHLY), IRSTEA Lyon, UMR 7618 BioEMCO, UMR 7619 Sisyphe, UMR 1572 LSCE (IPSL), UMR 8190 LATMOS (IPSL), UR 272 Science du Sol, INRA, Orléans, UMR 1091 EGC. Oracle a comme premier objectif d'identifier les processus responsables des transferts de flux et de polluants aux différentes échelles, par la mise en place d’un dispositif pérenne d’observation, dans le but d’améliorer la compréhension sur la qualité des eaux et la prévision/prévention des risques liés aux évènements hydrologiques extrêmes. Ces objectifs se traduisent par trois grands axes thématiques de recherche :

Transferts d’eau et de polluants (pesticides, métaux, antibiotiques) + Modélisation :

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� Identifier les processus hydrologiques et biogéochimiques dominants dans le fonctionnement des unités (ou bassins versants) à différentes échelles

� Hiérarchiser ces processus en fonction de l’échelle, de façon à raisonner la construction d’outils de modélisation

� Estimer les impacts des activités anthropiques et évaluer les évolutions possibles

Prévision des risques – Modélisation des écoulements : � Caractériser le comportement hydrologique à l’échelle du bassin versant � Exploiter une information et des variables adaptées aux modélisations Pluie-Débit � Développer et paramétrer les modèles à différentes échelles spatio-temporelles

Stratégies de mesure et modes de représentation des systèmes : � Optimiser les méthodes d’acquisition, de validation et de stockage des données � Exploiter les données réelles brutes dans des modèles de prévision � Stratégies de modélisation et d’assimilation de données

L'une des finalités d’ORACLE est la modélisation des processus d'écoulement afin de mettre en place des systèmes opérationnels pour la prévision des risques lors d'événements hydrologiques extrêmes. Le projet Eau-dyssée a pour objectif de construire une modélisation intégrée de l’hydrosystème, prenant en compte les différents processus d’échange surface-atmosphère et au sein de la végétation, des sols, des eaux de surface et des eaux souterraines ; Le projet LIQUID, financé par le IRSTEA propose la construction d’une plate-forme de modélisation intégrée du cycle de l’eau et du transport de matière associé. Un réseau de mesures dit « de base » est maintenu en permanence sur ORACLE (chroniques sur le long terme, plus de 50 ans pour certaines). ORACLE est un observatoire pérenne soutenu principalement par l’IRSTEA, la DRIEE et Météo France. Les différents financements externes sont obtenus auprès de la FIRE ou du PIREN Seine, mais aussi par différents projets de recherche (ex. Phyt'Oracle). Des renseignements complémentaires sont donnés en Annexe 7 du présent document.

4.8. BASSIN VERSANT PILOTE OPUR

Ce bassin versant pilote est localisé en région parisienne et il a été créé en 1994.

Figure 5 : Sites expérimentaux du bassin versant pilote d'OPUR (source : plaquette phase 3 OPUR)

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Il est le site du programme de recherche pérenne dénommé OPUR, dans le domaine de l’hydrologie urbaine, qui s’appuie sur une infrastructure d’observation très lourde et sur un partenariat privilégié entre les chercheurs et les acteurs opérationnels de l’eau et de l’assainissement en Île de France. OPUR est coordonné par Ghassan Chebbo, Directeur de recherche (première classe) du MEDDTL, assisté par Marie-Christine Gromaire, Chargée de recherche (première classe) du MEDDTL. OPUR est développé et géré par le LEESU en partenariat avec la Ville de Paris, deux départements de la Petite Couronne (93, 94), le SIAAP et l’AESN. Les recherches sont menées en collaboration entre le LEESU et les organismes suivants : CEREA de l’Université Paris Est, IGN, CSTB, Université paris VI, équipe « eau » de l’IFSTTAR, LGCIE-INSA de Lyon, IRSN, CETE-Ile de France, DDP-SIAAP, Université d’Orléans. Cet observatoire, centré autour des problématiques d’hydrologie urbaine a su développé, au cours des 17 dernières années, des compétences dans différentes disciplines scientifiques. Ainsi, OPUR dispose aujourd’hui de compétences reconnues en chimie de l’environnement et chimie analytique, en microbiologie et, bien sûr, en hydrologie urbaine. La fédération de chercheurs, exerçant dans des disciplines scientifiques complémentaires autour d’un objet d’étude commun, ici le système d’assainissement, permet d’obtenir une vision globale du fonctionnement du système d’assainissement en zone urbaine. Il vise plusieurs objectifs :

• Quantifier les flux des polluants à différentes échelles (de l’événement pluvieux à l’année), et analyser les processus de transfert vers le milieu récepteur en prenant en compte les ouvrages de gestion installés en milieu urbain ;

• Proposer un ensemble de modèles de calcul des flux polluants à des échelles pertinentes pour répondre aux besoins opérationnels de gestion des eaux urbaines (planification, études d’impact, conception et dimensionnement des ouvrages de gestion).

Il est structuré en phases de recherches successives d’une durée moyenne de 6 ans. Le programme scientifique d’OPUR comporte plusieurs thèmes de recherche. Pour atteindre cet objectif, les recherches sont menées à différentes échelles spatiales représentatives des phénomènes à étudier, allant de l’échelle métrique à celle des grands bassins versants urbains. A ces échelles spatiales correspondent des échelles temporelles de quelques secondes à plusieurs années. Les deux premières phases d’OPUR (1994-2000 et 2001-2006) se sont appuyées sur le site de la ville de Paris. Elles ont permis d’étudier les polluants dans les zones urbaines denses, drainés par des réseaux d’assainissement unitaires. La troisième phase d’OPUR (2007-2011) a permis d’analyser les polluants dans des zones drainées par des réseaux séparatifs et présentant différents types d’urbanisation. La quatrième phase, en cours de préparation pour un démarrage en 2012, se situe dans la continuité des précédentes phases tout en tenant compte de nouveaux enjeux concernant les eaux urbaines (détail en annexe 3). La liste des contaminants étudiés a évolué depuis le démarrage d’OPUR en lien avec l’évolution des enjeux et de la réglementation dans le domaine :

1) Phase 1 d’OPUR : MES, MVS, DCO, DBO5, Pb, Zn, Cd, Cu, hydrocarbures aliphatiques

2) Phase 2 d’OPUR : MES, MVS, DCO, DBO5, COP, COD, NTK, Pb, Cu, Cd, Zn, hydrocarbures aliphatiques et HAP

3) Phases 3 et 4 d’OPUR : MES, MVS, DCO, DBO5, COP, COD, NTK, mesures en continu de la

turbidité, pesticides, HAP, PCB, COV, alkylphénols, BTEX, chlorobenzènes, PBDE, organoétains, chlorophénols, DEHP.

Les responsables des sites n’ont pas renseigné les informations concernant la transposabilité des résultats. Les dispositifs expérimentaux sont définis au début de chaque phase en fonction des questions scientifiques étudiées. Le programme OPUR est financé par les partenaires opérationnels et scientifiques de la recherche. Des réponses à des appels d’offres régionaux et nationaux complètent le dispositif financier. Des renseignements complémentaires sont donnés en Annexe 7 du présent document.

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4.9. BASSIN VERSANT PILOTE DE LA VESLE

Le bassin versant de la Vesle est composé de deux structures hydriques principales que sont la Vesle et l’Ardre, et il est situé dans le Département de la Marne et de l’Aisne. L’agriculture de l’amont du bassin de la Vesle (Marne) est marquée par deux ensembles bien contrastés : une zone viticole et une zone de grandes cultures. Les masses d'eau de ce bassin, qu'elles soient souterraines ou de surface, présentent des altérations de leur qualité chimique, notamment par des matières actives phytosanitaires issues des activités agri-viticoles du secteur et à des teneurs dépassant les NQE (Norme de Qualité Environnementale). Le SIABAVE (Syndicat Intercommunal d’Aménagement du Bassin de la Vesle) a été créé en 1973 pour pallier au déficit d’entretien de la rivière par les riverains. Il regroupe actuellement 48 communes riveraines de la Vesle sur deux départements (Aisne et Marne).

Figure 6 : Carte des différents sites terrestres ou aquatiques étudiés sur le bassin versant de la Vesle dans les différents programmes (source : M. Couderchet)

Dans les années 2000, les compétences du syndicat se sont étoffées avec la création de deux cellules d’animation supplémentaires, l’une pour l’élaboration et la mise en œuvre de contrat de partenariat entre les acteurs de l’eau (Contrat Global pour l’Eau) et l’autre pour l’élaboration et la mise en œuvre d’un SAGE. Ces 3 cellules travaillent de concert avec l’Agence de l’eau Seine-Normandie. Ainsi en 2011, les membres de la Commission Locale de l’Eau ont travaillé à la rédaction des documents du SAGE : le PAGD et le règlement avec pour objectif leur validation. Les premières actions se sont focalisées sur l’impact des pratiques agri-viticoles par une meilleure compréhension du comportement des produits phytosanitaires dans les sols et de leurs transferts jusqu’aux différentes masses d’eau. Ces travaux sont réalisés dans le contrat d’objectif AQUAL (Porteur Pr. M. Couderchet, URVVC-SE EA 2069) dans le cadre du CPER (2007-2013) et ont conduit notamment à la mise en place d’un Observatoire (OBSERVOX) dont le maître d’ouvrage actuel est le Syndicat Intercommunal d’Aménagement du Bassin de la Vesle (SIABAVE).

La Vesle

L’Ardre

Reims

Sites aquatiques projets AccTox CPER AQUAL, CPER Risktox et DEVIL

Site terrestre grande culture

Sites terrestres viticoles CPER AQUAL

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Plus récemment le contrat d’objectif RISKTOX (Porteur Dr. S. Betoulle, URVVC-SE EA2069, début 2011), également dans le cadre du CPER, prend en compte la problématique des perturbateurs endocriniens et thyroïdiens des différentes masses d’eau. Le projet DEVIL (Programme n°189 post-grenelle, Porteur Dr. W. Sanchez, INERIS, 2010-2014) prend également en compte les fonctions immunitaires de poissons (le chabot) prélevés sur différents points du bassin versant de la Vesle. Un nouveau programme (TRECORE, Porteur Pr. E. Guillon), actuellement en cours d’évaluation, a été soumis à l’appel d’offre 2011 « Emergence » de la région Champagne Ardenne. Ce projet s’intéresse aux contaminants émergents notamment en lien avec les rejets médicaux et donc portera plus particulièrement sur la qualité des masses d’eau en aval de Reims. Plusieurs unités de l’Université Reims Champagne Ardenne ont travaillé dans plusieurs domaines : de la géologie, de la géographie (GEGENAA, EA 3795), de la modélisation et des sciences socio-économiques (CRESTIC EA 3804, HABITER EA 2076), de la chimie (ICMR, UMR CNRS 6229), de la physique (GSMA UMR CNRS 6089) et de la biologie incluant l’écotoxicologie (MEDyC UMR CNRS 6237, URVVC-SE EA 2069). Dans le cadre de ces projets, il est également fait appel aux compétences de plusieurs autres groupes au niveau national (voir le détail en annexe 3). Ces programmes permettent la mise en place d’approches pluridisciplinaires sur le bassin versant de la Vesle permettant :

• de mieux comprendre le comportement des molécules au niveau des sols de ce bassin,

• d’évaluer les risques de transferts horizontaux et verticaux de ces molécules vers les milieux aquatiques,

• de définir la qualité des différentes masses d’eau et le risque vis-à-vis de ces masses d’eau par des approches en toxicologie et écotoxicologie.

Les données obtenues sur le bassin versant de la Vesle peuvent potentiellement être transposables à d’autres bassins versant présentant des caractéristiques (sols, type de pressions) similaires. Sur ce bassin versant pilote on retrouve plusieurs niveaux de financement (Etat, Région, Collectivités, FEDER…). Il est cependant important de noter que d’autres acteurs peuvent être identifiés (ex : AESN, Reims-Métropole…) et participent en tant que financeurs dans les différents programmes cités, notamment dans le cadre du CPER, mais aussi par le suivi de sites dans le cadre de réseaux DCE (ex : RCS…). Des renseignements complémentaires sont donnés en Annexe 7 du présent document.

4.10. BASSIN VERSANT PILOTE SEINE AVAL

Le bassin versant pilote Seine-Aval concerne l’estuaire de la Seine (zone d'influence de la marée dynamique) qui correspond aux 160 derniers kilomètres du fleuve et est délimité par le barrage de Poses en amont (barrage le plus en aval sur la Seine) et la partie orientale de la baie de Seine en aval. Latéralement, l’estuaire inclut la plaine alluviale, notamment les berges et les zones humides connexes, ainsi que la frange littorale et la zone maritime proche.

Les actions de recherche menées sur ce territoire sont coordonnées par le Groupement d’Intérêt Public Seine-Aval (GIP Seine-Aval), structure née de la volonté des financeurs du programme de recherche Seine-Aval. Son objectif de départ était d’intensifier et de structurer les échanges entre monde scientifique et acteurs du développement et de l’aménagement de l’estuaire, afin d’organiser et d’intégrer au mieux les informations disponibles en matière d’environnement. Il a été créé en 2003 et fait suite au programme de recherche scientifique Seine-Aval initié en 1995. Onze membres assurent le financement du GIP Seine-Aval : le Conseil Régional de Haute-Normandie (premier financeur), l'Agence de l’Eau Seine-Normandie, l’Etat, le Grand Port Maritime du Havre, le Grand Port Maritime de Rouen, le Conseil Régional de Basse-Normandie, le Conseil Général du Calvados, le Conseil Général de Seine-Maritime, le Conseil Général de l’Eure, l’Association Syndicale de l’Industrie et du Commerce pour l’Environnement Normand et l’Union des Industries de la Chimie – Normandie. Son pilotage est assuré par un Conseil d’Administration présidé par Monsieur Nicolas

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Mayer-Rossignol, élu au Conseil Régional de Haute-Normandie. Le GIP Seine-Aval est dirigé par Monsieur Loïc Guézennec et le programme de recherche présidé par Monsieur Christian Lévêque. Les missions générales assignées au GIP Seine-Aval par ses membres sont :

- L’acquisition de connaissances et le développement d’outils d’aide à la décision, en développant notamment une recherche scientifique de pointe sur l’estuaire de la Seine ;

- La valorisation et le transfert des connaissances acquises ; - Le soutien technique et scientifique aux membres du GIP Seine-Aval pour leurs besoins

propres.

Délimitations de l’estuaire de la Seine.

En matière de recherches scientifiques, le GIP finance actuellement (2007-2012) 32 projets de recherche impliquant 46 équipes scientifiques issues majoritairement d’Universités et de grands organismes de recherche. Les recherches menées ont pour objectif d’éclairer les préoccupations opérationnelles des membres sur des thématiques scientifiques variées : fonctionnement physique de l’estuaire, qualité de l’eau et des sédiments, état de santé de la faune et de la flore, relations hommes-estuaire… Les travaux en cours vont, par exemple, de l’effet du batillage sur la stabilité des berges à la perception de l’estuaire par ses riverains en passant par les impacts de la qualité des eaux et des sédiments sur les espèces présentes ou encore par la recherche sur les espèces introduites par voie maritime. Concernant la problématique de la contamination et de ses effets, plusieurs projets scientifiques sont aujourd’hui en cours de finalisation :

• Projet MEDSEINE : Etude de la contamination par les médicaments de l’estuaire de Seine : application des capteurs passifs à un meilleur diagnostic de leur présence, flux et impact toxique (coord. H. Budzinski)

• Projet BCG : Cartographie du danger Génotoxique au niveau du bas estuaire et étude du transfert des contaminants du milieu vers les organismes (coord. J.Couteau)

• Projet TOXSEINE : Analyse de la toxicité globale et identification des composés toxiques à risque dans l’estuaire de Seine (coord. J. Cachot)

• Projet RISKENSEINE : Risque environnemental et risque sanitaire d’origine chimique en estuaire de Seine (coord. G. Bocquené)

• Projet FLASH : Devenir des antibiotiques, FLux de gènes et de bactéries Antibiorésistantes en estuaire de Seine, épidémiologie, exposition à l’Homme (coord. F. Petit).

Des nombreuses publications et communications scientifiques ont été réalisées, des fascicules, des fiches thématiques, des synthèses et des rapports scientifiques et techniques sont également

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régulièrement édités. L’ensemble des travaux du GIP fait l’objet d’une diffusion publique gratuite (http://seine-aval.fr ou sur demande [email protected]).

Des renseignements complémentaires sont donnés en Annexe 7 du présent document.

4.11. BASSIN VERSANT PILOTE SIOULE

Ce bassin versant pilote se situe dans le département du Puy de Dôme et a été créé en 2011. La responsable scientifique est Alexandra Courtin-Nomade. Les publics ciblés sont l’Etablissement Public Loire, l’Agence de l’Eau Loire-Bretagne, les départements, les communes et communautés de communes autour des districts miniers étudiés, le Syndicat Mixte pour l’Aménagement et le Développement des Combrailles, les SICALA, la DREAL Auvergne et la population utilisatrice du fleuve et des affluents (pêcheurs, réseau d’eau potable,…). Le SAGE Sioule est en phase d’élaboration (statut octobre 2011). Les résultats obtenus sur le site doivent permettre une gestion optimisée des sédiments, notamment de barrage, potentiellement impactés par les activités anthropiques passées (anciennes mines de plomb). Ce projet est porté par le laboratoire GRESE et implique plusieurs enseignants chercheurs de compétences complémentaires. Il implique également des enseignants chercheurs de l’Université de Tours (laboratoire Géologie des Environnements Aquatiques et Continentaux - GéEAC) et a été établi en parallèle du projet MetOrg sur « Les polluants métalliques et organiques dans les sédiments du bassin de la Loire : sources et évolution spatio-temporelle ». Le projet MetMines a pour objectifs d’identifier les sources de pollution en éléments potentiellement toxiques (EPT : As, Cu, Cd, Pb, Sb, Zn) et de décrire la chaîne de mobilisation de ces contaminants issus des activités minières passées et leur impact sur le milieu naturel (s.l.). Les résidus de ces anciennes activités minières représentent un défi pour la qualité des cours d’eau et des nappes, la gestion des barrages, l’alimentation en eau potable et le devenir des déchets contenus dans les terrils. Ce projet a pour but de discriminer l’origine des sources de pollution potentielle, géogéniques ou anthropiques et d’évaluer la mobilité des métaux et métalloïdes au sein de divers compartiments. Les compartiments solides étudiés seront : les déchets miniers, les sols, les sédiments et les MES qui constituent en effet les sources primaires et secondaires de pollution. Pour répondre à ces objectifs, les moyens étudiés mis en œuvre sont :

• la détermination de la spéciation solide des EPT et de leur stabilité au sein des différentes phases porteuses primaires (termes sources au niveau des déchets miniers ou des sols développés sur fond géochimique anomalique) et secondaires (sols impactés à proximité des zones d’activités anthropiques, MES et sédiments) ; • d’évaluer le transport des EPT vers les sédiments qui lors de leur déprise au moment des crues, des vidanges…deviennent des sources supplémentaires (sources secondaires). L’étude des sédiments au niveau de retenues de barrages en aval d’anciens sites miniers sera privilégiée (barrages sur la Sioule et la Dore) ; • d’évaluer la part de limitation naturelle des risques liés à la mobilité des EPT au sein des sédiments.

La transférabilité des résultats obtenus dans le cadre de ce projet sera réalisable pour des sites présentant des barrages à l’aval d’activités anthropiques (minières, industrielles…). La durée du projet est subordonnée à la durée de financements alloués, à savoir 3 ans. La surveillance de ce bassin pourrait être pérennisée au regard des sites de stockage de résidus miniers en zone amont et de la configuration du bassin incluant un barrage en aval potentiellement impacté au niveau des sédiments. L’Agence de l’eau Loire Bretagne et la DREAL Auvergne sont engagées dans le pilotage du projet. L’EPL a été sollicité pour intervenir également. Les financeurs sont l’AELB et des fonds « FEDER » ont été demandés via l’EPL (Etablissement Public Loire). Des renseignements complémentaires sont donnés en Annexe 8 du présent document.

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4.12. BASSIN VERSANT PILOTE LOIRE-ESTUAIRE

Ce bassin versant pilote est situé à l’estuaire de la Loire et il existe depuis 2004. Son directeur scientifique est Bernard Prudhomme. Après une première mission d’observation et de communication, pour connaître, suivre et informer sur la Loire de la Maine à la mer, le GIP Loire Estuaire s’est vu confier successivement de nouvelles missions, comme les études prospectives en aval de Nantes pour trouver puis mettre en œuvre un scénario durable de restauration de l’estuaire, le schéma d’aménagement et de gestion des eaux de l’estuaire de la Loire pour connaître l’état de la ressource en eau et mieux la gérer. Sont venues s’ajouter à ces missions pour la période 2007-2013 des études sur la restauration hydraulique des zones humides estuariennes, la mise en place d’outils de gestion intégrée (comité d’estuaire) et l’assistance à maîtrise d’ouvrage sur des programmes tels que le relèvement de la ligne d’eau d’étiage.

Figure 7 : Périmètre du bassin versant pilote Loire-Estuaire

Les missions du GIP (hors schéma d’aménagement et de gestion des eaux) sont contractualisées dans le plan Loire pour la période 2007-2013, dont il est pilote pour la plate-forme « Estuaire de la Loire ». Il y a des couplages avec les SAGE notamment le SAGE Estuaire de la Loire Les partenaires directs et financeurs du GIP Estuaire de la Loire :

• Agence de l'Eau Loire-Bretagne

• Chambre de Commerce et d'Industrie de Nantes et de Saint-Nazaire

• Communauté d'Agglomération de la Région Nazairienne et de l'Estuaire

• Département de Loire-Atlantique

• Département du Maine-et-Loire

• Direction Régionale de l’Environnement Pays de Loire

• Ministère de l’Ecologie, du Développement et de l’Aménagement durables

• Nantes Métropole

• Port Autonome Nantes Saint-Nazaire

• Préfecture de région Pays de la Loire

• Région des Pays de la Loire

• Union européenne

• Union Maritime Nantes Ports

• Voies Navigables de France

L’équipe MMS (Universités de Nantes, Université Catholique de l’Ouest et du Mans) est impliquée dans diverses études sur l’estuaire de la Loire. Elle a aussi réalisé une étude d’impact suite à l’accident pétrolier de Donges survenu dans l’estuaire de la Loire en 2008. Des renseignements complémentaires sont donnés en Annexe 8 du présent document.

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4.13. BASSIN VERSANT PILOTE AGRHYS

Ce bassin versant pilote est situé à Naizin (56). Il s’agit d’un ORE « Temps de réponse dans les agro-hydrosystèmes » crée en 2002 et dirigé par P. Merot. L’objectif (et l’intérêt) de ce site d’étude sont d’étudier les interactions du milieu et d’une activité agricole intensive. Il n’y a pas de couplage avec les SAGE. Ce site n’est pas favorable pour une démarche de type gestion.

Figure 8 : Localisation du bassin versant pilote ORE AGRHYS (source : site de l'ORE)

Ce site est suivi depuis une trentaine d’année par de nombreux instituts (INRA, IRSTEA, CNRS, Université Rennes 1). Les nombreux travaux de recherche menés sur ce BV ont permis de comprendre son fonctionnement hydrologique. La taille du BV (5km²) permet l’acquisition de données sur les intrants (N, P et micropolluants) par enquête. Des collaborations avec d’autres laboratoires sont engagées pour améliorer la mesure in situ afin d’obtenir une résolution temporelle suffisante pour déconvoluer les hydrogrammes de crue et identifier les principales sources de polluants. Projets de recherche sur :

• le transfert de l’azote (temps de transfert, modélisation spatialisée), • les transferts de Carbone Organique Dissout (quantification des flux, traçage des sources de

COD (isotopie, marqueurs moléculaires, fluorescence), • modélisation du transfert de COD, • origine des MES dans les petits bassins versants (modélisation), • source et transfert de P, • éléments trace et dynamique du fer, • projets anciens (1990-2000) suivi pesticides, • suivi des résidus vétérinaires (à venir si acceptation par ONEMA).

Axes de recherches abordés : Hydrologie, Chimie, Agriculture.

Milieux étudiés : Eau de rivière, Eau de nappe superficielle et profonde, Eau des zones humides (collecteurs d’eau du sol), Eau de ruissellement.

Le bassin versant est actuellement équipé de dispositifs piézométriques et hydrologiques et fait l’objet de suivis depuis déjà plusieurs années. L’aspect hydrochimique s’est renforcé. Les différents compartiments :

• sol et zone non saturée ;

• nappe superficielle et nappe profonde ;

• zones humides de fond de versant et rivière peuvent être suivis de manière distincte.

Un bilan chimique peut donc être réalisé sur ces sites. Depuis 2002 (http://www.inra.fr/ore_agrhys/donnees), l’ORE Agrhys dispose d’une plateforme web permettant

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l’accès aux données hydrologiques (pluie, EPP, niveau piezométriques, débits), hydrochimiques (température, conductivité, pH, anions majeurs, cations majeurs, COD).

Les résultats obtenus sur ce site peuvent être transposés sur des petits bassins versants (ordre 2 à 3 de Strehler) sur socle également. Les données ne peuvent être extrapolables à plus grandes échelles. Ce site est un excellent observatoire pour étudier les interactions du milieu physique et des pratiques agricoles ainsi que le problème du temps de réponse des flux hydrogéochimiques aux variations des agro-hydrosystèmes. Ce site présente un historique important : les recherches sur les transferts de l’azote sont menées depuis presque quarante ans et depuis plus de quinze ans sur le COD. Des renseignements complémentaires sont donnés en Annexe 8 du présent document.

4.14. BASSIN VERSANT PILOTE ONEVU

Ce bassin versant pilote a été créé en janvier 2006 à Nantes.

Figure 9 : Localisation du bassin versant pilote ONEVU (source : http://www.irstv.fr/)

Il s’agit d’un SOERE (Les systèmes d’observation et d’expérimentation au long terme pour la recherche en environnement), Observatoire Nantais des Environnements Urbains, ex SAP (Secteur Atelier Pluridisciplinaire). La gouvernance scientifique est confiée à Véronique Ruban.

La création du SOERE « URBIS » se situe dans la continuité de la dynamique créée dans le cadre d’HURRBIS. Elle permettra :

• d’optimiser et pérenniser le réseau d’observation ;

• de veiller à la qualité de la programmation scientifique des travaux ;

• d’assurer la mise en cohérence des questions scientifiques traitées et de leurs domiciliations entre les différents observatoires ;

• de mettre en place un système d’information permettant un portage commun des données et une valorisation des avancées et acquis du projet.

De nombreuses équipes de recherche sont impliquées dans l’ONEVU : Département Géotechnique, Eau et Risques (IFSTTAR), Laboratoire de mécanique des fluides (ECN), Laboratoire de radio-écologie de Cherbourg Octeville (IRSN), Laboratoire de planétologie et géodynamique (Université de Nantes), Air Pays de la Loire, Service géologique régional Pays de la Loire (BRGM).A partir des réponses du questionnaire, on ne constate aucun couplage avec des SAGEs.

Le système considéré pour cette étude est un bassin versant séparatif urbain où l’on distingue l’atmosphère, les surfaces (chaussées, toitures..) et l’exutoire du bassin. L’originalité du projet consiste à:

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• mettre en œuvre une démarche pluridisciplinaire complètement intégrée croisant les objectifs propres aux sciences humaines et sociales et ceux propres aux sciences de l'environnement, et à confronter les chercheurs et les techniciens autour des actions à mener pour construire une ville durable dans le domaine de l'assainissement pluvial,

• quantifier les flux de micropolluants dans les différents compartiments (atmosphère, dépôts sur les surfaces urbaines, exutoire des bassins versants) ainsi que préciser leur origine, de manière à mieux les modéliser et à pouvoir définir l’efficacité des systèmes de gestion, proposer des méthodes permettant aux collectivités de gérer leurs flux polluants et de suivre les performances des actions qu’elles ont entreprises (procédures allégées de suivi, indicateurs d’évolution, …),

• analyser les mécanismes de transfert de connaissances en vue d'optimiser la gestion de l'assainissement urbain,

• pérenniser le réseau d'observatoires de terrain en hydrologie urbaine réuni au sein d’URBIS qui est sans équivalent au niveau mondial. En effet, le projet INOGEV associe les 3 observatoires du SOERE.

Axes de recherche : Chimie, géochimie, Hydrologie, Micro-météorologie, Sciences humaines et sociales. Familles de micropolluants étudiées : Métaux traces, Hydrocarbures aromatiques polycycliques, Pesticides, Alkylphénols, polybromodiphéniléthers, Substances médicamenteuses.

Milieux étudiés : Atmosphère, Eaux pluviales, Ruisseaux, Sédiments, Sols.

Comme indiqué précédemment, les données acquises alimenteront une base de données qui pourra être utilisée pour la modélisation, notamment dans le cadre du SOERE URBIS. L’instrumentation du site a jusqu’à présent été assurée pour l’essentiel par l’IRSTV, via le CNRS, le CPER et le projet MEIGEville (qui s’est terminé en 2010). Un budget de fonctionnement annuel est alloué par l’IFSTTAR. Un complément de financement (équipement et fonctionnement) est apporté par des projets ANR. Des renseignements complémentaires sont donnés en Annexe 8 du présent document.

4.15. BASSIN VERSANT PILOTE ADOUR-ESTUAIRE

Ce bassin versant pilote se situe en Pyrénées Atlantiques / Landes, Aquitaine, Sud-Ouest France. Il présent différents statuts : à la fois « Site Atelier pour la Recherche - Réseau de Recherche Littoral Aquitain (Conseil Régional Aquitain, depuis 2006) », à la fois GDR Adour (UPPA-IFREMER-CNRS, 2004-2007), GIS ECOBAG (SDAGE Adour-Garonne, 2000-2003), et prochainement « Site d’observations pérennes Station SOMLIT et Observatoires de l’Estuaire de l’Adour (en cours de mise en œuvre) et intégration dans l’Observatoire Aquitain des Sciences de l’Univers (OASU CNRS/INSU) ». Les premières études intégrées sur les micropolluants datent de 2000 et ont été réalisés avec de multiples partenaires (UPPA, CNRS, INRA, IFREMER).

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Figure 10 : Localisation des points de prélèvements dans le bassin versant pilote Adour Estuaire (source Duran et al., 2008)

Acteurs de recherche ou d’expertise : Université de Pau et des Pays de l’Adour, CNRS, INRA et IFREMER au travers de la fédération de recherche MIRA, mais aussi des UMR IPREM (UPPA/CNRS), ECOBIOP (UPPA/INRA), LRHA Anglet et Station Arcachon (IFREMER) et UMR EPOC (U Bordeaux/CNRS). Acteurs de gestion et de gouvernance : SDAGE Adour Garonne, S3PI, CCI Bayonne Pays Basque, Agglomération Adour Côte Basque, Conseil général 64, Région Aquitaine. Micropolluants concernés :

• Evaluation des niveaux de pollution et de la qualité des milieux dans les eaux, sédiments et bioaccumulateurs (métaux, organométaux, HAP, PCB) ;

• Evaluation de l’impact des pollutions sur les organismes bioindicateurs et les ressources halieutiques (métaux, organométaux, PCB) ;

• Développement et validation de modèles opérationnels pour le transport et le devenir des polluants dans les eaux entre l’estuaire aval et son panache côtier (métaux - Hg).

Projets et actions de recherche menées durant ces dernières années sur le site atelier de l’Adour Aval :

• Biogéochimie des contaminants métalliques à l’interface eau-sédiment dans les environnements côtiers (estuaire de l’Adour) : rôle et impact des communautés bactériennes et des réseaux trophiques benthiques (1998-2001) ;

• Etude de la qualité des eaux de l’estuaire de l’Adour (2000-2003) ;

• Les contaminants chimiques (Eléments Traces Métalliques et PCB) dans différents compartiments de l’écosystème estuaire de l’adour : origines, comportements et bioaccumulation dans les tissus mous et l’otolithe d’anguilla anguilla (2004-2007) ;

• Développement d’outils de modélisation hydrodynamique et sédimentaire pour prédire le rôle du transport estuarien et du panache de l’Adour sur le devenir des polluants en zone côtière (2006-2011?) ;

• Mécanismes de bioaccumulation et de toxicité, et impact des micropolluants sur le comportement et le potentiel migratoire des civelles de l’Adour (2005-2013).

Les travaux effectués sur ce bassin versant pilote s’inscrivent dans le cadre de plusieurs démarches complémentaires :

• Répondre aux besoins du port de Bayonne en matière de connaissance de l’estuaire et son débouché en mer ;

• Répondre aux orientations du Schéma Directeur d'Aménagement et de Gestion des Eaux (SDAGE) du bassin Adour�Garonne et au Projet de Programme de Mesures (PDM) qui lui est associé ;

• Répondre aux objectifs définis dans le Contrat d’Agglomération Côte Basque Adour en termes d’érosion côtière et de qualité des eaux de baignades.

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Un archivage systématique de certains échantillons sera réalisé dans le cadre de l’Observatoire de Recherche sur la Qualité de l’Environnement (Projet ORQUE et AMPHORE, échantillons de particules, de sédiments et d’organismes marin). Le site comporte un croisement de problématique de gestion des eaux estuariennes et côtières qui peuvent dans leur intégralité ou partiellement être transposables à d’autres sites présentant les mêmes caractéristiques de pression anthropique et de gestion des milieux aquatiques. Les principales actions ont été assez discontinues sur les micropolluants depuis 1998 par manque de financement pérenne (recherche de source de financement différente). Les détails des financements sont donnés en annexe. Des renseignements complémentaires sont donnés en Annexe 9 du présent document.

4.16. BASSIN VERSANT PILOTE ISLE

Ce bassin versant a été créé en Février 2011 à Montpon-Ménestérol (Dordogne) et il comprend une partie de la rivière Isle. La responsable du projet est Florence GERET. Ce projet a pour objectif d’étudier l’effet des rejets de médicaments sur différents organismes peuplant les cours d’eau et sur les communautés de macroinvertébrés benthiques de la rivière « Isle ». Ce projet fait intervenir l’Hôpital de Montpon-Ménestérol (qui possède sa propre station d’épuration et qui rejette ses effluents dans l’Isle), le SATESE de Dordogne, l’Agence de l’Eau Adour-Garonne et l’ANSES qui financent une partie de ce projet. Partenaires du projet : Hélène Budzinski (Université de Bordeaux) pour le volet chimique, Jérôme Cachot (Université de Bordeaux) pour le volet écotoxicologie sur poissons, Olivier Geffard (IRSTEA Lyon) pour le volet écotoxicologie sur crustacés, Florence Geret (Université de Toulouse) pour le volet écotoxicologie sur mollusques et tests normalisés, Pierre Marty (Université de Toulouse) pour le volet écotoxicologie (impact sur les communautés de macroinvertébrés benthiques de l’Isle) et Frédérique Blot pour le volet social du projet (relations avec les acteurs de l’hôpital, les gestionnaires de l’Agence de l’eau et avec la population). Il n’y a pas sur ce bassin versant pilote un couplage avec le SAGE. Pour l’instant, aucune discussion dans ce sens n’a été recensée. Les micropolluants étudiés sont des médicaments de la famille des psychotropes. Les études portent sur la caractérisation des effluents (en amont et en aval de la STEP) pour connaître le pouvoir épurateur de la station d’épuration (abattement). D’un point de vue écotoxicologique, les tests seront réalisés sur les effluents en aval de la STEP, sur les eaux de la rivière au niveau du rejet, et sur des milieux reconstitués avec des psychotropes choisis parmi les médicaments les plus utilisés par l’hôpital et les plus retrouvés dans les effluents. Dans le but de relier l’étude sur les communautés de macroinvertébrés benthiques de l’Isle et les rejets de médicaments, des analyses chimiques des médicaments porteront également sur les sédiments de l’Isle. Les intervenants sur le site sont :

• des chimistes pour identifier les molécules pharmaceutiques dans les effluents de la station de l’hôpital et en divers points du cours d’eau ;

• des écologues pour analyser la composition et la structure de l’écosystème aquatique au niveau du rejet en comparaison à plusieurs autres points du cours d’eau ;

• des écotoxicologues afin de mettre au point et utiliser des biotests, des biomarqueurs et identifier des protéines induites ou inhibées en présence de médicaments par l’utilisation d’une approche protéomique ;

• des géographes-sociologues qui s’attacheront, au travers d’enquêtes de terrain auprès des gestionnaires et des habitants, à percevoir les relations que la société entretient avec les écosystèmes aquatiques.

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Dans un premier temps, les résultats obtenus seront fournis aux différents partenaires (Hôpital, SATESE, Agence de l’eau et ANSES). L’hôpital choisi est un centre de soin spécialisé dans les troubles psychiatriques. La station est donc particulière vis-à-vis des molécules rejetées. Il sera difficile d’extrapoler ces résultats à d’autres types d’établissements de soins. Cependant, ce site permettra de progresser dans la connaissance du transfert, de la transformation et du devenir de résidus de médicaments en permettant de construire et valider des modèles de flux en adoptant une approche DPSIR (Usages/Pressions/Etat/Impacts/Réponses). L’intérêt de ce site est que l’hôpital fournit toutes les informations utiles en termes de consommation des médicaments, il permet un accès à toutes les informations concernant le réseau d’eaux usées (plans, installations…). Cette station n’utilise pas de traitement biologique or aujourd’hui, la plupart des stations utilisent des traitements avec boues activées. Il sera donc impossible de généraliser les résultats obtenus. D’autres études sont prévues avec d’autres STEP (de la région Midi-Pyrénées). Ce site n’est utilisé pour cette étude que depuis février 2011. Il est évident que cette étude sera réalisée et ne se poursuivra que dans le cadre de projets financés. L’étude est financé essentiellement par l’ANSES (financement du projet pour 3 ans que comprend personnels, fonctionnement, équipement : 99000 euros) et l’Agence de l’eau Adour-Garonne (14000 euros). Des renseignements complémentaires sont donnés en Annexe 9 du présent document.

4.17. BASSIN PILOTE AURADE, BASSIN VERSANT DU MONTO USSE

Le bassin versant agricole du Montoussé (320 ha), affluent de la Boulouze (affluent de la Save) à Auradé (village du Gers), est situé à 40 km à l’Ouest de Toulouse, dans les Coteaux de Gascogne. Ce site a été instrumenté dès 1982 par le Centre de Recherche AZF de Toulouse (Société Grande Paroisse) pour suivre l’évolution des transferts d’Azote. En 1995, le GRAMIP a démarré des suivis de concentrations en pesticides dans les eaux. En 2004, EcoLab a mis en place des suivis biogéochimiques et écologiques en partenariat avec la Société Grande Paroisse Azote (GPN-TOTAL, convention signée en 2006) et l’Association des Agriculteurs d’Auradé (AAA), interface entre agriculteurs, collectivités territoriales et laboratoires de recherches. Ce bassin versant est labellisé ORE-SOERE depuis 2010 et son responsable scientifique est Jean-Luc PROBST. Actuellement, les suivis climatologiques, hydrologiques, géochimiques, pédologiques et écologiques sont assurés par ECOLAB et les recherches se font en partenariat avec d’autres laboratoires toulousains (CESBIO, GEODE, CERTOP, EDB) et bordelais (ADBX et REBX du IRSTEA (IRSTEA de Cestas), avec l’AAA et la société GPN Agriculture. Tous les acteurs de la gestion impliqués sur ce bassin versant sont représentés au Comité technique et au Comité de Pilotage du BV (voir détails en annexe xxx), entre autre l’Agence de l’eau Adour-Garonne et le Plan d'Action Territorial (PAT Boulouze Save Lisloise Amont). Les principaux objectifs sont de déterminer les impacts des activités agricoles (occupation des sols, pratiques agricoles, apports de fertilisants et de produits phytosanitaires) et des changements climatiques sur l’érosion mécanique et chimique des sols, les flux d’eau et de carbone, les transferts de polluants (nitrates, pesticides et métaux lourds), la qualité des milieux et les organismes vivants (biodiversité, charges critiques, écotoxicologie, bioaccumulation et biomarquage).

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Figure 11 : Vue du bassin versant pilote (source : site M. Probst)

Sur ce site, quatre pistes sont développées en ce qui concerne l’innovation :

• le développement de micro-capteurs environnementaux pour la mesure in situ (sols, eaux, sédiments, végétaux), de paramètres physico-chimiques et de micropolluants organiques et inorganiques ;

• le traçage isotopique pour caractériser les sources, notamment sur les polluants émergents ;

• le développement de bio-capteurs et nouvelles membranes (capteurs passifs) ;

• la mesure in situ des retombées atmosphériques de polluants avec des micro-capteurs environnementaux.

Projets Scientifiques en cours : SOERE-RBV, Equipex CRITEX, Projet inter-régional Aquitaine Midi-Pyrénées, projet européen inter-Reg SUDOE…

Axes de recherches : biogéochimie, hydrochimie, hydrobiologie, agronomie, écologie (biodiversité/fonction, réseaux trophiques), pédologie, écotoxicologie, hydrologie de surface et hydroclimatologie, géomorphologie/érosion/transports fluviaux, cycles biogéochimiques, traçages isotopiques, modélisation agro-hydrologique (SWAT, MOHID, TNT2…) pour simuler les transferts de nitrates, de MES, de pesticides, de carbone et de métaux lourds, risques environnementaux, sociologie… Familles de micropolluants étudiés : nitrates, métaux lourds et pesticides. Milieux/matrices : eau (phases dissoutes et particulaires), sédiments de fond, sols, engrais et organismes biologiques.

Depuis 1983, on dispose des paramètres hydro-climatiques (T, P, Q), des teneurs en nitrates dans les eaux du Montoussé à différentes stations, des apports de fertilisants, des pratiques culturales, de l’occupation des sols, des exportations par les cultures. Depuis 1995, on dispose en plus des teneurs en pesticides à l’exutoire et des traitements phytosanitaires effectués sur les différentes parcelles. Depuis 2004, on mesure l’ensemble des autres paramètres physico-chimiques (majeurs, traces, métaux, pesticides, MES, carbone, nutriments) et plus récemment, les compositions isotopiques de l’eau, C et N dans les eaux du Montoussé à l’exutoire, les pluies et les solutions de sols. La transférabilité des résultats est possible notamment dans le cadre des réseaux qui se mettent en place (SOERE-RBV, réseau BV Agricole ONEMA, réseau Franco-américain BV Agricole). La durée de ce site est en lien avec les financements de ces projets de recherche. La pérennisation (non financière) vient maintenant de la mise en réseau du site qui lui donne un label officiel et une reconnaissance mais qui n’apporte pas les personnels, les budgets d’équipement et de fonctionnement nécessaire pour les suivis (équipement, analyses, missions), l’expérimentation et la modélisation. Des renseignements complémentaires sont donnés en Annexe 9 du présent document.

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4.18. BASSIN PILOTE OTHU (SITES DE CASSIEU ET ECUIL LY)

Ce bassin versant pilote se situe dans l’Agglomération lyonnaise et les territoires proches. Les sites expérimentaux de l'OTHU (Observatoire de Terrain en Hydrologie Urbaine) sont équipés depuis 2002. La directrice de ce site est Sylvie BARRAUD.

Figure 12 : Sites expérimentaux du bassin versant pilote OTHU (source : site de l'OTHU)

Autour de ce site, plusieurs acteurs sont Impliqués : des chercheurs de la fédération de recherche OTHU et de son Observatoire associé – SFR 4161, la Direction de l’Eau du Grand Lyon et l’Agence de l'Eau RM&C. Actuellement, une collaboration est en place avec le SAGE de l’Est Lyonnais afin d’échanger des données piézométriques (niveaux de nappe, convention déjà établie). Ce site est destiné à l’étude des flux d’eau et de polluants produits par un bassin versant urbain à dominante d’activités industrielles, à la compréhension du fonctionnement d’un bassin de retenue-décantation et d’un bassin d’infiltration dans une situation de nappe profonde et à l’analyse de l'impact des flux infiltrés sur la qualité de la nappe (bassin de Django Reinhardt). Le dispositif permet la mesure :

• des flux produits par un bassin versant à caractère industriel, d'une surface de 185 ha ;

• de l'efficacité de dispositifs de décantation et d'infiltration des effluents ;

• de l'évolution de ces flux lors de leur transfert dans les sols et la nappe ;

• des impacts chimiques et biologiques de ces flux sur le sol et la nappe.

En termes de micropolluants, des suivis récurrents ont déjà été effectués grâce à plusieurs thèses, dont récemment celles de Abel Dembélé et Céline Becouze-Lareure (soutenances les 18 octobre et 23 novembre 2010). Elles ont été réalisées dans le cadre du projet ESPRIT-RHODANOS. La thèse de Céline Becouze-Lareure a porté sur la caractérisation et l’estimation des flux de substances prioritaires dans les rejets urbains par temps de pluie sur deux bassins versants expérimentaux et la thèse d’Abel Dembélé a porté sur la mesure et modélisation des flux évènementiels en MES, DCO et polluants prioritaires des rejets urbains par temps de pluie. Une thèse a débuté en janvier 2010 par Christel Sébastian sur la « mesure des flux de micropolluants et écotoxicité à l'échelle d'un bassin versant muni d'un système de rétention (Approche globale) ». Cette thèse est notamment réalisée dans le cadre du projet ANR INOGEV mené par le réseau d’observatoires HURRBIS (SOERE URBIS) et du projet BR-TOX mené pour la ZABR-ONEMA-AERMC. Familles de polluants : 36 substances issues de la Directive Cadre sur l’Eau (DCE) ont été recherchées dont 19 pesticides, 8 HAPs, 4 alkylphenols. 26 métaux (dont les 4 répertoriés par la DCE) ont également été analysés.

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Ces mêmes paramètres ont été suivis dans les retombées atmosphériques dites « sèches » (par temps sec) et « humides » (eaux météoriques) grâce à un système automatique découvrant. Les fractions dissoutes ont été analysées sur toutes les substances. Les études ont porté sur la caractérisation et l’estimation des flux de substances prioritaires dans les rejets urbains par temps de pluie sur deux bassins versants expérimentaux. La majorité des études ont été orientées vers la mesure et la modélisation des flux évènementiels (MES, DCO et polluants prioritaires) des rejets urbains par temps de pluie. Programme INOGEV Dans le cadre du projet ANR INOGEV, il a été envisagé de suivre les paramètres suivants :

• Les paramètres hydrauliques et pluviométriques (eau précipitée, débit d’écoulement) ; • Les paramètres « globaux » de qualité (MES, DCO, conductivité, pH) ; • 78 polluants (63 substances organiques et 15 métaux) (détails en annexe xxx).

Programme BR-TOX Afin de compléter les analyses de micropolluants, des mesures d’écotoxicité sont menées en partenariat avec la structure POLDEN-INSAVALOR et l’ENTPE. Les sites de l’OTHU ont été choisis pour être représentatifs des bassins Lyonnais. Les recherches menées avec le Réseau HURRBIS ont justement pour intérêt de regarder ces représentativités. Le site de Chassieu est un site pérenne (au minimum 10 ans comme tous les sites de l'Observatoire). Il est un lieu actif de projets pluridisciplinaires. L'observation récurrente et l'instrumentation sont soutenues sur les sites de l'OTHU par des financements Grand Lyon et Agence de l'eau RM&C, mais aussi et surtout, grâce aux contributions de l'Observatoire par les projets de recherche se réalisant sur sites, qui eux ne sont pas pérennes. Les analyses micropolluants ont quant à elles été financées grâce aux projets ESPRIT, INOGEV et BR-TOX. Des renseignements complémentaires sont donnés en Annexe 10 du présent document.

4.19. BASSIN VERSANT PILOTE OSR

Ce bassin versant pilote se situe sur le Rhône, à l’amont de Lyon (station de mesure en continue de Jons). L’OSR est l’un des observatoires de la Zone Atelier Bassin du Rhône (ZABR) (Grand Équipement de l’Institut Environnement/Écologie du CNRS) qui est constitué en GIS. Il a été crée en 2009. L’ensemble du BV du Rhône est pris en compte pour la problématique pollution sédimentaire par l’Observatoire des Sédiments du Rhône(OSR) (contrat de recherche financé sur 3 ans au titre du Plan Rhône). L’OSR est l’un des programmes support d’un Observatoire Homme/Milieu (OHM) (Grand Équipement de l’Institut Environnement/Écologie du CNRS), officiellement créé en novembre 2010. L’OSR est l’un des observatoires de la Zone Atelier Bassin du Rhône (ZABR) (Grand Équipement de l’Institut Environnement/Écologie du CNRS) qui est constitué en GIS. Plus généralement, les échanges sur les objectifs techniques, opérationnels et scientifiques sur le suivi des polluants à Jons se concrétisent via les instances de gouvernance de l’OSR, qui rassemble la DREAL de bassin, l’Agence de l’Eau RMC, la Compagnie Nationale du Rhône, EDF, et les régions riveraines. Le Bassin versant, n’est pas couplé à un SAGE. La finalité de l’observation n’est pas directement de type opérationnel, mais elle s’inscrit dans le questionnement actuel de l’AE RMC sur les réseaux de mesure et de surveillance et le passage d’une analyse « concentration » à un calcul de flux. Ces actions sont portées par un collectif d’équipes scientifiques (IRSTEA UR MALY Lyon, CEREGE, Université d’Aix en Provence (CNRS), l’IRSN et l’IFREMER). Les objectifs scientifiques ont été élaborés en étroite collaboration avec l’Agence de l’Eau RMC qui s’interroge quant à son réseau de mesure et de surveillance, notamment pour la mesure des flux de contaminants (apports à la Méditerranée et traçage des affluents contributeurs majeurs). Des partenariats techniques avec EDF et Véolia ont été mis en place pour l’équipement de la station de Jons.

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Les actions de recherche qui portent sur la problématique de suivi des micro-polluants sur des bassins versant pilotes sont les actions 6 et 7 :

• Action 6 : Consolidation du réseau de mesure des MES et des contaminants associés. L’action 6 vise, entres autres, à instrumenter deux stations de mesure en continue en vue de pouvoir calculer des flux de polluants sur un certain nombre de contaminant en deux points du bassin versant à Arles (flux à la mer) et à Jons (milieu du bassin versant) ;

• Action 7 : Analyse bio-physico-chimique et traçages des particules. L’action 7 est une action de recherche fondamentale qui tente de mettre en lumière les relations physiques, chimiques et biologiques entre contaminants dans les MES et leurs supports minéraux ou organiques.

Ce site aborde le problème de la contamination par l'étude des flux dans un projet à caractère pluridisciplinaire : il couple une approche hydraulique et sédimentaire à une étude des processus chimiques qui régissent la propagation des polluants dans le Rhône.

• Définir une stratégie de mesure des flux de MES et des contaminants associés afin de collecter les données nécessaires à l'étude ;

• Caractériser ces flux, dont leur variabilité temporelle, en fonction de l'hydrologie du fleuve (crue/étiage, saisons, chasses et manœuvres d'ouvrages...) et du transport sédimentaire (variation de la granulométrie et de la composition des particules support);

• Identifier et hiérarchiser les sources de ces flux de polluants (i.e., principaux affluents contributeurs au Rhône amont), à l'aide de prélèvements sur les affluents et d'une analyse cartographique ;

• Modéliser le devenir des flux de polluants dans le Rhône i.e., modèle hydraulique du Rhône couplé à un modèle de transport sédimentaire et de dispersion (ADIS-TS).

Axes de recherche : hydrologie, hydraulique, chimie, modélisation, systèmes d'information. Familles de polluants : Métaux (dont mercure, plomb, cadmium, nickel, cuivre, arsenic, chrome, zinc); Substances organiques : HAP, PCB, PBDE + autres substances organiques hydrophobes en cours de sélection, Radionucléides MES, carbone organique total (COT). Le financement du soutien et de l’exploitation du site sont à l’heure actuel prévus jusqu’en 2013, mais la réflexion scientifique a été définie dans le cadre d’un schéma d’orientation stratégique bâti sur des actions programmés sur 5 à 10 ans. L’OSR sera reconduit dans le cadre d’un second plan Rhône en fonction des modalités de la re-signature du contrat Etat-Région. Le bassin versant s’inscrit dans un contexte scientifique structuré de longue date en ce qui concerne les problématiques hydro/fluvial, via la Zone Atelier Bassin du Rhône (ZABR/INEE), elle-même issue des PIREN. Des renseignements complémentaires sont donnés en Annexe xxx du présent document.

4.20. BASSIN PILOTE DELTA DU RHONE-CAMARGUE

Ce bassin versant pilote est situé sur le Delta du Rhône-Camargue (Parc Naturel Régional de Camargue) ; ce site est également une Réserve de Biosphère MAB-UNESCO, la Réserve Nationale de Camargue, un site RAMSAR1927, une Réserve Nationale. En 1970 il est devenu également Parc Régional, en 1977 Réserve de Biosphère, révisée en 2006 incluant la totalité de la zone deltaïque. La gouvernance du site appartient :

• au Parc Régional (Didier Olivry)

• à la Réserve Nationale (Eric Coulet)

• à la Réserve de Biosphère

• au site RAMSAR (Régis Vianet).

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Les acteurs de la gestion sont multiples, Collectivités territoriales (Département, Région), Parc Naturel Régional, Agence de l’eau, Conservatoire du littoral, gestionnaires des Réserves, agriculteurs (riziculteurs), scientifiques etc. On peut citer au moins 3 « actions » concertées de gestion :

• Un contrat de milieu, « contrat de delta », est en cours, voir texte de candidature. Le texte du contrat sera finalisé à la fin de l’année ;

• Sur la partie ouest du delta : SAGE Camargue Gardoise ;

• Le Plan Rhône.

L’expérimentation devrait être directement liée à l’orientation de la gestion du site. Les organismes scientifiques impliqués sont : (liste non exhaustive à compléter à l’aide du texte du « contrat de delta ») :

• Réserve Nationale de Camargue- SNPN,

• La Tour du Valat (conservation des zones humides méditerranéennes).

• UMR8079 Ecologie Systématique et Evolution, CNRS-Université Paris-Sud (écotoxicologie : transfert trophique des polluants organiques : programme PNETOX, 4 thèses, 1 post-doc),

• UMR 6264 Laboratoire de Chimie Provence, CNRS-Université de Provence, Marseille (chimie de l’environnement, modélisation du transport des substances chimiques eau et sédiment),

• INRA Montpellier (Agriculture),

• DESMID-CNRS Arles (sociologie),

• CEREGE Aix en Provence (Dynamique littorale et rhodanienne),

• et IFREMER (qualité des eaux dans le cadre de la DCE),

• CIRAD,

• CEFE Montpellier,

• Université de Toulouse (zostères).

Les lagunes de la Réserve Nationale de Camargue font figure de réceptacle des pollutions apportées par les canaux de drainage des rizières, et ses réseaux trophiques de modèles pour la bioamplification des PCB et des pesticides (Roche et al., Environmental Pollution, 2009). Pendant plus de 10 ans (1996-2009), les écotoxicologues de l’UMR8079 (Paris-Sud) ont analysé les mécanismes de bioaccumulation des POP et les réponses métaboliques (et histopathologiques) dans les populations d’invertébrés et de poissons de l’Etang de Vaccarès. (PCB, HAP, pesticides – organismes). Les chimistes de l’Université de Provence ont développé des modèles associant hydrologie et chimie afin de simuler le transport de pesticides et de leurs produits de dégradation dans une lagune littorale (herbicides-eau et sédiment). L’analyse des substances chimiques « autorisées pour la riziculture », notamment des herbicides, est actuellement en cours dans l’étang de Vaccarès (sédiments et eau) dans un programme cofinancé par l’agence de l’eau, associant gestionnaires, hydrologues, chimistes et écotoxicologistes. Axes de recherche : pratiques agricoles, hydrologie, sociologie, écotoxicologie et chimie. Les modèles de flux sont transposables aux lagunes littorales et aux estuaires. Le site, grâce aux statuts de protection, à la connaissance populationnelle du biote et aux actions des gestionnaires, possède une banque de données conséquente, et est parfaitement adapté pour la modélisation in natura des processus de bioaccumulation (bioamplification ou/et bioconcentration). Enfin les modèles de transferts terre-mer (Rhône –Méditerranée) sont attendus, notamment, par la plupart des gestionnaires des Aires Marines Protégées. Ce site est intégré dans un projet de développement durable de grande ampleur par le contrat de projet interrégional, le Plan Rhône (2007-2013). Les actions de recherche bénéficient soit du financement propre des organismes scientifiques locaux (SNPN, TdV), soit elles font l’objet de contrats avec des organismes de recherche publics (ANR ; PNETOX…). Des contrats européens « Life » sont en cours ainsi que des projets financés par l’Agence de l’Eau.

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Des renseignements complémentaires sont donnés en Annexe 10 du présent document.

4.21. BASSIN VERSANT PILOTE ARDIERES – MORCILLE (SAAM)

Ce bassin versant pilote est localisé au Nord Est de Belleville sur Saône (Beaujolais, Rhône). Il s’agit d’un site du IRSTEA depuis 1989 et labellisé site atelier en 2006 (Zone Atelier du Bassin du Rhône - GIS). Les coordinatrices scientifiques sont Véronique Gouy et Nadia Carluer.

Figure 13 : Schéma du bassin versant pilote SAAM (source : site ZABR)

Les porteurs d’enjeux sont : l’Agence RMC, la Chambre d'Agriculture du Rhône (Comité de Développement du Beaujolais), le Syndicat mixte des rivières du Beaujolais, le CROPPP (Cellule Régionale d'Observation et de Prévention de la Pollution par les Pesticides, l’ONEMA, l’UIPP et Arvalis. L’Agence de l'Eau Rhône Méditerranée & Corse apporte un appui également sur plusieurs projets récents concernant l'impact des rejets urbains sur l'Ardières (ex. mesures de composés pharmaceutiques et hormones, notamment par échantillonnage passif, en amont et en aval de rejets de stations d'épuration). Concernant le SAGE, un lien semble exister et une participation commune au contrat de rivière est en cours d'élaboration. Les problématiques transfert des pesticides et érosion sont déjà étudiées depuis plusieurs années. Projets « externes » en cours (partenaires dans l’annexe 1) :

• Miriphyque (MEDDTL) : Mise au point de descripteurs du risque de contamination des eaux de surface par les phytosanitaires à l’échelle du bassin versant. Appui à l’évaluation et à la gestion du risque ;

• SENDEFO (ANR) : Etudes des effets du tébuconazole sur les communautés bactériennes de la Morcille et des capacités de ces communautés à dégrader ce fongicide ;

• PoToMAC (ANR CESA 2011 : en cours d'évaluation) : Potentiel Toxique dans les Milieux Aquatiques Continentaux : échantillonnage passif des pesticides et relations exposition/impacts sur les biofilms ;

• Validation des échantillonneurs passifs (UR MALY IRSTEA Lyon et REBX IRSTEA Bordeaux, IRSTEA) plus valorisation et transfert auprès des opérationnels (Convention IRSTEA-ONEMA et dans le cadre d'AQUAREF pour les développements analytiques);

• Fiches actions IRSTEA - Agence de l'eau RM&C. (2007-2009) : Évaluation des échantillonneurs intégratifs POCIS et SPMD pour la caractérisation chimique et biologique des effluents de station d’épuration et des milieux aquatiques récepteurs ;

• Médicaments à usage humain : risques d’exposition et effets sur les milieux récepteurs, étude de l’impact des composés pharmaceutiques et perturbateurs endocriniens présents dans les rejets de STEP sur les milieux aquatiques.

Axes de recherche : Hydrologie, chimie, pédologie, agronomie, modélisation, biologie, écotoxicologie, systèmes d'information. Les données hydrologiques et chimiques sont regroupées au sein d'une base

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après validation (Excel et transfert, une fois validées, dans une base PostgreSQL). Les données biologiques sont gérées par les chercheurs qui les produisent. Famille de polluants étudiées: Métaux (dont cuivre, arsenic, plomb, cadmium, nickel, chrome, cobalt, zinc) en phases particulaire et dissoute ; Substances organiques : pesticides dans différentes matrices (sédiments, phase dissoute et particulaire, biofilm) ; HAP, PCB dans les eaux et les sédiments ; indice phénol ; substances pharmaceutiques et hormones (études plus ponctuelles sur l'Ardières) ; MES, DCO (totale et dissoute), carbone organique total et dissous (COT et COD), azote ammoniacal et Kjeldahl, nitrates et nitrites, chlorures, orthophosphates et phoshore total, ions majeurs (Ca, Mg, K, Na). Le modèle de risque de contamination par les pesticides sera mis en œuvre sur deux bassins différenciés : la Morcille et la Fontaine du Theil en Bretagne (Arvalis-UIPP), ce qui permettra également de juger de sa transposabilité. Le site est représentatif des bassins de coteaux du Beaujolais qui constituent tout un secteur à risque de non atteinte des exigences de la DCE en région Rhône Alpes. Le site n'est pas pérenne même si des fonds propres d’IRSTEA permettent ponctuellement de maintenir des activités scientifiques en cohérence avec le programme d'Etablissement. Les sources externes sont variées en fonction des appels d'offre de recherche ou programme plus opérationnels en cours : MEDDTL, ANR CESA, ZABR, AE RM&C, ONEMA (stratégies d'échantillonnage), Région Rhône Alpes. Des renseignements complémentaires sont donnés en Annexe 10 du présent document.

4.22. BASSIN PILOTE SIPIBEL

Le bassin versant pilote SIPIBEL ou Arve, créé le 01/09/2010, est situé à Reignier-Esery (74). Il s’agit d’un projet de collaboration sans statut spécifique. Ce site pilote est basé sur la caractérisation, les risques environnementaux et sanitaires, et traitabilité des eaux d’épuration du site Pilote de Bellecombe (Effluents hospitaliers et stations d'épuration urbaines). La gouvernance de ce site appartient au Syndicat Intercommunal de Bellecombe.

Figure 14 : Schéma du site SIPIBEL (source : plaquette syndicat de Bellecombe)

Le programme SIPIBEL est porté par le Syndicat Intercommunal de Bellecombe et le GRAIE (Groupe de Recherche Rhône-Alpes sur les Infrastructures et l’Eau). Le Site Pilote de Bellecombe est situé sur la commune de Scientrier et fait donc partie du périmètre du SAGE de l’Arve. Ce SAGE est en cours d’élaboration et la CLE est constituée depuis le 02/06/2010. Celui-ci est un des partenaires techniques et financiers important du projet. Il est à nos côtés depuis le démarrage du projet, notamment pour la

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réalisation de l’état zéro et dans le cadre d’opérations de communication. Il est constitué d'un hôpital, en cours de mise en service, d'une station d'épuration, avec deux files de traitement distinctes permettant d'isoler les effluents hospitaliers, et d'un milieu récepteur – l'Arve. Les gestionnaires de ces trois sous-systèmes sont des membres actifs du projet. Ils sont accompagnés par un consortium de scientifiques de renom. Nous pouvons citer : les Universités de Limoges, Paris 11, et de Poitiers, l’INSA de Lyon, l’ENTPE, le CNRS de Solaize, l’INRA de Thonon, l’IRSTEA de Lyon. La définition du système étudié, l'instrumentation du site, les études et recherches envisagées, les compétences mobilisées, visent à répondre à plusieurs questions :

• La caractérisation des effluents hospitaliers vs les effluents urbains ;

• L'analyse de la traitabilité des paramètres spécifiques aux établissements de soin et l'analyse technico-économique de différents scénarios ;

• L'évaluation de l'impact des rejets sur les milieux récepteurs et des risques associés, environnementaux et potentiellement sanitaires (écotoxicologie) ;

• L’analyse de la perception de ces problématiques par les citoyens et de leur capacité à agir

• Le développement de méthodes analytiques ;

• L’amélioration des connaissances et de l’innovation des effluents hospitaliers et rejets.

Le programme de recherche en cours de structuration est organisé selon trois axes :

• axe 1 - connaissance et modélisation des flux urbains et hospitaliers ;

• axe 2 - procédés de traitement ;

• axe 3 - risques écotoxicologiques/écologiques.

Axes de recherche abordés : Physico-Chimie, Hydrobiologie, Ecotoxicologie, Génotoxicologie (effets perturbateurs endocriniens), Microbiologie (dont l’étude de l’antibiorésistance). Familles de micropolluants : Alkyphénols, Métaux lourds (9 dont le gadolinium), Résidus médicamenteux (12 pour le moment), Détergents (3 grandes familles), AOX, COV sur matrice eau et boues de STEP La bancarisation des données et des résultats se fait dans un premier temps en interne. Une des finalités est de produire un outil d’aide à la décision qui pourra être transférable à un autre secteur ou à une autre collectivité. La durée de vie minimale du projet est de trois ans après la mise en service de l'hôpital. Le montage financier de l’état zéro (2011-début 2012) a été construit avec les financeurs suivants : AERMC, le Syndicat Mixte d’Aménagement de l’Arve et de ses Abords, le Conseil Général de la Haute-Savoie, le Centre Hospitalier Annemasse-Bonneville, le Ministère de la Santé et le Ministère de l’Ecologie. Des renseignements complémentaires sont donnés en Annexe 10 du présent document.

4.23. BASSIN PILOTE MONTPELLIER, EMISSAIRE EN MER S TEP

Ce bassin versant pilote est localisé à Montpellier. Il a été constitué dans le cadre du Projet de recherche financé par le programme CESA de l’ANR (Caractérisation, risques environnementaux et sanitaires et traitabilité). Il a été créé le 01/01/2010 et les responsables scientifiques sont Hélène Fenet et Serge Chiron. Les organismes scientifiques impliqués sont : l’UMR HydroSciences Montpellier, l’Ifremer, l’UMR ISM2 Marseille et le CHU de Montpellier. Actuellement, il n’y a pas d’acteurs de la gestion directement impliqués sur le site d’étude, mais des contacts ont été pris avec l’Agence de l’Eau RMC et la Région Languedoc-Roussillon. L’objectif de ce projet est de documenter la présence, le comportement et le devenir de substances pharmaceutiques et produits de soin corporel dans les eaux marines côtières. L’étude est centrée sur

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le contexte méditerranéen, dans lequel des émissaires en mer des rejets de stations d’épuration ont lieu ; ils constituent un apport ponctuel en continu dans ce milieu. Les substances chimiques ciblées sont des substances pharmaceutiques et leurs métabolites ainsi que des écrans UV. Trois axes de recherche sont abordés :

• Développement de méthodologies analytiques et d’une stratégie d’échantillonnage pour la réalisation d’un monitoring ciblé sur des produits pharmaceutiques et leurs métabolites ainsi que sur les écrans UV dans différentes matrices du milieu marin côtier (eau, sédiment et biota).

• Etude des processus de transformation (microbiens et photochimiques), de sorption sur les sédiments et de bioaccumulation spécifiques au milieu marin côtier.

• Estimation des concentrations d’usage et prédiction des concentrations de contaminants dans l’environnement marin côtier au niveau local

Une information ouverte au public sur le projet a été mise en place via les pages web des tutelles de différents partenaires. Par ailleurs, des échanges impliquant un rôle actif dans l’orientation de l’étude ont eu lieu lors du comité exécutif du mois de juin 2011, auquel étaient invitées des personnalités de la recherche en écotoxicologie, de l’Onema et du Ministère de l’Ecologie. Les données recueillies sur l’émissaire de Montpellier seront comparées à celles collectées sur l’émissaire de la station d’épuration de la ville de Marseille. Le projet de recherche devrait donc permettre d’apporter des réponses sur une possible transposabilité des résultats à d’autres sites. La durée de vie du site est actuellement liée au financement de l’ANR (3 ans). Sa pérennité n’est donc pas assurée. Des renseignements complémentaires sont donnés en Annexe 10 du présent document.

4.24. BASSIN VERSANT PILOTE DROME

Le bassin versant pilote de la Drôme a été créé en 2002 et fait partie de la Zone Atelier Bassin du Rhône (coordonateur Norbert Landon, UMR 5600 EVS Lyon 2 et Frédéric Liebault, IRSTEA Grenoble.

Figure 15 : Bassin versant pilote de la Drôme (source : ZABR)

Dès cette époque les scientifiques de la ZABR étaient présents sur la Drôme avec des recherches conduites sur la géomorphologie de la Drôme, sa biodiversité, la gouvernance mise en œuvre et une étude écotoxicologique et environnementale de la rivière Drôme.

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Equipes de recherche impliquées sur le bassin pilote Drôme : UMR 5023, UMR 5600, Irstea Grenoble, Aix, Montpellier, Maison du Fleuve Rhône, Université Lyon 3, Université de Marseille. Les recherches en cours conduites par la ZABR sur le Site Atelier Drôme sont bien en lien avec les préoccupations des acteurs gestionnaires de la rivière et des objectifs de gestion durable développés dans le SAGE de la Drôme. Travaux de recherche :

• caractériser la dynamique du bois mort et ses effets sur la morphologie et les conditions d’habitat ;

• caractériser la mortalité du peuplier noir et identifier les facteurs de contrôle (sécheresse de 2003, changements morphologiques) ;

• étudier les effets morphologiques d’une tranchée de remobilisation réalisée en 2004 pour faciliter le transit de la charge de fond ;

• étudier l’influence de la variabilité hydrologique sur la dynamique spatiale et temporelle de colonisation végétale de la tresse ;

• poursuivre l'élaboration de modèles de dynamique de population spatialisée du chabot, avec l'élaboration d'un modèle de croissance intégrant l'effet de la température, une réévaluation de méthodes de rétro-calculs permettant la réévaluation des âges des individus à partir de pièces osseuses ;

• valoriser l'étude expérimentale de l'influence de la température sur l'ovogenèse chez le chabot ;

• analyser l'influence des régimes thermiques sur les chaînes trophiques et l'amplitude de niche alimentaire du chabot (utilisation de marqueurs isotopiques stables, suivis invertébrés in situ) ;

Depuis 2005, il n’y a plus sur le site atelier Drôme de travaux en écotoxicologie. La réalisation d’un atlas informatisé sur l’ensemble du bassin versant de la Drôme a commencé en 2007, conçu à la fois comme un support à la réflexion, comme la synthèse des données sociales et physiques déjà disponibles au sein de l’équipe et comme un dispositif de suivi à long terme. Une enquête sociologique dont l’objectif était de saisir les pratiques des riverains actuels a été réalisée durant l’été 2009.

La question du transit des sédiments a été étudiée avec un focus sur les tranchées de remobilisation, technique pratiquée depuis plus de 10 ans dans le cadre de la mise en œuvre du SAGE. Afin d’accroître les connaissances physiques du bassin versant, des travaux portant sur l’hydrologie du bassin ont été amorcés cette année. De 2002 à 2005 a été conduit sur le site Drôme une étude des micropolluants et leurs relations avec la dynamique des populations de loutres (thèse Université J Fourrier Grenoble I). L’objectif était d’étudier la qualité du milieu et la contamination chimique (notamment PCB, polluants ubiquistes, bioaccumulables dans la chaîne alimentaire) en relation avec l’implantation de la loutre.

Les résultats sont transposables sur les rivières en tresse fortement présentes sur le bassin Rhône Méditerranée. La rivière Drôme constitue dans sa partie amont, une rivière très peu anthropisée ; Elle peut constituer pour cette raison une référence dans un groupe de bassins versants pilotes plus ou moins sujets à des pressions polluantes.

Principaux conventionnements et subventions : LIFE Environnement (2003-2007) - GICC (2007-2009) -ANR Risknat (2010-2014)- ANR inbioprocess (2007- 2011), Eaux et Territoire (2008- 2011); DADEC (2009-2011) - Agence de l'Eau RM&C - Région Rhône-Alpes – SMRD. Des renseignements complémentaires sont donnés en Annexe 10 du présent document.

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4.25. BASSIN PILOTE ESTUAIRE DE LA GIRONDE (ACTION INERIS -ONEMA 2012)

La Gironde constitue ainsi le plus vaste estuaire ouest-européen. Il est formé de la confluence de la Dordogne et de la Garonne qui drainent un bassin versant de 71 000 km2. L’estuaire de la Gironde concentre des enjeux environnementaux et sociétaux considérables. Cet estuaire, le plus vaste et le moins industrialisé des grands estuaires français, a la chance d’abriter sur ses rives, à côté d’une économie industrielle, énergétique et portuaire, un environnement relativement préservé supportant une économie agricole et de pêche, et une importante biodiversité. La problématique de l’estuaire de la Gironde est ainsi celle d’un territoire soumis à une pression anthropique croissante liée au développement de l’agglomération bordelaise et aux rejets associés (RUTP, STEP…) mais également aux activités industrielles et agricoles dans le bassin (grandes cultures et viticulture). Plusieurs acteurs institutionnels sont présents sur l’estuaire de la Gironde. Le Syndicat Mixte pour le Développement Durable de l'Estuaire de la Gironde (SMIDDEST) a été crée en 2001 à l'initiative des départements de la Gironde et de la Charente-Maritime. En 2004, les Régions Aquitaine et Poitou-Charentes ont rejoint le SMIDDEST, suivies de la Communauté Urbaine de Bordeaux en 2010. Il a pour mission d’initier des réflexions et de coordonner les actions concernant la préservation, la valorisation et le développement durable de l’Estuaire de la Gironde. Un SAGE est en place sur l’estuaire (www.sage-estuaire-gironde.org/site/documents.php), dont la maîtrise d’ouvrage est confiée au SMIDDEST. Neuf enjeux prioritaires ont été définis dont aussi d’appréhender les impacts des pollutions chimiques dans toutes leurs composantes et agir sur les principaux facteurs limitants pour l’écosystème. Depuis 8 ans, les équipes de recherche aquitaines impliquées dans la thématique du littoral se sont constituées en un réseau régional, multidisciplinaire et coordonné (Réseau de Recherche Littoral Aquitain – animé par B. Sautour, UMR 5805 EPOC). Les laboratoires impliqués relèvent de différentes structures, principalement des Université Bordeaux I et IV, du CNRS et de l’IRSTEA. Les projets de recherche réalisés sur l’estuaire ont ainsi pour objectif global de poursuivre la progression dans la connaissance des trajectoires de cet estuaire ; cette approche est réalisée via l’étude transversale et multidisciplinaire de l’évolution des usages et de la dynamique de l’estuaire et des zones humides associées. Par ailleurs, ils ont également pour ambition de combler les manques de connaissances pointés dans le SAGE. Le Projet 2009-2012 s’est ensuite intéressé à l’évolution de l’estuaire depuis 50 ans. Ce projet a permis d’élargir les recherches aux échelles passées récentes et d’aborder des thématiques telles que les évolutions hydromorphologiques et sédimentaires de l’estuaire, ainsi que l’évolution de l’écosystème aquatique estuarien conjointement aux paramètres environnementaux et aux facteurs climatiques. En parallèle des projets RRLA, le programme Gagilau (2010-2012) réunit des équipes d’Aquitaine, de Midi- Pyrénées et du Québec autour du thème de l’adaptation aux changements environnementaux des environnements fluvio-estuariens (EFE) Garonne/Gironde et Saint-Laurent. L’objectif de Gagilau est de comprendre conjointement les facteurs de sensibilité des écosystèmes (biotope et biote) et les facteurs de vulnérabilité des populations et activités humaines exposées aux changements environnementaux d’origines globale et/ou locale. Le programme a également pour objectif d’identifier (et/ou de susciter) l’émergence de processus d’adaptation des EFE à des changements environnementaux globaux et d’évaluer leurs impacts ainsi que les conditions sociales, économiques et écologiques de des adaptations. Enfin, la question de l’adaptation des écosystèmes côtiers régionaux aquitains au changement climatique est au cœur des préoccupations du Labex COTE (Evolution, adaptation et gouvernance des écosystèmes continentaux et côtiers), porté par l’Université Bordeaux (Antoine Kremer – UMR BIOGECO – et Hélène Budzinski – UMR EPOC). Une dynamique de recherche pluridisciplinaire a été développée à la faveur de divers programmes, par exemple: GIS ECOBAG, DEFI CADMIUM, MAGEST, POISSONS MIGRATEURS, divers programmes nationaux (LITEAU, SOMLIT, projets ANR EEL-SCOPE et IMMORTEEL, …) et européens (MATURE, BIOGEST, SWAMIEE,…). Ces études ont montré que si l’on veut, à la demande des collectivités locales, régionales et des usagers, développer des outils de gestion et de prévision de la qualité des eaux de l’estuaire et de la réponse biologique aux pressions exercées, tant d’origines climatiques qu’anthropiques, il importe de bien comprendre tous les processus qui gouvernent la bio-géochimie de ces eaux.

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Plusieurs projets en cours concernent la contamination de l’estuaire et le lien entre exposition des organismes aquatiques et effets toxiques.

• Projet IMMORTEEL étudie les impacts des contaminations métalliques et organiques (polychlorobiphényles et éthers de biphényle polybromés) des systèmes de la Gironde et du St Laurent sur deux espèces en déclin, les anguilles européenne et américaine.

• Le projet PFC-Gironde, financé par l’INSU (EC2CO, ECODYN) vise à documenter la contamination de l’estuaire par les composés perfluorés (PFC).

• Le projet ETIAGE, financé par la Communauté Urbaine de Bordeaux, la Région Aquitaine et la Lyonnaise des Eaux, vise à déterminer la contribution relative des apports des rejets divers au niveau de la Communauté Urbaine de Bordeaux par rapport à ceux venant de l’amont, en termes de charge organique et de micropolluants. Les contaminants ciblés ici sont les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), les PCB ou encore des détergents non ioniques tels que les alkylphénol-polyéthoxylates et leurs produits de dégradation, les alkylphénols.

• Le projet DIEZH consiste en une étude intégrée et multidisciplinaire ayant pour objectif principal le développement de connaissances nouvelles et l’amélioration de notre compréhension des trajectoires, et de la dynamique de l’estuaire de la Gironde et des zones humides associées. Les contaminants ciblés dans DIEZH sont les pesticides, les hydrocarbures, les médicaments et quatre familles de contaminants halogénés, classés pour certains comme polluants organiques persistants : pesticides organochlorés, PCB, PBDE et composés perfluorés (PFC). Il s’agit également ici de développer une approche d’identification des contaminants halogénés d’intérêt émergent (ex : nouveaux retardateurs de flamme bromés, biocides chlorés, agents de surface fluorés…) dont la présence et la dynamique dans l’estuaire de la Gironde ne sont pas documentés.

En parallèle, différents réseaux d’observation opèrent sur l’estuaire. Ainsi, la composante locale du Service d’Observation du Milieu Littoral de l’INSU (SOMLIT) se focalise sur les paramètres hydro-biogéochimiques. Depuis près de 30 ans, la Gironde a ainsi la chance de bénéficier d’un dispositif de suivi des caractéristiques physicochimiques, hydrosédimentaires et biologiques, constituant un ensemble de données quasi unique en milieu estuarien. Cet ensemble de chroniques à fréquence mensuelle a été complété dernièrement par la mise en place d’un réseau de mesure physico-chimiques à haute fréquence du système estuarien (Réseau MAGEST) permettant d’analyser désormais les phénomènes à l’échelle des cycles de marée et des événements particuliers (crues, orages). De très nombreuses données acquises sur l’estuaire de la Gironde sont déjà bancarisées depuis plusieurs années dans les bases Domino de l’UMR EPOC (http://www.domino.u-bordeaux.fr/observation/) et SOMLIT de l’INSU (http://www.domino.u-bordeaux.fr/somlit_national/). La diversité des paramètres suivis sur l’estuaire (physico-chimiques, hydrosédimentaires, phyto/zoo-planctoniques, contamination métallique et organiques, données écotoxicologiques …) ainsi que l’acquisition récurrente de données depuis de nombreuses années à basse et haute fréquences temporelles (SOMLIT, MAGEST) permettent de caractériser la qualité du milieu et d’appréhender l’évolution de cet écosystème. Ces données présentent un intérêt dans le cas de l’estuaire de la Gironde, zone de transition entre milieu continental et milieu marin. Des connaissances et modélisations hydrologiques et hydrosédimentaires (UMR EPOC) sont également en cours d’acquisition pour contextualiser les observations faites sur la qualité du milieu et l’évolution du système ; ceci permettra, à terme, de faciliter les extrapolations à d’autres systèmes. Les résultats obtenus sur la Gironde peuvent être transférables à d’autres écosystèmes côtiers et milieux d'interface (eau douce – eau marine). De la même façon, il peut être envisagé un transfert des méthodes développées dans le cadre des projets mentionnés précédemment.Un intérêt de l’estuaire de la Gironde est l’implication de nombreux acteurs forts avec lesquels des collaborations sont déjà engagées et qui peuvent apporter un soutien technique déterminant sur le terrain (RRLA, CSOA, SMIDDEST), mais aussi un support politique pour le montage de projets de recherche/actions (Région Aquitaine, Etat, DREAL, ONEMA …). Le site est pérenne dans le sens où, indépendamment de financements locaux, il fait l’objet d’un suivi régulier depuis de nombreuses années dans le cadre des différents réseaux mentionnés précédemment.

Des renseignements complémentaires sont donnés en Annexe 9 du présent document

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4.26. BASSIN PILOTE ARCACHON (ACTION INERIS-ONEMA 2012)

Parmi les grands écosystèmes de la Région Aquitaine, le Bassin d’Arcachon est un site emblématique tant au niveau paysager, qu’au niveau écologique. Il est localisé au sud-ouest de la côte Atlantique française, à peu près à la même latitude que Bordeaux. Il présente une forme triangulaire d’environ 20 km de côté et une surface avoisinant les 155 km², dont 50 km² de bancs de sable et de vase qui émergent entre les chenaux à marée basse. Le Bassin d’Arcachon concentre des enjeux environnementaux et sociétaux considérables. Du point de vue écologique, il représente une zone humide reconnue internationalement par son originalité. Plusieurs acteurs sont présents sur le Bassin d’Arcachon, à deux niveaux, au niveau plus large du littoral aquitain et au niveau du bassin lui-même. Au niveau régional, trois organismes principaux opèrent de concert sur le littoral : le Groupement d’Intérêt publique (GIP) Littoral Aquitain (gouvernance), le Réseau de Recherche Littorale Aquitain (RRLA) (recherche) et l'Observatoire de la Côte Aquitaine (OCA) (centre de ressources, expertises). Le RRLA est constitué d’équipes scientifiques et de laboratoires de recherche aquitains conduisant des recherches sur les systèmes côtiers et les milieux d'interface (estuaires et lagunes) : les universités Bordeaux 1, Bordeaux 3, Bordeaux 4 et l’UPPA, le CNRS, l’IRSTEA, l'IFREMER, le BRGM, l’ONF et l'INRA. Au niveau du Bassin d’Arcachon, le principal organisme est le Syndicat Intercommunal du Bassin d’Arcachon (SIBA), établissement public de coopération intercommunale. Il n’existe pas de SAGE du Bassin d’Arcachon, mais il est de fait interconnecté à 4 SAGE. Depuis début 2011, une cellule Inter-SAGE Bassin d'Arcachon (interface eau douce – eau salée) a vu le jour. Elle réunit les présidents et animateurs des 4 SAGE concernés, le SIBA, les Aires marines protégées (pour le Parc naturel Marin), l'Agence de l'Eau Adour-Garonne et les services de l'Etat (DDTM et DREAL). La première réunion a abouti à une définition claire et partagée par les acteurs du Bassin d'Arcachon des enjeux de qualité sur le bassin en 6 objectifs prioritaires dont 4 concernent plus directement les tributaires : les pesticides, les HAP, les nutriments et la bactériologie. Acteurs locaux et chercheurs sont mobilisés sur le Bassin d’Arcachon depuis de nombreuses années et ont prouvé leur capacité à développer conjointement des projets d'étude et de recherche pluridisciplinaires. On notera en particulier les programmes régionaux ASCOBAR (« Apports scientifiques face à la problématique conchylicole du Bassin d'Arcachon » ; 2007 – 2009) et OSQUAR (« Ostréiculture et qualité, approche dynamique du Bassin d’Arcachon » ; 2009 – 2012), complétés par le projet ANR RIPOST (« Réponse interdisciplinaire au problème ostréicole du Bassin d’Arcachon » ; 2010 – 2013) dont l’objectif était de réaliser un état des lieux de la contamination actuelle du Bassin d’Arcachon. Ces travaux ont notamment conduit à la mise en place d’un réseau « pesticides » sur le Bassin d’Arcachon (REPAR), animé par le SIBA, dans le but d’établir une veille active de ces substances et d’apporter une dimension supplémentaire en termes d’actions correctives aux résultats des campagnes d’analyses. Le réseau prend en compte les pesticides au sens large (phytosanitaires agricoles, peintures antisalissures, traitement du bois, etc…) et comprend un volet d’analyses chimiques et un volet d’écotoxicologie. Depuis 2007 se sont succédés deux programmes régionaux coordonnés par le RRLA; ASCOBAR (« Apports scientifiques face à la problématique conchylicole du Bassin d'Arcachon » ; 2007 – 2009) et OSQUAR (« Ostréiculture et qualité, approche dynamique du Bassin d’Arcachon » ; 2009 – 2012). Ces deux programmes, complétés par le projet ANR RIPOST (« Réponse interdisciplinaire au problème ostréicole du Bassin d’Arcachon : approches in situ et expérimentales » ; 2010 – 2013) avaient pour objectif de réaliser un état des lieux de la contamination actuelle du Bassin d’Arcachon. Le deuxième volet de ces projets avait pour but de déterminer l’effet de ces polluants majeurs sur deux espèces emblématique de la lagune ; l’huître creuse Crassostrea gigas et la petite zostère Zostera noltii.. Par ailleurs, au niveau national, l’Anses (Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail) a été mandaté par le Ministère de l’Agriculture et le Ministère du travail, de l’emploi et de la santé pour travailler, dans le cadre du Programme National Arcachon (PNA), à l’identification des causes possibles des toxicités inexpliquées observées en 2005, 2006 et 2008 suite aux bioessais sur souris réalisés à partir des coquillages du Bassin d'Arcachon. La gestion des données est assurée au sein de l’UMR EPOC et de l’Ifremer (BDD DOMINO de l’UMR EPOC, SOMLIT de l’INSU et QUADRIGE de l’Ifremer). Le SIBA et la DIREN réalisent aussi depuis plusieurs années un suivi des apports continentaux en composés azotés et phosphatés. De plus, le SIG du

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SIBA couvre le secteur du bassin avec une définition de 20 cm. Enfin, le réseau REPAR assure le suivi régulier des teneurs en pesticides du Bassin d’Arcachon via trois démarches : des analyses chimiques (in situ et avec des capteurs passifs POCIS), des analyses écotoxicologiques, et des enquêtes auprès des utilisateurs. Il est principalement financé par l’agence de l’eau Adour-Garonne et le SIBA. Axes de recherche : disciplines représentées couvrent un grand nombre de champs nécessaires aux études environnementales : physique, sédimentologie, chimie (des contaminants organiques, métalliques), microbiologie, biologie, biogéochimie, écotoxicologie, modélisation (er également géographie, économie, sociologie, science politique et démographie s’inscrivent dans la logique interdisciplinaire qui sous-tend à ces projets). Concernant le volet « Qualité chimique du milieu : apports continentaux, usages et qualité », les études réalisées sur le Bassin d'Arcachon dans le cadre du RRLA ont notamment porté sur:

• la caractérisation des apports atmosphériques en HAP sur le Bassin d'Arcachon (phases gazeuse et particulaire) et des flux vers le compartiment aquatique à l’aide d’un échantillonneur actif (filtres en fibre de quartz et mousses en polyuréthane) ;

• un suivi global multi-résidus pour dresser une cartographie des niveaux de contamination chimique, via la détermination des teneurs en HAP, PCB, pesticides, métaux (Cu, Cd, Hg, Zn) et organométaux (TBT, methylmercure) dans les différents compartiments du système : l’eau (dissous et MES), les sédiments et le biote (huitres cultivées, huitres sauvages, zostères (parties racinaire et foliaire) ;

• en parallèle, un suivi plus particulier des pesticides dans le but d’identifier et de quantifier les pesticides présents dans les eaux du Bassin d’Arcachon, d’en identifier les sources, notamment continentales via les différents tributaires du bassin, d’étudier leur dynamique dans cet hydrosystème et leur transfert vers l’huître. Les concentrations moyennes dans la colonne d’eau ont été suivies au moyen d’échantillonneurs passifs de type POCIS (Polar Organic Chemical Integrative Sampler), déployés dans les 9 tributaires du bassin ainsi que sur 7 sites intrabassin ; les teneurs en pesticides ont également été suivies dans les sédiments (tributaires et sites intrabassin) et dans le biote (intrabassin). Les résultats de ces travaux ont conduit à la mise en place d’un réseau « pesticides » sur le Bassin d’Arcachon (REPAR)

En plus des études écotoxicologiques indiquées précédemment, la qualité biologie du milieu est appréhendée, par différentes approches, notamment :

• la caractérisation des communautés phytoplanctoniques ainsi que l’étude des liens entre hydrodynamisme et présence de microalgues toxiques dans le Bassin ;

• la modélisation hydrodynamique et hydrosédimentaire du Bassin. Comme mentionné précédemment, de très nombreuses données acquises sur le Bassin d’Arcachon sont déjà bancarisées depuis plusieurs années dans les bases de données Quadrige et SOMLIT de l’INSU. De plus, depuis 2007 et dans le cadre du projet ORQUE (Observatoire de Ressources de la QUalité de l’Environnement en Aquitaine), une banque d’archives d’échantillons (sédiments et biote) du Bassin a été créée dans le but de réaliser une surveillance de l’évolution de la qualité du milieu et de mesurer l’efficacité des actions correctives entreprises. Toutes les données sont publiées dans les rapports annuels de programmes et accessibles en ligne sur le site du RRLA (http://rrla.epoc.u-bordeaux1.fr/). Les résultats obtenus dans le Bassin d’Arcachon peuvent être transférables à d’autres écosystèmes côtiers et milieux d'interface (continuum eau douce – eau marine) que sont les estuaires et les lagunes. De la même façon, il peut être envisagé une transférabilité des méthodes. Un intérêt du Bassin d’Arcachon est l’implication de nombreux acteurs forts avec lesquels des collaborations sont déjà engagées et qui peuvent apporter un soutien technique déterminant sur le terrain (SIBA, Ifremer, RRLA, CSOA, Service Maritime), une base de données géo-référencées très précise (SIBA), mais aussi un support politique pour le montage de projets de recherche/actions (Région Aquitaine, Etat, DIREN, ONEMA …).

Des renseignements complémentaires sont donnés en Annexe 9 du présent document

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4.27. BASSINS VERSANT PILOTES SANS RETOUR DU QUESTI ONNAIRE

A l’intérieur du bassin versant de l’Agence de l’Eau Loire-Bretagne, d’autres sites ont été identifiés, mais les interlocuteurs n’ont pas donné suite aux premiers échanges. Le tableau ci-dessous reprend les informations fournies par les différents bassins lors de l’échange téléphonique.

Tableau 5 : Liste des bassins versants pilotes sans renseignements – retour questionnaire

Nom Bassin Versant Pilote

Molécules Contact Réponse

« zone atelier Loire »

zone atelier Loire pollution des sédiments. Recherche des profils historiques de contamination métalliques et organiques des sédiments de la Loire avec test des techniques de prélèvement pour la représentativité la contamination des milieux : carottage, laisse de crue, méthode RCS

pollutions métallique et HAP (à terme)

Nathalie Carcaud, Agrocampus

Pas de réponses à la prise de contact par courriel

« Salmoniculture Bretagne »

Site n’a pas beaucoup d’intérêt dans la démarche BV Pilotes à cause de l’échelle (celle d’une entreprise) ; activité salmoniculture en Bretagne.

Nitrates, pas de micropolluants

Joel Aubin (INRA de Rennes)


« Vilaine » analyse de pesticides et des médicaments, étude du transfert de ces substances dans les eaux de surface en de la Vilaine.

Médicaments Barbara LeBot (EHESP)

Echange téléphonique, pas de retour du questionnaire mais intérêt à cette action

« Estuaire Vilaine »

étude des perturbations du système reproducteur des populations de poissons (flet, gobbie) en estuaire

Perturbateurs endocriniens

Christophe Minier (Université du Havre)

Echange téléphonique, pas de retour du questionnaire, mais intérêt à cette action

« Scorff, Petits fleuves Côtiers »

SOERE, département du Morbihan, (long : 70 km / bassin versant : 480 km²).

Pas d’informations disponibles sur le site

Jean-Luc Bagliniere (INRA)

Pas des réponses aux courriels de sollicitation

Des renseignements complémentaires sont donnés en Annexe xxx du présent document.

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5. RESULTAT GLOBAUX DE L’ENQUETE

5.1. GOUVERNANCE DES SITES

Les bassins versants pilotes sont nés au début des années 80s avec la volonté des chercheurs de trouver une échelle de travail qui puisse apporter des connaissances multidisciplinaires. Cette volonté d’accompagner des études de terrain pour une application en termes de gestion de la ressource en eau a conduit à retenir plusieurs sites pilotes en 2011 qui contribuent à maîtriser le transfert des micropolluants et leur devenir dans le milieu aquatique. Les organismes engagés dans des projets sur les bassins versants pilotes sont nombreux.

Cette démarche, pilotée par des organismes de recherche et les acteurs locaux, a rassemblé différentes sphères d’acteurs afin d’expérimenter des recherches en hydrologie et environnement. Elle s’appuie sur une gouvernance à deux niveaux :

• une gouvernance scientifique, avec souvent une université porteuse des projets scientifiques ; cette information a été renseigné dans tous les questionnaires ;

• une gouvernance de gestion au niveau des communes, des syndicats, des agences de l’eau, instances de suivi opérationnel des projets. Cette information n’est pas clairement identifiée dans les bassins versant pilotes questionnés.

5.2. ORGANISMES AVEC UN DOUBLE VOLET : FINANCEURS ET ACTEURS DE TERRAIN

Certains organismes sont à la fois acteurs et financeurs des bassins versants pilotes renseignés. Notamment les Agences de l’eau sont présentes sur tout le territoire national en support des différents organismes qui travaillent au sein de ces bassins versants pilotes.

L’ONEMA finance des études sur quelques bassins pilotes mais son apport est également important en appui technique. L’ONEMA se retrouve sur certains bassins pilotes en support à l’écotoxicologie, en particulier pour ce qui concerne la pêche.

L’IRSTEA et l’INRA autofinancent une partie des études sur des sites sur lesquels ils travaillent depuis longtemps, comme par exemple l’Orgeval ou le BVP ardières – Morcille. L’ANSES est à la fois financeur du bassin versant pilote de l’ISLE et acteur de terrain pour l’analyse chimique des micropolluants sur les bassins versants pilotes présents en Rhin-Meuse.

Les syndicats locaux ne financent parfois pas directement des projets de recherche, mais contribuent largement avec un support en termes de matériel et d’expertise de terrain, surtout en milieu urbain ou sur des bassins versants pilotes qui présentent des actions directement liées au fonctionnement d’une station d’épuration des eaux.

5.3. ORGANISMES DE RECHERCHE ENGAGES

Au moins 24 organismes publics et privés travaillent sur ces sites pilotes. Les bassins versants les plus anciens sont également ceux qui ont ou qui ont eu un large nombre d’organismes qui ont travaillé sur leur territoire.

• Les Universités sont présentes sur tous les bassins versant pilotes (100%). Souvent il s’agit de partenariats entre des nombreuses universités (Seine Aval, Ardières Morcilles, Orge). Dans la plupart des cas se sont des collaborations bilatérales, avec des approches multidisciplinaires.

• La participation des chercheurs du CNRS aux travaux de recherche des bassins versants pilotes est également très forte (65% des bassins versants pilotes). Par exemple, le bassin pilote ONEVU, domaine d’observation consacré à l’environnement urbain, est un projet fédératif de recherche CNRS (FR CNRS 2488), qui rassemble une quinzaine d’équipes interdisciplinaires (laboratoires et établissements) de la région Pays de la Loire, mais aussi de Poitou-Charentes, autour d’un objectif commun : le développement de connaissances interdisciplinaires alliant les sciences et techniques aux sciences humaines et sociales, le développement de la formation et la valorisation des résultats.

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• Des acteurs fortement impliqués dans la recherche au sein des bassins versants pilotes sont l’IRSTEA et l’INRA. Ils participent avec une expertise en gestion du territoire et agriculture dans la plupart des bassins versant pilotes. On les retrouve également sur les mêmes sites (Delta Rhône, Bassin de la Vesle, Bassin pilote Ardières – Morcille par exemple). Sur certains sites, ils ne sont pas seulement acteurs mais également maitres d’ouvrages, notamment pour les sites Orgeval et Ardières-Morcilles (IRSTEA) ou ORE AgrHys (INRA). Sur les sites où on retrouve ces deux partenaires, on observe souvent des actions couplées « recherche-gestion ».

• On retrouve également une implication d’autres établissements publics de recherche au sein des bassins versants pilotes (outre le BRGM) : notamment l’INERIS (4 sites, expertise en écotoxicologie), l’IFREMER (5 sites, expertise milieu marin et côtiers) et le BRGM (2 sites expertise en hydrogéologie).

• L’ANSES est associée comme partenaire à 3 bassins versants pilotes localisés en AERM. Il s’agit d’une collaboration entre les laboratoires universitaires nancéens et le laboratoire d’hydrologie de Nancy.

Dans la figure ci dessous apparait le nombre minimal des organismes et équipes de recherche qui travaillent sur le site.

Figure 16 : nombre minimal d’organismes qui travaillent sur les bassins versants pilotes

Certains bassins versant pilotes, de taille et historique plus importants, tels que OPUR, Seine AVAL, Orgeval, Vesle, etc...) présentent plus de dix partenaires. Les bassins versants pilotes qui présentent un nombre réduit d’organismes sur leur territoire (2 ou 3) sont souvent des bassins sur lesquels les études ont commencé seulement depuis peu de temps et l’engagement sur ces thématiques n’est pas encore assez répandu.

5.4. RELATION ENTRE LES BASSINS VERSANTS PILOTES ET LES SAGE

5.4.1. RECAPITULATIF DES ENJEUX

Les SAGE (Schéma d’Aménagement et de Gestion des Eaux) ont été mis en place suite à la loi sur l’eau de 1992 qui définit l’eau comme "patrimoine commun de la nation". Le SAGE est un outil de gestion de l’eau à l’échelle d’un territoire cohérent : le bassin versant.

Ce document a pour but de fixer les objectifs de qualité et de quantité à atteindre, de répartir l’eau entre les différentes catégories d’acteurs afin de limiter les conflits d’usage, d’identifier et protéger les milieux aquatiques sensibles et de définir des actions de développement et de protection des

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ressources en eau. La concertation avec les différents acteurs locaux (collectivités territoriales, agriculteurs, associations, services de l’état...) est primordiale dans l’élaboration de ce document.

L’objectif du SAGE est donc de satisfaire tous les besoins sans porter atteinte irrémédiablement à la ressource en eau. Depuis la nouvelle loi sur l’eau du 30 décembre 2006, la portée juridique des SAGE a été renforcée. Désormais, le SAGE est composé non seulement d’un plan d’aménagement et de gestion durable de la ressource en eau mais aussi d’un règlement qui est opposable aux tiers. Le SAGE constitue donc un outil réglementaire à la disposition des acteurs locaux, leur permettant d’atteindre les objectifs de qualité et de remplir l’obligation de résultats imposés par l’Europe dans la Directive Cadre sur l’Eau (DCE).

Une démarche de type « bassins pilotes » peut apporter des éléments précieux pour les SAGE, notamment :

• Acquérir de nouvelles connaissances ;

• Créer un espace de dialogue autour de la question des relations entre pratiques, système naturel et gestion ;

• Initier la définition d’une vision partagée sur le fonctionnement du système et sa gestion ;

• Développer un outil de gestion s’appuyant sur les modèles ;

• Evaluer les retombées de différents scénarios de gestion, via la simulation.

Pour les acteurs scientifiques, les retombées d’une action de ce type :

• Evaluer les effets de la démarche sur la transmission et le partage des savoirs et les processus délibératifs ;

• Identifier et analyser les conditions de mise en place d'un processus de démocratie technique, associant la communauté scientifique et les gestionnaires locaux impliqués dans les SAGE ;

• Intégrer les processus sociaux d’exploitation et de gestion des ressources aux modèles

De manière générale, les questions qui se posent à l’interface entre la recherche et la gestion sont les suivantes :

• Les scientifiques peuvent-ils être un composant effectif de ces débats et si oui comment?

• Quels rôles les scientifiques en tant qu’acteurs collectifs et identifiés par les gestionnaires à l’échelle du bassin hydrographique peuvent-ils jouer dans la politique de gestion de l’eau à l’échelle locale (expertise, formation…)?

• Comment la connaissance scientifique doit-elle être rendue compréhensible et en même temps servir de moteur de discussion, voire de controverse au sein du SAGE?

• Quel degré d’appropriation des recherches et des outils qu'il développe, faut-il attendre des SAGEs?

• De quelle manière les scientifiques peuvent-ils être impliqués dans le développement des scenarii futurs d'aménagement du territoire?

Dans ce contexte, une question a été clairement posée aux responsables des bassins versants pilotes sur quel était le lien entre les études sur le bassin versant pilote et les SAGE. Sur l’ensemble de bassins versants pilotes questionnés, 6 n’ont aucun lien direct ou indirect avec les SAGE. Il s’agit essentiellement de bassins versants pilotes originairement agricoles ou sites sur lesquels sont installées des stations d’épuration des eaux. On a dans 5 cas des collaborations avec des échanges d’informations. Compte tenu du large spectre des réponses et du faible niveau de détail, les résultats de cette enquête sont présentés dans le tableau n°6 en version succincte. Plus de détails peuvent être retrouvés dans les questionnaires en annexe 1.

Pour deux bassins versants pilotes situés à l’intérieur du territoire de l’Agence de l’Eau Seine Normandie, l’Orgeval et l’Orge, plusieurs actions de collaboration avec le SAGE local ont démarré en 2011. En particulier, le projet SCITE SAGE qui est prévu entre 2011 et 2013 sur le territoire du BVP de l’Orgeval et sur celui du SAGE des « 2 Morin » est un exemple où les gestionnaires et les chercheurs mutualisent leurs efforts pour des objectifs communs. Ce projet SCITE SAGE doit produire une série de rapports réalisés dans le cadre des groupes de référence qui permettront d’amener l’avancement du projet en fonction du calendrier. Le projet est construit pour fournir les premières pistes de réponse à la façon dont la communauté scientifique peut répondre au SAGE. La synthèse de ce projet comportera plusieurs documents (IRSTEA, 2011):

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• "Les organisations possibles du débat. La participation des scientifiques à la procédure du SAGE et sous quelles formes." Cette participation peut aller de la position d’expert provenant d’un conseil scientifique, jusqu’à l’engagement « militant », lanceur d’alerte sur les questions de gestion de l’eau et de planification territoriale ;

• "Les dispositifs expérimentaux scientifiques à mettre en œuvre pour que les gestionnaires soient également impliqués et amener dans le montage des controverses et leurs résolutions (est ce qu’il faut regarder l’impact sur les berges ou non, sur les fonds de rivières, sur les milieux annexes tels que les zones humides…) ?"

• "Les scenarii prospectifs, produits scientifiques finalisés, comme moyen de construction d’un espace d’intéressement et de débat sur la gestion des ressources et des milieux"

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Tableau 6 : Lien entre les bassins versants pilotes et les SAGE

Nom du site Agence de l’eau du bassin concerné Lien s répértoriés avec des SAGE

Seine Aval (estuaire de la Seine) AESN 2 SAGE approuvé dans le territoire

Orge AESN Collaboration avec le SAGE Orge Yvette

OPUR AESN Pas renseigné

OSR AERMC Plusieurs SAGE sur le territoire, pas de couplage

Drôme AERMC Lien historique avec SAGE de la Drôme

Vesle AESN Lien avec Syndicat Intercommunal d’Aménagement du Bassin de la Vesle

Loire estuaire AELB Collaboration avec SAGE Estuaire de la Loire

Adour estuaire AEAG Collaboration ave le SAGE Adour et SAGE Midouze

Ardières-Morcille AERMC Contrat de rivière en cours d'élaboration

Agri Lorrains AERM Pas de couplage avec les SAGE

SIPIBEL AERMC SAGE de l’Arve en cours de constitution, couplage prévu

Meurthe-Nancy AERM Le lien avec le SAGE se fait via a CUGN, qui est l’interlocuteur privilégié sur ce secteur.

Orgeval AESN Collaboration avec le SAGE 2 Morin

Auradé AEAG Collaboration avec le PAT « Boulouze Save Lisloise Amont »

OTHU AERMC Convention avec le SAGE Est Lyonnais

Delta Rhone AERMC Concertation avec SAGE Camargue Gardoise

Isle AEAG Pas de couplage avec les SAGE

Moselle AERM Le lien avec les SAGE se fait par l’intermédiaire de l’Agence de l’eau Fensch AERM Les actions de recherche développées sur ce site ont été effectuées sans interaction avec les gestionnaires

Deule AEAP Lien avec agence de l'eau ORE AgrHys AELB Pas de couplage avec les SAGE

Onevu AELB Pas de couplage avec les SAGE

Montpellier AERMC Pas de couplage avec les SAGE

Thau AERMC Pas de couplage avec les SAGE

Sioule AELB Envisagé, la CLE a été informé de la mise en place du site

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5.5. LA THEMATIQUE DES MICROPOLLUANTS AU SEIN DES DIFFE RENTS BVP

5.5.1. AXES DE RECHERCHE

Les bassins versants pilotes sont des lieux propices et adaptés aux interactions entre disciplines, qui participent à leur fonctionnement depuis leur création. Ceci permet d’ouvrir la voie aux progrès et à la recherche vers des domaines complémentaires. Les premières études dans les années 60 et 70 concernaient essentiellement des recherches en hydrologie, pluviométrie et physico-chimie. A partir des années 80, on observe une forte hausse des études en chimie inorganique et en pollution des eaux liée aux activités agricoles. A partir des années 90, on observe que la chimie inorganique et la pollution urbaine deviennent les principaux domaines de recherche. Pendant les années 2000, l’écotoxicologie prend place parmi les axes de recherche les plus étudiés, avec également un grand élargissement des familles de molécules étudiées. Autour des axes prioritaires évoqués précédemment, les bassins versants pilotes développent des projets dans deux directions complémentaires, la modélisation et la sociologie (paysages, socio-économie).

5.5.2. FAMILLE DE MOLECULES ETUDIEES

Plusieurs familles de molécules ont fait l’objet d’études par les différents acteurs au sein des bassins versant pilotes. Il s’agit notamment des molécules récapitulées dans le tableau ci-dessous :

Tableau 7 : famille de molécules étudiées

Mét

aux

HA

P

Pes

ticid

es

Alk

yl p

héno

l

Méd

icam

ents

ph

arm

aceu

tique

PC

B

Per

fluor

és

PB

DE

Pht

late

s

CO

V

BT

EX

Chl

orob

enzè

ne

Org

anoé

tain

Chl

orop

héno

ls

Bio

cide

s

BVP Moselle

BVP Agri Lorrains

BVP Meurthe-Nancy

BVP Fensch

BVP Deûle

BVP Orge

BVP Orgeval

BVP OPUR

BVP Vesle BVP Seine Aval (estuaire de la Seine)

BVP Loire-estuaire

BVP ORE AgrHys

BVP Onevu

BVP Adour-estuaire

BVP Isle

BVP Auradé

BVP OTHU

BVP Delta Rhône

BVP Ardières – Morcille

BVP SIPIBEL

BVP OSR

BVP Step Montpellier

BVP Drôme

BVP de la Sioule

Renseigné dans le questionnaire

Non renseigné mais probable selon bibliographie

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5.5.2.1. LES MICROPOLLUANTS MINERAUX

Les principaux éléments traces métalliques ETM, recherchés dans les eaux sont le cadmium (Cd), le plomb (Pb), le chrome (Cr), le mercure (Hg), l’arsenic (As), le cuivre (Cu), le zinc (Zn) et le nickel (Ni). Ces éléments sont présents naturellement dans les roches et les sols, mais les niveaux de concentration actuels résultent également de diverses activités humaines (sidérurgie, tannerie, transport routier, effluents agricoles, sols contaminés historiquement par d’anciennes activités,…).

5.5.2.2. LES MICROPOLLUANTS ORGANIQUES

Cette catégorie regroupe plusieurs types de composés contenant un ou plusieurs atomes de carbone. Ce groupe de micropolluants peut être scindé en deux grandes familles : les pesticides et les autres micropolluants organiques. Ces derniers comprennent par exemple (Affeltranger, 2012) :

• les hydrocarbures : parmi les plus surveillés pour leurs effets sanitaires, le benzène et les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) qui se forment lorsque la combustion des matières organiques est incomplète. Ces composés sont également présents dans de nombreux matériaux (goudrons, huiles...) ;

• les biphényles polychlorés (PCB) : ces molécules de synthèse possèdent des propriétés particulières (stabilité thermique, résistance à l’oxydation…) qui font qu’elles ont été largement utilisées comme isolants dans les condensateurs et transformateurs électriques ;

• les dibenzodioxines polychlorées (PCDD) ou dioxines : ce sont des sous-produits générés lors de la synthèse d’autres produits et lors de la combustion de certains déchets et produits pétroliers ;

• les dibenzofurannes polychlorés (PCDF) ou furannes(2) : il s’agit aussi de sous-produits générés involontairement lors de la synthèse d’autres composés ;

• les détergents (ou surfactants) qui possèdent des propriétés tensioactives, comme les alkylphénols,

• des hydrocarbures halogénés utilisés comme solvants,

• des molécules organobromées, dont les biphényles polybromés (PBB), utilisées comme retardateurs de flamme ;

• les esters de phtalates (dont le DEHP) : ces substances sont utilisées pour améliorer la flexibilité du plastique, dont elles se libèrent facilement, ce qui explique leur présence fréquente dans l’environnement ;

• diverses substances médicamenteuses : hormones (oestrogène, testostérone…), antibiotiques, anesthésiants, anxiolytiques…

Certains micropolluants organiques (comme les PCB, les dioxines, les furannes et certains pesticides) font partie de la catégorie des POP (polluants organiques persistants). Il s’agit de composés toxiques extrêmement peu biodégradables qui peuvent, d’une part être transportés sur de longues distances dans l’environnement, et d’autre part, s’accumuler dans les tissus des organismes vivants, le long de la chaîne alimentaire.

5.5.2.3. LES MICROPOLLUANTS ORGANOMETALLIQUES

Cette catégorie est constituée des molécules mixtes dans lesquelles un ion métallique est lié à un groupement organique (méthyle de mercure, p. ex.). Il est bien connu des acteurs de la qualité de l’eau que pour certains métaux, les organométalliques ont plus d’impact sur les milieux aquatiques que le métal auquel ils se rattachent. Par exemple, pour le mercure (qui est quasiment insoluble dans l’eau), la forme la plus fréquemment rencontrée, et plus toxique, dans l’environnement aquatique est l’ion méthylmercure.

5.6. OUTILS INNOVANTS

5.6.1. CAPTEURS PASSIFS

Sur les bassins versants pilotes présents sur le territoire de l’Agence de l’Eau Seine-Normandie, dans les années 90, différents types de capteurs passifs sont apparus, dont, pour les métaux, la technique du gradient de diffusion en couche mince (DGT). Cette technique est robuste et permet d’échantillonner, in situ sans perturbation de l’échantillon, les métaux labiles, c’est à dire les métaux cationiques libres et une partie des complexes dissous en milieu marin, lacustre, fluvial, et même dans les eaux usées.

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• dans le bassin versant pilote de la Moselle, on enregistre le développement de techniques innovantes pour l'étude de la spéciation des métaux dans différentes matrices abiotiques, méthodes in situ, capteurs passifs ;

• dans le bassin versant de la Fensch, des capteurs passifs (DGT, DET) sont également testés sur ce site. Des essais sur les isotopes du plomb et du zinc sont en cours ;

• dans le bassin versant pilote de la Vesle, des études ont visé la bioaccumulation des métaux dans l’organisme. Une étude des ETM et HAPs a également été conduite à l’aide de capteurs passifs (DGT et SPMD : IRSTEA Antony Dr C. Gourlay) ;

• dans le bassin versant pilote de la Seine Aval, dans le cadre du programme de recherche « MEDSEINE » qui porte sur l’Etude de la contamination par les médicaments de l’estuaire de Seine, des capteurs passifs ont été utilisés pour un meilleur diagnostic de leur présence, flux et impact toxique (coord. H. Budzinski) ;

• dans le bassin versant pilote Auradé, le développement de bio-capteurs et nouvelles membranes (capteurs passifs) a été signalé dans le questionnaire en étant une des actions principales ;

• dans le bassin versant pilote Ardières – Morcille, on recense l’emploi et la validation des échantillonneurs passifs (UR MALY IRSTEA Lyon et REBX IRSTEA Bordeaux) + valorisation et transfert auprès des opérationnels ;

• dans le bassin versant pilote SIPIBEL, une évaluation des impacts écologiques sera faite à partir du suivi d'indicateurs biologiques, du suivi du périphyton (ou biofilm) qui constitue un indicateur intégratif et par l'utilisation expérimentale d'échantillonneurs passifs.

5.6.2. OUTILS BIOLOGIQUES

Parmi les outils innovants, on peut signaler les bio-marqueurs. Les dispositifs de surveillance mis en œuvre dans le cadre de ces réglementations reposent majoritairement sur des analyses chimiques dans le milieu ou dans le biote et sur l’analyse des structures des communautés d’organismes en place. Un certain nombre d’expériences ont permis d’appliquer, de manière sporadique, des indicateurs biologiques au sein de réseaux réglementaires montrant la faisabilité de ce type d’approche. A l’intérieur de certains bassins versants pilotes, la communauté scientifique et les gestionnaires ont identifié des contextes (ex : diagnostic de risque environnemental, surveillance de l’état écologique) dans lesquels les indicateurs biologiques pourraient être utilisés. Ils sont mentionnés pour 6 bassins versants pilotes, notamment :

• dans le bassin versant pilote de l’Orge : sur le cours de l'Orge, des études ont porté sur la bioaccumulation de contaminants organiques et métalliques dans différents organismes (Cyprinidés, Percidés, dreissènes, gammares) et sur l'évaluation de différents biomarqueurs spécifiques de processus de détoxification ou plus généralement de marqueurs de l'état physiologique de l'organisme. Tous ces travaux ont été menés en parallèle avec les analyses du milieu (eau, MES, sédiments) ;

• dans le bassin versant pilote Agri Lorrains : une étude a porté sur les réponses de biomarqueurs liés à la biotransformation des xénobiotiques, à la protection contre le stress oxydant et à la toxicité neuromusculaire chez le poisson ;

• dans le bassin versant pilote de la Vesle : Dans le cadre du programme n° 189 post-grenelle DEVIL, les équipes de recherche se sont intéressées à l’impact des pesticides agri-viticoles sur les capacités de défense des poissons en utilisant des descripteurs immunologiques préférentiellement non-invasifs chez le poisson. Des protocoles d’évaluation des fonctions immunitaires des poissons in vivo en conditions contrôlées de laboratoire ont été développés depuis 2010. La sensibilité de certains paramètres cellulaires (distribution leucocytaire, activité phagocytaire, flambée oxydative…) et humoraux (concentration en lysozyme, activité hémolytique du complément…) est ainsi étudiée au cours de contaminations de poissons avec différents polluants. Puis, les biomarqueurs choisis ont été validés in situ sur des poissons sauvages échantillonnés sur les sites du Bassin de la Vesle aux profils d’expositions qualitativement et quantitativement variés. Ainsi, le potentiel des descripteurs immunologiques sélectionnés pour l’établissement d’un diagnostic environnemental, prenant en compte les facteurs de variabilité abiotiques et biotiques, pourra être mis en évidence ;

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• dans le bassin versant pilote de l’ISLE : une participation d’experts en écotoxicologie permettra de mettre au point et d’utiliser des biotests, des biomarqueurs et d’identifier des protéines induites ou inhibées en présence de médicaments par l’utilisation d’une approche protéomique ;

• dans le bassin versant pilote de la Morcille et de l'Ardières l’utilisation de certains biomarqueurs d'effets est bien renseignée (i.e., gradients de pression agricole et urbaine). Ces données permettent d'avancer sur la problématique et les méthodologies de définition des « références » (ex: seuils d'effet pour les organismes biologiques ; fonds géochimiques pour les métaux ;

• dans le bassin versant pilote Auradé : il est fait mention d’une étude des biomarqueurs d'effets ;

• dans le bassin versant de la Deule, différents outils biologiques incluant des tests in vitro et des biomarqueurs sont mis en œuvre afin de caractériser la contamination du bassin liée aux activités urbaines et industrielles mais également les effets de cette contamination sur les organismes ;

• dans le bassin versant pilote SIPIBEL, une évaluation des impacts écologiques sera faite à partir du suivi d'indicateurs biologiques, du suivi du périphyton (ou biofilm) qui constitue un indicateur intégratif et à partir de l'utilisation expérimentale d'échantillonneurs passifs.

• Dans le bassin versant pilote Seine-aval (estuaire de la Seine), de nombreuses études scientifiques ont été menées depuis une quinzaine d’année pour mettre au point et appliquer des tests in vitro / in vivo et des biomarqueurs sur des organismes estuariens. De nombreux travaux utilisant des outils biologiques (tests en écotoxicologie, mesure d’indice, analyses du risque, etc.) ont également permis de mettre en évidence les effets de la multi-contamination de l’estuaire sur les organismes aquatiques. Les résultats de ces recherches ont été synthétisés dans un fascicule édité par le GIP Seine-Aval (Poissons et al. 2011. Effets de la contamination chimique : des organismes en danger ?).

5.7. SOURCES ET TYPES DE FINANCEMENTS

Pour les 24 bassins versants pilotes qui ont retourné leurs questionnaires, tous ont répondu à la question sur les sources de financement reçu. L’INERIS toutefois souligne que c’est un recensement « minimal » et pour l’exploitation des données a fait référence aux questionnaires, tout en restant conscient que des financeurs auraient pu être oubliées.

Les Agences de l’Eau figurent en tête comme les principaux financeurs des projets qui ont été menés à l’intérieur des bassins versants pilotes. 18 bassins versant pilotes sur 24 (soit 75%) ont reçu depuis leur création au moins un financement par une Agence de l’Eau (figure ci-dessous) :

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1 12

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Figure 17 : Nombre des Bassins versants pilotes financées par les différents organismes.

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La durée de vie de la plupart des bassins versant pilotes est en lien avec les financements et avec l'intérêt que peut y porter l’Agence de l’Eau. Les responsables des bassins versants pilotes à l’intérieur de l’AERM soulignent que sans la collaboration des gestionnaires, il n'est pas possible de continuer à travailler sur ces sites, qui parfois sont éloignées des centres universitaires.

Une grande partie des financements proviennent également de l’ANR, qui décline sa programmation scientifique autour de six domaines thématiques : biologie-santé, écosystèmes et développement durable, énergie durable et environnement, ingénierie, procédés et sécurité, sciences humaines et sociales et sciences et technologies de l’information et de la communication. Les programmes non-thématiques constituent le septième axe. Cette programmation se structure autour de deux catégories d’appels à projets (AAP) :

� des appels à projets thématiques portant sur des problématiques scientifiques ou technologiques définies et qui concernent des projets de recherche finalisées. Les projets soumis dans le cadre de ces AAP sont, pour une large part, partenariaux et destinés à des consortiums formés d’équipes émanant de laboratoires publics et d’entreprises.

� des appels à projets non-thématiques portant sur un domaine scientifique large avec l’objectif de faire avancer les connaissances dans le domaine considéré. Ces appels donnent une grande liberté d’action aux chercheurs. Les projets soumis traitent de questions de recherche fondamentale.

Les acteurs des bassins versants pilotes font souvent appel à ce type de financement. Un autre type de financement, celui-ci indirect, concerne les bourses de thèse ou doctorat. Cela n’est souvent pas un financement direct, mais permet à certains laboratoires d’avoir une ou plusieurs personnes qui peuvent travailler à temps plein sur des sujets prioritaires dans le périmètre des bassins versants pilotes.

Suite aux discussions et aux questions ressorties de la deuxième réunion du COPIL, l’INERIS, après discussion avec l’ONEMA, a ré-interrogé l’ensemble des responsables des bassins versants pilotes afin d’obtenir également une estimation du budget alloué annuellement à ces sites. Sur l’ensemble des bassins versants pilotes enquêtés, seulement 8 ont répondu à cette relance (voir tableau ci-dessous) :

Tableau 8 : estimation du budget pour quelques bassins versants pilotes

Nom du BVP Estimation budget annuel Bassin versant pilote ISLE 70 000 € Bassin versant pilote delta Rhône 100 000 € Bassin versant pilote de la Sioule 115 000 € Bassin versant pilote de l’Adour 130 000 € Bassin versant pilote SIPIBEL 600 000 € Bassin versant pilote de SEINE AVAL 900 000 €

Orgeval 180 000 € Observatoire sédiments Rhône 350 000 €

Le budget total varie en fonction de la taille et du statut des bassins versants pilotes. Dans le tableau on observe qu’en moyenne le budget minimal est de 100 000 € par an.

5.8. EVALUATION DE LA FAISABILITE DE DISPOSITIFS NO N ENCORE EPROUVES SUR LE TERRAIN

5.8.1. DISPOSITIFS PERMETTANT DE REDUIRE LES POLLUT IONS

Dans ce chapitre, nous tenterons de montrer quelles mesures organisationnelles et techniques ont été mises en place au sein des bassins versants pilotes afin de réduire la charge des eaux en micropolluants. Du côté des mesures techniques, on peut faire une distinction de principe entre interventions en amont (traitement préalable des eaux usées là où elles sont produites) et interventions centralisées (optimisation des installations d’épuration existantes).

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5.8.1.1. BASSIN VERSANT PILOTE ARDIERES MORCILLE

Sur la Morcille : les dispositifs permettant de réduire les pollutions sont les suivants:

• sites expérimentaux localisés : zone tampon enherbée rivulaire et à venir dans les 2 ans, un suivi de transfert sous parcelle enherbée dans l'inter-rang de vigne ;

• évaluation des pressions via des enquêtes sur un échantillon de viticulteurs (dernière enquête en date de 2011) ;

• mises en œuvre en cours sur le bassin par les viticulteurs enherbement inter-rang (déjà bien développé là où c'est possible), quelques viticulteurs en bio et quelques viticulteurs en pratiques raisonnées (mais faible couverture spatiale) et possibilités d'aller plus loin dans les plans d'action plus difficiles.

Sur l'Ardières :

Evaluation et modification des pressions :

• Projet opérationnel pluri-partenarial en cours qui contribuera entre autre à mieux cerner la vulnérabilité du milieu aux transferts (enquête d'enherbement, sols, pentes, occupation du sol ...).

• Mise en place d'une charte sur un secteur de l'Ardières (Monts de Brouilly) où des pratiques plus respectueuses de l'environnement devraient être accompagnées et renforcées. Mise en place en cours du contrat de rivières sur l'Ardières.

Dispositifs d'évaluation d'impact : projets de recherche passés et nouveaux projets en cours pour mieux cerner l'impact des pollutions actuelles sur les milieux aquatiques (macro-invertébrés et biofilms dont diatomées) sur la Morcille et l'Ardières.

5.8.1.2. Bassin versant pilote d’Auradé

Depuis sa création, l'objectif a toujours été sur ce site de produire en limitant l'impact de l'agriculture sur la qualité de l'eau et des milieux aquatiques. Un inventaire est donc tenu tous les ans sur l'occupation des sols, les rendements, les apports de fertilisants, la nature et la quantité des pesticides utilisés sur chaque parcelle. Des pratiques agri-environnementales nouvelles ont régulièrement été introduites comme les bandes enherbées le long des cours du BVP. Actuellement EcoLab mène des expérimentations sur l'utilisation de bandes enherbées micorhizées pour stimuler le piégeage et la dégradation des produits phytosanitaires.

5.8.1.3. Bassin versant pilote ORGEVAL

Sur ce bassin il existe une double retenue récupérant les eaux de drainage de parcelles agricoles et qui retournent à la rivière après un temps de séjour (t). Cette retenue est étudiée depuis plus de 4 ans (dont quelques années financées par l'ONEMA) en continue sur l'azote et pesticides mais peuvent y être intégrées d'autres mesures pour d’autres familles de micropolluants.

5.8.1.4. Bassin versant pilote ORE Agrhys

Aucun dispositif permettant de réduire la pollution. On observe l'effet de l'agriculture intensive hors sol sur le milieu, sans qu'il y ait de mesures mises en place.

5.8.1.5. Bassin versant pilote SIPIBEL

Compte tenu des caractéristiques du site, aux auteurs parait intéressant de tester un projet déjà couramment testé en Suisse. Un projet de l’EAWAG a étudié l’effet des «WC NoMix» sur les apports de composés pharmaceutiques dans les eaux. Cette technologie de collecte et de traitement séparés des urines empêche des micropolluants (résidus de médicaments notamment) de se retrouver dans les eaux usées. On a constaté que 60 à 70 % seulement des médicaments absorbés par l’être humain sont éliminés par voie urinaire, de sorte que les toilettes NoMix ne retiennent pas entièrement ces rejets dans les eaux usées des ménages. De plus, les produits de consommation courante utilisés par les ménages et pouvant poser des problèmes – lessives par exemple – passent directement dans les eaux et les canalisations publiques.

5.8.1.6. Bassin versant pilote de la Vesle

Sur ce bassin versant pilote, depuis quelques années et dans le cadre du programme AQUAL, plusieurs techniques de remédiation des pesticides sont en cours de développement, notamment :

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• Utilisation de bactéries et bactéries/plantes terrestres pour éliminer la pollution des sols par les pesticides et réduire les flux vers les eaux souterraines et de surface.

• Utilisation de plantes aquatiques pour éliminer les pesticides des milieux aquatiques jouxtant la Vesle et dont les eaux sont capables de s’infiltrer.

• Sélection d’un matériau (résidu ligno-cellulosique) de l’agro-industrie capable d’éliminer les pesticides des milieux aquatiques.

5.8.2. DISPOSITIFS DE SUIVIS DES PRESSIONS OU DES IMPACTS

5.8.2.1. Bassin versant pilote de l’Isle

Les acteurs présents sur ce site testent actuellement les impacts sur le milieu de certains médicaments à travers le projet PSYCHEAU financé par l'ANSES.

5.8.2.2. Bassin versant pilote de la Sioule

Sur les sites d'études il est envisagé d'établir un état des lieux et de le compléter par des prélèvements ponctuels, sur plusieurs périodes données afin d'évaluer les impacts d'activités anthropiques industrielles et minières. Ces prélèvements ponctuels mais réguliers auront lieu sur trois années à compter de 2012.

5.8.2.3. Bassin versant pilote ORE AgrHys

Il y a des enquêtes agronomiques pour obtenir les itinéraires techniques et connaître la pression (fertilisation, phyto, ..).

5.8.2.4. Bassin versant pilote de la Deûle

Sur ce bassin versant pilote, la plupart des études visent à décrire l’impact du changement eau/sédiment sur l’état des masses d’eau que ce soit au travers des substances de l’état chimique ou de l’état écologique, mais aussi sur l’état biologique (impact sur divers compartiments comme le phytoplancton, les invertébrés), évalué soit par des indicateurs biologiques soit par des biomarqueurs.

5.8.2.5. Bassin versant pilote de la Vesle

Plusieurs études sont en cours sur ce bassin versant pilote pour comprendre l’impact des micropolluants dans les eaux :

• Détection de la présence d'activités oestrogéno-mimétiques et thyroïdo-mimétiques de micro-contamination dans les eaux par l'intermédiaire de tests cellulaires in vitro.

• Estimation des perturbations toxicologiques potentiellement associées sur modèle de poisson (gardons) par biosurveillance active (mise en cage de gardons) ou en exposant en laboratoire des gardons à des eaux de la Vesle (eaux brutes) ou à des molécules phytosanitaires ciblées.

5.8.2.6. Bassin versant pilote de Fensch

Ce site constitue un cas d'étude extrême, le suivi de sa réhabilitation, sur un très long terme, est un des objectifs des acteurs opérant sur le territoire. Un suivi des impacts a pu montrer la proportion du linéaire recouverte par des installations privées ou publiques, annihilant la capacité d'auto épuration des eaux. Il faut également noter le grand nombre de branchements sauvages (>170), apportant de manière continue des eaux usées domestiques.

5.8.2.7. Bassin versant pilote de l’Adour

Sur ce site plusieurs études ont conduit à une évaluation de l’impact des pollutions sur les organismes bioindicateurs et les ressources halieutiques (métaux, organométaux, PCB).

5.8.2.8. Bassin versant pilote SIPIBEL

La finalité de SIPIBEL est d'améliorer les connaissances et d'innover afin de mieux suivre et mieux traiter les effluents hospitaliers et rejets de résidus médicamenteux et ainsi apporter des éléments d'aide à la décision pour les politiques publiques, locales et nationales, dans ce domaine.

Ainsi, la définition du système étudié, l'instrumentation du site, les études et recherches envisagées, les compétences mobilisées visent à :

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• caractériser l'effluent hospitalier : caractérisation chimique, microbiologique et mesure des effets biologiques afin d'évaluer les risques sanitaires et environnementaux ;

• analyser la traitabilité de l'effluent hospitalier afin de réduire les pollutions : maîtrise des consommations, évaluation de différents pilotes de traitement, etc;

• évaluer l'impact des rejets sur les milieux récepteurs : études écologique, écotoxicologique, et microbiologique (risque pathogène) sur site.

5.9. EVALUATION DE L’IMPACT DE MESURES PRISES

Ce chapitre présente quelques méthodes d'évaluation de l'effet de mesures prises L'évaluation de l'efficacité d'une mesure est une étape importante de la mise en œuvre d'une politique de gestion parce que celle-ci permet de mesurer le succès (ou de comprendre l'échec) des mesures prises et aussi, en cas de succès, de justifier les efforts souvent coûteux consentis dans ces opérations. Ces questions ont été adressées fin 2011 aux responsables des zones ateliers et leur retour s’est fait début de l’année 2012.

Aucune action n’a été faite dans ce sens pour les bassins versants pilotes suivants :

• ORE Agrhys.

• Bassin versant pilote de la Sioule

• Bassin versant pilote de l’Isle

Dans les paragraphes suivants sont décrits, par contre, les bassins versants pilotes où il y a eu une évaluation de l’impact de mesures prises.

5.9.1. BASSIN VERSANT PILOTE DE LA DROME (EN PROJET)

L’évaluation de l’impact des mesures prises pour réduire le rejet des médicaments est un des points principaux des discussions et des objectifs de la clé du SAGE actuellement en cours d’élaboration.

La dimension « qualité de l'eau et des milieux » est prise en compte ainsi que des études ponctuelles. Une étude en 2009 a été réalisée avec COGEVAL'EAU: "Qualité des milieux aquatiques et gestion de l'activité de baignade". La poursuite de l'élaboration de modèles de dynamique de population spatialisée du chabot, avec l'élaboration d'un modèle de croissance intégrant l'effet de la température, une réévaluation de méthodes de rétro-calculs permettant la réévaluation des âges des individus à partir de pièces osseuses. Un premier modèle individu-centré intégrant le facteur thermique a été publié et donne les moyens de tester les implications potentielles d'un accroissement de température sur ces populations. Un modèle matriciel intégrant le nouveau modèle de croissance température dépendant est en cours de réalisation.

5.9.2. BASSIN VERSANT DE L’ORGE

Dans le cadre du bassin versant de l’ORGE, deux actions ont pour but d’évaluer l’impact des mesures prises, notamment l’effacement des seuils. Pour cela, deux études sont en cours (étude indirect sur micropolluants) :

• L'étude du fonctionnement sédimentologique et biogéochimique de biefs ou anciens biefs qui retrouvent une hydrologie plus naturelle après effacement des seuils. Bien que le lit lui-même reste profondément modifié (endigué sur de nombreux tronçons), le cours d'eau retrouve des vitesses plus élevées et des fluctuations de hauteur qui avaient été totalement gommées par les ouvrages et leur mode de gestion. Cette nouvelle situation favorise les interactions entre le cours et ses berges, qui font l'objet d'un suivi attentif ;

• l'étude des populations piscicoles et de leur évolution spatiale et temporelle en fonction des ouvrages et obstacles présents. Ces travaux sont menés à la fois dans le secteur ouest (PNR) et le secteur Orge aval où tous les systèmes de bioindication (au delà des poissons) mis en place dans le cadre de la DCE sont également appliqués pour suivre l'évolution du milieu.

5.9.3. BASSIN VERSANT D’OPUR

Une partie importante de la thèse d’Adèle Bressy (2010) a permis de mettre en évidence des abattements importants par les techniques alternatives qui stockent l’eau à une échelle amont. Ces effets sont très variables suivant les contaminants et les sites considérés.

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Les paramètres particulaires (MES, contaminants liés aux particules) sont fortement abattus dans les ouvrages de stockage (abattement supérieur à 50 %), comme les contaminants dissous sont également abattus, mais dans des proportions moindres. Dans le cas du jardin inondable, des phénomènes d'infiltration peuvent également avoir lieu, puis par temps sec des phénomènes d'élimination (phytorémédiation, photolyse, évaporation). Les travaux conduits pendant cette thèse montrent que ces abattements en masse sont fortement liés aux pertes de volumes d'eau, les contaminants étant éliminés en même temps que l'eau, éventuellement par décantation dans les volumes morts, et infiltration lorsque l'eau s'infiltre. Il semble également que le temps de séjour joue sur l'abattement des contaminants.

5.9.4. BASSIN VERSANT ONEVU

Actuellement en cours, les travaux prévus pour 2013 seront de quantifier les flux de micropolluants dans les différents compartiments (atmosphère, dépôts sur les surfaces urbaines, exutoire des bassins versants) ainsi que de préciser leur origine, de manière à mieux les modéliser et à pouvoir définir l’efficacité des systèmes de gestion, proposer des méthodes permettant aux collectivités de gérer leurs flux polluants et de suivre les performances des actions qu’elles ont entreprises (procédures allégées de suivi, indicateurs d’évolution, …).

5.9.5. BASSIN VERSANT PILOTE DE L’ORGEVAL (EN PROJET)

Sur ORACLE, la seule évaluation de l'impact de mesures prises est l'évaluation du passage d'une agriculture raisonnée à une agriculture biologique (évalution sur les eaux de drainages, la double retenue, les sols de parcelle, la nappe, l'atmosphère...). Pour l'instant ce n'est que sur le cycle de l'azote mais les dispositifs de suivis étant là, cela peut-être sur tout autre polluant.

5.9.6. BASSIN VERSANT PILOTE DE L’AURADE

L’évaluation de l’impact des mesures prises a déjà été réalisé pour :

• impact des bandes enherbées traditionnelles sur les transferts de nitrates et de produits phytosanitaires ;

• comparaison sur parcelles expérimentales de l'impact du travail du sol (labour/non labour) sur les transferts de N, P et phytosanitaire (travail réalisé par ARVALIS dans le cadre du projet européen SOWAP).

L’évaluation de l’impact des mesures prises est prévue pour :

• tester l'efficacité des bandes enherbées micorhizées sur les transferts de N et pesticides et comparer avec les bandes enherbées traditionnelles ;

• tester l'efficacité des bandes enherbées avec introduction de lombrics sur les transferts de N et pesticides ;

• mesurer l'impact des zones humides (mares, retenues lacs) sur les transferts de MES et de contaminants: mesures amont-aval et carottage dans les sédiments du plan d'eau, avec pour objectifs de déterminer les processus bio-géochimiques qui contribuent à la dégradation des contaminants in situ ;

• enrichir les zones humides par de nouvelles espèces (animales et/ou végétales) susceptibles d'augmenter la capacité de dégradation des polluants en jouant aussi sur les relations entre la biodiversité de ces espèces et le fonctionnement de ces hydrosystèmes ;

• coupler l'utilisation des zones humides pour la dégradation des contaminants avec une production d'énergie locale destinée aux exploitations agricoles.

5.9.7. BASSIN VERSANT PILOTE ARDIERES-MORCILLE

Sur la Morcille le suivi de la qualité chimique et biologique est en place depuis plusieurs années : suivi de l'effet de l'interdiction de l'usage du diuron notamment.

Sur l'Ardières des suivis d'état zéro et d'état après la mise en œuvre du contrat de rivières sont prévus (pilotage Syndicat mixtes de rivières) mais la difficulté est de savoir où, quand et comment échantillonner pour évaluer des actions (par ailleurs, seules les analyses chimiques sont visées et réalisées ponctuellement). L'intérêt de ces capteurs passifs et indicateurs biologiques serait à tester dans cet objectif d'évaluation d'impact d'actions.

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5.9.8. BASSIN VERSANT PILOTE DE LA MEURTHE

Du coté eaux urbaines, il y a un bassin de traitement des eaux urbaines de temps de pluie en réseau unitaire et milieu urbain dense qui est en cours de démarrage. Il a été construit par la communauté urbaine du Grand Nancy. Son but est de réduire la pollution déversée par temps de pluie dans le milieu naturel, sachant que cette pollution ne peut pas être traitée en station d’épuration. Il est prévu quelques séries d'analyses sur des micropolluants organiques (dont médicaments) et on regardera de façon plus routinière les métaux lourds. Il est également prévu d’évaluer l'effet sur la Meurthe quand le bassin tournera bien et de faire un bilan vis à vis de la STEP.

5.9.9. BASSIN VERSANT PILOTE DE SEINE AVAL

Actuellement sur ce bassin versant pilote aucun projet d’évaluation des mesures prises, même si certains éléments de qualité sont visibles (ex. amélioration de l'oxygénation dans l'estuaire et baisse des flux de phosphore suite à l'amélioration de la station d'épuration d'Achères).

5.9.10. BASSIN VERSANT PILOTE DE SIPIBEL

L’évaluation de l’impact des mesures prises est prévue pour les années à venir. Le site pilote SIPIBEL est constitué d'un hôpital, d'un milieu récepteur (l'Arve) et d'une station d'épuration, avec deux files de traitement distinctes : durant les 3 prochaines années, une filière de traitement sera entièrement dédiée à l'effluent hospitalier. Les eaux usées domestiques ne seront donc pas mélangées et seront également traitées sur une filière distincte. Il en est de même pour le traitement des boues qui seront aussi séchées et traitées de manière indépendante. Cette séparation permettra donc d'évaluer l'intérêt et l'efficacité d'un traitement spécifique des effluents hospitaliers et d'optimiser les traitements classiques d'épuration pour ce type d'effluent, afin d'en réduire les impacts.

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6. CONCLUSION

Cette étude a permis de définir quels sont les sujets potentiellement opérationnels extraits de l’inventaire fait par l’INERIS des bassins versants pilotes pour les micropolluants. Tout d’abord, l’INERIS a essayé de comprendre quel était la problématique afin d’identifier l’échelle de travail. Il a été décide de travailler à l’échelle des petits ou moyens bassins versants, car les zones ateliers libellé CNRS ont souvent une connotation purement orientée recherche. Globalement, 31 bassins versants pilotes ont été recensés en 2011. Sur l’ensemble des personnes contactées, 24 ont remplis un questionnaire qui a été produit à l’INERIS après avis du regroupement d’un Comité de Pilotage. L’INERIS souligne que ce recensement n’est pas exhaustif et sera poursuivi en 2012. Pour l’instant, les principales informations qu’ont été recueillies sont essentiellement scientifiques. Malheureusement, les thématiques concernant la gestion de la ressource en eau ne sont pas clairement identifiées dans tous les 31 bassins versants pilotes. Toutefois, on enregistre à partir de 2010 une forte sensibilisation et un rapprochement entre acteurs locaux, gestionnaires et chercheurs, ce qui permettra dans les prochaines années d’établir un dialogue pour aboutir à des résultats utiles pour tous les acteurs concernés.

Néanmoins on peut rappeler les prises en compte et suivis d’activités suivantes identifiées au travers de ce travail, et intéressant directement la gestion des pollutions :

Pour les pollutions agricoles, que deux sites :

• Pratiques et modes de gestion d’ouvrages agissant sur le transfert de polluants agricoles (Agri Lorrain)

• Descripteurs de risque de contamination ESU par phyto (Ardières-Morcille)

Pour les pollutions en métaux :

• Relations opération de curage navigation et activité métaux (Deûle)

• Déchets miniers et sols industriels en avec barrage en aval (Sioule)

Pour la contamination des cours d’eaux en milieu urbain:

• Réutilisation de l’eau usée en milieux urbain (arrosage, nettoyage rues) (Meurthe)

• Suivi de l’opération Phyt’Eaux Cités. Mise à dispo d’outil pour conceptualiser les observations de qualité des eaux (Orge)

• Efficacité des systèmes de gestion de flux polluants des collectivités. Mécanisme de transfert des connaissances (OTHU, ONEVU)

• Proposition de modèles de flux polluants (planif, études d’impact, ouvrages). Différents types d’urbanisations (OPUR)

Pour les bassins versant pilotes en milieu Littoral:

• Transport estuarien et zone côtière (Adour Estuaire)

• Prédiction de la contamination des milieux côtiers (Montpellier)

Pour les bassins versants pilotes qui abordent les thématiques médicaments et substances émergents:

• Rejets médicaux (Vesle, Isle)

• Rejet hospitaliers vs. urbains ; traitabilité des produits hospitaliers ; analyse de la perception de la problématique par citoyens (SIPIBEL)

• Caractérisation des sources de polluants émergents (Auradé-Montsoussé)

Pour les bassins versants pilotes qui abordent les thématiques outils biologiques, les actions mises en œuvre ont permis :

• De faire la démonstration de l’applicabilité de différents outils développés dans les laboratoires de recherche sur le terrain. Il est également à noter que les observations faites in situ supportent aussi le développement de nouveaux indicateurs au laboratoire afin de permettre un meilleur diagnostic environnemental.

• D’acquérir des connaissances sur les effets de différentes familles de polluants, émergents ou non, mais également d’autres stress environnementaux, sur la santé des organismes aquatiquesD’étayer les relations entre l’écotoxicologie, la chimie et l’écologie, contribuant ainsi à un meilleur positionnement des indicateurs biologiques pour une utilisation potentielle dans un contexte de surveillance des milieux aquatiques (Vesle et Orge)

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A signaler que dans le cadre de l’action 2012 deux bassins versants pilotes ont été ajoutés : bassin versant pilote d’Arcachon et le bassin versant pilote Estuaire de la Gironde. Pour ces bassins versants pilotes, la plupart des thématiques du plan micropolluant 2010-2013 ont été abordées.

7. PERSPECTIVES

En interaction avec l’ONEMA et la DEB et afin d’atteindre les objectifs fixés, cette étude sera consolidée en 2012 avec les actions suivantes :

• La création et l’animation d’un réseau de bassins versant pilotes qui puisse permettre aux agences et aux autres gestionnaires de suivre en direct les travaux d’expérimentation sur les différents sites. La mise en commun des observatoires devrait ainsi permettre d'optimiser l'acquisition et l'exploitation de données, de tester et valider des modèles sur des données plus nombreuses et plus variées, d’optimiser le fonctionnement des dispositifs de gestion des systèmes d'assainissement, de comparer des milieux variés (estuaires vs delta, etc…). Cette plateforme commune à l’échelle nationale permettrait de partager des outils innovants pour la caractérisation des sources et des pressions polluantes. L’ensemble des échanges en sera facilité en particulier pour les thématiques transversales et pluridisciplinaires ;

• La valorisation des travaux 2011 sous forme de présentations orales à des conférences nationales. D’un coté, le site on-line permettra de faire passer l’information de manière exhaustive aux Agences, afin de leur fournir une photographie mise à jour de tous les sites qui sont installés sur leur bassin ou sur d’autres bassins, qui parfois ne sont pas très connus ;

• La réactualisation et l’intégration d’autres expérimentations nationales de type « zones pilotes » sur la thématique des contaminants aquatiques et de leurs effets.

8. BIBLIOGRAPHIE

Affeltranger B. (2012) Guide micropolluants : des pressions aux impacts sur les eaux de surface. Etat des pratiques en vue de la mise à jour des états des lieux DCE. Rapport d’étape, INERIS

Becouze-Lareure C. (2010) Caractérisation et estimation des flux de substances prioritaires dans les rejets urbains par temps de pluie sur deux bassins versants expérimentaux. Thèse université Claude Bernard Lyon I.

Botta F., Nils Fauchon, Hélène Blanchoud, Marc Chevreuil, Bénédicte Guery (2012) Phyt’Eaux Cités: Application and validation of a programme to reduce surface water contamination with urban pesticides. Chemosphere, Volume 86, Issue 2, January 2012, Pages 166-176.

IRSTEA (2011) PROJET SCITESAGE : Participation de la communauté scientifique à l'application de la DCE à l'échelle territoriale des SAGE. Réponse au second Appel à Propositions de Recherche Eaux & Territoires 2010.

Démbélé A. (2010) Evaluation des substances prioritaires dans les rejets inhérents au temps de pluie: Quantification et modélisation des flux de polluants. Thèse université Claude Bernard Lyon I.

Roche H., Y. Vollaire, A. Persic, A. Buet, C. Oliveira-Ribeiro, E. Coulet, D. Banas, F. Ramade (2009) Organochlorines in the Vaccare` s Lagoon trophic web (Biosphere Reserve of Camargue, France). Environmental Pollution 157 2493–2506.

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Annexe 1 : Cadrage du travail du Comité de Pilotage de l’étude Ineris, 18 avril 2011

Contexte et objectifs de l’action

Ce travail s’intègre dans l’action n°22 du Plan National d’action contre la pollution des milieux aquatiques par les micropolluants 2010-2013 piloté par le MEDDTL. Il s’agit à terme d’identifier quelques zones réduites ayant vocation à servir de référence, et d’y mettre en œuvre une démarche intégrée d’acquisition et de validation de données scientifiques et techniques sur les différents axes du plan (travail depuis la connaiss ance de rejets, des pressions jusqu’à l’état en passant par étude des transferts de polluants), permettant la validation de méthodes d’analyse et d’outils innovants, la validation de m odèles de transfert, le test en grandeur nature de certaines mesures de réduction et évaluation de leur impact, etc. Ces sites devront être choisis (en nombre limité), pour refléter les problématiques liées aux eaux douces (souterraines et de surface), aux eaux littorales et les différentes sources de pollution, en s’appuyant sur les travaux déjà engag és et les résultats disponibles, et en s’assurant de la mobilisation d’équipes scientifiqu es et techniques pluridisciplinaires. Le retour d’expérience sur le terrain ainsi acquis permettra, une fois valorisé, de tirer des enseignements généralisables à l’échelle des bassins et de faire évoluer les actions du plan micropolluants. En outre la Ministre de l’Ecologie a récemment repr is l’idée des bassins versants pilotes dans son dossier de presse pour le bilan 2010 du Plan Na tional Santé Environnement 2, en indiquant que des appels à projet seraient lancés en 2012. Cette démarche coïncide également avec la préconisa tion du recours à ce type de sites dans le cadre du Plan National interministériel Santé-Environnement consacré aux résidus de médicaments dans les Eaux (PNRM). Ces zones ateliers contribueront à renforcer les connaissances en matière d’évaluation et de gestion des risques pour ces molécules. Le groupe d’appui scientifique de ce plan a d’ores et déjà recommandé d’identifier et sélectionner des zones ateliers caractéristiques destinées notamment à réu nir les moyens et compétences pour favoriser le développement de modèles des flux de r ésidus de médicaments. Pour finir l’Onema se donne pour ambition, dans le cadre mutualisé de l’accompagnement du 10ème Programme des Agences de l’Eau qui démarrera en 20 13, de mettre l’accent sur le soutien au niveau national de développements de mét hodes et process d’intérêt national (dans des champs aussi divers que les pollutions urbaines et industrielles, les pollutions diffuses, la ressource en eau et la restauration des milieux) ; et en particulier : animer, promouvoir et mutualiser les acquis des bassins des sites pilotes, des sites de démonstration et/ou expérimentaux implantés au niveau local, cette dimension « bassin » d’une politique de Recherche/Développement/ Innovation étant essentiel le pour venir utilement compléter les travaux d’intérêt commun conduits au niveau nationa l et progressivement alimenter un savoir faire pour la restauration du bon état ; Déroulement du projet Début 2011, constitution d’un Comité de Pilotage de l’étude ; le pilotage devra traiter de l’ identification des besoins, du cadrage de l’étude préliminaire effectuée par INERIS, de l’examen des propositions de sujets prioritaires, des modalités de lancement des appels à projet et de suivi des projets dans le cadre des plans.

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Planning 2011 :

• Mars 2011 : Dans un premier temps, le rôle du COPIL sera de cadrer une phase préliminaire d’étude de l’existant confiée en 2011 à l’INERIS. Les principaux axes de travail seront fixés afin d’orienter au plus juste les recherches sur l’existant. Le périmètre de l’étude devra inclure les pollutions d’origines domestiques, urbaines et industrielles (dont chimie et industries pharmaceutiques) et agricole (élevage et/ou pisciculture pour l’aspect médicaments vétérinaires) ; le niveau de prise en compte des problématiques agricoles (pesticides, impact des épandages, …) est par contre un point qui restera à discuter, notamment en regard des initiatives pilotes déjà identifiables et entreprises pour ce secteur (notamment via Ecophyto).

• mars 2011 et jusqu’en octobre 2011 : Réalisation par l’INERIS d’un bilan de l’existant : les

recherches seront effectuées en tenant compte des orientations fournies par le comité et porteront sur les sites, bassins ateliers, etc pouvant fournir des renseignements sur les micropolluants, l’écotoxicologie, les nouvelles approches de la surveillance de milieux aquatiques, les phénomènes de transfert (air/eau, sols/eaux…), la modélisation…. Le bilan sera effectué en prenant contact avec les agences de l’eau, les laboratoires universitaires, via internet, via des programmes de recherche nationaux (dont les PRSE) et/ou européens). Des réunions seront organisées avec les porteurs des travaux les plus importants et les plus proches des besoins exprimés dans le plan micropolluants afin d’échanger sur l’opérationnalité des résultats obtenus et la valorisation possible dans le cadre du plan micropolluants.

• Automne 2011 : point d’avancement soumis au COPIL et retour vers le Groupe Technique national « Substances » ainsi que vers le Groupe d’Appui Scientifique du PNRM pour examiner les premières propositions faites par l’INERIS : quelles thématiques pertinentes auront été ciblées pour évaluer au travers de bassins/sites pilotes les actions du plan micropolluants 2010-2013 ou contribuer au PNRM ? Les possibilités et modalités de synergie entre les objectifs du plan micropolluants et ceux du PNRM seront également investiguées (peut-on travailler au sein des mêmes zones ateliers ?).

• Décembre 2011 : réunion du COPIL afin de valider le plan du rapport final de l’INERIS, définir

ensuite les types de zones ateliers adéquats dans la cadre du plan micropolluants et/ou du PNRM à la lumière du rapport de l’INERIS, ainsi que le contenu à produire pour un cahier des charges de l’appel d’offre 2012 mentionné plus haut.

Premières suggestions d’éléments de méthode pour l’étude INERIS/ONEMA L’analyse de l’existant en matière de sites et bass ins pilotes ou ateliers pourrait être conduite en prenant en compte et en comparant les aspects su ivants :

• les objectifs des expérimentations • les éléments apportés en termes de gestion des ress ources en eau • les relations avec les différents partenaires (gest ionnaires, porteurs d’enjeux,

scientifiques) • la dimension des sites • les milieux récepteurs (milieu marin, rivière…) • les voies de financement • la durée des programmes • les types de valorisations … • et éventuellement

o les paramètres qui y sont mesurés o les équipements et les protocoles de mesure (fréque nce, modalités..), o la gestion des données acquises, o les modèles mis en œuvre

• …

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Un croisement des résultats ce travail avec la cart ographie des zones accueillant des Schémas d’Aménagement et Gestion des Eaux existants (SAGE) serait sans doute intéressant dan s la mesure ou les acteurs et les dimensions de ces zone s sont a priori des éléments favorables à la mise en œuvre d’expérimentations pilotes. Première approche (purement exploratoire et pour initialiser le processus) pour une typologie des bassins pilotes considérés en fonction de leurs finalités : Evaluation de l’efficacité de mesures de réduction ou de gestion Tester et vérifier l’efficacité des actions de rédu ction concernant :

- rejets dans les cours d’eau ou réseaux de collecte (industrie, ménages, artisanat) - éventuellement, impact de l’utilisation de produits phytos sur les nappes et cours

d’eau (selon les décisions qui seront prises concer nant le niveau de prise en compte du volet agricole)

Et, plus particulièrement :

• Pour ce qui concerne le PNRM : étudier l’impact des stratégies préventives de réduction à la source (qui restent à définir).

• PNSE2 : Sites aquatiques de suivi de l’efficacité d es dispositions de

réduction sur les substances.

• DCSMM : Test d’indicateurs susceptibles de refléter la réduction des substances affectant le bon état écologique.

Actions de connaissance sur les émissions d’activités encore mal documentées Caractérisation (composition, effets) des rejets do mestiques (eaux grises déversées dans les réseaux, rejets dus aux traitements ambulatoires), des déversoirs d’orage, des hôpitaux, des cliniques et cabinets vétérinaires, activités artis anales, élevages (médicaments vétérinaires), des STEU et des boues d’épuration destinées à l’épa ndage. Ces études devraient notamment aider à ajuster des « facteurs d’émissions » caractéristiques pour certains couples substance/activité, et ainsi pouvoir contribuer à l’établissement d’un inventaire national des émissions tel celui qui es t requis dans le cadre de la DCE. Etudes à engager pour affiner les prescriptions tec hniques à appliquer aux IOTA (gestion des eaux pluviales soumises à infiltration, dragage des cours d’eau, STEU, épandage des boues d’épuration). Support de développement pour la R&D Démontrer l’apport d’outils métrologiques innovants (chimie, biologie) en vue de :

- identifier des molécules et des sites problématique s du bassin étudié - identifier les sources de pollution du bassin - servir d’indicateurs des tendances sur le bassin su ite à des opérations de

réduction. Pour certaines molécules dont les résidus de médica ments, établir des liens prédictifs quantitatifs fiables, et transposables à d’autres b assins, entre pressions (dont consommation des médicaments), contamination ou flux dans les di vers compartiments aquatiques, et impact sur l’écosystème aquatique ; ces liens seront notam ment à établir via le couplage de la modélisation avec des suivis terrains.

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Annexe 2:

Compte-rendu de la première réunion du Comité de Pi lotage de l’étude INERIS sur les bassins pilotes dans le cadr e des Plans

Micropolluants et Résidus de Médicaments dans les e aux. Vincennes, 18 avril 2011.

Présents : F.Botta, W. Sanchez, INERIS A.Verlhac, AELB T.Pelte, AERM&C L.Gréaud, N.Tchilian, MEDDTL/DEB C.Lacour, MEDDTL/CGDD/DRI/SR J.-M. Mouchel, UPMC R.Moilleron, Hurrbis J.Garric, IRSTEA N.Baran, A.Togola, BRGM T.Caquet, INRA C.Gendrot, S.Garnaud, N.Domange, P.-F.Staub, ONEMA Excusés: J.Prygiel (AEAP), C.Riou (AERM), J.-P.Rebillard (AEAG), AESN, H.Budzinski (CNRS Bordeaux), C.Gatignol (DGS), F.Mansotte (ARS Aquitaine), E.Leoz (INERIS), G.Bocquené (IFREMER), M.Coquery (IRSTEA), Y.Levi (Univ. Paris Sud).

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Rappel des éléments introductifs fournis en début de réunion Rappel des objectifs du plan micropolluants (MEDDTL) Regrouper dans un document unique toutes les actions en cours sur les milieux aquatiques. Organisation en trois volets : réduction des émissions à la source (REACh, surveillance des rejets ponctuels et réduction, actions incitatives), amélioration de la connaissance des milieux et des rejets (AQUAREF), amélioration des connaissances pour identifier les marges de progrès (actions ONEMA). L’action sur les bassins pilotes micropolluants est un outil qui permet de tester les actions du plan et améliorer ainsi le plan sur la base d’un retour d’expérience.

Quelques points sur le plan résidus de médicaments (MEDDTL)

Plan à sortir bientôt. Il s’inscrit pour les aspects environnementaux dans le plan substances avec trois parties : i) acquisition de connaissance, ii) plan de gestion et iii) renforcement des actions de recherche autours des médicaments. Les zones ou bassins pilotes sont des espaces permettant de développer des expériences sur le terrain à échelle réelle, qui permettraient dans le cadre du PNRM :

- d'une part, d'acquérir de la connaissance et de fournir des données au monde de la recherche ;

- et d'autre part, de pouvoir tester en grandeur nature des actions de gestion.

Ces sites devront être choisis pour refléter les problématiques liées aux différents milieux récepteurs (eaux douces souterraines et de surface, eaux littorales) et les différentes sources de pollution, en s’appuyant au maximum sur les travaux déjà engagés et les résultats disponibles, et en s’assurant de la mobilisation d’équipes pluridisciplinaires locales et nationales.

Les zones pilotes dans le cadre du PNRM doivent permettre de : � Acquérir des connaissances thématiques :

- méthodes de prélèvements et d’analyses dans différentes matrices (eaux, sols, boues), développement d’outils innovants ;

- connaissance des contaminations dans différents compartiments en ciblant des zones avec des pressions connues (à différencier des études prospectives eaux souterraines et eaux de surface)

- devenir des molécules dans l’environnement (métabolites et produits de dégradation dans l’environnement ou dans des filières de traitement)

- flux (vente, consommation, transferts vers le milieu) - modélisation - antibiorésistance - données pour l’évaluation des risques environnementaux et sanitaires - étude des pratiques des professionnels et des usagers sur le terrain (agriculture,

hôpital, consommation de médicaments…)

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- réflexion sur les données nécessaires aux différents acteurs (notamment chercheurs) et définir des modalités de compilation et de partage.

� Tester en grandeur nature des mesures de gestion sur ces zones et pouvoir en

extrapoler une généralisation. A titre d’exemple : - amélioration des taux de collecte de médicaments humains ou vétérinaires - bonnes pratiques (gestion des déchets dangereux en hôpital ou méthodes de travail

en élevage ou aquaculture) - traitement d’effluents � Fédérer, valoriser et financer (multifinancement) la recherche nationale sur le sujet

� Réunir des acteurs locaux avec des cultures différentes au départ

Présentation de l’action (ONEMA) Voir la note de cadrage jointe à l’ordre du jour de la réunion du 18 avril. L’idée d’un appel à projets est venue du bilan du PNSE 2 établit par le MEDDTL. Cette action prend aussi une place importante dans le 10ème programme des AE et de l’ONEMA. Objectif : retour d’expérience pollutions, ressource en eau et restauration. L’INERIS est en charge de réaliser un bilan de l’existant, action qui débute. Calendrier : Octobre 2011 : présentation des premiers résultats de l’étude INERIS, fin 2011 : rendu de l’étude.

L’objectif de la réunion était d’établir le périmèt re de cette étude : définir ce qui doit être recensé, définir les acteurs à associer, établir des priorités en termes d’action. Discussions ayant eu lieu autour de l’objectif global de l’exercice ; Eléments de méthode proposés Le MEDDTL a rappelé que l’objectif n°1 est de tester des actions de gestion et en fonction des résultats, les déployer sur d’autres bassins ou au niveau national. La spécificité de l’action engagée réside dans la coordination d’actions pilotes réparties sur le territoire. Le terme de « réseau » de bassins pilotes a été plusieurs fois utilisé. AERM&C a rappelé que ce concept a déjà pu être éprouvé avec bénéfices sur la thématique de la restauration physique des milieux, en permettant la formalisation d’un protocole commun pour les retours d’expérience. Le soin à apporter au retour d’expérience sur les sites existants est apparu central dans les échanges de ce COPIL ; une méthode devra être constituée pour cela. En outre s’il y a un appel à projets pour de nouveaux sites, il devra intégrer cette dimension, et

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expliciter également de façon claire l’aspect valorisation des données acquises. L’exemple de Seine-Aval a été mis en avant pour cet aspect capitalisation des données. L’importance de prendre en compte de façon structurée la dimension « acteurs » a aussi été soulignée. Au-delà des retours d’expérience « gestion », le second axe important cité est l’acquisition et le renforcement de connaissances. La coordination « en réseau » proposée permet aussi de ne pas empiler à l’aveugle des actions de R&D. L’articulation générale entre gestion et R&D dans le cadre de ce projet serait que le point d’entrée principal soit les problématiques de gestion, la R&D venant saisir des opportunités sur des questions de gestion. Le schéma suivant a été évoqué :

- L’INERIS établit un panorama des sites d’expérimentations existants, de leurs motivations et accomplissements.

- Les Agences aident l’INERIS au repérage des acteurs, et font ressortir

avec la DEB les questions prioritaires de gestion à tester; - L’ONEMA définit les protocoles communs pour les retours d’expérience

- Sur la base du croisement de l’inventaire INERIS et des besoins

prioritaires de gestion, identification des outils appropriés pour répondre à l’objectif. Des appels à projets cadrés pourraient notamment créer une dynamique au-delà des aspects financements pour concrétiser et fédérer les retours d’expérience et mettre en œuvre de nouvelles expérimentations jugées nécessaires ; ces appels à projet ne sont néanmoins pas nécessairement la seule approche possible pour alimenter le dispositif.

- Les scientifiques sont mobilisés sur ces projets pour proposer des

interprétations et préconisations relatives aux retours d’expérience acquis, et pour décliner/développer des outils permettant de décrire les processus en œuvre ainsi que leur efficacité.

En pratique l’idée a été retenue qu’une liste priorisée de questions de gestion est à constituer, notamment par le biais du GT national « Substances » (action DEB/ONEMA ; prochain GT Substances = 30 juin 2011). Cette liste sera mise en regard des thématiques identifiées au travers du bilan INERIS de l’existant, en vue de constituer d’éventuels appels à projets. L’INERIS proposera par ailleurs rapidement un questionnaire aux membres du COPIL, pour qu’ils contribuent à l’inventaire des actions pilotes passées et en cours, ainsi qu’à leur description sommaire.

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Discussions ayant eu lieu sur les finalités des expérimentations à considérer dans l’étude préliminaire de l’INERIS Le COPIL a exprimé l’importance de bien séparer les objectifs « actions/gestion » des objectifs « connaissances/problématiques scientifiques ». Pour la problématiques « actions/gestion », l’identification des porteurs d’action et de leurs rôles sont primordiaux. Il a été rappelé néanmoins que des actions sont engagées sur de nombreux sites sans que la connaissance des effets des mesures prises soit maîtrisée ; à cet égard l’implication des scientifiques sur de telles expérimentations est importante en vue de les évaluer et de les valoriser. Toutefois dans le cadre du présent exercice ce type de collaborations ne devrait porter que sur des contextes pouvant être généralisables avec une portée nationale. Le second grand type de finalités concerne l’innovation (dispose t-on par exemple aujourd’hui des outils pour caractériser les sources et les pressions polluantes ?), l’expérimentation et la compréhension des systèmes (comprendre avant de gérer). Il s’agirait ici dans la mesure du possible de fédérer les dynamiques de connaissance déjà en œuvre, en identifiant les enjeux majeurs de connaissance abordés dans les sites existant, y compris ceux pour lesquels un appel à de projets complémentaires serait requis. L’inventaire de l’INERIS devrait aussi comprendre des expérimentations déjà montées autour de problématiques territoriales, bien que n’entrant pas frontalement dans le cadre du présent travail pour ce qui concerne des enjeux spécifiquement locaux, car elles peuvent permettre d’alimenter la base disponible pour identifier des thématiques partagées ou partageables. L’exemple à méditer du réseau Hurrbis, où trois observatoires ont identifié des domaines d’étude communs, a pu être présenté lors de ce COPIL. Concernant la problématique des pesticides, le MEDDTL indique qu’ils sont à intégrer dans le bilan INERIS (que se fait-il dans Ecophyto pour l’eau ? quel enseignement tirer des expérimentations phytos (dont GRAP) ?), mais qu’a priori (si le bilan INERIS confirme la multiplicité des actions sur le sujet), le suivi de la mise en place et de l’efficacité des actions de prévention/réduction des émissions de pesticides par la modification des pratiques agricoles ne fera pas l’objet des sites pilotes dans le cadre de ce projet.. Critères ayant été exprimés comme importants concernant les bassins pilotes, à renseigner dans l’inventaire INERIS. Les échanges de ce COPIL ont aussi été l’occasion de faire ressortir des paramètres importants qu’il serait souhaitable de renseigner dans l’inventaire auquel procèdera l’INERIS ; pêle-mêle :

- Quelles sont les questions scientifiques posées sur ces sites ?

- Quel degré de transférabilité des résultats produits sur le site ?

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- Quels sujets sont communs à divers sites inventoriés ?

- Quelles voies d’exploitation/capitalisation des informations obtenues (chimie, bio,

mais aussi sciences sociales) ? (REX, valorisation des données…)

- Quelles durées de vie des sites existants, et mise en lien avec les modes de financements ?

- Quel degré de « représentativité » du site par rapport à la problématique

suivie ?; un des points soulevé lors de ce COPIL est l’importance de pouvoir suivre des sites ou bassins présentant une gradation de pressions ou de contextes permettant de calibrer les interprétations qui seront faites par les scientifique, en vue de pouvoir les généraliser. (échelle)

- Qui sont les acteurs de la gestion impliqués et quels sont leurs rôles ?

gouvernance ?

- Couplages éventuels avec les SAGE, cadre a priori favorable pour des expérimentations de gestion multi-partenariales.

- Si l’expérimentation n’a pas directement une finalité gestion, les

caractéristique du site se prêtent-elles à y appliquer une démarche de type gestion ?

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Annexe 3 :

Compte-rendu de la seconde réunion du Comité de Pil otage de l’étude INERIS sur les bassins pilotes dans le cadr e des Plans

Micropolluants et Résidus de Médicaments dans les e aux. Vincennes, 7 octobre 2011.

Présents : F.Botta, E.Leoz, INERIS T.Pelte, AERM&C D.Caulliez, AESN J.-P. Rebillard, AEAG E.Duclay, N.Tchilian, MEDDTL/DEB R.Moilleron, Hurrbis T.Caquet, INRA S.Garnaud, P.-F.Staub, ONEMA G.Bocquené (IFREMER) Excusés: A.Verlhac, AELB, J.Prygiel (AEAP), C.Riou (AERM), H.Budzinski (CNRS Bordeaux), C.Gatignol (DGS), F.Mansotte (ARS Aquitaine), W. Sanchez (INERIS), , Y.Levi (Univ. Paris Sud). C.Lacour, MEDDTL/CGDD/DRI/SR, J.-M. Mouchel, UPMC, J.Garric & M.Coquery (IRSTEA), N.Baran, A.Togola, BRGM, C.Gendrot, N.Domange (ONEMA)

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Préconisations émises par le COPIL en vue de la rédaction du rapport de l’INERIS :

- Simplifier et clarifier l’image des financeurs, en les assemblant en trois catégories :

o Acteurs locaux (collectivités et privés) o Agences de l’eau o Financements recherche

- Faire ressortir le couplage entre les bassins pilotes et les gestionnaires en étendant la mise en visibilité de ces derniers au-delà des seuls SAGE.

- Affiner l’analyse des questions auxquelles répondent les bassins pilotes existants

en précisant les familles de pollution ciblées (agricoles, urbaines, industrielles, et en affinant encore au-delà si possible (familles chimiques)).

- Proposer et appliquer une typologie des gouvernances rencontrées pour les

sites pilotes existants : ex. maîtrise d’ouvrage/pilotage par des scientifiques ou par des gestionnaires ? quels types de gestionnaires ? : distinguer dans ce cas maîtrise d’ouvrage et animation scientifique

- Besoin d’un retour des agences pour identifier clairement les bassins qui ont

été étudiés et voir s’il en manque : l’INERIS envoie la liste des 29 BV aux agences

- Besoin de cibler dans l’étude ce qui peut être valorisé

- Tester les partenaires des 29 bassins sur leur capacité à intégrer les questions

de gestion évoquées en réunion (en attente de commentaires pour consolidation del aliste des questions pour fin octobre)

- Envoi des questionnaires aux agences de l’eau

Idées émises relativement au « cahier des charge » d’un appel à propositions sur le sujet des BV pilotes µpolluants :

o Mettre en avant les questions de gestion évoquées en réunion o Idéalement : porteur de projet étant une collectivité : ce n’est pas un

appel à projet de recherche, mais une animation scientifique en appui du porteur de projet serait vraiment à privilégier

o Mettre en avant la volonté de mettre en réseau ces BV pilotes o Le projet doit s’inscrire dans le temps : au moins 3 ans, voire 5 ans

pour que les actions soient opérationnelles

Pour ce cahier des charges, distinguer entre :

- D’une part des zones pilotes « intégratrices », dédiée à des expérimentations de solutions de gestion des polluants, impliquant la caractérisation d’un état zéro (sans toutefois attendre d’avoir fait un diagnostic complet pour passer l’action concrète) et un suivi sur une durée longue. Une distinction entre gestions « curatives » et « préventives » pourrait être faite. Les projets

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associant des acteurs économiques seraient également à privilégier. Il est rappelé que l’appel à projet ne sera pas orienté « projet de recherche ». En revanche, les BV dans lesquels il existe déjà des équipes de recherche mobilisées pourront être prioritairement sélectionnés et les acteurs de recherche incités à répondre aux appels à projets de recherche déjà lancés sur le thème des contaminants.

- Idéalement, le porteur de projet devrait être une collectivité. , - Avec au sein de ces BV pilotes, des sites dédiés à des études plus ponctuelles

orientées sur la connaissance d’usages, d’émissions ou d’impacts de certaines substances. Pour ce second type de projets, on pourrait être amené à différencier :

o D’une part les études pour lesquelles les données finales (flux,

consommations, etc…) sont le principal intérêt de la démarche (proche alors de la notion de « campagne d’étude »).

o D’autre part les études pour lesquelles il s’agit surtout d’évaluer ou de

démontrer la faisabilité de la méthode d’acquisition des connaissances; Dans ce second cas la dimension « pilote » pourrait être qualifiée comme davantage recevable et être intégrée dans le cahier des charges d’appel à propositions.

En parallèle le cahier des charges pourrait pointer sur des projets consistant à développer ou à décliner des méthodes de centralisation et de valorisation d’expériences et de résultats préalablement acquis dans le cadre de diverses expérimentations de gestion sur certains types de pollutions. L’articulation avec des SAGE est évoquée comme une piste intéressante mais ne doit pas être un critère éliminatoire s’il n’y a pas de SAGE. Les pollutions liées à l’utilisation des pesticides ne sont pas du tout prioritaires dans cet appel à projet Pas de nouvelle réunion prévue à ce stade : attente du projet de rapport pour relecture. On lancera par la suite un comité de pilotage dédié à la rédaction du cahier des charges et le dépouillement des propositions (sans les acteurs susceptibles de répondre à l’appel) ;

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ANNEXE 4 : HISTORIQUE ET OBJECTIFS DES ZONES ATELIERS EN FRANC E

Les Zones ateliers, "Pour des recherches sur l’environnement et les anthroposystèmes en relation avec les enjeux sociétaux", sont "des espaces d'observation des différents anthroposystèmes sur le long terme". Ce sont des lieux privilégiés pour recueillir les diverses informations nécessaires à l'élaboration de modèles et modes de fonctionnement, mener des expériences en vraie grandeur, et évaluer les conséquences éventuelles de mesures de gestion. Elles mettent en place des instruments métrologiques et méthodologiques permettant de gérer et de traiter l'information accumulée lors des observations.

En 2003, les ZA ont été rattachées à l'Institut National des Sciences de l'Univers (INSU) au moment de la création de la cinquième division "Sociétés et Environnement" au sein du CNRS. En 2005, les ZA ont été rattachées au département du CNRS "Environnement et Développement Durable", nouvellement créé".

Depuis 2009, les zones ateliers sont gérées par l'INEE, Institut National de l'Ecologie et l'Environnement. Seules sept zones ateliers sont actuellement labellisées. "Leur spécificité réside dans la taille de l’objet d’étude, qui est de dimension régionale. Leur problématique est celle des interactions entre un milieu et les sociétés qui l’occupent et l’exploitent".

La compréhension de ces interactions implique une approche pluridisciplinaire incluant notamment les sciences de la nature, les sciences de la vie, les sciences humaines et les sciences de l’ingénieur dans l’objectif de répondre à une question territoriale spécifique pouvant être élaborée en interaction avec les gestionnaires. Les zones ateliers où le domaine de l'eau est concerné sont au nombre de 4 (les autres concernent d’autres « compartiments »).

Les différentes zones ateliers peuvent être divisées par échelle et thématique comme suit (en gras celles concernant le milieu aquatique continental) :

• Les zones atelier Seine, Loire et Rhône sont construites à l’intérieur de grands bassins versants, avec des objectifs de gestion ;

• Les zones ateliers Pleine Fougères (Bretagne) et Alpes se focalisent sur la biodiversité et sur l’utilisation du sol ;

• Les zones ateliers Terres Australes et Alpes : sur les changements climatiques et la bio-géochimie ;

• Moselle et Orme (Mer méditerranée) : multidisciplinaires, mais essentiellement sur l’eau.

Certains sites Internet dédiés à ces structures ne sont pas actualisés (site Bassin de la Loire, site Bassin de la Moselle). Au contraire, d'autres affichent les transformations récentes.

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Annexe 5: LES BASSINS VERSANTS PILOTES EN RHIN-MEUS E

L’agence de l’eau rhin-meuse couvre un territoire correspondant à trois régions : l’Alsace, la Lorraine et la Champagne - Ardenne (en partie). Le bassin est ultérieurement divisé en 8 départements : Haut-Rhin, Bas-Rhin, Meurthe-et-Moselle, Meuse, Moselle, Vosges, Ardennes et Haute-Marne (en partie). Globalement, sur le territoire on enregistre 4 millions d'habitants, avec une 32 700 km2 de superficie 1 200 000 ha de forêts. L’hydrographie est composée des bassins versants du Rhin, de la Moselle (avec la Sarre) et de la Meuse, ainsi que d'une petite partie des bassins de la Seine (Saulx, Ornain, Aire ...) et de la Saùne (Saùne et Coney). Globalement, la longueur totale des cours d’eau ayant un objectif de qualité est de 7 100 km, repartis en grands fleuves (1 900 km) et rivières (5 200 km) avec de petits cours d'eau. 2 milliards de m3 de renouvellement annuel en eaux souterraines, dont 1,3 milliard pour la nappe d'Alsace, la plus importante d'Europe Bassin pilote de la Moselle LOCALISATION Nord Est de la France, des Vosges au Luxembourg

STATUT DU BV (ORE, GIS, GIP, etc…)

pas de statut juridique, label Zone Atelier uniquement

DATE CREATION 2001

NOM DU RESPONSABLE(S) :

Emmanuelle MONTARGES-PELLETIER (CNRS) et Marc BENOIT (INRA)

Description des acteurs sur le site Les porteurs d'action sont François GUEROLD et Anne POSZWA pour la partie amont du bassin. Les actions sont focalisées sur le sujet de l'acidification des sols et des eaux dans les forêts vosgiennes (observation, remédiation). Sylvie DOUSSET et Marielle THOMAS portent les actions liées à l'impact de l'activité agricole, et plus particulièrement sur le devenir des pesticides dans les sols cultivés et les étangs de sortie de sous-bassins. Marie-Noelle PONS et Laure GIAMBERINI portent les actions liées à l'impact de l'urbanisation et des activités industrielles sur la qualité des cours d'eau (Moselle et affluents). En complément de ces trois ensembles d'actions définies par des contours géographiques, des actions s'appuyant sur la dimension historique des pressions anthropiques subies par le bassin versant sont coordonnées par Laurence MANSUY-HUAULT. Les acteurs de la gestion sont l'AERM, le CG88, la CUGN, la Chambre d'Agriculture. Le lien avec les SAGE se fait par l’intermédiaire de l’Agence de l’eau. Les sites se prêtent parfaitement à l'application d'une politique de gestion des ressources en eau. Description des questions scientifiques et finalités Plusieurs organismes scientifiques sont impliqués sur ce territoire, notamment le CNRS, l’INRA, l’ANSES, l’Université de Nancy (toutes les composantes), l’Université Paul Verlaine de Metz, l’INEE et l’INSU. En termes d’innovation, on peut focaliser notre recherche sur 5 grands axes : 1-développement d'outils géochimiques pour distinguer les différentes sources de matière organique présentes dans les eaux, les matières en suspension et sédiments. 2- développement de techniques innovantes pour l'étude de la spéciation des métaux dans différentes matrices abiotiques, méthodes in situ, capteurs passifs. 3-développement de méthodes analytiques pour le dosage de produits phytosanitaires dans différentes matrices, de molécules dites émergentes, de microorganismes pathogènes. 4-utilisation de méthodes de détection in situ : fluorimétrie

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5- techniques de remédiation pour améliorer la qualité des sols en réponse à différentes pressions anthropiques (acidification, produits phytosanitaires, assainissement, traitement des eaux). Plusieurs projets scientifiques ont porté sur différentes familles de micropolluants, sur des milieux et matrices différentes, notamment : Axes de recherche Chimie Physicochimie géochimie minérale géochimie organique ecotoxicologie microbiologie agronomie agriculture pédologie Familles de micropolluants : Métaux dans compartiments Eau, Matières en Suspension, Sédiments et organismes biologiques HAP Produits phytosanitaires (pesticides) Alkylperfluorés Résidus de médicaments Microorganismes, pathogènes, Gènes de résistance aux antibiotiques Matrices étudiées Eaux Matières en suspension Poissons Boues de station d'épuration Sédiments Concernant les aspects d’exploitation et capitalisation des informations obtenues, plusieurs voies de valorisation ont été, notamment : métadonnées du réseau interZA publications, conmmunications dans conférences nationales et internationales. colloque de la ZAM réunions de copilotage avec collectivités territoriales Transposabilité des résultats à l’échelle nationale La transférabilité est vraie dans tous les cas d'étude pour la méthodologie. La transférabilité des résultats obtenus sur les sites du bassin de la Moselle est fortement dépendante de la taille du site étudié et de la problématique. Ainsi, les études sur l'acidification des sols et eaux forestiers, sur les rivières sidérurgiques sont fortement imprégnées des caractéristiques du territoire lorrain. La problématique du transfert des pesticides est parfaitement transférable car elle représente un cas commun à plusieurs régions. De même la problématique du transfert des contaminants d'origine domestique (dont médicaments) dans le cycle urbain de l'eau est parfaitement transposable à d'autres agglomérations sous conditions d'aborder des facilités de traitement des eaux usées aux caractéristiques proches Inversement des études d’occurrence dans les eaux à l’échelle nationale, comme pour les perfluorates ont montré les convergences de contamination de tous les grands fleuves (Rhône, Moselle, Loire, …) Chaque site est strictement représentatif de la problématique choisie, c'est la particularité même de la Zone Atelier Moselle. Les actions scientifiques sont établies territorialement à partir d'une problématique environnementale existante. Modalité de financement et durée du site

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Dans l'absolu, les zones ateliers ont une mission d'observation à long terme. Nous avons donc comme objectif de maintenir dans la durée l'observation des différents cours d'eau, parcelles forestières, agricoles ou urbaines. On ne peut que constater le besoin de données à très long terme (plusieurs centaines d'années) afin d'estimer la capacité des écosystèmes à se réguler ou à être remédiés. Cependant, la durée d'une étude est dépendante des moyens humains et financiers. Bassin pilote Agri Lorrains LOCALISATION Bassins versants agricoles en amont d’ouvrages de remédiation (y

compris étangs piscicoles), Région Lorraine STATUT DU BV (ORE, GIS, GIP, etc…)

Non-renseigné

DATE CREATION Non-renseignée


Sylvie Dousset et Marielle Thomas (Territoires Ruraux de la Zone Atelier Moselle)

Description des acteurs sur le site Les porteurs d’action o Marc BENOIT, INRA ASTER o Marielle THOMAS, URAFPA, Nancy Université o Sylvie DOUSSET, LIMOS, Nancy Université Acteurs, gestionnaires: • Les utilisateurs du territoire : agriculteurs, pisciculteurs, … • Les gestionnaires : Chambres d’Agriculture, ONEMA, Agence de l’Eau Rhin-Meuse La problématique territoriale s’inscrit dans l’utilisation généralisée de pesticides en agriculture conventionnelle avec la rémanence et la dissipation de ces molécules dans l’environnement. Les migrations des pesticides d’un compartiment abiotique à un autre ou leur transfert vers le biota génèrent – en dehors des effets initiaux souhaités - des externalités négatives qu’il convient de mieux appréhender. Pour les bassins versants des étangs piscicoles, pas de couplage avec les SAGE. Description des questions scientifiques et finalités Finalités du site / Innovation : Mise au point de méthodes d’extraction et d’analyses multi-résidus de 13 pesticides (mésosulfuron-méthyl, isoproturon, iprodione, fluroxypyr, dimétachlore, diflufénican, clomazone, carbendazime, azoxystrobine, métazachlore, napropamide, quizalofop, thifensulfuron-méthyl) sur matrices complexes (muscles de poissons, sédiment, eau). Finalités du site / Expérimentation & Compréhension des systèmes : Rôles des ouvrages (mares, étangs, …) dans les processus de transfert / rétention / transformation des nutriments et des pesticides issus de bassins versants agricoles. Préconisation de pratiques et de modes de gestion de ces ouvrages. Prise en compte des types de sols, des pratiques actuelles et historiques des agriculteurs, des qualités des eaux d’entrée et de sortie du dispositif.

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Organismes scientifiques impliqués : ANSES-LEH INERIS LIMOS Service Central d’Analyses (CNRS) SAD (INRA), Unité de Recherche Animal Fonctionnalités des Produits Animaux (INRA, Nancy Université) Projets scientifiques rattachés aux bassins versants étudiés : Convention Cadre Nancy Université – Agence de l’Eau Rhin-Meuse / ZAM …. Familles de polluants étudiés : Polluants organiques persistants : Pesticides organochlorés, PCB indicateurs (IUPAC n°28, 52, 101, 118, 138, 153, 180), … Pesticides … Milieux / Matrices étudiés : Eaux et sédiments dans les étangs Muscle de poissons (gardon, carpe commune, perche fluviatile) … Axes de recherche abordés : Chimie organique : mise au point des techniques d’extraction et d’analyses de xénobiotiques ; Biologie : étude du transfert de xénobiotiques vers le poisson / Statut trophique / Stratégie de vie du biota ; Agriculture : enquêtes de terrain / nature et occupation des sols, types de cultures et rotations, historique des pressions pesticides, pratiques culturales, … ; Ecotoxicologie : étude des réponses de biomarqueurs liés à la biotransformation des xénobiotiques, à la protection contre le stress oxydant et à la toxicité neuromusculaire chez le poisson ; Exploitation/ capitalisation des informations : Description des métadonnées (Bassins versants / étangs) sur le site de la Zone Atelier Moselle ; Publications scientifiques (Chemosphere, Talanta, Analytical and Bioanalytical Chemistry, Ecotoxicology and Environmental Safety, ...); Transposabilité des résultats à l’échelle nationale Transférabilité des résultats / Extrapolation : Préconisations d’implantations d’un type donné d’ouvrages de remédiation en réponse à un contexte environnemental défini (caractéristiques des bassins versants, pressions pesticides, …) ; Préconisations de pratiques culturales / risques de transfert des pesticides, … ; Gradation des pressions : Bassins versants / étangs : 5 sites sélectionnés avec une occupation agricole allant de 0% à 85% de la superficie du bassin servant ; Modalité de financement et durée du site Bassins versants / étangs : suivi entre 2002 et 2009 (en lien avec le financement d’un travail de thèse ; suivi devant en partie être reconduit dans le cadre d’une thèse démarrant à l’automne 2011 ; financeurs : INRA, Agence de l’Eau Rhin-Meuse, Région Lorraine, Conseil Général de Moselle) ; Bassin Pilote Meurthe-Nancy LOCALISATION Meurthe entre Art-sur-Meurthe et Champignuelles


pas de statut juridique, sous-bassin pilote de la ZAM

DATE CREATION Années 90


Marie-Noëlle PONS

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Description des acteurs sur le site La compréhension du fonctionnement de la Meurthe au passage de la communauté urbaine du Grand Nancy regroupe des acteurs universitaires, le GIP GEMCEA (Groupement pour l’Evaluation de la Mesure en Continu dans les Eaux et en Assainissement) dont font par ailleurs partie les acteurs universitaires et la CUGN, et la CUGN elle-même. D’autre part, Véolia intervient dans une des actions par le financement d’une thèse sous convention CIFRE. Le lien se fait via la CUGN, qui est l’interlocuteur privilégié sur ce secteur. Description des questions scientifiques et finalités La finalité du site est l’amélioration de la qualité de l’eau, dans le cadre de l’application de la Directive Cadre, dans la Meurthe et masses d’eaux afférentes (ruisseaux périurbains). Cela se fait selon trois grandes lignes: Comportement et analyse de la pollution transportée par les ruisseaux périurbains, plus ou moins intégrés au réseau d’assainissement, se déversant dans la Meurthe au niveau de l’agglomération, avec une réflexion pour les moins pollués en vue de l’utilisation directe de l’eau à certaines fonctions ne nécessitant pas de l’eau potable (nettoyage de rue, arrosage notamment) Comportement du réseau d’assainissement et des ouvrages de dépollution (station d’épuration et traitement des eaux pluviales en milieu urbain dense) Comportement de la Meurthe elle-même Les projets scientifiques actuels sont liés aux trois grandes lignes énoncées précédemment : Comportement de ruisseaux périurbains spécifiques : Grémillon, Boudonville (travaux dans le cadre du GEMCEA) Génération et modélisation des flux de pollution (thèses) Fonctionnement d’un bassin de traitement des eaux pluviales en milieu urbain dense (GEMCEA et thèse) Comportement de la Meurthe elle-même (thèse) : étude et modélisation Les polluants considérés sont : Les polluants primaires (carbone, azote, phosphore) (eau et matières en suspension) Les cations et anions primaires (sodium, calcium, magnésium, potassium, nitrates, sulfates, phosphates, etc.) (eau essentiellement). Les métaux et terres rares (eau, matières en suspension et sédiments) Des micropolluants (alkylperfluorés, antibiotiques, sucralose, triclosan) (eau, sédiments et boues) essentiellement dans le réseau d’assainissement et en station d’épuration. Gènes de résistance aux antibiotiques A ceux-ci s’ajoutent des paramètres indirects issus de techniques optiques (spectrométrie UV-visible, fluorescence) essentiellement sur la phase eau métadonnées du réseau interZA publications colloque de la ZAM réunions de copilotage avec collectivités territoriales

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Transposabilité des résultats à l’échelle nationale La transférabilité est vraie dans tous les cas d'étude pour la méthodologie (analyse de micropolluants, modélisation de la génération des flux de pollution, méthodes optiques de caractérisation de la pollution, gestion des eaux pluviales, etc). La problématique du transfert des contaminants d'origine domestique (dont médicaments) dans le cycle urbain de l'eau est parfaitement transposable à d'autres agglomérations sous conditions d'aborder des facilités de traitement des eaux usées aux caractéristiques proches. Par contre certains résultats concernant le comportement de la Meurthe sont liés à sa forte salinité, due à des rejets anthropiques en amont du site d’étude. Le cas est typique d’une agglomération assez grande (350 000 E.H), avec un cœur historique et une croissance graduelle centripète, traversée par des ruisseaux périurbains. Modalité de financement et durée du site L’étude sur ce site a commencé en fait il y a une vingtaine d’années, avant la création de la ZAM. Les financements, outre ceux de la ZAM, proviennent du GEMCEA, et pour les thèses, d’allocations de recherche (MENSR, gouvernements étrangers) ou de partenaires privés. Bassin pilote Vallée de la Fensch LOCALISATION bassin versant de la Fensch, au sud de Thionville, depuis la source

de la Fensch à Fontoy jusqu'à la confluence avec la Moselle à Illange


pas de statut juridique, sous-bassin pilote de la ZAM

DATE CREATION


Emmanuelle MONTARGES-PELLETIER, Marie-Noelle PONS

Description des acteurs sur le site Porteurs d'action Emmanuelle MONTARGES-PELLETIER, Marie-Noelle PONS Acteurs de la gestion: Ali FALL du service hydrologie du CAVF. Les actions de recherche développées sur ce site ont été effectuées sans interaction avec les gestionnaires. Description des questions scientifiques et finalités D'une part, les études réalisées sur ce site ont permis de mettre en application des outils de géochimie organique distinguant les origines domestiques et industrielles des matières organiques présentes dans les sédiments (thèse de Laurent Jeanneau). Autre part, la forte contamination métallique a initié des travaux utilisant le rayonnement synchrotron pour décrire la spéciation des métaux dans les phases solides (MES, sédiments). Des capteurs passifs (DGT, DET) sont également testés sur ce site. Des essais sur les isotopes du plomb et du zinc sont en cours. La confluence avec la Moselle était un des premiers sujets de réflexion : que devient le matériel fortement contaminé issu de la Fensch une fois la Moselle rejointe? La multidisciplinarité avait débuté par l'association de physico-chimistes, géochimistes et écotoxicologues. Cependant, la contamination est trop élevée pour le développement de tests écotoxicologiques, qui par conséquent, ne peuvent concerner que la Moselle en aval de la jonction. Chimie, géochimie organique, géochimie minérale, physico-chimie, écotoxicologie. Organismes scientifiques impliqués : Nancy Université, CNRS,

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Marqueurs organiques de la pollution domestique (coprostanol, tryptophane), de la pollution industrielle (hydrocarbures, HAP) Métaux : Zn, Pb, Cr Un effort particulier a été fourni pour comprendre le comportement des métaux entre les différentes fractions : eau, MES, sédiments. Métadonnées du réseau interZA Publications, communications dans colloques nationaux ou internationaux Colloque de la ZAM Réunions de copilotage avec collectivités territoriales Transposabilité des résultats à l’échelle nationale La transférabilité des résultats proprement dits est assez faible car ces résultats sont très spécifiques au site, aux caractéristiques chimiques et physiques du cours d'eau, à la forte densité urbaine et industrielle. Ce site fait partie des sites les plus contaminés du bassin de la Moselle. Il y a pour ce site une gradation des pressions, puisque le haut du bassin, de Fontoy à Knutange ne ressent que les effets d'une urbanisation peu dense et d'un assainissement pas tout à fait conforme. A partir de Nilvange et ce jusqu'à Florange en sortie de bassin, il y a conjonction d'un tissu industriel dense et d'une urbanisation dense associée. La particularité supplémentaire est la proportion du linéaire recouverte par des installations privées ou publiques, annihilant la capacité d'auto épuration des eaux. Il faut également noter le grand nombre de branchements sauvages (>170), apportant de manière continue des eaux usées domestiques. Bien que la station d'épuration ait été agrandie en 2004, elle ne reçoit pas toutes les eaux usées de la vallée et fonctionnerait en sous-capacité. Ce site constitue un cas d'étude extrême, le suivi de sa réhabilitation, sur un très long terme, nous apparaît extrêmement intéressant. Modalité de financement et durée du site L’étude sur ce site a commencé en 2003, avec un suivi plutôt irrégulier : 1 à 7 prélèvements par an sur 1 à 12 stations. L'intérêt de ce site est son statut de milieu aquatique extremement anthropisé et contaminé (pollutions multiples, métalliques, organiques, biologiques). Sa durée de vie est en lien avec les financements, avec l'intérêt que peut y porter l'AERM. Sans la collaboration des gestionnaires, il n'est pas possible de continuer à travailler sur ce site, qui a un défaut, son éloignement des centres universitaires nancéens. L'organisation de la surveillance n'est pas réalisable sans des aides locales. La rivière Fensch a longtemps été considérée comme un égout à ciel ouvert, auquel les critères de qualité de la directive européenne ne s'appliquaient pas. Et pourtant cette rivière se déverse directement dans la Moselle. Le site a évolué au cours des années 2005-2011 : réhabilitation des berges, curage du siphon...et d'autres travaux sont prévus. Des "travaux" de réhabilitation de ce cours d'eau dans la perception des habitants de la vallée, sont également en cours.

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Annexe 6 : LES BASSINS VERSANTS PILOTES EN ARTOIS-P ICARDIE

Parmi les 6 bassins hydrographiques français (Adour-Garonne, Artois-Picardie, Loire-Bretagne, Rhin-Meuse, Seine-Normandie et Rhône-Méditerranée + Corse), cette agence couvre un territoire qui est le plus petit en superficie, mais il est caractérisé par un haut niveau de risque et de pollution, liée à un passé historique (séquelles de guerre, région d'agriculture intensive, région minière et d'industries lourdes et polluantes (métallurgie, carbochimie, papeteries, cristallerie, nombreuses usines Sévéso, plus haut taux de friches industrielles de France, plus grosse centrale nucléaire d'Europe...), avec une densité moyenne de population qui est le double de la moyenne nationale, et un taux d'enherbement et d'enforestation parmi les plus bas de France et d'Europe. Bassin pilote de la Deûle LOCALISATION Bassin Artois-Picardie, zone SITA ex Metaleurop


DATE CREATION


Gabriel Billon

Description des acteurs sur le site Le site metaleurop (tronçon du canal de la Deûle compris grosso modo entre Douai et Couurières (confluence avec le canal de lens) est une zone soumise à de fortes pressions urbaines et surtout industrielles avec Metaleurop fermé en 2003 et Nylstar. Ces activités sont responsables d’une contamination importante des sédiments de la Deûle et des terres avoisinantes par des métaux en particulier Cd, Z, et Pb. Bien que ne bénéficiant pas d’un label ‘site atelier’, ce site fait l’objet de nombreuses activités de recherches portant sur la contamination des sols, des eaux, des sédiments, sur la phytorémédiation, sur l’impact des polluants sur la santé. Plusieurs laboratoires et universités travaillent sur ce site qui associe des chercheurs locaux, nationaux et étrangers recoupant différentes disciplines (chimie, biologie, écotoxicologie, géologie, santé…). L’agence de l’eau et l’Université Lille1 mènent sur ce site des actions communes depuis plusieurs années en particulier au travers de leurs conventions de partenariat. Les travaux actuels portent essentiellement sur l’étude et le déterminisme des échanges de métaux entre les divers compartiments du milieu aquatique (sédiment, eau, MES, biote) en particulier en relation avec les activités biologiques dans la colonne d’eau et les sédiments, mais aussi avec des opérations de curage et la navigation. L’accent est mis sur l’impact de ces échanges sur l’état des masses d’eau que ce soit au travers des substances de l’état chimique ou de l’état écologique, mais aussi sur l’état biologique (impact sur divers compartiments comme le phytoplancton, les invertébrés…, évalué soit par des indicateurs biologiques soit par des biomarqueurs. Différentes techniques chimiques sont utilisées : mesures instantanées, mesures à haute fréquence, mesure en continu avec développements méthodologiques et techniques sont en cours (microélectrodes), échantillonneurs passifs (DET, DGT)… Ces travaux bénéficient des équipements des différentes parties impliquées dont les laboratoires mobiles de l’Agence de l’eau, et les installations de Voies navigables de France qui permettent à la fois le suivi de la qualité des eaux en continu, et l’accueil des dispositifs de mesures en continu des éléments traces métalliques. Les travaux sur ce site ont fait l’objet de plusieurs collaborations avec des laboratoires français (Ineris, IRSTEA…) et européens (Belgique, Croatie, Norvège…) ainsi qu’avec des gestionnaires des milieux aquatiques (agence de l’eau, Voies Navigables de France) conduisant à des thèses et publications dont certaines sont en cours actuellement.

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Description des questions scientifiques et finalités Travaux scientifiques du laboratoire Géosystèmes (Université Lille 1) ayant un lien direct avec le site atelier de la Deûle Thèses et HDR soutenues 1. Cédric Gabelle (2006). Etude de la contamination des sédiments par les métaux dans les canaux et rivières du nord de la France. Thèse de Doctorat, Université Lille 1. 2. Gabriel Billon (2007). Devenir des polluants métalliques dans les sédiments de surface : étude des mécanismes de la diagenèse précoce et développement de nouveaux outils analytiques pour des mesures in situ. Habilitation à Diriger des Recherches, Université Lille 1. 3. Beatriz Lourino-Cabana (2010). Comportement des éléments traces métalliques dans deux systèmes aquatiques soumis à des activités minières et métallurgiques. Thèse de Doctorat, Université Lille 1. Thèses en cours 1. Milada Kdelkova (2008-2011). La contamination mercurique dans les sédiments de la Deule (France) et dans quelques cours d’eau de la République Tchèque. 2. Mirna El Dayeh (2010-2013). Contamination de l’eau et des sédiments par le mercure ; étude de processus de méthylation-déméthylation et interaction soufre-mercure. 3. Pierre-Jean Superville (2010-2013). Mise en œuvre de stations de monitoring pour le suivi des métaux-traces dans l’environnement aquatique par voltammétrie. 4. Emilie Prygiel (2010-2013). Développement de la mesure en continu des éléments traces métalliques (ETM). Application à la navigation dans le bassin Artois-Picardie, et incidence sur l’évaluation de l’état des masses d’eau. Publications dans des revues internationales 1. Pseudopolarography of lead(II) in sediment and in interstitial water measured with a solid microelectrode. I. Pizeta, G. Billon, D. Omanovic, V. Cuculic, C. Garnier, and J-C. Fischer. Analytica Chimica Acta, 551 (2005) 65-72. 2. Remobilization of Metals from Slag and Polluted Sediments (Case Study: the River Deûle Canal, North of France). N. Vdović, G. Billon, C. Gabelle, M. Wartel and J.L. Potdevin. Environmental Pollution, 141 (2006) 359-369. 3. Environmental impacts of heavy metal discharges from a smelter in Deûle-canal sediments (Northern France): concentration levels and chemical distribution. A. Boughriet, N. Proix, G. Billon, P. Recourt, B. Ouddane, Water, Air & Soil Pollution, 180 (2007) 83-95. 4. Fractionation of anthropogenic lead and zinc in Deûle river sediments. A. Boughriet, G. Billon, N. Proix, M. Leermakers, J.C. Fischer and B. Ouddane, Environmental Chemistry, 4 (2007) 114-122. 5. Water-quality diagnosis and metal distribution in a strongly polluted zone of Deûle river (northern France). L. Lesven, B. Lourino-Cabana, G. Billon, N. Proix, P. Recourt, B. Ouddane, J.C. Fischer and A. Boughriet, Water, Air & Soil Pollution, 198 (2009) 31-44. 6. Determination of manganese in natural media by anodic stripping voltammetry using a rotating dental amalgam electrode. L. Lesven, S. Skogvold, O. Mikkelsen and G. Billon, Electroanalysis, 21/3 (2009) 274-279.

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7. Impacts of metal contamination in Deûle river (France): water quality and thermodynamic studies on metallic mobility. B. Lourino-Cabana, L. Lesven, G. Billon, N. Proix, P. Recourt, B. Ouddane, J.C. Fischer and A. Boughriet, Water, Air & Soil Pollution, 206 (2010) 187-201. 8. On metal diagenesis in contaminated sediments of Deûle river (northern France). L. Lesven, B. Lourino-Cabana, G. Billon, P. Recourt, B. Ouddane, O. Mikkelsen and A. Boughriet, Applied Geochemistry, 25 (2010) 1361-1373. 9. Potential risks of metal toxicity in contaminated sediments of Deûle river in Northern France. B. Lourino-Cabana, L. Lesven, A. Charriau, G. Billon, B. Ouddane and A. Boughriet, Journal of Hazardous Materials, (2011), sous presse. 10. Evidence of highly dynamic geochemical behaviour of zinc in the Deûle river (Northern France). Beatriz Lourino-Cabana, Gabriel Billon, Aurélie Magnier, Emilie Prygiel, Willy Baeyens, Jean Prygiel, Oyvind Mikkelsen, and Baghdad Ouddane, Journal of Environmental Monitoring, (2011), sous presse. Communications par poster 1. Pseudopolarography of trace metals in natural systems. D. Omanovic, G. Billon and I. Pizeta. 10th Workshop on progress in analytical methodologies in trace metal speciation, Luxembourg 06-09 avril 2005, Luxembourg. 2. Some geochemical features in highly metal contaminated sediments from river canals. C. Gabelle, G. Billon, M. Leermakers, and B. Ouddane. 10th International Symposium on the Interactions Between Sediments and Water, Bled 28 août-02 sept 2005, Slovénie. 3. Ag-Cu alloy electrodes, electrochemical properties and some applications in voltammetry. S. M. Skogvold, O. Mikkelsen, G. Billon, C. Garnier, L. Lesven and J. F. Barthe. 11th International Conference on Electroanalysis (ESEAC), Bordeaux, 11-15 juin 2006. 4. Water quality Diagnosis and metal distribution in a strongly polluted zone of Deûle river (Northern France. B. Lourino-Cabana, L. Lesven, G. Billon, N. Proix, P. Recourt, B. Ouddane, JC. Fischer and A. Boughriet. Journées Nord-Ouest Européennes des Jeunes Chercheurs, Villeneuve d'Ascq, 9-10 juin 2008, France. 5. Geochemical characterization of a polluted aquatic site close to a former Pb-Zn smelting factory : Metaleurop (Northern France). G. Billon, A. Boughriet, JC. Fischer, L. Lesven, B. Lourino-Cabana and B. Ouddane. 35th International Symposium on Environmental Analytical Chemistry, Gdansk, 22-26 juin 2008, Pologne. 6. “Geochemistry of anthropogenic sedimentary metals (Cd, Cu, Pb and Zn in Deûle river (in Northern France)”. B. Louriño Cabana, A. Boughriel, L. Lesven, G. Billon, J.C. Fischer, B. Ouddane and P. Recourt. ICCE 2009, 14-17 June 2009, Stockholm (Sweden). Communications orales 1. Microelectrodes for in situ voltammetric determination of pollutants. T. Paux, I. Pizeta, G. Billon, B. Ouddane, J.C. Fischer and M. Wartel. XIIth international Conference on Heavy Metals in the Environment, Novembre 2002, Grenoble (France). 2. Les microélectrodes : un nouvel outil analytique de mesures in situ à l’interface eau-sédiment. T. Paux, G. Billon, I. Pizeta, B. Ouddane, J.C. Fischer et M. Wartel. 7ème Journée des Jeunes Chercheurs, organisée par la Société Française de Chimie. Février 2003, Lille (France). 3. Chemical interactions between high polluted slag and sediments from the River Deûle Canal (Northern France). C. Gabelle, N. Vdovic, G. Billon, and J-L. Potdevin. 10th International Symposium on the Interactions Between Sediments and Water, Bled 28 août-02 sept 2005, Slovénie. 4. Study of metallic contamination at water-sediment interface in the rivers of northern France. L. Lesven, M. Leermakers, A. Magnier, G. Billon, B. Ouddane, J.F. Barthe and J.C. Fischer. Journées Nord-Ouest Européennes des Jeunes Chercheurs, Villeneuve d’Ascq, 13-14 avril 2006, France.

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5. Monitoring of Manganese at water-sediment interface by voltametric method using Hg-Ag amalgam electrode. L. Lesven, SM. Skogvold, Ø. Mikkelsen, G. Billon, B. Lourino Cabana and JC. Fischer. European North-West Symposium of Young Scientists, Villeneuve d’Ascq, 9-10 juin 2008, France. 6. Manganese detection in river water by anodic stripping voltametry using rotating Hg-Ag amalgam electrode. L. Lesven, SM. Skogvold, O. Mikkelsen, G. Billon and JC. Fischer. 12th International Conference on Electroanalysis (ESEAC), Prague, 16-19 juin 2008, République Tchèque. 7. ATMS (Automatic Trace Metal System) for early warning and short term event in polluted rivers. B. Louriño Cabana, G. Billon, J.C. Fischer, and O. Mikkelsen. ICCE 2009, 14-17 June 2009, Stockholm (Sweden). 9. High frequency monitoring approach to characterize the dynamic behaviour of zinc in the river

Deûle (northern France). Beatriz Lourino-Cabana, Gabriel Billon, Aurélie Magnier, Emilie Prygiel, Willy Baeyens, Jean Prygiel, Oyvind Mikkelsen and Baghdad Ouddane. IASWS, 19-23 June 2011, Dardington (Angleterre).

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Annexe 7 : LES BASSINS VERSANTS PILOTES EN SEINE-NO RMANDIE

Territoire arrosé par la Seine et ses affluents (la Marne, l'Oise, l'Yonne…), le bassin de la Seine et des cours d'eau côtiers normands couvre une surface d'environ 100 000 km2, avec une façade maritime longue de 640 km. L'ensemble de ce territoire est marqué par sa formation géologique en pile d'assiettes aux bords relevés : au centre, le bassin sédimentaire où se prélasse la Seine ; aux extrémités, la roche plus ancienne. Recevant les vents de l'Atlantique et puissamment arrosé, le massif du Morvan fait office de château d'eau du bassin, envoyant par l'Yonne et ses affluents de quoi grossir la Seine. Celle-ci prend sa source à Saint-Germain-Source-Seine (Côte-d'Or) sur le plateau de Langres (470 mètres d'altitude) et se jette 780 km plus loin dans la Manche, près du Havre. Un territoire soumis à de fortes pressions L’estuaire de la Seine reçoit les rejets de 30 % de la population française (17,6 millions d’habitants), 40 % de l’industrie nationale, les pollutions diffuses de 25 % de l’agriculture nationale. Le trafic fluvial commercial représente plus de la moitié du trafic français. 2 500 stations d’épuration du bassin traitent les eaux usées de 16 millions d’habitants. Les ressources en eau potable 60 % de l’eau potable provient des nappes souterraines, le reste provenant des fleuves et rivières. 4 800 captages d’eau potable produisent 1 515 millions de m³ d’eau par an. Bassin pilote de l’Orge LOCALISATION Sud de l'agglomération parisienne, à cheval sur les départements

des Yvelines (amont du bassin) et de l'Essonne (aval du bassin). STATUT DU BV (ORE, GIS, GIP, etc…)

Le bassin versant de l'Orge est un des sites-ateliers du programme PIREN-Seine

DATE CREATION 2000


Jean Marie Mouchel

Description synthétique du site (morphologie, occupation du sol, géologie, etc...) Le bassin de l'Orge a une superficie totale d'environ 1000 km2, pour une population d'environ 850000 habitants. L'Orge et son principal affluent, l'Yvette, coulent d'Ouest en Est. La partie Ouest et Sud du bassin, à la frontière de la Beauce, est fortement agricole. La partie Nord-Ouest et centrale est relativement boisée, mais avec de nombreuses petites agglomérations plutôt en croissance, notamment au voisinage de la N10. C'est le territoire du Parc Naturel Régional de la Vallée de Chevreuse. La partie nord (vallée de l'Yvette) et Est (vallée de l'Orge) est la plus urbanisée. En plus de l'Yvette, l'Orge compte de nombreux affluents de moindre taille (le plus important est la Rémarde) avec des degrés d'urbanisation très variables : la Renarde est rurale et beauceronne, la Salmouille est très urbaine, etc.. Description des acteurs sur le site Plusieurs syndicats à vocation multiple (inondations, assainissement, aménagement du lit...) sont présents sur le bassin de l'Orge et de son principal affluent (l'Yvette). Les principaux organismes sont le SIVOA pour la partie aval de l'Orge, le SIAVHY pour le sous-bassin de l'Yvette et le SIVSO pour la partie amont du bassin urbanisé. D'autres syndicats sont présents sur certains affluents ou dans la partie amont, plus rurale, du bassin versant. Les trois principaux syndicats ont des moyens relativement importants, notamment le SIVOA qui compte une centaine d'employés par exemple, et sont capables de prendre la main pour de nombreux enjeux dans le bassin. D'autres syndicats intercommunaux portent les responsabilités de l'assainissement communal (réseau communal) et de l'alimentation en eau potable (confiée à la Lyonnaise des Eaux dans le secteur). Quelques stations d'épuration (STEP) sont présentes sur le territoire, mais la plupart des eaux usées produites sur le bassin versant sont traitées hors du bassin versant dans l'usine Seine-Amont du SIAAP (Syndicat Interdépartemental pour l'Assainissement de l'Agglomération Parisienne) située à Valenton (Val-de-Marne). La plus récente et la plus importante est la STEP de Moulin Neuf (~50000 habitants) gérée par le SIVSO. Il est probable que le développement du site du plateau de Saclay va imposer la création d'une STEP supplémentaire dans la vallée de l'Yvette.

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Un autre acteur important du bassin de l'Orge, dans sa partie amont et centrale est le Parc Naturel Régional de la Vallée de Chevreuse, qu i remplit de nombreuses fonctions en matière d'aménagement et gestion du territoire. Enfin, on doit citer l'OIN de Saclay, qui couvre un territoire situé à la frange Nord du bassin de l'Orge. Le projet d'intérêt national du plateau de Saclay prévoit de nombreuses nouvelles implantations sur le plateau, ce qui va, pour la frange sud du plateau ( secteur de l'Ecole Polytechnique, du CEA, de l'Université d'Orsay...), fortement impacte r l'hydrologie de l'Yvette et la gestion des eaux usées du secteur. Un SAGE est en p lace dans le bassin de l'Orge. Le premier SAGE a été validé en 2006. Les travaux actu els de la CLE portent sur son renouvellement. La principale problématique du bassin de l'Orge est celle d'un territoire soumis à une très forte pression urbaine car on est à la frange du développement de l'agglomération parisienne, et qui cherche à maîtriser les nuisance s liées à l'expansion urbaine tout en préservant ou améliorant la qualité du milieu. Parm i les nuisances liées à l'expansion urbaine, citons : L’imperméabilisation croissante et les risques d'in ondation afférents, la vulnérabilité de certains secteurs dans les vallées, la pollution due aux rejets pluviaux et aux mauvais branchements, à d'anciennes STEPs villageoi ses dépassées... Parmi les efforts réalisés pour remédier à cette situation, o n peut citer : l'amélioration des réseaux d'assainissement et des branchements, le st ockage et le traitement des eaux pluviales, l'aménagement du fond de vallée (achat e t aménagement du territoire inondable), l'amélioration de la qualité piscicole par effacement d'ouvrages.... Les objectifs du SAGE reprennent ces problématiques aux quelles s'ajoutent la maîtrise des pollutions agricoles sur le bassin (moins prése ntes cependant sur le bassin que la moyenne nationale, mais avec une agriculture cér éalière intensive), et celle de l'alimentation en eau potable (assurée à partir de la Seine dans la partie la plus urbanisée, mais de nombreuses communes sont alimentées par les nappes locales dans la partie ouest du bassin). Acteurs locaux et chercheurs sont mobilisés sur le bassin de l'Orge depuis de nombreuses années et ont prouvé leur capacité à dév elopper conjointement des projets d'étude et de recherche. On notera en parti culier le projet emblématique Phyt'eaux Cités, porté par le SEDIF (Syndicat des E aux d'Ile de France), qui a mobilisé durant 4 ans les communes urbanisées du bassin de l 'Orge (plus quelques communes hors-bassin), les principaux syndicats, les représe ntants de l'état, et les chercheurs du PIREN-Seine pour une opération qui visait à limi ter l'utilisation d'herbicides afin de protéger les prises d'eau situées en Seine à l'aval de la confluence avec l'Orge. Une labellisation par l'ONEMA, globalement ou sur des a ctions précises et d'actualité, permettrait de renforcer encore le potentiel exista nt au sein du bassin.

1.1.1. Description des questions scientifiques et finalité s Dans le cadre du programme PIREN-Seine, de nombreus es équipes ont été amenées à travailler sur le bassin de l'Orge. Dans cette list e (non exhaustive) transparaît l'interdisciplinarité des opérations qui ont été me nées : · Université Pierre et Marie Curie, UMR Sisyphe, EP HE : qualité chimique du milieu (eau, sédiment, biote), qualité des eaux de ruissel lement urbaines et rurales, fonctionnement biogéochimique en lien avec les proj ets d'effacement d'ouvrages · IRSTEA (Antony, Lyon) : qualité chimique et biolo gique du milieu, écotoxicologie, qualité piscicole

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· Université de Reims : écotoxicologie · Faculté de Pharmacie de Chatenay-Malabry : Évalua tion du potentiel perturbateur endocrinien dans le milieu. · Ecole des Mines : Modélisation, hydraulique et qu alité des eaux · Ecole de Ponts et Univ. Paris I : Analyse du fonc tionnement des jeux d'acteurs dans le bassin. On notera également les travaux de l'Université Par is-Sud (laboratoire IDES en particulier) sur l'hydrologie et l'hydrogéologie du bassin de l'Yvette, y compris dans sa jonction avec le plateau de Saclay. Des collaborati ons avec le LCPC sont engagées concernant le développement urbain programmé sur le plateau de Saclay. Les opérations scientifiques menées sur le bassin reflè tent en grande partie les problématiques portées par un bassin versant sous f orte urbanisation. Elles concernent : la contamination Chimique du milieu, la qualité biologique du milieu et son aménagement, les jeux des acteurs au sein du bassin. a) Qualité chimique du milieu, source et devenir des contaminants. Le bassin de l'Orge est un prototype intéressant de bassin versant urbanisé dans lequel la majorité des eaux usées sont exportées ve rs une station d'épuration située en dehors du bassin versant, malgré l'existence de quelques STEPs au sein du bassin versant. Par contre, la situation est très différen te dans certains sous-bassins versants de l'Orge (tels que la Prédecelle ou la Ch armoise) ou une station d'épuration récemment rénovée (Prédecelle) ou pas (Charmoise) c oncentre les eaux du bassin versant. Selon le positionnement choisi au sein du bassin ve rsant, il offre la possibilité de comparer les flux de contaminants liés aux eaux usé es aux flux de contaminants transférés par le ruissellement au cours d'eau, pou r un grand bassin versant urbanisé (~800000 habitants), forcément représentatif de la banlieue parisienne de par sa taille, ou pour quelques bassins versants de plus petite ta ille dont l'usage des sols est plus marqué. Par exemple, le bassin versant de la Prédec elle ne compte aucune clinique ni hôpital, alors que sur le bassin voisin de la Charm oise est localisé le centre médical de Bligny à Briissous-Forge, le plus grand hôpital privé d'Ile-de-France (plus de 350 lits). Des travaux ont également été menés sur d'au tres sous-bassins versants encore plus typés comme le bassin du ru de Fleury, un peti t affluent de l'Orge (2 km2) d'occupation du sol très majoritairement pavillonna ire dans lequel débits et concentrations ont pu être suivis durant plus d'un an pour le réseau d'eaux usées et le réseau d'eaux pluviales dans la perspective de comp rendre la dynamique des pesticides en milieu urbain. Pour une grande partie des études menées dans le ba ssin de l'Orge, le support technique du SIVOA est un atout indispensable. Le S IVOA maintient pour son compte, et depuis plus de 10 ans, plusieurs stations perfor mantes de suivi de la qualité de l'eau (pH, conductivité, température, ammonium, tur bidité), les débits sont également collectés et archivés avec le concours de la DRIEE, et accessibles en ligne au pas de temps les plus fins. Par ailleurs, le SIVOA possède la technicité nécessaire pour instrumenter des sous-bassins versants, comme ce fu t le cas pour le ru de Fleury lors d'une étude sur les herbicides menée par le PIRENSe ine. Le SIG de l'IAU d'Ile de France couvre le secteur a vec une définition de 25 mètres. Par ailleurs, les deux principaux syndicats (le SIVOA e t le SIAVHY) disposent de SIG

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beaucoup plus précis décrivant leurs territoires po ur les fonctions qui les concernent (occupation du sol, notamment dans les zones inonda bles, réseaux d'assainissements, modèle numérique de terrain...). Les études réalisées sur le bassin de l'Orge dans l e cadre du programme PIREN-Seine ont notamment porté sur : - l'analyse comparée des flux de contaminants organ iques par le grand collecteur d'eaux usées et par l'Orge à l’exutoire du bassin. Les contaminants étudiés par temps sec et par temps de pluie ont été : les HAP, les PC B, les phtalates, les PBDE, les perfluorés, les alkylphénols, les antibiotiques, le s hormones humaines naturelles et synthétiques..... Les travaux ont porté sur les eau x (phase dissoute et particulaire) et les MES ; - Lanalyse de la production, des transformations et du transfert des pesticides dans le bassin versant du ru de Fleury, avec un accent part iculier porté au glyphosate et à l'AMPA ; - Dans l'ensemble du bassin de l'Orge, le suivi plu riannuel d'une grande quantité de pesticides dans le cadre du programme Phyt'Eaux Cit és (mentionné plus haut) ; · sur le cours de l'Orge, l'étude de la bioaccumulation d e contaminants organiques et métalliques dans différents organismes (Cyprinidés, Percidés, dreissènes, gammares) et l'évaluation de différents biomarqueurs spécifiq ues de processus de détoxification ou plus généralement marqueurs de l'état physiologi que de l'organisme. Tous ces travaux ont été menés en parallèle avec les analyse s du milieu (eau, MES, sédiments) ; - Une étude complète du devenir d'une série d'antib iotiques (une quinzaine de molécules) est en cours dans le bassin versant de l a Charmoise en coopération avec l'hôpital de Bligny, et les responsables locaux de l'assainissement. La comparaison est faite avec la Prédecelle, bassin versant sans h ôpital, parallèlement à la Charmoise. b) qualité biologique du milieu Elle est déjà pour partie traitée avec l'étude des biomarqueurs physiologiques chez la dreissène et le gammare. D'autres travaux sont égal ement menés notamment dans le cadre du suivi scientifique d'opérations de restaur ation écologique menées par les principaux acteurs territoriaux du bassin. Les deux syndicats SIVOA et SIAVHY ainsi que le PNR de la vallée de Chevreuse ont entrepris d'éliminer un certain nombre d'ouvrages afin de restaurer la continuité écologiq ue du milieu. Les opérations sont déjà fort avancées dans le secteur de l'Orge aval o ù trois clapets ont été définitivement effacés. Dans ce contexte, les opéra tions de suivi qui ont été lancées concernent : L'étude du fonctionnement sédimentologique et biogé ochimique de biefs ou anciens biefs qui retrouvent une hydrologie plus naturelle après effacement des seuils. Bien que le lit lui-même reste profondément modifié (end igué sur de nombreux tronçons), le cours d'eau retrouve des vitesses plus élevées e t des fluctuations de hauteur qui avaient été totalement gommées par les ouvrages et leur mode de gestion. Cette nouvelle situation favorise les interactions entre le cours et ses berges, qui font l'objet d'un suivi attentif ; L'étude des populations piscicoles et de leur évolu tion spatiale et temporelle en fonction des ouvrages et obstacles présents. Ces tr avaux sont menés à la fois dans le secteur ouest (PNR) et le secteur Orge aval où tous les systèmes de bioindication (au delà des poissons) mis en place dans le cadre de la DCE sont également appliqués pour suivre l'évolution du milieu.

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c) les acteurs et le milieu, usages, perceptions et politiques Les petites rivières urbaines, comme l'Orge ou l'Yv ette, sont particulièrement exposées aux pressions de toutes sortes. Elles prés entent aujourd’hui des enjeux importants de reconquête de la qualité de l’eau et des milieux annexes mais aussi d’aménagement, en regard des nombreux projets des a cteurs locaux et régionaux. Comme rivières non domaniales, elles dépendent de m ultiples intervenants à caractère privé ou public, propriétaires ou gestion naires. Du fait de cette multiplicité d’acteurs et de la variété des pressions qu’ils sub issent, les territoires des rivières urbaines sont des espaces d’enjeux et de débats. Le s enjeux saillants pour les habitants, les associations, les élus sont avant to ut la maîtrise du foncier face aux projets d’urbanisation, la défense du patrimoine, a insi qu’une maîtrise des inondations. Pour les scientifiques et les technici ens des collectivités et de l’Etat, ces rivières sont des espaces à fort enjeu de reconquêt e écologique à la fois pour préserver la ressource en eau et la diversité de se s usages*, mais aussi en tant qu’écosystèmes dont les chercheurs découvrent les i nteractions avec le milieu urbain, et que le cadre réglementaire oblige à prot éger. La Directive Cadre sur l’Eau exige la reconquête d’ un bon état ou d’un bon potentiel écologique, avec un état de référence difficile à d éfinir dans les zones urbaines où la rivière a été aménagée, instrumentalisée au service des usages humains depuis le Moyen-Âge. En même temps, la DCE affirme un princip e de réalisme : les objectifs de reconquête sont établis par le Comité de Bassin et la DCE admet des possibilités de report en 2021 ou 2027, comme des résultats moindre s s’ils sont dûment justifiés. Si les habitants et les élus se sont prononcés à la fi n des années 1970 pour arrêter le bétonnage de leurs berges, les petites rivières urb aines peinent aujourd’hui à trouver une place dans les projets locaux, faute d’usages s uffisamment mobilisateurs ou d’enjeux écologiques aisément appropriables. L’ambition des chercheurs du PIREN-Seine vise à ren dre compte des relations qui existent entre la rivière et les habitants pour pré senter les convergences comme les divergences entre les usagers, les habitants et les gestionnaires du cours d’eau. Il s’agit d’en comprendre les fondements pour dégager une vision et des pistes d’action communes. Autour de la gestion écologique du cours d’eau et des projets de restauration, est-il possible d’identifier des atte ntes en termes de pratique et de qualité de vie pour les habitants des communes rive raines, qui viennent compléter les résultats attendus par la DCE ? Peut-on ainsi motiv er des maîtres d’ouvrage qui s’engagent dans une reconquête de la qualité biolog ique et physique de la rivière et de ses milieux ? On a ainsi étudié non pas la rivière mais les inter actions entre le cours d’eau, les milieux aquatiques, les territoires et les sociétés , selon trois entrées privilégiées : - les pratiques des habitants le long du cours d’ea u ; - les valeurs qu’ils lui attribuent autour de la qu alité reconnue ou attendue du cours d’eau ; - les mobilisations collectives que la rivière susc ite autour de la gestion des inondations, de la reconquête de la qualité et des projets de renaturation du cours d’eau et des milieux aquatiques. L'intérêt de ce travail à caractère sociologique et politique sur un bassin tel que l'Orge est lié à la diversité des situations rencontrées a u long du gradient d'urbanisation, de l'amont à l'aval en termes de structuration des act eurs et d'amplitude/typologie des questions à résoudre. Dans le cadre du projet Scite Sage, les chercheurs du PIREN-Seine se sont mobilisés pour travailler avec la CLE à la construction du nouveau

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projet de SAGE. Ce projet, qui concerne aussi le ba ssin du Grand Morin à l'Est de l'agglomération parisienne, vise notamment à examin er de quelle manière les retombées des recherches telles qu'elles ont été fo rmalisées par les chercheurs (outils prédictifs, scenarii...) parviennent à écla irer les décisions, à examiner le cas échéant jusqu'à quel point elles doivent être refor mulées ou même reconstruites pour concourir à la construction d'une démocratie plus é clairée. d) Bases de données, diffusion des connaissances Le SIVOA dispose d'un système complet de gestion de s données géo-référencées, et des données ponctuelles de qualité ou de débit qu'i l génère seul ou avec la DRIEE. Des systèmes équivalents existent au sein du SIAVHY et du PNR. Le PIREN-Seine publie toutes ses données dans ses rapports annuels (http://www.piren-seine.fr), et les diffusent par son colloque annuel auprès de ses partenaires, acteur de l'eau dans le bassin de la Seine et au delà. Elles sont égalem ent régulièrement publiées dans des revues scientifiques à comité de lecture. De plus u n système décentralisé de gestion des données multi-format est en cours de développem ent au PIREN-Seine avec une interface Web-GIS (juin 2011 – juin 2012).

1.1.2. Transposabilité des résultats à l’échelle nationale Le bassin de l'Orge est typique d'un bassin versant en cours d'urbanisation. La pression urbaine est déjà extrêmement forte dans se s parties nord et est mais encore limitée dans ses parties sud et ouest (mise à part l'urbanisation autour de la N10). Les taux de croissance de la population sont élevés (~1 5-20% en 10 ans). En cheminant au sein du bassin de l'Orge, on peut donc trouver diff érents types d'occupation des sols, de très urbanisé et très industriel (y compris l'aé roport d'Orly) jusqu'à rural intensément cultivé (Beauce) ou plus forestier (PNR de la vallée de Chevreuse). Les dispositifs d'assainissement sont également assez v ariés, certes pour la plupart en séparatif plus ou moins efficace (les diagnostics d e branchements sont en cours dans un grand nombre de communes) mais avec un niveau de centralisation du traitement des eaux usées variable (de la petite STEP locale à l'envoi des eaux usées hors du bassin à Valenton). L'urbanisme présent des faciès variés, cités des années 60, pavillonnaire, coeur de villages ruraux en transfor mation. L'hydrogéologie du bassin est relativement bien con nue, et une version à 6 couches, au lieu de 3, du modèle hydrogéologique du PIREN-Se ine est en cours de développement. Elle sera d'un intérêt particulier d ans ce secteur ou les aquifères de l'Eocène et de l'Oligocène sont imbriqués. Par aill eurs, les principaux syndicats ont en main des modèles hydrauliques et hydrologiques perm ettant de simuler les écoulements, en particulier en période de fort ruis sellement. Des connaissances et modélisations hydrologiques et hydrogéologiques ass ez complètes peuvent être mobilisés pour contextualiser les observations fait es sur la qualité du milieu et faciliter les extrapolations. Un intérêt du bassin de l'Orge est l’implication de trois acteurs forts (SIVOA, SIAVHY et PNR) avec lesquels des collaborations sont déjà engagées et qui peuvent apporter un soutien technique déterminant sur le terrain, de s bases de données géo-référencées très précises relatives à l'occupation des sols, mais aussi un support politique pour le montage de projets de recherche/a ction. Ces trois acteurs forts entreprennent également de nombreuses actions à l'i ntérieur du paysage urbain et rural, telles que la renaturation des cours d'eau, par des effacements de seuils et la maîtrise foncière de la vallée inondable, le test d e dispositifs de traitement des eaux de ruissellement, des politiques de limitation des usages de biocides (herbicides dans un premier temps).

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Il serait d'un grand intérêt de pouvoir suivre tout es ces opérations avec le niveau de détail nécessaire afin de pouvoir extrapoler. C'est souvent le cas (exemple du programme Phyt'Eaux Cités, de l'affaissement des cl apets, de dispositifs d'épuration des eaux pluviales urbaines....), mais la labellisa tion du site encouragerait ces pratiques de suivi.

1.1.3. Modalité de financement et durée du site Les deux syndicats majeurs (SIVOA et SIAVHY) ainsi que le PNR de la vallée de Chevreuse sont actifs depuis de nombreuses années d ans le bassin de l'Orge et affichent un intérêt croissant pour la qualité du m ilieu aquatique (en partant de missions centrées sur l'assainissement et les inond ations pour les deux syndicats). Différents travaux de recherche et des thèses ont é té menés depuis fort longtemps sur le bassin de l'Orge. Au sein du programme PIREN -Seine, un effort particulier a été mené au seuil de la 5ème phase du programme (2006-2 010) et cet effort se poursuit aujourd'hui dans la 6ème phase du programme (2011-2 014). Les financements qui permettent les opérations de r echerche sont à la fois des financements non ciblés et récurrents provenant du programme PIREN-Seine (donc de ses partenaires sur le bassins de la Seine, AESN , DRIEE, SIAAP, SEDIF, VNF...), et des financements spécifiques en provenance de diffé rents acteurs ou d'appels d'offre de recherche (SIVOA, SEDIF, CNRS/INSU). Toutes les actions de recherche sont néanmoins listées et coordonnées au sein du PIREN-S eine. Les financements spécifiques actuels proviennent du SIVOA pour le su ivi de l'affaissement des clapets et le l'Agence de l'Eau Seine-Normandie pour l'inté gration des chercheurs au sein de la CLE (demande d'aide instruite). D'autres sources de financements spécifiques sont susceptibles d'être mobilisées au cours des prochai nes années. Les financements provenant du programme PIREN-Seine sont gérés par l'université Pierre et Marie Curie et distribués aux équipes qui les utiliseront pour les études, qu'elles soient partie prenante de l'UPMC ou pas. L es financements spécifiques sont gérés directement pas les équipes scientifiques con cernées. Il est cependant clair qu'un financement récurrent spécifique pour l'équipement du bassin de l'Orge avec un certain nombre d'équipemen ts qui font encore défaut (jaugeages dans les affluents, systèmes d'échantill onnage dédiés) et pour le financement d'un technicien qui serait affecté au b assin pour soutenir la recherche permettraient de fortement consolider les projets. 1.2. Bassin pilote de l’Orgeval LOCALISATION 70km à l'es t de Paris, département Seine et Marne et

Marne STATUT DU BV (ORE, GIS, GIP, etc…)

ORACLE - Observatoire de Recherche sur les bassins versants ruraux Aménagés, pour les Crues, les Etiag es et la qualité de l’eau

DATE CREATION l'observatoire existe depu is 1962 et le GIS depuis 2007


Gaelle Tallec

1.2.1. Description des acteurs sur le site

Un groupe d'intérêt scientifique (GIS) a été créé e n 2007 autour d’ORACLE. Le GIS est représenté par 13 unités de recherche appartenant à 8 établissements différents

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(IRSTEA, UPMC, CNRS, ENS ULM, INRA, AgroParisTech, DRIEE Ile-de-France, Météo-France). Il est constitué pour une durée de 4 ans e t est composé d'un Conseil de Groupement, organe décisionnaire du GIS, représenté par les établissements et d'un Conseil scientifique, organe consultatif et d’évalu ation scientifique, représenté par les unités de recherche et services opérationnels. Ces deux Conseils se réunissent annuellement afin de définir et d'entériner les gra ndes orientations des futures thématiques de recherche de l'Observatoire, les nou velles observations à mettre en place et les défis à relever pour une gestion intég rée et de qualité de l'Observatoire. Nom des Responsables de l'observatoire :

• Gaëlle Tallec, Animatrice scientifique d’ORACLE, In génieur de Recherche dans l’unité Hydrosystèmes et Bioprocédés d’IRSTEA. Aprè s un doctorat obtenu en 2005, Gaëlle Tallec, spécialiste du cycle biogéochi mique de l’azote, a effectué un Postdoctorat au sein d’IRSTEA et est depuis mai 2008 animatrice scientifique d’ORACLE et gestionnaire du bassin ver sant de l'Orgeval.

• Cécile Loumagne, Directeur de Recherche, responsabl e de l'unité Hydrosystèmes et Bioprocédés d’IRSTEA. Spécialiste de la modélisation des comportements hydrologiques au sein d'un bassin ver sant, elle possède 20 ans d'expérience dans la recherche en hydrologie et la coopération internationale.

Laboratoire de rattachement de l'observatoire : Unité de Recherche " Hydrosystèmes et Bioprocédés " (HBAN) - IRSTEA Antony

OSU, Etablissement ou Organisme de rattachement : ORACLE est rattaché depuis sa création (1962) à l’I RSTEA Antony. Un groupe d'intérêt scientifique (GIS) a été crée en 2007 autour d’ORAC LE et est rattaché à l'OSU-"ECCE TERRA" (Paris-Centre). Autres laboratoires intervenant dans le fonctionnement de l'observatoire : Deux établissements opérationnels, partenaires du G IS ORACLE, interviennent aux côtés d’IRSTEA, dans le fonctionnement de l'observa toire en participant au recueil des données de base. La DRIEE Ile-de-France, à travers les services "Prévention des Risques et des Nuisances Service de Prévision des Crues" et Servic e "Eau Sous-Sol", participe à la gestion et à la mise à disposition des données (don nées hydrologiques et qualitatives sur les bassins versants du Grand Morin et du Petit Morin). Météo France, à travers les directions "Systèmes d’Observations , centre de météorologie radar" et "interrégionale Ile-de-Franc e, Centre, division climatologie", fournit les données météorologiques mesurées sur l' ensemble des bassins du Grand Morin et du Petit Morin (données météorologiques do nt pluviométrie et ETP).

Neuf laboratoires de recherche, partenaires du GIS ORACLE, fournissent également les données spécifiques du GIS, recueillies à trave rs une base de Métadonnées, et participent activement à la mise en place d'observa tions : UR Hydrosystèmes et Bioprocédés (HBAN), IRSTEA Antony : Données de bases et mesures des déterminants physiques du fonctionnemen t écologique des hydrosystèmes d’ORACLE. UR Milieux Aquatiques (MALY), IRSTEA Lyon : Appui technique sur la modélisation des processus de transfert des polluants et les procédu res d'échantillonnage.

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UR Hydrologie-Hydraulique (HHLY), IRSTEA Lyon : Appui technique sur les régimes hydrologiques et l’hydraulique des écoulements en r ivières. Spatialisation des transferts d’eaux, de sédiments et de solutés. UMR 7618 BioEMCO : Signatures isotopiques des eaux de surface, des nap pes et de sols. Mesures des composants organiques du sol. Cin étiques des processus biogéochimiques du sol. UMR 7619 Sisyphe : Instrumentation et suivi des eaux de nappes d’ORACL E. Suivi des émissions gazeuses surfaciques. Cinétiques des proc essus biogéochimiques. Suivi de la contamination des eaux (de surface et profond es) par les produits phytosanitaires. UMR 1572 LSCE (IPSL) : Données satellitaires, radar et de télédétection. Observati ons optiques spatiales. Partition ruissellement-infiltr ation à différentes échelles. UMR 8190 LATMOS (IPSL) : Appui technique dans le domaine de la télédétection et des approches spatiales. Observations optiques spat iales. Mesures d’humidité et de rugosité des sols. Description de la végétation. UR 272 Science du Sol, INRA, Orléans : Instrumentation du bassin pour la mesure des processus de ruissellement. Constitution de la qual ité des eaux de surface (érosion, transferts de pesticides). UMR 1091 EGC : Instrumentation du bassin pour le suivi météorologi que et d'humidité des sols. Caractérisation des sols d’ORACLE. Cinétiques d'ads orption, désorption et de dégradation des produits phytosanitaires. ORACLE est largement intégré dans le réseau de rech erche francilien, de par ses partenaires, mais également en tant que site atelie r du PIREN-Seine et de la FIRE (Fédération d'Ile-de-France de Recherche en Environ nement). Il fait également partie du Réseau de bassins versants (RBV) labellisé en 2010 par l'Alliance Nationale d e Recherche en Environnement (AllEnvi). Au sein de ce réseau, ORACLE fait partie des observatoires où l’influence anthropique est forte et qui répondent à des questions agronomiques.

Les enjeux sociétaux concernent la compréhension et la (les) représentation(s) du fonctionnement des agro-hydro-systèmes fortement an thropisés, problématiques cruciales dans le contexte actuel de mise en place de politiques visant à garantir conjointement, le développement durable des territo ires et la protection des personnes et des biens. Dans ce contexte, ORACLE pr ésente deux fonctions d'observation et de recherche étroitement liées. Un e partie des observations historiques d’ORACLE permet la compréhension des pr ocessus d'écoulement (e.g., Augeard, et. al. 2005; Babovic et Keijzer, 2002; Graveline, 2007). Ces observations trouvent leur application, à un niveau opérationnel , dans l'élaboration de modèles de prévision des risques liés aux événements hydrologi ques extrêmes. En effet, sur le Grand Morin, les crues peuvent être importantes et fréquentes et causes de débordements considérables. Statistiquement, une cr ue de 130 m³ /s y survient tous les 20 ans en moyenne. De plus, la vallée du Grand Morin fait partie des vallées dites « à écoulements rapides » où la lame d'eau est tran sférée en son exutoire en quelques heures. L'étude de ce bassin, situé à moins de 100 km en amont de l'agglomération parisienne, est donc primordiale dans le cadre opér ationnel des prévisions des crues. La principale source de pollution diffuse est l'agr iculture intensive (46 % des terres du bassin de la Seine, 80 % d’ORACLE), via l'utilisati on de phytosanitaires et de nitrate en excès. Un des enjeux socio-économiques majeurs aujo urd'hui est donc de comprendre les processus de transfert d'eau et de p olluants pour la mise en place et

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l'évaluation d'outils et d'écotechnologies, pour un e gestion intégrée du territoire et une protection des ressources en eau. Ainsi, ORACLE fait également partie du périmètre d'étude, délimité par la Région Ile-de-Fr ance, et qui fait l'objet actuellement d'un projet de Parc Naturel Régional des deux Morin s, outil d’aménagement durable du territoire, qui a l’ambition d’équilibrer les zo nes périurbaines et rurales. Une étude financée par la Région Ile-de-France et l'ONEMA est également en cours sur ORACLE, afin d'évaluer l'efficacité d'une zone humide aména gée sur la diminution de la pollution diffuse agricole. De même un projet sur l 'intégration de la communauté scientifique dans le processus du SAGE est égalemen t en cours (Projet SCITESAGE, financé par le PIREN Seine). ORACLE permet ainsi un e approche intégrée de la recherche en environnement. Les approches de recher che et d'observation développées au sein d'ORACLE visent la caractérisat ion du fonctionnement et des enjeux sociaux-économiques des milieux fortement an thropisés, liés à la dégradation de la qualité du milieu naturel et à la prévision e t la prévention des risques hydrologiques (crues et étiages).

Le territoire d'ORACLE (Bassin versant du Petit Morin, Grand Morin et de l'Orgeval sous-bassin du Grand Morin) a pour délimitation le territoire du SAGE des 2 Morin. ORACLE participe au SAGE des 2 MORIN ainsi qu'au Parc Naturel Régional Brie et 2 Morins. La communauté scientifique du PIREN Seine participe à un projet de recherche SCITESAGE avec le SAGE des 2 Morin qui vise à évaluer l'intégration de la communauté scientifique dans la procédure du SAGE, pour l’amener à faire plus que de la régulation d’usage et avoir une véritable gestion territoriale où le milieu en lui-même est questionné ainsi que sa fonction. Le projet traite notamment de la continuité hydrologique et morphologique du cours d’eau à travers les différentes échelles décisionnelles (entre les grands acteurs (DRIEE, AESN..) et les acteurs locaux (collectivité, syndicat…)) et réfléchi à l'utilisation et l'adaptation, s'il y a lieu des modèles déjà élaborés par la communauté scientifique sur ce territoire ou celui plus large du bassin de la Seine.

1.2.2. Description des questions scientifiques et finalité s ORACLE a pour objectif scientifique le fonctionnement hydrologique et biogéochimique des bassins sédimentaires en milieu rural anthropisé. Cette recherche passe par l'observation multi-variables et multi-échelles d'un ensemble de sous-bassins versants emboîtés (1km² à 1800 km²) du bassin parisien. ORACLE, fournit les bases scientifiques nécessaires à la gestion et à la maîtrise des risques liés aux événements extrêmes (inondations, sécheresses) ainsi qu’à l’évaluation des impacts des activités anthropiques et notamment agricoles, sur le régime et la qualité des eaux. Vis-à-vis de l’ensemble de ces risques, l’anthropisation des milieux concourt à la fois à l’augmentation de l’occurrence des aléas et à l’aggravation de la vulnérabilité des territoires. Répondre à ces enjeux n’est possible qu’à travers une activité d’observation d’ampleur et de durée adaptées, à différentes échelles, de la parcelle agricole à celle du bassin versant. ORACLE est représentatif des grands ensembles sédimentaires à dominante agricole fortement anthropisés, ce qui en fait son originalité et sa valeur. Il répond aux principales problématiques environnementales. Situé à 70 km à l'Est de Paris, les bassins versants d’ORACLE influencent les apports d'eau de l'agglomération parisienne, tant en terme quantitatif que qualitatif. D'une surface totale de 1800 km2, ORACLE est constitué de sous-bassins emboités. Cette configuration et l'antériorité de ses observations, sur près de 50 ans, permettent de répondre aux questions de changement d'échelle et en font un ensemble de sites d'exception. Les approches développées sont caractéristiques du fonctionnement de ces milieux mais aussi des enjeux sociaux économiques importants liés à la dégradation de la qualité du milieu naturel et à la prévision et la prévention des risques hydrologiques (crues et étiages) de l’agglomération parisienne.

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Oracle a comme premier objectif d'identifier les processus responsables des transferts de flux et de polluants aux différentes échelles, par la mise en place d’un dispositif pérenne d’observation, dans le but d’améliorer i) notre compréhension sur la qualité des eaux et ii) la prévision et la prévention des risques liés aux évènements hydrologiques extrêmes. Ces objectifs se traduisent par trois grands axes thématiques de recherche :

Transferts d’eau et de polluants – Modélisation des processus

� Identifier les processus hydrologiques et biogéochi miques dominants dans le fonctionnement des unités (ou bassins versants) à d ifférentes échelles

� Hiérarchiser ces processus en fonction de l’échelle , de façon à raisonner la construction d’outils de modélisation

� Estimer les impacts des activités anthropiques et é valuer les évolutions possibles

Prévision des risques – Modélisation des écoulements � Caractériser le comportement hydrologique à l’échel le du bassin versant � Exploiter une information et des variables adaptées aux modélisations Pluie-

Débit � Développer et paramétrer les modèles à différentes échelles spatio-

temporelles

Stratégies de mesure et modes de représentation des systèmes � Optimiser les méthodes d’acquisition, de validation et de stockage des

données � Exploiter les données réelles brutes dans des modèl es de prévision � Stratégies de modélisation et d’assimilation de don nées

A travers les objectifs d’ORACLE, des projets de re cherche interdisciplinaires faisant appel à l'hydrologie, l’écologie, la biogéochimie, la microbiologie, la physique des sols ou encore à la télédétection, ont été élaborés. Dan s ces projets sont impliqués différentes équipes de recherche, mais aussi des op érationnels, acteurs de l'environnement (Météo France, les collectivités lo cales, les agriculteurs….).

Le tableau suivant présente les différents projets de recherche menés sur ORACLE en 2010. Les données spécifiques d'observation obtenue s lors de ces projets sont également présentées. Ces dernières sont mises à di sposition de l'ensemble de la communauté scientifique, via une base de Métadonnées. Cette base, actuellement gérée par l’animateur scientifique d’ORACLE, sera g érée par la suite directement par les différents partenaires via le site internet (https://gisoracle.cemagref.fr/). De même, les publications s'appuyant sur les données d’ORACL E sont réunies et valorisées via le site internet qui lui est consacré.

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Tableau 1 : Projets de recherche menés en 2010 sur ORACLE

SUJETS ET PARTENAIRES

DONNEES SPECIFIQUES DE L'OBSERVATOIRE

OBJECTIFS

DENITRIFICATION ET EMISSIONS N2O sur un continuum Parcelle, Zone Humide, Rivière UMR Sisyphe IRSTEA INRA

� Mesures N2O gazeux et dissous � Qualité des eaux (azote et

carbone) en surface / souterraines / sous-racinaires

� Mesures isotopiques ( δ15N, δ18O)

� Cinétiques des processus microbiens

Modéliser les transferts et transformations de l’azote Contribution agriculture aux GES (production de N2O)

PHYT’ORACLE Transferts des pesticides sol-nappe-rivière UMR Sisyphe IRSTEA INRA

� Caractérisati on des sols Comportement sols v.s. pesticides

� Dégradation et communautés bactériennes impliquées dans la dégradation

� Mesures in situ contamination des eaux par pesticides (sols, eaux de surface et nappes)

Modéliser les processus de transfert des pesticides Evaluer la vulnérabilité des eaux de surface et eaux souterraines

EFFETS DES PESTICIDES

SUR LA BIODIVERSITE

DU SOL MNHN IRSTEA INRA UMR Sisyphe

� Construire une base de données sur la biodiversité des milieux terrestres agricoles et urbains en Île-de-France, et mesurer son évolution à court, moyen et long terme.

� Connaître l’utilisation des pesticides et leur contexte d’application (paysages et pratiques).

� Mesurer les effets des pesticides sur les différentes composantes suivies de la biodiversité.

� Produire des indicateurs pertinents de la relation pesticides-biodiversité.

Conception et réalisation d’un protocole de suivi des effets des pesticides chimiques sur la biodiversité en Ile-de-France

AMENAGEMENT DES ZONES HUMIDES IRSTEA AESN ONEMA

� Mesures h ydrologiques � Mesures de nitrate et pesticides

(eaux et sédiments) � Cinétiques de remédiation des

polluants en ZH

Aménagements des zones humides Evaluer la pertinence dans le bilan des polluants agricoles

RUISSELLEMENT ET EROSION sur sols battants : Etude processus multi échelles IRSTEA INRA

� Mesures des flux d'Infiltration / ruissellement / transferts en surface.

� Mesures de la qualité des eaux de surface (érosion, pesticides)

� Mesures topographiques (sillons, dérayures, dépressions locales)

Genèse des crues Transfert des polluants Modélisation

OUTILS DE PREVISON DE CRUE : Modèles pluie-débit UMR Sisyphe

� Stratégie optimale de prévision en temps réel

� Fournir des mises à jour adaptées à la modélisation pluie-débit

Prévision des crues

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IRSTEA DIREN

� Vers un outil opérationnel en SPC

VALIDATION OPERATIONNELLE RADAR POLARIMETRIQUE : Amélioration des données d’entrée des modèles pluie-débit Meteo France IRSTEA LCPC

� Amélioration de l’estimation quantitative des précipitations

� Fournir aux modèles hydrologiques des mesures de pluie de la meilleure qualité possible

� Outil opérationnel (radar polarimétrique en bande C) intégrant la variabilité spatio-temporelle des pluies

Prévision des crues

AMETHYST : Caractérisation état hydrique à différentes échelles à partir de l’observation satellitaire BRGM IRSTEA CETP

� Mesures Radar spatial � Observations optiques spatiales � Mesures d’humidité + rugosité � Description de la végétation � Modélisation des écoulements � Description des états de

surfaces continentales � Inversion et assimilation des

données télédétection dans des modèles hydrologiques

Prévision des débits et des étiages Compréhension des comportements hydrologiques pour la prévision des risques

PROMETEE : Impact de mesures satellitaires d'humidité du sol sur la caractérisation de l'hydrologie d'un BV LSCE IRSTEA

� Modélisation de l'hydrogéologie de Mélarchez.

� Partition ruissellement-infiltration à différentes échelles

Modélisation du comportement hydrologique d'un sous bassin versant

CARTOGRAPHIE DE L’ORGANISATION DES SOLS AgroParisTech EGC UPMC Sisyphe

� Données sols (échelle intra-parcellaires) géophysiques

� Modélisation

Utilisation des outils de prospection géophysique pour la cartographie tridimensionnelle de l’organisation des sols

LIQUID : Plate-forme de modélisation IRSTEA HYDROWIDE

Outil de développement collaboratif de modélisations hydrologiques conçu par la société HYDROWIDE en partenariat IRSTEA et LTHE

Modélisation «à la carte » adaptée aux objectifs (ex: impacts des aménagements anthropiques dans les petits bassins versants agricoles) Capitalisation des savoir-faire

SCITESAGE : Participation de la communauté scientifique à l'application de la DCE à l'échelle territoriale des SAGE

Données sociologiques

Mettre en évidence l'intérêt d'associer la communauté scientifique travaillant sur la Seine et son bassin et les gestionnaires locaux impliqués dans les

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IRSTEA LEESU LADYSS Mines Paris Tech, PRODIG - CNRS UMR Sisyphe

SAGE et d'évaluer les moyens de cette association.

Les données spécifiques d'observation obtenues lors de ces projets sont également présentées. Ces dernières sont mises à disposition de l'ensemble de la communauté scientifique, via une base de Métadonnées. Cette base, actuellement gérée par l’animateur scientifique d’ORACLE, sera gérée par l a suite directement par les différents partenaires via le site internet (https://gisoracle.cemagref.fr/). De même, les publications s'appuyant sur les données d’ORACLE so nt réunies et valorisées via le site internet qui lui est consacré. L'ensemble des données de base (chroniques continue s, hors projet spécifiques de recherche) recueillies sur ORACLE est stocké sur le réseau informatique d’IRSTEA par le Technicien de Recherche, qui effectue égalem ent des sauvegardes régulières sur disque dur. Les données, après leur validation (suivant une démarche qualité) sont transmises sous forme de fichiers TXT à l'Assi stant Ingénieur chargé de la gestion de la base de données validée d’ORACLE. Cet te dernière est enregistrée sur un serveur SQL d’IRSTEA, qui bénéficie des sauvegar des de l’établissement. Les données sont destinées à de nombreux utilisateu rs, d’horizons divers et aux objectifs scientifiques et techniques variés. Les d onnées sont aussi bien exploitées par des chercheurs pour des thématiques fondamental es, que par des ingénieurs aux problématiques plus opérationnelles. La base de données est accessible à toute personne qui en fait la demande auprès du gestionnaire, notamment via le site internet dédié au GIS ORACLE (https://gisoracle.cemagref.fr ). Depuis 2010 le site du GIS ORACLE est également accessible en anglais. Via le site internet du GIS il sera possible en 2011 d'accéder directement à la base SQL BD_ORACLE (cf. démo via l e lien http://gis-oracle-dev.lyon.cemagref.fr ). Toutes les données existantes, relatives au GIS et gérées par le IRSTEA, seront importées. L'accessibilité de la BD, sur le site extranet, permettra son interrogation par les partenaires du GIS, via une interface standardisée (i.e., menus déroulants permettant de choisir les paramètres de la requête) et le téléchargement d’un fichier au format texte (.CSV) facilement expl oitable. A ce fichier format texte, un fichier PDF sera systématiquement joint à chaque té léchargement. Ce fichier contiendra les métadonnées, description de chaque t able (description des champs, unité de mesure, définition des codes qualité).

1.2.3. Transposabilité des résultats à l’échelle nationale L'une des finalités d’ORACLE est la modélisation de s processus d'écoulement afin de mettre en place des systèmes opérationnels pour la prévision des risques lors d'événements hydrologiques extrêmes. Ainsi, un des projets en cours sur ORACLE est la mise en place d'un logiciel VIGIE en partena riat avec le SCHAPI et le MEEDDATT (Ministère de l'Ecologie, du Développement Durable, des Transports et du Logement). L'objectif est de rendre opérationnel un modèle de prévision de crue en conditions de temps réel et de temps différé.

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La modélisation des processus de transfert d'eau se rt également de support aux modèles biogéochimiques élaborés et fonctionnant gr âce aux données d’ORACLE. Deux plateformes de modélisation, Eau-dyssée et Liq uid, ont été mises en place avec les partenaires de l'Observatoire. L'objectif est i ci de construire une modélisation intégrée et multi-échelle via le couplage de modèles spécialisés, intégrant les processus hydrauliques, hydrologiques et biogéochim iques. Le projet Eau-dyssée, sous la responsabilité de Flo rence Habets (CR CNRS) et financé par le CNRS via un projet « Ecosphère Continentale et Côtière » , a pour objectif de construire une modélisation intégrée de l’hydrosyst ème, prenant en compte les différents processus d’échange surface-atmosphère e t au sein de la végétation, des sols, des eaux de surface et des eaux souterraines. Le projet LIQUID, financé par l’IRSTEA et en cours de développement dans les équipes d’IRSTEA, du LTHE et de l’entreprise Hydrow ide (Branger et al., 2008, Dehotin et Braud., 2008, Manus et al., 2008) propose la con struction d’une plate-forme de modélisation intégrée du cycle de l’eau et du trans port de matière associé. La plate-forme a pour but de simuler les différentes composa ntes du cycle de l’eau en interaction, en tenant compte explicitement de l’hé térogénéité des surfaces continentales (sol, occupation des sols, pratiques agricoles) et des chemins de l’eau (réseaux hydrographiques naturels ou anthropiques), ce qui est rarement le cas des outils de modélisation existants. Cette plate-forme permettra notamment la simulation de scénarios d’évolution des conditions climatiques ou d’occupation du sol sur les ressources en eau ou l’évaluation de solutions prév entives visant à limiter les pollutions. Des outils permettant des études de sen sibilité, la quantification des incertitudes et l’assimilation de données feront au ssi, à terme, partie intégrante de la plate-forme. Elle permettra la valorisation et la c apitalisation des savoir-faire des laboratoires dans un environnement commun. Au cours de l'année 2010, un travail important a ég alement été initié, organisé et coordonné, sur la modélisation des processus hydrog éologiques du BV, en partenariat avec la FIRE et différentes équipes du GIS ORACLE (UMR Sisyphe, HBAN, INRA-EGC, Ecole des Mines-Paris et AgroParisTech). Lors de ce projet, les différentes équipes partenaires se sont réunies à plusieurs rep rises et ont effectué des campagnes de mesure communes, afin d'enrichir les o bservations du GIS ORACLE et répondre à une problématique de modélisation, impor tante pour l'ensemble des projets en cours au sein du GIS ORACLE. Nous pouvons citer ici le projet de modélisation des émissions de N 2O provenant des sols agricoles relatifs à la thèse de G. Vilain, le projet "Echange nappe-rivière" propos é à l'ONEMA en collaboration avec les Mines ParisTech, l’IRSTEA et l'UMR Sisyphe, le projet SCITESAGE qui participe à l'étude des changements d'échelle en modélisation.

1.2.4. Modalité de financement et durée du site ORACLE permet des observations multi-variables, tan t quantitatives (e.g. pluie, débit) que qualitatives (e.g. N, P, Cl, …) dans différents domaines (hydrologique, biogéochimique, écologie microbienne…). ORACLE est constitué de sous-bassins emboités qui permettent les observations multi-éche lles (du sol à la nappe, du m² à 1800 km²) et qui répondent aux questions de changem ent d'échelle posées lors de la modélisation des processus étudiés. Un réseau de mesure dit « de base » est maintenu en permanence sur ORACLE, afin de ne pas interrompre les chroniques. La longueur e t la continuité de certaines chroniques sur le long terme (plus de 50 ans pour c ertaines) sont nécessaires pour i) appréhender correctement le fonctionnement des hydr o-systèmes, ii) détecter des tendances ou des changements dans les comportements , iii) évaluer les impacts de

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modifications d’origines anthropiques, de couvert v égétal ou liées aux aménagements hydro-agricoles et ce, jusqu'aux changements climat iques. Ces données de base sont acquises principalement pa r la DRIEE Ile-de-France, Météo-France et l’IRSTEA. Tableau 2 précise ces données e t leur période d'observation.

Tableau 2 : Données de base d’ORACLE

Equipements Types de mesure Nombre de stations

Période de mesure

Période d'observation

Stations Limnimétriques

Hauteur d'eau / Jaugeage ponctuel 11 Continue Depuis 1962

Pluviomètres Lame d'eau pluviomètre à augets basculeurs

19 Continue Depuis 1962

Piézomètres Hauteur d'eau 11

(2 m à 40 m de profondeur)

Continue et journalière Depuis 1989

Qualité NO3, NO2, NH4, PO4, Cl, COD, CID et conductivité

11 Journalière Depuis 1975 pour certaines stations

Station Météorologique

T° min and max, radiations totales, T° du sol à - 50 cm et - 100 cm, Humidité min, max et moyenne

1 station + 2 à proximité de

l'observatoire Continue

Depuis 1958

Humidité du sol

Humidité volumique du sol à différentes profondeurs, sur 3 sites de mesure sur le BV

3 profils (de 5 cm à 155 cm) Continue

Depuis 1988 sur 1 site, depuis 2006 sur 2 autres sites

Carte des cultures

Carte des cultures du bassin et Plan d’occupation des sols

Bassin versant des Avenelles Annuelle Depuis1998

Cartes carte pédologique et géologique, MNT 50 m, supports SIG …

ORACLE est un observatoire pérenne soutenu principa lement par l’IRSTEA, la DRIEE et Météo France. Le bilan financier 2010 du GIS ORA CLE et les différents financements externes obtenus auprès de la FIRE ou du PIREN Seine, mais aussi à travers différents projets de recherche comme Phyt' Oracle sont présentés par le tableau suivant. Nous notons qu'au cours de l'année très peu d'investissement ont été effectués à cause d'une dépense importante pour la maintenance du parc instrumental. D'autre part un certain nombre d'inve stissement (Piézomètres FIRE et projet Lidar) ont été reportés à l'année 2011. 1.3. Bassin pilote OPUR LOCALISATION Région parisienne


DATE CREATION 1994


Ghassam Chebbo

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1.3.1. Description des acteurs sur le site OPUR est un programme de recherche pérenne dans le domaine de l’hydrologie urbaine qui s’appuie sur une infrastructure d’obser vation très lourde et sur un partenariat privilégié entre les chercheurs et les acteurs opérationnels de l’eau et de l’assainissement en Île de France. Il vise plusieur s objectifs : (1) Quantifier les flux des polluants à différentes échelles (de l’événement pl uvieux à l’année), et à analyser les processus de transfert vers le milieu récepteur en prenant en compte les ouvrages de gestion installés en milieu urbain, (2) Proposer u n ensemble de modèles de calcul des flux polluants à des échelles pertinentes pour répondre aux besoins opérationnels de gestion des eaux urbaines (planifi cation, études d’impact, conception et dimensionnement des ouvrages de gesti on). OPUR est développé et géré par le LEESU depuis 1994 . Il est structuré en phases de recherches successives d’une durée moyenne de 6 ans . Pour chacune de ces phases, un programme de recherche est défini en fonction de s questions scientifiques que les précédents travaux ont fait émerger mais aussi en f onction des problématiques sensibles émergeantes identifiées par les partenair es. Ce mode de fonctionnement permet d’inscrire des actions sur le long terme et, par conséquent, de permettre d’avancer significativement sur des problématiques scientifiques pointues, tout en maintenant une souplesse et une capacité d’adaptati on puisque les orientations scientifiques sont régulièrement discutées. OPUR intègre plusieurs équipes de recherche exerçan t dans des champs disciplinaires différents. Cet observatoire, centré autour des problématiques d’hydrologie urbaine a su développer, au cours des 17 dernières années, des compétences dans différentes disciplines scientifiq ues. Ainsi, OPUR dispose aujourd’hui de compétences reconnues en chimie de l ’environnement et chimie analytique, en microbiologie et, bien sûr, en hydro logie urbaine. La fédération de chercheurs, exerçant dans des disciplines scientifi ques complémentaires autour d’un objet d’étude commun, ici le système d’assainisseme nt, permet d’obtenir une vision globale du fonctionnement du système d’assainisseme nt en zone urbaine. OPUR est membre fondateur du réseau d’observatoires français en hydrologie urbaine URBIS qui regroupe, en plus d’OPUR, l’OTHU à Lyon et l’ONEVU à Nantes. Le réseau formé par ces trois observatoires est labell isé en tant que SOERE en environnement urbain depuis la fin de l’année 2010. OPUR est coordonné par Ghassan CHEBBO, Directeur de recherche (première classe) du MEDDTL, assisté par Marie-Christine Gromaire Cha rgée de recherche (première classe) du MEDDTL. Le programme scientifique d’OPUR comporte plusieurs thèmes de recherche. Chaque thème de recherche est animé par deux chercheurs co nfirmés de compétences différentes et complémentaires par rapport aux obje ctifs du thème. Les animateurs assurent les rôles suivants :

- suivi des actions de recherche - animation scientifique : réunions, séminaires - organisation : rapports d’avancement, fiches techni ques, réponses appels

d’offres, sujets de thèse, évolution des problémati ques. Le suivi de l’avancement d’OPUR est assuré par les comités suivants :

- Comité interne OPUR o Composition : coordonnateur, animateurs des thèmes, cellule technique o Fréquence des réunions : 4 à 6 réunions par an

o Fonctions : gestion administrative, financière et s cientifique.

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- Comité des partenaires o Composition : personnel scientifique et technique d ’OPUR +

représentants des partenaires opérationnels o Fréquence des réunions : 1 réunion par an o Fonctions : suivi de l’avancement de la recherche

1.3.2. Description des questions scientifiques et finalité s Elle concerne la génération, le transfert et la ges tion des flux de polluants dans les eaux urbaines. L’objectif final des recherches mené es est la mise au point d’outils d’aide à la compréhension et à la gestion, sur le p lan qualitatif et quantitatif, des eaux urbaines. Pour atteindre cet objectif, les recherches sont me nées à différentes échelles spatiales représentatives des phénomènes à étudier, allant de l’échelle métrique à celle des grands bassins versants urbains. A ces éc helles spatiales correspondent des échelles temporelles de quelques secondes à plu sieurs années. Les deux premières phases d’OPUR (1994-2000 et 2001 -2006) se sont appuyées sur le site de la ville de Paris. Elles ont permis d’étudi er les polluants dans les zones urbaines denses, drainées par des réseaux d’assaini ssement unitaires. La troisième phase d’OPUR (2007-2011) a permis d’analyser les po lluants dans des zones drainées par des réseaux séparatifs et présentant différents types d’urbanisation. La quatrième phase, en cours de préparation pour un démarrage en 2012, se situe dans la continuité des précédentes phases tout en tenant co mpte de nouveaux enjeux concernant les eaux urbaines. Elle comportera 9 axe s d’investigation :

1) Sources et dépôts de polluants atmosphériques su r les surfaces urbaines 2) Emissions des contaminants par les matériaux et consommables urbains 3) Processus hydrologiques, accumulation, mobilisat ion et transfert des polluants

sur les surfaces urbaines et dans le sol 4) Maîtrise des flux polluants à l’amont des bassin s versants 5) Processus de transfert des contaminants dans le réseau d’assainissement et

modélisation à l’échelle d’un bassin versant 6) Efficacité épuratoire des ouvrages de traitement centralisés (STEP et SDEP) :

aspects chimiques et microbiologiques 7) Vers de nouvelles méthodes de caractérisation de s eaux urbaines 8) Utilisation des ressources alternatives à l’eau potable en milieu urbain 9) Vers une meilleure régulation des pratiques liée s à la gestion des eaux

urbaines. OPUR est une combinaison de suivis de longue durée et de suivis ciblés, contribuant tous à un objectif de moyen terme de construction d e modèles intégrables, en particulier pour la production et le transfert des flux polluants. Sur les différents sites étudiés, les contaminants et leurs vecteurs sont suivis. La liste des contaminants étudiés a évolué depuis le démarra ge d’OPUR en lien avec l’évolution des enjeux et de la réglementation dans le domaine :

4) Phase 1 d’OPUR : MES, MVS, DCO, DBO5, Pb, Zn, Cd , Cu, hydrocarbures aliphatiques

5) Phase 2 d’OPUR : MES, MVS, DCO, DBO5, COP, COD, NTK, Pb, Cu, Cd, Zn, hydrocarbures aliphatiques et HAP

6) Phase 3 et 4 d’OPUR : MES, MVS, DCO, DBO5, COP, COD , NTK, mesure en continu de la turbidité, pesticides, HAP, PCB, COV, alkylphénols, BTEX, chlorobenzènes, PBDE, organoétains, chlorophénols, DEHP.

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Le nombre de campagnes de mesure par temps sec et p ar temps de pluie est très variable. Il est défini en fonction des objectifs d e chaque action de recherche.

1.3.3. Transposabilité des résultats à l’échelle nationale

Les responsables des sites n’ont pas renseigné des informations concernant la transposabilité des résultats mais une liste des di fférents sites. Les dispositifs expérimentaux sont définis au début de chaque phase en fonction des questions scientifiques étudiées. Le tableau suivant présente de manière synthétique les sites expérimentaux des différentes phases d’OPUR. La mis e en place du SOERE URBIS permet de bénéficier également des données de l’OTH U et de l’ONEVU.

N° Phase OPUR

Site expérimental

Caractéristiques du site

Type de données Période de suivi

Phase 1

Marais -Paris Paris centre (40 ha), unitaire

Retombées atmosphériques, ruissellement toiture, ruissellement cours, ruissellement voirie, exutoire réseau unitaire

1994-2000

Phase 2

6 bassins versants de taille croissante dans Paris centre (marais, quais, sébastopol, coteaux, clichy centre, clichy aval

Paris centre (40 à 2600 ha), unitaire

Ruissellement toiture, lavage de chaussées, sédiments de stations de relevage, exutoires réseau

2001-2006

Phase 3

Noisy le Grand Dépt 93, 230 ha, urbain dense de banlieue, séparatif

Exutoire réseau 2007-2011

Sucy en Brie Dépt. 94, 215 ha, pavillonnaire ; séparatif (EU, EP)

Retombées atmosphériques, exutoire réseau EP, exutoire réseau EU

Paris Ri ve Gauche

Paris, 64 ha, urbain très dense, séparatif

Exutoire réseau

Quais Paris, 402 ha, urbain dense, unitaire

Exutoire réseau

Clichy centre Paris, 942 ha, urbain dense, unitaire

Exutoire réseau

Usine Clichy 92, pluiseurs milliers d’hectares,

Exutoire réseau

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urbain dense, unitaire

STEP Seine centre

Unitaire Entrée -sortie des ouvrages de traitement

STEP Seine amont

Unitaire Entrée sortie des ouvrages de traitement

4 petits bassins versants - Clos Saint Vincent, Noisy le Grand

Dépt 93, 0.8 à 1.5 ha, réseau séparatif classique + Techniques alternatives

Retombées atmosphériques, exutoire réseau

Phase 4

Sucy en Brie Dépt. 94, 215 ha, pavillonnaire ; séparatif (EU, EP)

Retombées atmosphériques, ruissellement chaussée, exutoire réseau EP

2012-2017

Marais Paris centre (40 ha), unitaire

Exutoire réseau

Bassin versant + STEP Seine centre

Exutoire réseau, entrée et sortie des ouvrages de traitement

1.3.4. Modalité de financement et durée du site OPUR est développé et géré par le LEESU en partenar iat avec la Ville de Paris, deux départements de la petite couronne (93, 94), le SIA AP et l’AESN. Les recherches sont menées en collaboration entre le LEESU et les organ ismes suivants : CEREA de l’Université Paris Est, IGN, CSTB, Université paris VI, équipe « eau » de l’IFSTTAR, LGCIE-INSA de Lyon, IRSN, CETE-Ile de France, DDP-S IAAP, Université d’Orléans. Le programme OPUR est financé par les partenaires opér ationnels et scientifiques de la recherche. Des réponses à des appels d’offres régio naux et nationaux complètent le dispositif financier. 1.4. Bassin pilote de la Vesle LOCALISATION Département de la Marne et de l’Aisne


DATE CREATION


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1.4.1. Description du site Le bassin versant de la Vesle est composé de deux s tructures hydriques principales que sont la Vesle et l’Ardre :

- La Vesle est un affluent de l’Aisne (113 km de li néaire permanent et temporaire), situé en Champagne crayeuse et couvre une superficie de 68 000 ha soit 842 km². Le bassin versant de la Vesle reflète parf aitement la vocation agricole de la région dans la mesure où sa SAU est de 66 893 ha, s oit environ 67% de la totalité de sa surface. Il compte en outre 943 agriculteurs (Re censement Général de l’Agriculture 2000) dont 623 viticulteurs. Le bassin versant prés ente donc clairement deux types de systèmes culturaux bien distincts : (i) l’activité viticole occupe 6 498 ha, soit 7% de la SAU du bassin versant, celle-ci étant surtout domin ante sur le flanc nord de la montagne de Reims (Figure 1) ; (ii) les grandes cul tures (betteraves, luzerne, pois, pommes de terre et céréales) se retrouvent principa lement dans la partie amont du bassin de la Vesle (Figure 1).

- L’Ardre est un affluent de la Vesle qui s’écoule uniquement dans le département de la Marne sur un linéaire de 39,3 km. Son bassin versant recouvre une surface de 297 km² et il est majoritairement soumis à des pressions d’origine agri-viticole. Ce cours d’eau subit a priori des pressio ns anthropiques moins intenses que la Vesle notamment celles liées aux activités indus trielles et urbaines qui sont beaucoup moins importantes, mettant ainsi en avant les pressions phytosanitaires d’origine agri-viticole (Figure 1). L’agriculture de l’amont du bassin de la Vesle (Mar ne) est marquée par deux ensembles bien contrastés : une zone viticole et un e zone de grandes cultures. Les masses d'eau de ce bassin, qu'elles soient souterra ines ou de surface, présentent des altérations de leur qualité chimique, notamment par des matières actives phytosanitaires issues des activités agri-viticoles du secteur et à des teneurs dépassant les normes européennes requises en terme de qualité chimique des eaux. De telles altérations se constatent dans de nombreu x secteurs de la Vesle mais une pression de dégradation particulièrement significat ive se situe en aval de l'agglomération rémoise où les pressions diverses n otamment celles liées à la traversée de l'agglomération rémoise se rajoutent à celles issues de la zone amont du bassin et se révèlent disproportionnées par rapport à la taille de la rivière.

Figure 1 : La Vesle et son bassin versant. Données d’occupation des sols : Corine

Land Cover 2006. Barre d’échelle : 5 km.

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La position et la taille de ce bassin versant repré sentent des atouts particulièrement intéressants pour développer des recherches sur le lien entre un type de pression et les conséquences éventuelles sur la qualité des dif férentes masses d’eau. Les premières actions se sont focalisées sur l’impact d es pratiques agri-viticoles par une meilleure compréhension du comportement des produit s phytosanitaires dans les sols et de leurs transferts jusqu’aux différentes m asses d’eau. Ces travaux sont réalisés dans le contrat d’objectif AQUAL (Porteur Pr. M. Couderchet, URVVC-SE EA 2069) dans le cadre du CPER (2007-2013) et ont cond uit notamment à la mise en place d’un Observatoire (OBSERVOX) dont le maître d’ouvra ge actuel est le Syndicat Intercommunal d’Aménagement du Bassin de la Vesle ( SIABAVE). Plus récemment le contrat d’objectif RISKTOX (Porteur Dr. S. Betoulle , URVVC-SE EA2069, début 2011), également dans le cadre du CPER, prend en compte la problématique des perturbateurs endocriniens et thyroïdiens des diffé rentes masses d’eau. Un projet DEVIL (Programme n°189 post-grenelle, Porteur Dr. W . Sanchez, INERIS, 2010-2014) considére également les fonctions immunitaires de p oissons (le chabot) prélevés sur différents points du bassin versant de la Vesle. Un nouveau programme (TRECORE, Porteur Pr. E. Guillon, ICMR UMR CNRS 6229), actuel lement en cours d’évaluation, a été soumis à l’appel d’offre 2011 « Emergence » de la région Champagne Ardenne. Ce projet s’intéresse aux contaminants émergents notam ment en lien avec les rejets médicaux et donc portera plus particulièrement sur la qualité des masses d’eau en aval de Reims Dans le cadre de ce questionnaire, deux grands acte urs ont été identifiés. D’une part le SIABAVE et d’autre part l’Université Reims Champ agne Ardenne (URCA) incluant les différentes unités impliquées dans les différen ts projets qui seront présentés. Il est cependant important de noter que d’autres acteurs p euvent être identifiés (ex : AESN, Reims-Métropole…) et participent en tant que financ eurs dans les différents programmes cités, notamment dans le cadre du CPER, mais aussi par le suivi de sites dans le cadre de réseaux (ex : RCS…).

1.4.2. Description des acteurs sur le site Le SIABAVE (Syndicat Intercommunal d’Aménagement du Bassin de la Vesle) a été créé en 1973 pour pallier au déficit d’entretien de la rivière par les riverains. Il regroupe actuellement 48 communes riveraines de la Vesle sur deux départements (Aisne et Marne). Dans les années 2000, les compéte nces du syndicat se sont étoffées avec la création de deux cellules d’animation suppl émentaires, l’une pour l’élaboration et la mise en œuvre de contrat de par tenariat entre les acteurs de l’eau (Contrat Global pour l’Eau) et l’autre pour l’élabo ration et la mise en œuvre d’un SAGE. Ces 3 cellules travaillent de concert avec l’ Agence de l’eau Seine-Normandie. Le Contrat Global pour l’Eau concerne 127 communes, soit la totalité du bassin versant de la Vesle dans le département de la Marne . Il s’agit d’un engagement sur 6 ans de la part des maitres d’ouvrage pour réaliser des études et des travaux d’amélioration de la qualité des eaux souterraines et superficielles. Aussi, afin d’analyser les actions préconisées notamment dans l e cadre du Contrat Global et parfaire sa connaissance de ce territoire, le SIABA VE s’est engagé en tant que porteur de l’Observatoire des pratiques agri-viticoles sur le bassin versant amont de la Vesle (OBSERVOX). Cet observatoire constitue un axe prior itaire du programme AQUAL. Il s’agit, dans un premier temps, d’une mission de 4 a ns pour créer une dynamique entre les partenaires professionnels, les collectiv ités et la recherche qui devra aboutir à la création d’un site web d’échange de données re latives à l’usage des produits phytosanitaires.

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L’ensemble de ces outils de gouvernance de l’eau, a ctions et programmes mis en place sur le bassin de la Vesle a pour vocation de répondre à une problématique de qualité de la ressource en eau. En effet, la nappe souterraine présente des contaminations aux produits phytosanitaires qui eng endrent un déclassement de l’état vis-à-vis de la DCE et des non-conformités e n eau potable. Pour les eaux superficielles, on dispose de peu de données, hormi s la physico-chimie. Cette dernière montre des dégradations issues essentielle ment de pollution d’origine domestique et urbaine. Les rejets d’eaux pluviales sont sans doute à l’origine de bon nombre de déclassements sur la rivière. Par conséquent, le SIABAVE s’est doté d’un réseau d e suivi de la qualité des eaux de la Vesle et du Rouillat, affluent ‘drainant’ les co teaux viticoles de la montagne de Reims. Il s’agit de 7 stations mesurant, au pas de temps 15 min, l’oxygène dissous, le pH, la température, la conductivité et l’ammonium. Université Reims Champagne Ardenne : Plusieurs unités de l’Université Reims Champagne Ar denne ont conduit des travaux au niveau du bassin versant de la Vesle au sein de différents programmes. Ainsi les différents projets couvrent un grand nomb re de disciplines au travers de plusieurs unités de recherche incluant de la géolog ie, de la géographie (GEGENAA, EA 3795), de la modélisation et des sciences socio- économiques (CRESTIC EA 3804, HABITER EA 2076), de la chimie (ICMR, UMR CNRS 6229 ), de la physique (GSMA UMR CNRS 6089) et de la biologie incluant l’écotoxicolo gie (MEDyC UMR CNRS 6237, URVVC-SE EA 2069). Les premières actions (AQUAL) se sont particulièrem ent intéressées aux molécules organiques (produits phytosanitaires) et inorganiqu es (métaux) en lien avec les activités agri-viticoles au niveau des différentes matrices (sol, eau, organismes animaux). Cependant des recherches concernant la pr ession urbaine (aval de Reims), débutées dans le cadre d’AQUAL avec le programme Ac cTox (Thèse de F. Palais), connaissent un intérêt croissant au sein des projet s les plus récents (DEVIL, RISKTOX) ou proposé (TRECORE). Dans le cadre de ces projets, il est également fait appel aux compétences de plusieurs autres groupes au niveau national : BRGM, Service G éologique Régional de Reims, INRA SAD, UR 055, Station de Mirecourt, UMR Sysiphe , CNRS-Université Pierre et Marie Curie (Paris VI), Société ARD de Pomacle, IRS TEA d’Antony, Laboratoire Santé Publique et Environnement (Paris VI, UMR CNRS 8079) , Laboratoire des Interactions Ecotoxicologie, Biodiversité, Ecosystèmes (LIEBE, U MR CNRS 7146) Université Paul Verlaine de Metz. Ces programmes permettent la mise en place d’approc hes pluridisciplinaires sur le bassin versant de la Vesle permettant i) de mieux c omprendre le comportement des molécules au niveau des sols de ce bassin, ii) d’év aluer les risques de transferts horizontaux et verticaux de ces molécules vers les milieux aquatiques iii) de définir la qualité des différentes masses d’eau et le risque v is-à-vis de ces masses d’eau par des approches en toxicologie et écotoxicologie. Le SAGE Aisne Vesle Suippe concerne 277 communes de s bassins versants de la Vesle, la Suippe et l’Aisne sur 3 départements. En phase d’élaboration depuis 2004, le SAGE devrait être mis en œuvre en 2012. Ainsi en 20 11, les membres de la Commission Locale de l’Eau travaillent à la rédacti on des documents du SAGE : le PAGD et le règlement avec pour objectif leur valida tion à la fin de l’année.

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L’une des dispositions du PAGD porte sur l’améliora tion de la connaissance sur les substances émergentes. Elle consiste à mettre en pl ace une campagne de mesure des substances émergentes. Le territoire du SAGE étant très hétérogène, l’agglomération rémoise concentrant 62 % de la population et la maj orité des établissements de soin; cette campagne aurait deux cibles :

- le milieu urbain : dans les rejets des hôpitaux, de la station d’épuration (STEP) traitant les eaux usées de ces hôpitaux et dans le milieu récepteur des eaux traitées par la STEP,

- le milieu rural : dans les rejets d’une STEP et dan s le milieu récepteur des eaux

traitées par la STEP. La durée de vie d’un SAGE est de dix ans approximat ivement. Une révision devrait donc avoir lieu en 2021. Une révision plus légère p ourrait avoir lieu en 2016 afin de prendre en considération les nouvelles orientations du SDAGE avec lequel le SAGE doit être compatible. Lors de la révision, les élém ents apportés par les dispositions d’amélioration de la connaissance pourraient abouti r à des dispositions de gestion.

1.4.3. Description des questions scientifiques et finalité s Parmi les projets listés précédemment, AQUAL est le plus ancien avec un début en 2003. Outre le caractère très pluridisciplinaire de ce programme et les avancées significatives dans différents champs disciplinaire s, il est a noté la mise en place de l’observatoire Observox qui a été initié au sein d’ AQUAL et dont le maitre d’œuvre actuel est le SIABAVE. Cet observatoire va permettr e de mieux caractériser les pratiques agri-viticoles et l’usage des produits ph ytosanitaires sur le bassin versant de la Vesle. L’amélioration des connaissances des s ources de pressions agri-viticoles, couplée à une meilleure connaissance du comportement des molécules dans les sols, permettra au travers de la modélisat ion de définir les transferts possibles au niveau des masses d’eau. De façon comp lémentaire, les données toxicologiques et écotoxicologiques (AQUAL, RISKTOX , DEVIL…) devraient favoriser l’évaluation du risque. Ainsi cet ensemble d’inform ations permettra de mieux connaitre le fonctionnement du bassin versant de la Vesle et ainsi définir des outils d’aide à la gestion des masses d’eau. Dans cette ac tion globale, nous retrouvons principalement l’ensemble du consortium Rémois cité précédemment ainsi que l’implication d’unités externes à l’URCA. Il est important de noter le transfert entre la rec herche menée au sein de différentes unités de l’URCA et un acteur de collectivités tel que le SIABAVE sur la problématique du bassin versant de la Vesle. De plus une attentio n particulière est apportée sur les aspects socio-économiques (particulièrement dans le projet TRECORE) afin de mieux faire comprendre au public les actions menées sur l e bassin versant de la Vesle. AQUAL (Porteur M. Couderchet, URVVC-SE EA 2069) Les principales familles de micropolluants étudiées sont les pesticides et les éléments traces métalliques (ETM). Les études sont menées da ns les sols, l’eau et les organismes – tant animaux que végétaux. La chimie d u transfert est abordée pour comprendre le comportement des pesticides mais auss i des ETM dans les conditions particulières des sols de craie. Les caractéristiqu es principales des sols qui gouvernent la rétention sont travaillées tout comme les caractéristiques des molécules responsables de leur rétention (relation type QSAR). Le comportement des pesticides à l’interface sol – air est étudié afin de comprendre la quantité de pesticide

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qui se volatilise et sous quelle forme les molécule s se retrouvent dans l’atmosphère. La capacité de ruissellement et d’infiltration des sols est étudiée en vignoble (pédologues) et les écoulements préférentiels sont recherchés par l’étude des formations karstiques. Ces études nous renseignent sur le rapport entre infiltration et écoulements de surface. En biologie, la bioaccumula tion dans les animaux est abordée en laboratoire et sur le terrain le long de la rivière Vesle. L’élimination des polluants par les végétaux est étudiée avec une opt ique de phytoremédiation. Que ce soit avec les animaux ou les plantes, la recherche de biomarqueurs pertinents est étudiée. Dans le cadre d’AQUAL, une modélisation des transfe rts vers les eaux souterraines du bassin de la Vesle a été réalisée au cours d’une thèse menée par A. Rat (UMR Sisyphe – EMPC) et au cours de la thèse d’Elodie Mo reau-Guigon (UMR Sisyphe). Dans cette dernière thèse des études expérimentales sur l’entraînement de pesticides par ruissellement sur sol de vigne ont été réalisée s et la contamination du compartiment aérien a été suivie de façon à prendre en compte ce compartiment dans la modélisation. Le contrat AQUAL est divisé en 5 axes eux-mêmes div isés en de nombreuses tâches. Axe 1 : Caractérisation des sources – observatoire des pratiques agricoles

- Dynagri : (agronomes – INRA SAD Mirecourt, géograph es – HABITER URCA, sociologues – AEP URCA)

o détermination des usages de produits phytosanitaire s depuis les années 70,

o cartographie des usages, o mise en relation des caractéristiques des exploitat ions agro-viticoles

avec les pratiques agricoles dans le bassin de la V esle. - Observox : (agronomes – INRA SAD Mirecourt, géograp hes – HABITER

URCA, sociologues – AEP URCA, informaticiens – CReS TIC URCA, acteurs de l’eau et de sa surveillance – SIABAVE et AESN, d ivers partenaires socio-économiques agro-viticoles – chambres d’agriculture et coopératives)

o création d’un observatoire des pratiques agricoles avec un point fort sur les usages de molécules phytosanitaires à optiq ue de protection des eaux souterraines et de surface.

Axe 2 : Transfert des polluants - Transpoll : (géographes et géologues – GEGENAA, BRG M Reims)

o Recherche des zones de flux préférentiels des eaux – système karstique,

o Etudes des capacités de ruissellement et d’infiltra tion des sols du vignoble,

o Etudes des capacités d’entrainement des ETM, o Etudes de la circulation de la nappe, piézométrie.

- Transmet : (chimistes – ICMR URCA et géologues – GE GENAA URCA) - Dégatmo : (chimistes de l’atmosphère – GSMA URCA)

o Etudes de la photodégradation et du transfert sol �� atmosphère des pesticides utilisés au vignoble.

- Zérophyto : (biologistes – URVVC URCA et chimistes – ICMR URCA) o Adsorption et désorption des pesticides dans les so ls du vignoble, o Transfert des pesticides dans les sols de craie

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o Caractérisation des propriétés des sols et des molé cules responsables de la rétention.

Axe 3 : Modélisation - Modphyto : (géographes, géologues, modélisateurs – Sisyphe, UPMC et

EMPC) o Modélisation des transferts vers la nappe, o Modélisation PHYTODEL pour les transferts de pestic ides au niveau

du bassin de la Vesle – prise en compte du comparti ment atmosphérique,

o Développement d’un outil de modélisation spatialisé permettant de simuler les transferts de pesticides vers l’atmosph ère, les eaux de surface et les eaux souterraines dans le bassin ver sant de la Vesle. Il s’agira de combiner les deux modèles développés sép arément : PHYTODEL et STICS-Phytos-MODCOU-NEWSAM afin de déve lopper un nouveau modèle général et spatialisé de transfer t des pesticides à l’échelle des bassins versants.

Axe 4 : Biosurveillance et écotoxicité - AccTox : (biologistes – URVVC URCA)

o Utilisation de la moule zébrée pour la biosurveilla nce de la Vesle. Les sites d’étude sont présentés sur la Figure 2,

o Bioaccumulation des métaux dans l’organisme. Une ét ude des ETM et HAPs a également été conduite à l’aide de capteu rs passifs (DGT et SPMD : IRSTEA Antony Dr C. Gourlay),

o Mise au point de biomarqueurs métaux et pesticides. - Végétox : (biologistes – URVVC URCA)

o Mise au point de biomarqueurs métaux et pesticides sur macrophytes.

Axe 5 : Remédiation - Biorem : (biologistes – URVVC URCA)

o Utilisation de bactéries et bactéries/plantes terre stres pour éliminer la pollution des sols par les pesticides et réduire les flux vers les eaux souterraines et de surface.

- Phytorem : (biologistes – URVVC URCA) o Utilisation de plantes aquatiques pour éliminer les pesticides des

milieux aquatiques jouxtant la Vesle et dont les ea ux sont capables de s’infiltrer.

- RLC : (chimistes – ICMR URCA) o Sélection d’un matériau (résidu ligno-cellulosique) de l’agro-industrie

capable d’éliminer les pesticides des milieux aquat iques. Différents doctorants et post-doctorants ont travaillé sur des sols ou des sites provenant du bassin versant de la Vesle sur la problématique du comportement des produits phytosanitaires (organiques et inorganiques) :

- Doctorants : Stéphanie Boudesocque, Julie Langeron, Rachelle Olette, Sylvain Proffit - Post-doctorants : Elodie Blondel, Arnaud Conrad

Un doctorant a travaillé sur la qualité des eaux de la Vesle, Frédéric Palais.

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Figure 2 : Carte des différents sites terrestres ou aquatiques étudiés sur le bassin versant de la Vesle dans les différents programmes.

RISKTOX (Porteur S. Betoulle, URVVC-SE EA 2069) Développement d'une approche intégrée de l’évaluation du risque toxicologique « perturbateur endocrinien » dans les masses d’eau du Bassin de la Vesle – Programme RiskTox (2011-2014). Parmi les effets éco-toxicologiques extrêmement pré occupants vis-à-vis de la santé environnementale et humaine, les activités perturba trices endocriniennes sont particulièrement ciblées par la Directive Cadre sur l'Eau (DCE). Celles-ci résultent de la présence dans l'environnement de substances qui regroupent différents types de composés (oestrogènes naturels, PCB, produits pharm aceutiques...) et sont à la base de dérèglements hormonaux provoquant des perturbati ons des systèmes reproductif, immunitaire et neuronal chez les poissons, les oise aux et les mammifères, y compris chez l’Homme. Dans ce registre de contaminants à ef fets toxiques particuliers, aucune donnée n'est à ce jour disponible pour les populati ons piscicoles des rivières marnaises potentiellement concernées comme peuvent l'être par exemple celles vivants dans la Vesle dans le secteur en aval de Re ims. Le programme RiskTox a pour objectif de développer des outils d'estimation du n iveau de risque toxicologique « perturbateur endocrinien » dans les eaux souterra ines et de surface du bassin versant de la Vesle à la base notamment de l'alimen tation en eau de nombreuses communes. Cette estimation s'articule en deux tâche s : - Détection de la présence d'activités oestrogéno-m imétiques et thyroïdo-mimétiques de micro-contamination dans les eaux par l'interméd iaire de tests cellulaires in vitro. Cette partie consiste en l'exposition de lignées ce llulaires à des extraits d'échantillons d'eaux souterraines ou de surface provenant de deux stations situées sur la Vesle en amont et en aval de la Ville de Reims.

La Vesle

L’Ardre

Reims

Sites aquatiques projets AccTox CPER AQUAL, CPER Risktox et DEVIL

Site terrestre grande culture

Sites terrestres viticoles CPER AQUAL

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- Estimation des perturbations toxicologiques poten tiellement associées sur modèle poisson (gardons) par biosurveillance active (mise en cage de gardons) ou en exposant en laboratoire des gardons à des eaux de l a Vesle (eaux brutes) ou à des molécules phytosanitaires ciblées. Les perturbation s toxicologiques investiguées cibleront chez les poissons d'une part la fonction de reproduction susceptible d'être affectée par les composés à activités oestrogéno-mi métiques et d'autre part la fonction métabolique de l'organisme potentiellement modulées par les molécules à activités thyroïdo-mimétiques. Le programme RiskTox a reçu le soutien d’un doctorat et d’un post-doctorat qui débuteront en Septembre 2 011. DEVIL (Porteur W. Sanchez INERIS ) - DEvelopment and Validation of fish biomarkers for the Implementation of environmental Legislation (2010-2014). Dans le cadre du programme n° 189 post-grenelle DEV IL mettant en avant un partenariat étroit entre le Laboratoire Ecologie-Ec otoxicologie, URVVC-SE EA 2069, de l'URCA et l'Unité d'Ecotoxicologie in vivo /in vitro de l'INERIS, une stagiaire post-doctorante, Anne Bado-Nilles, s’est intéressée à l’ impact des pesticides agri-viticoles sur les capacités de défense des poissons en utilis ant des descripteurs immunologiques préférentiellement non-invasifs chez le poisson. Pour ce faire, M elle Bado-Nilles a préalablement développé au cours de l'année 2010 des protocoles d’évaluation des fonctions immunitai res des poissons in vivo en conditions contrôlées de laboratoire. La sensibilit é de certains paramètres cellulaires (distribution leucocytaire, activité phagocytaire, flambée oxydative…) et humoraux (concentration en lysozyme, activité hémolytique du complément…) est ainsi étudiée au cours de contaminations de poissons avec différe nts polluants. Puis, les biomarqueurs choisis ont été validés in situ sur poissons sauvages échantillonnés sur les sites du Bassin de la Vesle (Figure 2) aux profils d’expositions qualitativement et quantitativement variés. Ainsi, le potentiel des descripteurs immunologiques sélectionnés pour l’établissement d’un diagnostic e nvironnemental, prenant en compte les facteurs de variabilité abiotiques et bi otiques, pourra être mis en évidence. TRECORE (Porteur E. Guillon, URCA, ICMR CNRS UMR 6229) Pour les phytosanitaires, Observox existe sur le bassin versant de la Vesle. Par contre, au niveau régional, il n’y a rien à ce jour sur les polluants émergents et l’impact de l’agglomération rémoise sur un cours d’eau de faible dimension Un projet de recherche (TrEcoRe) vient d’être déposer au niveau de la Région Champagne-Ardenne et a pour principal objectif d’apporter de meilleures connaissances sur le devenir dans l’environnement (eau, sol, sédiments et boues de STEP) de molécules organiques dites émergentes provenant du secteur santé (médicaments, antibiotiques, perturbateurs endocriniens et nanoparticules), en considérant une approche interdisciplinaire. Les questions scientifiques développées concernent l’origine (aspect socio-économique), le devenir dans les différents compartiments de l’environnement et l’impact de ces substances sur les écosystèmes et la santé humaine, ainsi que des moyens de remédiation (chimiques, politiques et aménagistes). In fine, il s’agit de proposer des données pertinentes pour alimenter la recherche fondamentale bien entendu, mais aussi les bases scientifiques et techniques d’organismes tels que les Agences de l’Eau, l’INVS ou l’AFSSAPS afin d’avoir une meilleure

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prise en compte des problèmes « Environnement-Santé » dans les décisions publiques et privées. Ce projet résulte d’une synergie entre 4 laboratoires de l’URCA issus des secteurs « Sciences Exactes et Naturelles », « Santé » et « Sciences Humaines et Sociales » dont l’objectif commun est de contribuer à la production de connaissances scientifiques fondamentales dans le domaine des polluants émergents en s’inscrivant pleinement dans la Directive Cadre européenne sur l’Eau (DCE) et le Plan National Santé-Environnement (PNSE 2). Le regroupement de ces 4 partenaires aux expertises très complémentaires doit permettre de mener à bien ce projet en 4 ans par le biais d’une approche pluridisciplinaire intégrée (géochimie, écotoxicité, physico-chimie, aménagement-urbanisme et développement territorial). Au niveau régional, le SIABAVE et l’AESN ont montré un très fort intérêt pour ce genre de programme. Une des voies d’exploitation et de capitalisation des données est de construire et d’alimenter des bases de données permettant de combiner des informations concernant des pratiques agri-viticoles (Observox), des données économiques et sociales (origine, politique aménagiste, …), des données physico-chimiques de sites atelier terrestres et aquatiques du bassin versant (Réseau AESN, station de mesures du SIABIAVE…), des informations sur la chimie des molécules (concentration, Kd…) ou mélanges de molécules ainsi que sur leur toxicité et/ou écotoxicité potentielles (tests cellulaires, tests embryo-larvaires, biomarqueurs…). Cet ensemble d’informations devrait permettre de définir des scénarii liant l’utilisation de molécules et l’impact potentiel pour les milieux aquatiques récepteurs ainsi que les organismes non cibles qui y vivent.

Les résultats obtenus sont également valorisés sous forme de publications permettant l’avancée des connaissances dans plusieurs domaines scientifiques. Voici une sélection de publications, brevet et communications dans des congrès :

- F. Palais, O. Dedourge-Geffard, A. Beaudon, S. Pain-Devin, J. Trapp, O. Geffard, P. Noury, C. Gourlay-Francé, E. Uher, C. Mouneyrac, S. Biagianti-Risbourg, A. Geffard. One-year monitoring of core biomarker and digestive enzyme responses in transplanted zebra mussels (Dreissena polymorpha) Sci. Tot. Environ. Soumis.

- A. Bado-Nilles, S. Jolly, A. Geffard, B. Gagnaire , N. Cadic, JM. Porcher, W. Sanchez, S. Betoulle, 2011. Modulation of immune pa rameters by chemical environmental pressures in wild populations of Euro pean bulhead, Cottus sp ., from Vesle basin (Champagne, France). Communication Oral e SETAC Europe 2011 Milan

- F. Palais, C. Mouneyrac, O. Dedourge-Geffard, L. Giamberini, S. Biagianti-Risbourg, A. Geffard, 2011. One-year monitoring of reproductive and energy reserve cycles in transplanted, zebra mussels ( Dreissena polymorpha ), Chemosphere 83, 1062–1073.

- D. Perez Guaita, S. Boudesocque, S. Sayen, E. Guillon, 2011. Cu(II) and Zn(II) complexes with a fluoroquinolone antibiotic. Spectroscopic and X-ray absorption characterization. Polyhedron, 30, 438-443.

- D. Perez Guaita, S. Sayen, S. Boudesocque, E. Guillon, 2011. Copper(II) influence on flumequine retention in soils : macroscopic and molecular investigations. J.Colloid Interf. Sci. 357, 453-459.

- D. Banas, B. Marin, S. Skraber, EIB. Chopin, A. Z anella, 2010. Copper mobilization affected by weather conditions in a st ormwater detention system receiving runoff waters from vineyard soils (Champa gne, France) Environ. Pol. 168: 476-482.

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- C. de Runz, E. Desjardin, H. Akdag, 2010. Study o f spatial fusion of geographical entities and quantitative information in accordance with their imprecision: application to agricultural informatio n in Observox. Proceedings of the Ninth International Symposium on Spatial Accuracy A ssessment in Natural Resources and Environmental Sciences ( Accuracy 2010 ). N.J. Tate et P.F. Fisher Eds, Leicester, UK, pp 33-36.

- A. El Arfaoui, S. Boudesocque, S. Sayen, E. Guillon, 2010. Terbumeton and isoproturon adsorption by soils: influence of Ca2+ and K+ cations. J. Pest. Sci, 35, 131-133.

- R. Dosnon-Olette, M. Couderchet, A. El Arfaoui, S . Sayen, P. Eullaffroy, 2010. Influence of initial concentration and population d ensity on dimethomorph toxicity and removal by two duckweed species. Sci. Tot. Enviro. 408: 2254-2259

- R. Dosnon-Olette, P. Trotel-Aziz, M. Couderchet, P. Eullaffroy, 2010. Fungicides and herbicide removal in Scenedesmus cell suspensions. Chemosphere 79: 117-123

-. A. El Arfaoui, S. Sayen, E. Marceau, L. Stievano, E. Guillon, M. Couderchet, 2009. Relationship between soil composition and retention capacity of terbumeton onto chalky soils Environ. Chem, 6, 245-252.

- R. Dosnon-Olette, M. Couderchet, P. Eullaffroy, 2 009. Phytoremediation of fungicides by aquatic macrophytes: Toxicity and rem oval rate. Ecotox. Environ. Saf. 72: 2096-2101

-S. Boudesocque, E. Guillon, M. Aplincourt, F. Martel, S. Noel, 2008. Use of a low-cost biosorbent to remove pesticides from wastewater. J. Environ. Qual, 37, 631-638.

- EIB. Chopin, B. Marin, R. Mkoungafoko, A. Rigaux, M.J. Hopgood, E. Delannoy, B. Cancès, M. Laurain, 2008. Factors affecting dist ribution and mobility of trace elements (Cu, Pb, Zn) in a perennial grapevine ( Vitis vinifera L.) in the Champagne region of France. Environ. Pol. 156, 1092–1098

- A. Conrad, M. Couderchet, S. Biagianti S, 2007. A nalysis of terbumeton and its major metabolites by solid-phase extraction and DAD high performance liquid chromatography in soil bulk water. Chromatographia 65: 155-161.

-. D. Abiven, S. Boudesocque, E. Guillon, M. Couderchet, J. Dumonceau, M. Aplincourt, 2006. Sorption of the herbicide terbumeton and its metabolites onto soils; Influence of copper(II). Environ. Chem 3, 53-60.

- A. Conrad, O. Dedourge, R. Cherrier, M. Couderche t, S. Biagianti, 2006. Leaching of terbumeton and terbumeton-desethyl from mini-columns packed with soil aggregates in laboratory conditions. Chemosphere 65: 1600-1609

-. E. Guillon, S. Boudesocque, M. Aplincourt, J. Dumonceau, F. Martel, 2006. Utilisation d’un biomatériau pour la dépollution de milieux contaminés Brevet, WO 2006002392, 69p.

1.4.4. Transposabilité des résultats à l’échelle nationale Les données obtenues sur le bassin versant de la Vesle peuvent potentiellement être transposables à d’autres bassins versant présentant des caractéristiques (sols, type de pressions) similaires.

Le bassin versant de la Vesle présente différents atouts. La partie aval de la Vesle reflète particulièrement l’impact d’une pression urbaine étant donné la taille de l’agglomération rémoise par rapport à la taille de la rivière. De la même façon, la qualité de l’Ardre est particulièrement liée aux activités agri-viticoles et vinicoles étant donné l’absence de zones urbaines importantes sur cet affluent de la Vesle. Donc ce bassin versant peut permettre d’aborder ces deux types de pressions de façon intéressante.

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1.4.5. Modalité de financement et durée du site Le bassin versant de la Vesle a été étudié au travers de différents programmes notamment dans le cadre du CPER incluant donc les différents niveaux de financement (Etat, Région, Collectivités, FEDER…). Actuellement le bassin versant de la Vesle n’est pas identifié comme une zone atelier proprement dite comme les zones ateliers de la Seine (PIREN-Seine) ou encore de la Moselle (ZAM). Cependant la taille de ce bassin, la caractérisation possible des différents types de pressions (urbaine, agri-viticole…) soulignent un intérêt important des différentes zones de la Vesle et de son affluent l’Ardre vis-à-vis des problématiques liées aux eaux douces (souterraines et de surface). 1.5. Bassin pilote Seine Aval (estuaire de la Seine ) LOCALISATION Estuaire de Seine (de Pose en amont à la baie de Seine

orientale en aval) STATUT DU BV (ORE, GIS, GIP, etc…)

GIP Seine Aval (GIP -SA)

DATE CREATION 1995 pour le programme scientifique ; 2003 pour le GIP Seine-Aval


Mr L. Guezennec (lguezennec@seine -aval.fr)

1.5.1. Description du site Le territoire d’étude du GIP Seine-Aval est constitué par l’estuaire de la Seine. Un estuaire est défini par la zone d'influence de la marée dynamique sur un cours d’eau. Pour la Seine, il correspond aux 160 derniers kilomètres du fleuve et est délimité par le barrage de Poses en amont (barrage le plus en aval sur la Seine) et la partie orientale de la baie de Seine en aval. Latéralement, l’estuaire inclut la plaine alluviale, notamment les berges et les zones humides connexes, ainsi que la frange littorale et la zone maritime proche. Certaines questions nécessitant d’étendre d’une façon importante les limites géographiques présentées précédemment, des actions de recherche peuvent être menées à une échelle plus vaste, dans la mesure où les phénomènes étudiés auraient pour origine ou impacteraient l'estuaire de la Seine.


Le programme de recherche scientifique Seine-Aval a été mis en place en 1995 sur l’estuaire de la Seine. D'abord concentré sur le fonctionnement environnemental de l'estuaire, il a évolué vers un programme de recherche finalisée. Dans son prolongement, le Groupement d'Intérêt Public Seine-Aval (GIP Seine-Aval) a été créé en 2003 et renouvelé en 2007 pour 6 ans, afin de disposer sur l'estuaire de la Seine d'une interface pérenne, capable de renforcer les collaborations entre chercheurs, gestionnaires et décideurs du territoire. Un groupement d'intérêt public (GIP) est une structure partenariale qui permet de développer des coopérations entre collectivités publiques et partenaires privés. Les membres décident de mettre en commun leurs moyens pour une durée déterminée et sur des missions précises. Le GIP Seine-Aval est aujourd’hui en cours de renouvellement et la structure devrait être reconduite pour une durée de huit ans (2013-2020). Les thématiques de recherche pour cette prochaine phase sont en réflexion, avec une concertation impliquants gestionnaires et scientifiques. En 2012, onze membres assurent le pilotage et le financement du GIP Seine-Aval, au travers d'un Conseil d'Administration présidé par Monsieur Nicolas Mayer-Rossignol, Conseiller Régional de Haute-Normandie :

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• l'État, • l'Agence de l'Eau Seine-Normandie, • les Grands Ports Maritimes du Havre et de Rouen, • les Conseils Régionaux de Basse et Haute-Normandie, • les Conseils Généraux du Calvados, de Seine-Maritime et de l'Eure, • l'Association Syndicale de l'Industrie et du Commerce pour l'Environnement

Normand, • l'Union des Industriels de la Chimie – Normandie

1.5.3. Description des questions scientifiques et finalité s En matière de recherches scientifiques, le GIP finance actuellement 32 projets de recherche impliquant 46 équipes scientifiques issues majoritairement d’Universités et de grands organismes de recherche. Les recherches menées ont pour objectif d’éclairer les préoccupations opérationnelles des membres sur des thématiques scientifiques variées : fonctionnement physique de l’estuaire, qualité de l’eau et des sédiments, état de santé de la faune et de la flore, relations hommes-estuaire… Les travaux en cours vont, par exemple, de l’effet du batillage sur la stabilité des berges à la perception de l’estuaire par ses riverains en passant par les impacts de la qualité des eaux et des sédiments sur les espèces présentes ou encore par la recherche sur les espèces introduites par voie maritime.

En cohérence avec ces travaux de recherches, le GIP réalise en régie ou en sous-traitance via des laboratoires de recherche ou des bureaux d’études, des études plus opérationnelles. Quelques exemples de ces réalisations :

- Acquisition de connaissance à l’échelle de l’estuai re : réalisation d’un levé topographique par aérolaser de l’ensemble de la vallée de la Seine depuis Poses jusqu’à la baie (environ 1 100 km²). Réalisation d’une cartographie détaillée des zones riveraines de l’estuaire. Réalisation en partenariat avec le PNRBSN (Parc Naturel Régional) et en complément du travail fait sur la réserve naturelle de l’estuaire d’une cartographie de l’occupation du sol entre Poses et Le Havre ;

- Appui direct aux membres : GPMH : travaux sur les mesures compensatoires et fonctions écologiques pour la plateforme multimodale et le prolongement du Grand canal ; GPMR : mesures compensatoires et fonctions écologiques pour approfondissement du chenal. AESN : travaux en collaboration avec les estuaires de la Loire et de la Gironde sur l’application de la Directive Cadre sur l’Eau en estuaires.

- Études spécifiques : État : La contamination chimique : Quel risque en estuaire de Seine ? ; Les PCB dans le bassin de la Seine et son estuaire. Industriels : La surveillance du devenir des rejets industriels dans l’estuaire.

- Développement et utilisation d’outils : développement et projet d’implantation au GIP d’un modèle numérique de transport des sédiments dans l’estuaire et la proche baie de Seine en collaboration avec IFREMER. Développement d’un SIG (outil cartographique) liant habitats, espèces et fonctions écologiques.

- Communication : réalisation de fiches thématiques, de fascicules dédiés à certaines thématiques.

- Collaborations : Réserve naturelle de l’estuaire : partenariat sur de nombreux projets tels que le SIG habitats fonctionnels, les projets de recherches intervenant sur le territoire de la réserve, la réalisation de fiches thématiques communes. PNRBSN : partenariat sur plusieurs projets : SIG habitats fonctionnels, étude d’occupation du sol. IER : le GIP est membre du comité éditorial de PôlitES.

Les questions de contamination et de risque sont centrales dans les activités menées sur ce bassin versant depuis une quinzaine d’année et de nombreux résultats ont été produits sur ce thème :

- analyse chimiques in situ pour de nombreuses familles de substances (métaux, HAP, PCB, PBDE, phtalates, résidus médicamenteux, etc.) ;

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- déploiement de méthodes innovantes de suivi (capteurs passifs) ; - comportement des contaminants en milieu estuarien ; - recherche d’effets sur les organismes aquatiques (bivalves, poissons, copépodes,

etc.) ; - réflexion sur la méthodologie d’analyse du risque ; - etc.

Concernant la problématique de la contamination et de ses effets, plusieurs projets scientifiques sont aujourd’hui en cours de finalisation :

• Projet MEDSEINE : Etude de la contamination par les médicaments de l’estuaire de Seine : application des capteurs passifs à un meilleur diagnostic de leur présence, flux et impact toxique (coord. H. Budzinski)

• Projet BCG : Cartographie du danger Génotoxique au niveau du bas estuaire et étude du transfert des contaminants du milieu vers les organismes (coord. J.Couteau)

• Projet TOXSEINE : Analyse de la toxicité globale et identification des composés toxiques à risque dans l’estuaire de Seine (coord. J. Cachot)

• Projet RISKENSEINE : Risque environnemental et risque sanitaire d’origine chimique en estuaire de Seine (coord. G. Bocquené)

• Projet FLASH : Devenir des antibiotiques, Flux de gènes et de bactéries Antibiorésistantes en estuaire de Seine, épidémiologie, exposition à l’Homme (coord. F. Petit).

1.5.4. Transposabilité des résultats à l’échelle nationale De nombreux résultats sont produits par le GIP Seine-Aval et peuvent prendre les formes suivantes :

- Publications et communications scientifiques - Rapports scientifiques - Recueil de séminaire - Etudes de synthèses - Fascicules (une vingtaine de documents thématiques avancés disponibles, 50-70

pages) - Fiches thématiques (une trentaine de fiches autour de questionnements sur

l’estuaire)

L’ensemble des travaux du GIP fait l’objet d’une diffusion publique gratuite (http://seine-aval.fr ou sur demande [email protected]).

1.5.5. Modalité de financement et durée du site

Onze membres assurent le financement du GIP Seine-Aval : le Conseil Régional de Haute-Normandie (premier financeur), l'Agence de l’Eau Seine-Normandie, l’Etat, le Grand Port Maritime du Havre, le Grand Port Maritime de Rouen, le Conseil Régional de Basse-Normandie, le Conseil Général du Calvados, le Conseil Général de Seine-Maritime, le Conseil Général de l’Eure, l’Association Syndicale de l’Industrie et du Commerce pour l’Environnement Normand et l’Union des Industries de la Chimie – Normandie. Le GIP Seine-Aval a été créé en 2003 et renouvelé en 2007 pour 6 ans. Il est actuellement en cours de renouvellement pour une période de 8 ans (2013 – 2020).

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Annexe 8 : LES BASSINS VERSANTS PILOTES EN LOIRE BR ETAGNE Des sources de la Loire et de l’Allier jusqu’à la p ointe du Finistère, le bassin Loire-Bretagne couvre 155 000 km², soit 28% du territoire métropolitain. Il correspond au bassin de la Loire et de ses affluents, au bassin d e la Vilaine et aux bassins côtiers bretons et vendéens. 12 millions d’habitants y vive nt, dans 7 300 communes, 36 départements (en tout ou partie) et 10 régions. Ils sont représentés au sein du comité de bassin et du conseil d’administration de l’agenc e de l’eau par leurs élus, leurs représentants professionnels et associatifs.

1.1. Résultats de l’enquête A l’intérieur du bassin versant de l’Agence de l’Ea u Loire-Bretagne, d’autres sites ont été identifié mais les interlocuteurs n’ont pas don né suite aux premiers échanges.

Nom Bassin Versant Pilote

Molécules Contact Réponse

« zone atelier Loire »

zone atelier Loire pollution des sédiments. Recherche des profils historiques de contamination métalliques et organiques des sédiments de la Loire avec test des techniques de prélèvement pour la représentativité la contamination des milieux : carottage, laisse de crue, méthode RCS

pollutions métallique et HAP (à terme)

Nathalie Carcaud, Agrocampus

Pas de réponses à la prise de contact par courriel

« Salmoniculture Bretagne »

Site n’a pas beaucoup d’intérêt dans la démarche BV Pilotes à cause de l’échelle (celle d’une entreprise) ; activité salmoniculture en Bretagne.

Nitrates, pas de micropolluants

Joel Aubin (INRA de Rennes)


« Vilaine » analyse de pesticides et des médicaments, étude du transfert de ces substances dans les eaux de surface en de la Vilaine.

Médicaments Barbara LeBot (EHESP)

Echang e téléphonique, pas de retour du questionnaire mais intérêt à cette action

« Estuaire Vilaine »

étude des perturbations du système reproducteur des populations de poissons (flet, gobbie) en estuaire

Perturbateurs endocriniens

Christophe Minier (Université du Havre)

Echange téléphonique, pas de retour du questionnaire, mais intérêt à cette action

« Scorff, Petits fleuves Côtiers »

SOERE, département du Morbihan, (long : 70 km / bassin versant : 480 km²).

Pas d’informations disponibles sur le site

Jean-Luc Bagliniere (INRA)

Pas des réponses aux courriels de sollicitation

1.2. Bassin pilote Sioule

LOCALISATION Sioule (département du Puy de Dôme)


Non renseigné

DATE CREATION Début du projet en décembre 2011


Alexandra Courtin-Nomade

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1.2.1. Description des acteurs sur le site Les publics cibles sont l’Etablissement Public Loir e, Agence de l’Eau Loire-Bretagne, les départements, les communes et communautés de co mmunes autour des districts miniers étudiés, le syndicat Mixte pour l’Aménageme nt et le Développement des Combrailles, les SICALA, la DREAL Auvergne, la popu lation utilisatrice du fleuve et des affluents (pêcheurs, réseau d’eau potable,…) Le SAGE Sioule est en phase d’élaboration (statut o ctobre 2011). Dans l’attente d’une réponse pour le financement co mplémentaire au projet, le SAGE Sioule n’a pas été contactée directement mais a été informée de l’initiative engagée. Dès le début du projet sur ce bassin versant, nous nous mettrons en relation avec le SAGE. Les résultats obtenus sur le site doivent per mettre une gestion optimisée des sédiments, notamment de barrage, potentiellement im pactés par les activités anthropiques passées (anciennes mines de plomb ici).

1.2.2. Description des questions scientifiques et finalité s Drainé dans ses parties nord et centre par la Loire et ses affluents, le Massif central est la plus importante des régions minières françai ses. Les exploitations, actives pour certaines jusqu’à la fin du XXème siècle ont laissé des quantités de déblais (haldes) riches en éléments métalliques potentiellement toxi ques (EPT). Une partie, mobilisée par les agents d’érosion, parvient sous forme disso ute ou particulaire jusqu’aux rivières. Le travail proposé vise à comprendre l’im pact des sites miniers localisés en tête de bassin versant, sites réputés exempt de pol luants, sur la contamination en EPT par l’identification des processus de remobilisatio n et la déconvolution de l’apport anthropique par rapport au bruit de fond géochimiqu e naturel. Les parties amont des bassins versants des grands fleuves sont considérée s comme des zones préservées mais sont depuis toujours l’objet d’une érosion int ense qui fournit une grande partie des sédiments qui se déposent à l’aval (plaines all uviales, estuaires et deltas…). De plus ces zones amont ont été le lieu d’extractions minières (métaux, charbon…) qui se développèrent de manière importante et anarchique j usqu’à un passé récent, exploitant des anomalies géochimiques au sein desqu elles métaux et connexes sont présents sous leurs formes les plus labiles. La car actérisation des zones sources permettra de mieux comprendre les mécanismes de rel argage par l’intermédiaire des sédiments entraînés à l’aval. De plus les sédiments sont souvent retenus temporairement par des ouvrages anciens (seuils, po nts, digues, barrages à l’aval de sites miniers…) et sont donc des zones de stockage secondaire d’EPT. Nous nous proposons d’analyser la capacité de rétention des E PT dans ces sédiments stockés et, de la même manière que pour les haldes, leur po tentiel de relargage vers l’aval. Cet objectif est motivé par les réflexions en cours sur le possible arasement de certains ouvrages dans le cadre du Grenelle de l’Environneme nt, de même que la gestion décennale des sédiments de vidange des barrages. En fin il s’agira de déterminer les processus d’altération physico-chimiques affectant les sources de plusieurs EPT (As, Cu, Cd, Pb, Sb, Zn) fréquents en contextes miniers dans des conditions environnementales et des contextes divers pour esti mer leur évolution dans le temps. Ce projet est porté par le laboratoire GRESE et imp lique plusieurs enseignants chercheurs de compétences complémentaires. Il impli que également des enseignants chercheurs de l’Université de Tours (laboratoire Gé ologie des Environnements Aquatiques et Continentaux - GéEAC) et a été établi en parallèle du projet MetOrg sur « Les polluants métalliques et organiques dans les sédiments du bassin de la Loire : sources et évolution spatio-temporelle ».

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Le projet MetMines a pour objectifs d’identifier le s sources de pollution en éléments potentiellement toxiques (EPT : As, Cu, Cd, Pb, Sb, Zn) et de décrire la chaîne de mobilisation de ces contaminants issus des activité s minières passées et leur impact sur le milieu naturel (s.l.). Les résidus de ces an ciennes activités minières représentent un défi pour la qualité des cours d’ea u et des nappes, la gestion des barrages, l’alimentation en eau potable et le deven ir des déchets contenus dans les terrils. Ce projet a pour but de discriminer l’orig ine des sources de pollution potentielle, géogéniques ou anthropiques et d’évalu er la mobilité des métaux et métalloïdes au sein de divers compartiments. Les compartiments solides étudiés seront : les déch ets miniers, les sols, les sédiments et les MES qui constituent en effet les s ources primaires et secondaires de pollution. Pour répondre à ces objectifs, les moyen s étudiés mis en œuvre sont :

(i) la détermination de la spéciation solide des EPT et de leur stabilité au sein des différentes phases porteuses primaires (termes sources au niveau des déchets miniers ou des sols développés sur fond géochimique anomalique) et secondaires (sols impactés à proximité des zones d’activités anthropiques, MES et sédiments) ;

(ii) d’évaluer le transport des EPT vers les sédiments qui lors de leur déprise au moment des crues, des vidanges…deviennent des sources supplémentaires (sources secondaires). L’étude des sédiments au niveau de retenues de barrages en aval d’anciens sites miniers sera privilégiée (barrages sur la Sioule et la Dore) ;

(iii) d’évaluer la part de limitation naturelle des risques liés à la mobilité des EPT au sein des sédiments.

La détermination de la spéciation solide en couplan t des méthodes physiques conventionnelles et des techniques sensibles et fin es est un volet essentiel dans cette étude car c’est d’elle que dépend la toxicité d’un élément, sa mobilité et la réactivité d’une « phase », quelque soit sa structure aux cond itions d’altération et de relargage. Des techniques de spéciation chimique par extractio ns sélectives ou séquentielles ainsi que des tests de lixiviation en conditions co ntrôlées viendront conforter les résultats de la caractérisation physique dans l’éva luation de la stabilité des phases piégeant les EPT. D’un point de vue technique, notre étude a pour amb ition de faciliter la mise en place d’outils de diagnostic pour une gestion durable des environnements riches en métaux/métalloïdes, incluant les pollutions à bas b ruit de fond qui conduisent à une dégradation lente mais certaine de la qualité des c ours d'eau et des organismes qui y vivent (et en vivent). Une partie des résultats ser a par exemple exprimée en terme probabiliste pour évaluer au mieux la dangerosité d es sédiments en amont de barrages dans le scénario du stockage des sédiments de curage. Cette étude apportera des éléments pour hiérarchiser les risque s afin d’anticiper les pollutions futures. Les résultats obtenus seront présentés aup rès de la communauté scientifique internationale (e.g. publications de rang A, colloq ues et workshops). Ils seront également présentés et débattus avec les divers act eurs/interlocuteurs (DREAL, AELB, SICALA notamment) directement concernés par c ette problématique tout au long de la réalisation de l’étude afin d’établir un e concertation orientant de la façon la plus stratégique et pertinente possible ce travail. Un comité de suivi de l'opération sera mis en place auquel participeront ces divers a cteurs.

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1.2.3. Transposabilité des résultats à l’échelle nationale La transférabilité des résultats obtenus dans le ca dre de ce projet sera réalisable pour des sites présentant des barrages à l’aval d’activi tés anthropiques (minières, industrielles…). Dans le cadre du projet MetMines d ’autres bassins versants présentant des caractéristiques similaires doivent être étudiés ce qui permettra de valider cette transférabilité. Une modélisation éta blie à partir des données pourra être effecutée pour une compréhension globale des proces sus à l’origine du relargage de micro-polluants de type métaux ou métalloïdes. Le site possède un bon degré de représentativité po ur d’autres zones qui présentent des barrages en aval de sites impactés par les acti vités anthropiques minières et industrielles. D’autres bassins versants de configu ration proche seront étudiés dans le cadre du projet MetMines avec une finalité simil aire, permettant de confirmer la représentativité des études de sites engagées.

1.2.4. Modalité de financement et durée du site La durée du projet est subordonnée à la durée de fi nancements alloués, à savoir 3 ans. La surveillance de ce bassin pourrait être pérennis ée au regard des sites de stockage de résidus miniers en zone amont et de la configura tion du bassin incluant un barrage en aval potentiellement impacté au niveau des sédim ents. Les porteurs du projet MetMines engagés sur le bassin versant de la Sioule font partie du laboratoire GRESE (Université de Limoges) et de l’Université de Tours . L’Agence de l’eau Loire Bretagne et la DREAL Auverg ne sont engagés dans le pilotage du projet. L’EPL a été sollicité pour inte rvenir également. Les financeurs sont l’AELB et des fonds FEDER deman dés via l’EPL (Etablissement

Public Loire).

1.3. Bassin pilote Loire-Estuaire LOCALISATION estuaire de la Loire


GIP

DATE CREATION 2004 (avant dès 1998 cellule de mesures et de bilans)


Bernard Prudhomme


Après une première mission d’observation et de communication, pour connaître, suivre et informer sur la Loire de la Maine à la mer, le GIP Loire Estuaire s’est vu confier successivement de nouvelles missions : les études prospectives en aval de Nantes pour trouver puis mettre en œuvre un scénario durable de restauration de l’estuaire, le schéma d’aménagement et de gestion des eaux de l’estuaire de la Loire pour connaître l’état de la ressource en eau et mieux la gérer. Sont venues s’ajouter à ces missions pour la période 2007-2013 : la restauration hydraulique des zones humides estuariennes, la mise en place d’outils de gestion intégrée (comité d’estuaire), l’assistance à maîtrise d’ouvrage sur des programmes tels que le relèvement de la ligne d’eau d’étiage.

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Les missions du GIP (hors schéma d’aménagement et de gestion des eaux) sont contractualisées dans le plan Loire pour la période 2007-2013, dont il est pilote pour la plate-forme « Estuaire de la Loire ». Il y a des couplages avec les SAGE notamment le SAGE Estuaire de la Loire Les partenaires directs et financeurs du GIP Estuai re de la Loire Agence de l'Eau Loire-Bretagne Chambre de Commerce et d'Industrie de Nantes et de Saint-Nazaire Communauté d'Agglomération de la Région Nazairienne et de l'Estuaire Département de Loire-Atlantique Département du Maine-et-Loire Direction Régionale de l’Environnement Pays de Loire Ministère de l’Ecologie, du Développement et de l’Aménagement durables Nantes Métropole Port Autonome Nantes Saint-Nazaire Préfecture de région Pays de la Loire Région des Pays de la Loire Union européenne Union Maritime Nantes Ports Voies Navigables de France

1.3.2. Description des questions scientifiques et finalité s

L’équipe MMS (universités de Nantes, Université Catholique de l’Ouest et du Mans) est

impliquée dans diverses études sur l’estuaire de la Loire Elle a aussi réalisé une étude d’impact suite à l’accident pétrolier de Donges survenu dans

l’estuaire de la Loire en 2008. 1.4. Bassin pilote ORE AgrHys LOCALISATION Naizin, 56.


ORE « Temps de réponse dans les agro -hydrosystèmes »

DATE CREATION 2002


P.Merot


Aussi étonnant que cela paraisse, ce bassin versant n’est pas un bassin d’action. Les agriculteurs respectent les obligations réglementai res (directive nitrate, …). L’objectif (et l’intérêt) de ce site d’étude sont d’étudier le s interactions du milieu et d’une activité agricole intensive.

Il n’y a pas de couplage avec les SAGE. Ce site n’e st pas favorable pour une démarche de type gestion.

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1.4.2. Description des questions scientifiques et finalité s Nous faisons l’hypothèse facile à conforter que c’e st au niveau de petits bassins versants que se constitue la réponse essentielle de s agro-hydrosystèmes, pour élaborer un signal hydrochimique spécifique. Ce sig nal peut être repris et transformé, notamment par des processsus “ in stream ”. On cons idérera que ces processus ne sont pas du ressort de l’ORE. De la même façon, la question de l’intégration spatiale à des échelles plus importantes, allant jusqu’à celle de la gestion de la ressource est une question importante, mais qui ne sera pas trait ée au sein de l’ORE. C’est donc le bassin versant d’ordre 1 à 3, au sens de Stralher q ui sera le support de l’ORE.

Une des questions fondamentales de la compréhension des processus d’exportation chimique à l’échelle du bassin versant est liée à l a détermination des sources des éléments. Les différents compartiments hydrologique s - sol, zone de battement de la nappe et zone saturée - possèdent des caractéristiq ues tant physiques que chimiques différentes. Les temps de résidence de l’eau sont é galement fortement variables d’un compartiment à l’autre. La contribution de ces diff érents compartiments aux écoulements sera donc un des facteurs qui va influe ncer les flux d’éléments à l’exutoire d’un bassin versant. Il est donc nécessaire d’associer sur un même bassi n versant une bonne connaissance des entrées - y compris les intrants a gronomiques -, du fonctionnement hydrologique et des variations chimiques associées. Il est en particulier nécessaire d’associer à l’analyse des sources chimiques une qu antification des différents compartiments hydrologiques contributifs au sein du bassin. Le suivi sur une série de cycles hydrologiques incluant donc l’effet de la va riabilité hydrologique, et une quantification des paramètres clés des sources et d es temps de transfert sont un premier pas pour mieux contraindre la relation entr e les processus d’altération et le contexte hydro-climatique et agronomique.

Ce site est suivi depuis une trentaine d’année par de nombreux instituts (INRA, IRSTEA, CNRS,Université Rennes 1). Les nombreux tra vaux de recherche menés sur ce BV ont permis de comprendre le fonctionnement hy drologique. La taille du BV (5km²) permet l’acquisition de données sur les intr ants (N, P et micropolluants) par enquête. Certains paramètres (NO3, COD, MES, pH, Eh, …) sont mesurés à haute fréquence temporelle (10 à 20mn) dans le cours d’eau. Des col laborations avec d’autres laboratoires sont engagées pour améliorer la mesure in situ afin d’obtenir une résolution temporelle suffisante pour déconvoluer l es hydrogrammes de crue et identifier les principales sources de polluants. Projets de recherche sur :

� le transfert de l’azote (temps de transfert, modélisation spatialisée) � les transferts de Carbone Organique Dissout (quantification des flux, traçage des

sources de COD (isotopie, marqueurs moléculaires, fluorescence) � Modélisation du transfert de COD � Origine des MES dans les petits bassins versants (modélisation) � Source et transfert de P � Eléments trace et dynamique du fer � Projets anciens (1990-2000) suivi pesticides. � A venir si acceptation par ONEMA : suivi des résidus vétérinaires.

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Milieux étudiés : - Eau de rivière - Eau de nappe superficielle et profonde - Eau des zones humides (collecteurs d’eau du sol) - Eau de ruissellement

Axes de recherches abordés :

- Hydrologie - Chimie - Agriculture

Le bassin versant est actuellement équipé de dispos itifs piézométriques et hydrologiques et fait l’objet de suivis depuis déjà plusieurs années. L’aspect hydrochimique s’est renforcé. Les différents compar timents : sol et zone non saturée ; nappe superficielle et nappe profonde ; zones humid es de fond de versant et rivière peuvent être suivis de manière distincte. Un bilan chimique peut donc être réalisé sur ces sites.

- Les paramètres suivis sont les suivants :

- - teneurs en éléments majeurs, - teneurs en éléments traces (métaux, REE, U, Th), - rapports isotopiques oxygène et deutérium de l'ea u sur un nombre limité d’échantillons choisis après analyse des éléments m ajeurs, - rapports isotopiques du strontium sur un nombre l imité d’échantillons choisis après analyse des éléments majeurs.

- Les fréquences sont variables selon les compartimen ts :

- - Rivière : 4 points bi mensuel, - Zone non saturée : 22 points trimestriel en péri ode d’étiage (9 mois), bimensuel en période de recharge (3 mois), - Zone saturée : 10 points mensuel pour la partie d e surface de la nappe, bimestriel pour la partie profonde.

L’ORE AGrhys dispose d’une plateforme web permettant l’accès aux données hydrologiques (pluie, EPP, niveau piezométriques, débits), hydrochimiques (température, conductivité, pH, anions majeurs, cations majeurs, COD) depuis 2002 (http://www.inra.fr/ore_agrhys/donnees). Des données spatiale sur l’occupation du sol (parcellaire, pratiques culturales) et sur le milieu physique (géologie, cartographie des sols, topographie) sont également accessibles. L’accès est libre après avoir rempli un formulaire d’inscription pour l’attribution de login et mot de passe.

1.4.3. Transposabilité des résultats à l’échelle nationale La géométrie du bassin versant sur socle est la suivante : nappe peu profonde se développant dans le sol et l’altérite sous-jacente (altérite de schiste ou arène). La variabilité hydrique dans un profil de sol amène à considérer le sol selon trois zones superposées: i) la zone non saturée en permanence, ii) la couche de fluctuation de nappe soumise à des cycles de saturation et désaturation et iii) la nappe, milieu saturé. Les résultats obtenus sur ce site peuvent être transposés sur des petits bassins versants (ordre 2 à 3) sur socle également. Les données ne peuvent être extrapolables à plus grandes échelles. Ce site est un excellent observatoire pour étudier les interactions du milieu physique et des pratiques agricoles ainsi que le problème du temps de réponse des flux hydrogéochimiques aux variations des agro-hydrosystèmes.

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Les agro-hydrosystèmes - hydrosystèmes sous influence de l’activité agricole - sont soumis à 2 types de forçages : Un premier type de forçage est lié directement à l’activité agricole du territoire considéré. Ces agrohydrosystèmes sont également, comme les écosystèmes naturels, sous l’influence du forçage climatique qui présente 2 aspects : - une forte variabilité à court terme - des évolutions à long terme, naturelles ou non, dans le cadre des changements globaux. Ces 2 types de forçages qui interagissent sont de nature différente. Les changements dits globaux présentent une variation spatiale de grande longueur d’onde et une évolution sur le long terme, de l’ordre du siècle. Mais ils peuvent également modifier la fréquence des événements rares. Les forçages liés à l’activité agricole sont des contraintes intenses qui présentent une forte variabilité spatiale et temporelle liée à la dynamique des systèmes humains. L’évolution de ces forçages, liée à des choix économiques et politiques, est de l’ordre de quelques décennies à l’échelle macro-environnementale, même si des basculements rapides peuvent s’effectuer à l’échelle locale.

1.4.4. Modalité de financement et durée du site Dispositif labellisé ORE. Les recherches sur les transferts de l’azote sont menées depuis presque quarante ans, sur le COD depuis plus de quinze ans. 1.5. Bassin pilote ONEVU LOCALISATION Nantes


SOERE, Observatoire Nantais des Environnements Urbains, ex SAP (Secteur Atelier Pluridiscilinaire)

DATE CREATION janvier 2006


Véronique Ruban


Il existe au niveau national trois observatoires dédiés à l’environnement urbain : ONEVU à Nantes, OPUR (Observatoire des Polluants Urbains) en Ile de France et OTHU (Observatoire de Terrain en Hydrologie Urbaine) à Lyon. Initiés de façon indépendante, ces observatoires abordent des thématiques complémentaires avec un noyau commun concernant la production et le transport des polluants dans différents compartiments (air, surfaces, ouvrages, sol). Ils ont mis en place, en 2007, une structure de coordination non institutionnalisée, baptisée HURRBIS, pour fédérer et coordonner les actions de recherche menées sur les différents sites expérimentaux. Cette initiative correspondait à une prise de conscience que les données acquises par chaque observatoire pour des coûts relativement élevés, pouvaient se révéler dans un premier temps insuffisant pour cerner la variabilité des phénomènes étudiés. L’harmonisation des protocoles expérimentaux et la mise en commun des données obtenues sur des sites différents devaient permettre une optimisation des recherches entreprises

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La création du SOERE « URBIS » se situe dans la continuité de la dynamique créée dans le cadre d’HURRBIS. Elle permettra (1) d’optimiser et pérenniser le réseau d’observation ; (2) de veiller à la qualité de la programmation scientifique des travaux ; (3) d’assurer la mise en cohérence des questions scientifiques traitées et de leurs domiciliations entre les différents observatoires et (4) de mettre en place un système d’information permettant un portage commun des données et une valorisation des avancées et acquis du projet.

- Acteurs : Nantes Métropole - Convention Recherche-action avec Nantes Métropole . Dans ce cadre, un diagnostic de qualité de trois rivières urbaines nantaises a é té réalisé (eau et sédiments). - Contact/soutien pour le projet MEVECOQUARTIER : M éthodologie d’évaluation socio-environnementale de l’aménagement d’éco-quart iers. Application à un éco-quartier nantais (cf projets innovants p. 4).

Pas de couplage avec les SAGE

1.5.2. Description des questions scientifiques et finalité s L’ONEVU a pour objectif d’établir, à partir de mesu res sur le long terme, des bilans des flux d’eaux, de polluants et d’énergie pour des bassins versants et quartiers urbains. Les données obtenues permettront de valide r des modèles intégrant les différents compartiments du milieu urbain : atmosph ère, surfaces, sols, et pourront à terme être mis à disposition d’autres équipes de re cherche.

L’ONEVU est le secteur est de l’agglomération nanta ise, entre l’Erdre et la Loire. Cette zone intègre une partie du centre dense de l’agglom ération, des ensembles d’habitation collectifs, des zones d’activité, des zones en cours d’urbanisation dont certaines font l’objet d’aménagement (Doulon-Bottiè re, Grand projet de ville Malakoff). L’instrumentation s’est développée autour de 3 bass ins imbriqués de surface croissante : le bassin du Pin Sec (30 ha), le bass in Gohards réseau (180 ha), et le bassin du ruisseau des Gohards (450 ha), auxquels s ’ajoute le bassin versant de la Chézine (cours d’eau périurbain), d’une superficie de 3000 ha. Le bassin du Pin Sec fait l’objet d’une instrumenta tion dense tant du point de vue de l’hydrologie (pluie, débit, hydrodynamique, qualité de l’eau) que de la micro-météorologie ( Ruban et al. 2010, Le secteur atelier pluridiscipli naire (SAP), un observatoire de l’environnement urbain – présentati on des premiers résultats du suivi hydrologique et microclimatique du bassin du pin se c (Nantes), BLPC N°277, juil-sept. 2010). Une première approche des sources de polluants a été faite ( Lamprea, 2009, Caractérisation et origine des métaux traces, hydro carbures aromatiques polycycliques et pesticides transportés par les ret ombées atmosphériques et les eaux de ruissellement dans les bassins versants séparati fs périurbains. Thèse Ecole Centrale Nantes, 242 p ).

Plusieurs projets de recherche innovants se dévelop pent autour de l’ONEVU, notamment le projet INOGEV (2010-2013) qui vise à aider les concepteurs et gestionnaires des collectivités locales à définir d es stratégies efficaces de gestion des flux de polluants, en analysant les conditions du t ransfert de connaissances entre les résultats de recherches et l'application opérationn elle à travers une meilleure connaissance des flux de micropolluants en zone urb aine.

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Le système considéré pour cette étude est un bassin versant séparatif urbain où l’on distingue l’atmosphère, les surfaces (chaussées, to itures..) et l’exutoire du bassin. L’originalité du projet consiste à:

o mettre en œuvre une démarche pluridisciplinaire com plètement intégrée croisant les objectifs propres aux sciences humaine s et sociales et celles propres aux sciences de l'environnement, et à confr onter les chercheurs et les techniciens autour des actions à mener pour constru ire une ville durable dans le domaine de l'assainissement pluvial,

o quantifier les flux de micropolluants dans les diff érents compartiments (atmosphère, dépôts sur les surfaces urbaines, exut oire des bassins versants) ainsi que préciser leur origine, de manière à mieux les modéliser et à pouvoir définir l’efficacité des systèmes de gestion, propo ser des méthodes permettant aux collectivités de gérer leurs flux polluants et de suivre les performances des actions qu’elles ont entreprises (procédures allégé es de suivi, indicateurs d’évolution, …),

o analyser les mécanismes de transfert de connaissanc es en vue d'optimiser la gestion de l'assainissement urbain.

o pérenniser le réseau d'observatoires de terrain en hydrologie urbaine réuni au sein d’URBIS qui est sans équivalents au niveau mon dial. En effet, le projet INOGEV associe les 3 observatoires du SOERE.

Le bassin versant du Pin Sec a été sélectionné au niveau nantais pour ce projet, aux côtés des bassins lyonnais et parisien.

Projet POLESUR

L’apport de polluants issus des activités anthropiques, par ruissellement ou par rejet direct, influent sur la qualité des milieux récepteurs. Dans ce cadre, un suivi de la qualité des eaux (superficielles et souterraines) impactées (ou potentiellement impactées) est mené au niveau de l'ancienne décharge de la Prairie de Mauves sur Nantes du fait de sa liaison directe avec les zones humides des berges de Loire (zone Natura 2000) et avec la nappe alluviale de la Loire. Le suivi de ce site s’intègre dans le projet de recherche POLESUR (2007-2010), soutenu par la région des pays de Loire. Les résultats sur la qualité des eaux et les investigations menées sur le site ont cependant montré que le programme analytique axé initialement sur les métaux et les hydrocarbures totaux/HAP nécessiterait d’être étendu à un large spectre de micropolluants organiques (COV, substances médicamenteuses) et aux micro-organismes pour estimer les flux de polluants transférés vers la Loire. Il est envisagé d’étudier ces aspects dans le cadre d’un nouveau projet régional porté par l’Observatoire des Sciences de l’Univers Nantes-Atlantique (OSUNA) et dont l’ONEVU constitue le composant environnement urbain.

Projet MEVECOQUARTIER Ce projet en cours de montage vise à (i) développer une méthodologie d’évaluation des impacts environnementaux et de l’acceptabilité sociale et humaine de différentes options opérationnelles, en prenant en considératio n les inter-relations entre ces dimensions, afin (ii) de proposer des outils de car actérisation et qualification de futurs projets, dans un souci d’aide à la conception et à la décision, (iii) en s’appuyant sur le suivi environnemental, climatique, énergétique et s ociologique d’un projet d’éco-quartier nantais pendant une période de 4 ans, et ( iv) dans le cadre d’une démarche comparative avec d’autres (eco)quartiers situés dan s la métropole et d’autres villes de la région.

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De nombreuses équipes de recherche sont impliquées dans l’ONEVU :

- Département Géotechnique, Eau et Risques (IFSTTAR ) - Laboratoire de mécanique des fluides (ECN) - Laboratoire de radio-écologie de Cherbourg Octev ille (IRSN) - Laboratoire de planétologie et géodynamique (uni versité de Nantes) - Air Pays de la Loire - Service géologique régional Pays de la Loire (BRG M)

La pluridisciplinarité des équipes tant dans le dom aine des sciences de l’ingénieur et de la vie que dans le domaine des sciences humaines et sociales s’affirme à travers ces différents projets. Elle conforte d’une part l’ IRSTV (Institut de Recherche en Sciences et Techniques de la Ville) et affirme la m ontée en puissance de la recherche sur le développement urbain durable en région pays de la Loire. D’autre part, elle renforce les liens au niveau national à travers le SOERE URBIS. Les projets traitant des micropolluants sont décrit s ci-dessus.

Familles de micropolluants étudiées - Métaux traces - Hydrocarbures aromatiques polycycliques - Pesticides - Alkylphénols, polybromodiphéniléthers (ces substances seront analysées dans le cadre du projet INOGEV, aucune données n’est pour l’instant disponible) - Substances médicamenteuses (cf projet POLESUR) Milieux étudiés - Atmosphère - Eaux pluviales - Ruisseaux - Sédiments - sols Axes de recherche - Chimie - géochimie - Hydrologie - Micro-météorologie - Sciences humaines et sociales

Une réflexion sur la mise en place d’une base de do nnées est en cours au sein de l’IRSTV ; c’est aussi l’un des points clefs du SOER E URBIS.

Par ailleurs, les résultats de la recherche sont di ffusés à travers : - Des publications scientifiques et techniques - Des communications à des congrès nationaux et int ernationaux - L’organisation de séminaires.

1.5.3. Transposabilité des résultats à l’échelle nationale

Même si le bassin du Pin Sec fait l’objet d’un suiv i particulier, plusieurs bassins versants imbriqués de taille croissante et d’occupa tion des sols variée (de 30 ha à 3 000 ha) sont également étudiés dans le cadre de l’O NEVU. Comme indiqué précédemment, les données acquises alimenteront une base de données qui pourra être utilisée pour la modélisation, notamment dans le cadre du SOERE URBIS.

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1.5.4. Modalité de financement et durée du site L’Institut de Recherche en Sciences et Techniques d e la Ville (IRSTV) a été mis en place à Nantes en 2006. Cette fédération de recherc he CNRS (FR CNRS 2488) rassemble une quinzaine d’équipes interdisciplinair es (laboratoires et établissements) de la région Pays de la Loire, mais aussi de Poitou -Charentes, autour d’un objectif commun : le développement de connaissances interdis ciplinaires alliant les sciences et techniques aux sciences humaines et sociales, le développement de la formation et la valorisation des résultats. L’environnement urba in est au centre des préoccupations de l’IRSTV. L’ONEVU, domaine d’obser vation consacré à l’environnement urbain est l’un des six projets féd ératifs de l’IRSTV; il a été créé en janvier 2006 dans une perspective d’observation sur le long terme et constitue le socle des tâches d’observations en environnement ur bain de l’Observatoire des Sciences de l’Univers Nantes Atlantique (OSUNA). L’ONEVU est un terrain expérimental transversal qui a vocation à être utilisé par l’ensemble de l’IRSTV. Ce lieu d’échange d’expérime ntations permet notamment la mise en place de projets pluridisciplinaires ambiti eux tant au niveau local qu’au niveau national. Le bassin du Pin Sec est instrumenté depuis 2006, s a durée de fonctionnement prévue est d’au moins 10 ans. Ce bassin fait partie d’une série de bassins imbriqués, il est situé à proximité d’une zone en cours d’aménagemen t comprenant notamment un éco-quartier (cf p. 4). L’instrumentation du site a jusqu’à présent été ass urée pour l’essentiel par l’IRSTV, via le le CNRS, le CPER et le projet MEIGEville (qu i s’est terminé en 2010). Un budget de fonctionnement annuel est alloué par l’IFSTTAR. Un complément de financement (équipement et fonctionnement) est apporté par des projets ANR. Enfin, un budget a été demandé dans le cadre du SOERE URBIS pour la pé riode 2011-2014.

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Annexe 9 : LES BASSINS VERSANTS PILOTES EN ADOUR GA RONNE L’ensemble du bassin hydrographique Adour-Garonne C e bassin couvre en totalité deux régions (Aquitaine et Midi-Pyrénées), une gran de partie de la région Poitou- Charentes et déborde sur les régions Auvergne, Lang uedoc- Roussillon et Limousin. Soit 18 départements en totalité, 6 400 communes, 7 millions d’habitants. Ce bassin hydrographique est alimenté par deux châteaux d’eau naturels (Pyrénées et Massif central) dont les eaux versent toutes vers l’océan Atlantique. Il compte 120 000 km de cours d’eau dont un grand fleuve, la Garonne, et de s rivières importantes : l’Adour, la Dordogne, le Lot, l’Aveyron, le Tarn et des ressour ces souterraines (nappe de l’éocène…), une frange littorale de près de 200 km, des lacs, étangs, mares…

1.1. Bassin pilote Adour-Estuaire LOCALISATION Pyrénées Atlantiques / Landes, Aq uitaine, Sud -Ouest

France STATUT DU BV (ORE, GIS, GIP, etc…)

Site Atelier pour la Recherche: Réseau de Recherche Littoral Aquitain (Conseil Régional Aquitain, depui s 2006), GDR Adour (UPPA-IFREMER-CNRS, 2004-2007), GIS ECOBAG (SDAGE Adour-Garonne, 2000-2003), et futur Site d’observations pérennes Station SOMLIT et Observatoires de l’Estuaire de l’Adour (en cours de mise en oeuvre) et intégration dans l’Observatoire Aquit ain des Sciences de l’Univers (OASU CNRS/INSU).

DATE CREATION Premières études int égrées sur les micropolluants en 2000


Multipartenaire (UPPA, CNRS, INRA, IFREMER)

1.1.1. Description des acteurs sur le site Acteurs de recherche ou d’expertise : Université de Pau et des Pays de l’Adour, CNRS, INRA et IFREMER au travers de la fédération d e recherche MIRA mais aussi des UMR IPREM (UPPA/CNRS), ECOBIOP (UPPA/INRA), LRH A Anglet et Station Arcachon (IFREMER) et UMR EPOC (U Bordeaux/CNRS). Acteurs de gestion et de gouvernance : SDAGE Adour Garonne, S3PI, CCI Bayonne Pays Basque, Agglomération Adour Côte Basque, Conse il général 64, Région Aquitaine Déjà initié et mis en place dans le cadre du GIS EC OBAG, pas encore pérennisé par la mise en place d’un observatoire Adour et Côte Basqu e (en cours). Au regard des priorités fortes qui se dégagent de l’ensemble des mesures du SDAGE Adour Garonne qui sont, pour l’Adour, les suivantes : – axe migrateurs prioritaires (axes bleus), – milieux aquatiques remarquables (zones vertes), – programmes de lutte contre la pollution.

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De nombreuses informations sont disponibles au nive au du bassin versant de l’Adour sur le site de l’observatoire de l’Eau du Bassin de l’Adour : http://bassin-adour.univ-pau.fr/observatoire.html . Le site est représentatif de nombreux problèmes d e gestion croisées qui interagissent encore difficilement ent re elles par manque d’expertise intégrée. Il y a donc une demande claire au niveau des collectivités pour une telle expertise sur le long terme. Le site de l’Estuaire Adour témoigne à la fois des problèmes liées aux pollutions provenant de tout le bassin versant amont, des zones urbaines, industrielles et portuaires situées dans l’estuaire aval. D’autre part, les pollutions affectant la zone estuarienne ont un imp act direct sur la zone côtière adjacente fortement développées au niveau du touris me balnéaire et des loisirs aquatiques (surf). D’autres part les pêcheries arti sanales sont aussi très développées et directement concernées au niveau de l’estuaire ( civelles, poissons migrateurs) et de la zone côtière.

1.1.2. Description des questions scientifiques et finalité s Certains outils ont déjà été mis en œuvre mais ne sont pas encore pérennisés (Observatoire Adour – Côte Basque, Station SOMLIT, Intégration dans OASU). Un outil de modélisation du transport des polluants est ainsi en cours de développement pour la zone estuaire aval et côtière (panache).

La plupart des recherches élaborées sur le site ate lier « Estuaire Adour » s’articule depuis 2011 autour de la fédération de Recherche « MIlieux et Ressources Aquatiques » (FR MIRA) qui fait intervenir les équi pes locales (Sud Aquitain) de l’Université de Pau et des Pays de l’Adour, du CNRS , de l’INRA et de l’IFREMER. Plus d’information sur le site internet suivant : http://milieux-aquatiques.univ-pau.fr/live/ De nombreuses autres collaborations multidisciplina ires s’organisent aussi au travers du Réseau de Recherche Littoral Aquitain qui coordo nne la recherche littorale en liaison avec le GIP Littoral Aquitain (Conseil Régi onal Aquitain).

Différents programme et actions de recherche ont été mené sur les micropolluants et concerne principalement 3 domaines :

1-Evaluation des niveaux de pollution et de la qualité des milieux dans les eaux, sédiments et bioaccumulateurs (métaux, organométaux, HAP, PCB). 2-Evaluation de l’impact des pollutions sur les organismes bioindicateurs et les ressources halieutiques (métaux, organométaux, PCB) 3-Développement et validation de modèles opérationnel pour le transport et le devenir des polluants dans les eaux entre l’estuaire aval et son panache côtier (métaux - Hg).

Ci-dessous sont synthétisés de manière non exhaustive quelques projets et actions de recherche menées durant ces dernières années sur le site atelier de l’Adour Aval : 1- Biogéochimie des contaminants métalliques à l’interface eau-sédiment dans les environnements côtiers (estuaire de l’Adour) : rôle et impact des communautés bactériennes et des réseaux trophiques benthiques (1998-2001). Responsable D. Amouroux CNRS Pau. Programme National Environnement Côtier (IFREMER / CNRS), Conseil Régional Aquitain / CG64.

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Actions menées dans le cadre de ce projet de recher che exploratoire sur le site de l’estuaire de l’Adour : -Détermination des contaminants métalliques (Hg, TB T, Cu, Cd, Pb, …) dans la

colonne d’eau, les sédiments et la macrofaune benth ique de l’estuaire de l’Adour et de

la zone côtière adjacente.

-Evaluation de la biodiversité des communautés bact ériennes et des réseaux trophiques de la macrofaune benthique de l’estuair e de l’Adour et de la zone côtière adjacente. -Etude du rôle de la macrofaune benthique et de son fonctionnement écologique (réseaux trophiques) sur le transfert des contaminants métalliques en milieu estuarien et côtier. -Etude des processus microbiens sur le cycle du mercure dans les sédiments estuariens (Adour). 2-Etude de la qualité des eaux de l’estuaire de l’Adour (2000-2003), Responsables G. Bareille CNRS-UPPA Pau, A. Soulier CQEL-DDE64 Bayonne, G. Trut IFREMER Arcachon. Région Aquitaine, Agence de l’Eau Adour-Garonne et DIREN Aquitaine (GIS ECOBAG). Compte tenu des inquiétudes locales quand à l’existence d’épisodes de pollution dans le bas estuaire (mortalité de poissons, pollution visible hydrocarbures, panaches de rejets très colorés, …) et l’obligation de fermeture temporaire ou permanente de plages adjacentes à l’embouchure de l’Adour, il a été décidé, sur l’initiative du groupe Eau du Secrétariat Permanent pour la Prévention des Pollutions Industrielles (groupe de concertation), la mise en place d’une étude de référence portant sur la connaissance globale de la qualité des eaux de l’Adour. Celle-ci a été pilotée par le CNRS (LCABIE) de Pau avec le concours de la CQEL (DDE 64) de Bayonne et l’IFREMER d’arcachon.

La démarche d’étude sur trois ans a porté sur : – l’identification et la quantification de l’origine des contaminants (micropolluants métalliques et organiques, sels nutritifs et bactéries fécales), – l’étude de la qualité des eaux de l’estuaire, – l’impact des sources locales en termes de qualité. De manière plus spécifique de l’étude a été abordée de la façon suivante pendant les trois années: Volet n°1 : effectuer un diagnostic de l’état de co ntamination des sédiments en métaux et en composés organiques (PCB, HAP), et sa variabilité dans le temps. = état de contamination des sédiments qui sont des intégrateurs de micropolluants et donc des traceurs de pollutions diffuses. Volet n°2 : explorer quels sont les sites estuarien s (ruisseaux traversant les agglomérations ou collectant des rejets divers, …) susceptibles d’apporter des quantités significatives de métaux, organométaux, de composés organiques (PCB, HAP, phytosanitaires), de sels nutritifs et de bactéries fécales à l’estuaire, et d’évaluer les flux moyens au niveau de ces sites par rapports aux apports amonts = recherche des origines des pollutions chroniques et évaluation des contributions amont/aval. Volet n°3 : évaluer la variabilité globale des eaux mélangées (>10 psu de salinité) de l’estuaire par enregistrement dans les huîtres, = variabilité saisonnière de la qualité moyenne des eaux en bactériologie et micropolluants

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Volet n°4 : connaître la répartition des bactéries fécales, des sels nutritifs, des métaux, et des paramètres basiques (Température, Salinité, Turbidité, Oxygène dissous, pH, …) dans les eaux de l’estuaire à différentes périodes hydrologiques = évaluation du rôle des rejets aval sur les eaux de l’estuaire et du rôle du mélange eaux douces/eaux salées sur le devenir des micropolluants dans l’estuaire (tenter de déterminer si certains rejets affectent la qualité globale ou locale de l’estuaire et dans quel contexte hydrologique, …). En plus de ces objectifs spécifiques dont le but principal était d’établir un état de référence de la qualité de l’estuaire, préliminaires à la mise en place d’un suivi pérenne de la qualité des eaux de l’estuaire de l’Adour, il était également prévu dans la mesure du possible : - D’évaluer la mesure de l’efficacité des politiques publiques et des investissements industriels en matière de réduction des pollutions, - D’essayer de mettre en évidence d’éventuelles pollutions accidentelles, - De communiquer l’information de façon compréhensible pour tout public. Un rapport présente la synthèse de l’ensemble des r ésultats recueillis au cours de les trois années de suivi (2000-2003) sur les micropoll uants dans les sédiments les eaux de l’estuaire, les rivières du bassin versant et le s rejets locaux des agglomérations de Bayonne-Anglet-Biarritz, de Boucau, Tarnos et Mougu erre, et aussi dans quelques organismes vivants (voir liste référence). 3-Les contaminants chimiques (Eléments Traces Métalliques et PCB) dans différents compartiments de l’écosystème estuaire de l’adour : origines, comportements et bioaccumulation dans les tissus mous et l’otolithe d’anguilla anguilla (2004-2007). Contribution au GDR « Adour » IFREMER-UPPA-CNRS), Responsables P. Prouzet, O. Donard et P. Caumette. IFREMER, Région Aquitaine En ce qui concerne les éléments traces métalliques (ETM), les études engagées dans l’estuaire de l’Adour depuis 2000 ont conduit au dé veloppement de deux axes de recherche et de plusieurs thématiques. Dans chacun des deux axes identifiés, caractérisation de la pression métallique et interaction organismes vivants/ETM, les recherches se sont dirigées vers deux voies : le di agnostic environnemental et la caractérisation des processus biogéochimiques impli qués dans le milieu étudié. Parmi ces thématiques, certaines étaient particuliè rement appliquées puisqu’elles se sont attachées à déterminer les niveaux de pression sur le milieu, leurs origines et leurs contributions. D’autres avaient un particularisme plus fondamental, dans le sens où l’objectif était de comprendre un certain nombre de processus se traduisant par un changement de phases, de spéciation et/ou de compor tement des ETM dans le milieu estuarien et côtier, changements capables d’affecte r les organismes vivants. L’estuaire de l’Adour et les zones humides associée s dans sa partie amont (Barthes de l’Adour) sont des environnements privilégiés pou r le cycle de développement de l’espéce amphihaline Anguilla anguilla (anguille européenne). Le choix de l’anguille européenne ( Anguilla anguilla ) comme modèle biologique dans cette étude est multiple. Premièrement, l’anguille est une espèce u biquiste qui représente un enjeu économique important à l’échelle locale comme europ éenne, d’autant plus qu’elle subit une réduction drastique au niveau de ses stoc ks depuis quelques années. Deuxièmement, c’est une espèce qui se situe en bout de chaîne trophique et qui vit assez longtemps dans une zone donnée avant de parti r se reproduire dans la mer des Sargasses ; elle est donc en mesure d’enregistrer l a contamination de son (ou ses) site(s) de vie. Et dernièrement, il s’agit d’une es pèce biologique relativement résistante aux stress physico-chimiques (O 2, salinité, polluants).

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4-Développement d’outils de modélisation hydrodynamique et sédimentaire pour prédire le rôle du transport estuarien et du panache de l’Adour sur le devenir des polluants en zone côtière (2006-2011 ?), Responsables S. Abadie / Ph Maron ?? UPPA Anglet. Région Aquitaine, Conseil des Elus du Pays Basques, Europe / INTERREG Le groupe IVS du laboratoire SIAME réalise des études sur l'hydrodynamique et la dynamique sédimentaire de l'embouchure de l'Adour et des plages adjacentes depuis un peu plus d'une dizaine d'années. Une partie de nos travaux portent sur la caractérisation du panache de l'Adour et de sa zone d'influence à partir de moyens de télédétection couvrant différentes échelles spatio-temporelles (images satellite MODIS et deux stations vidéo terrestres VVF et Tour des Signaux). On développe également un modèle numérique du panache à partir d'un code 3D (MOHID) qui permet de simuler les processus physiques et biogéochimiques qui contrôlent la dynamique d'un panache fluvial. Ces activités sont supportées par des financements régionaux, européens (projet INTERREG transfrontalier LOREA et projet européen EASYCO) et font l'objet de collaborations avec l'AZTI et EPOC. En parallèle, nous remplissons une mission d'observation de la houle en collaboration avec le CETMEF à partir des données collectées par la bouée de houle directionnelle située au large d'Anglet (réseau CANDHIS). Nous travaillons actuellement avec l'AZTI sur la possibilité d'étendre cet effort d'observation en le complétant avec un radar HF qui permettrait de fournir des données de vitesse des courants de surface sur une large emprise spatiale le long de la côte sud Aquitaine. Tous ces travaux seront prochainement inscrits dans le cadre de la Station Marine Côte Basque (OASU) que nous souhaitons développer sous l'égide de MIRA. 5-Mécanismes de bioaccumulation et de toxicité, et impact des micropolluants sur le comportement et le potentiel migratoire des civelle s de l’Adour (2005-2013) , Responsables V. Bolliet et M. Monperrus UPPA Anglet . CNRS/INSU, UPPA, Europe / INTERREG La population d'anguille européenne enregistre une baisse importante des arrivées de civelles depuis plus de 30 ans. Dans le cadre du pl an de gestion de l'Union Européenne pour la reconstitution du stock, le choi x de la France a été de dédier une partie des civelles pêchées au repeuplement. Pour l e succès de ces opérations, il importe de pouvoir caractériser les civelles ayant le meilleur potentiel de colonisation. De récents travaux ont mis en évidence un rôle maje ur de la condition énergétique des civelles dans leur comportement de migration. O r, l’espèce peut, à différents stades de son cycle de vie, être exposée à des cont aminants qui augmentent la dépense énergétique et pourraient affecter les capa cités de déplacements des individus. La finalité de nos projets est : (i) de mettre en évidence, dans l’estuaire de l’Ad our, les relations entre le potentiel migratoire des civelles, les taux de contamination, les mécanismes de détoxication, et le statut énergétique des individus. Les travaux ef fectués devront contribuer à caractériser les meilleurs candidats pour les opéra tions de repeuplement, et à améliorer les connaissances sur les stratégies de m igration/sédentarisation ainsi que les modèles d’estimation de recrutement. (ii) d’étudier en milieu expérimental la cinétique de bioaccumulation du MeHg chez les civelles et l’impact de cette contamination sur leurs mécanismes de détoxication, leur statut énergétique et leur capacité migratoire. Cette approche expérimentale permettra de caractériser les principaux effets du méthylmercure et de valider les réponses biologiques observées in situ.

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6- Autres points sur le Bassin versant non développés ci-dessous: Des études ont été menées également en tête de bassin sur le Gave de P au (entre Soulom et Lacq) entre 2007 et 2008. Elles concernaient la dynamique des c ontaminants métalliques et des herbicides dans les eaux, et visaient à démontrer l a pertinence d’utiliser les biofilms épilithiques comme bioindicateurs. Ainsi, dans le c as des herbicides l'impact sur les communautés bactériennes de biofilms épilithiques a été simultanément suivi sur le continuum qui reflétait un gradient amont-aval de c ontamination. Ces études menées par l'UMR IPREM (UPPA/CNRS) ont été financées par l e CG64, le CG65, la CTP (Communauté de Travail des Pyrénées) et le programm e CNRS EC2CO Microbien. Elles ont bénéficiées des données hydrologiques du bassin Adour-Garonne. Ci-dessous sont synthétisés de manière non exhaustive quelques projets de mis en œuvre d’observation et suivis pérenne durant les prochaines années sur le site atelier « Estuaire de l’Adour » (Adour aval et zone côtière) : 1-Mise en place d’un Observatoire de l’Estuaire de l’Adour dans la zone portuaire de Bayonne et de son débouché en mer (à partir du seco nd semestre 2011), Responsable D. Rihouey UPPA / MIRA – CASAGEC (Financement de la région Aquitaine, du CG64, de l’aglomération Côte Basque Adour et de la CCI)). Le PROGRAMME de recherche porte sur l’amélioration des connaissances de l’estuaire de l’Adour via la mise en place d’un « O bservatoire de l’Estuaire de l’Adour dans la zone portuaire de Bayonne et de son débouch é en mer » Le PROGRAMME s’articule autour de 4 axes majeurs :

‐ Axe 1 : Mise en place d’un observatoire pérenne de s conditions hydrodynamiques à l’Embouchure de l’Adour

‐ Axe 2 : Amélioration des connaissances du comporte ment hydrosédimentaire en zone d’embouchure / Site Pilote National

‐ Axe 3 : Débit de l’Adour / transport Solide / flux de contaminant (dont métaux, organométaux, HAP et PCB)

‐ Axe 4 : Etude et observation des rejets et immersi on des dragages Le PROGRAMME s’inscrit dans le cadre de plusieurs d émarches complémentaires :

‐ Répondre aux besoins du port de Bayonne en matière de connaissance de l’estuaire et son débouché en mer.

‐ Répondre aux orientations du Schéma Directeur d'Am énagement et de Gestion des Eaux (SDAGE) du bassin Adour ‐Garonne pour les années 2010 à 2015 et au Projet de Programme de Mesures (PDM) qui lui est as socié

‐ Répondre aux objectifs définis dans le Contrat d’A gglomération Cote Basque Adour en terme d’érosion côtière et de qualité des eaux de baignades

2-Mise en place d’une « Caractérisation physico-chi mique et microbiologique de la qualité des eaux littorales de la côte Basque », de l’estuaire de l’Adour à la baie d’Hendaye (début prévu en 2012), Responsable C. Ben oit et O. Donard UPPA – CNRS / ORQUE (demande de financement en cours aux collecti vités locales).

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L’objectif principal du projet est d’établir un état de référence de la qualité des eaux marines du littoral basque, de l’estuaire de l’Adour à la Baie d’Hendaye. Des substances polluantes telles que les éléments traces (As, Cd, Cr, Cu, Hg, Pb, Sn, Zn), les organoétains (TBT), les HAP, les PCB, les composés organiques biocides et les bactéries seront recherchés dans les eaux (phase dissoute et phase particulaire), les sédiments (surface et carottages) et les matrices biologiques. La majeure partie de ces substances font l’objet de seuils de référence à respecter dans de nombreux textes réglementaires dont la thématique porte sur la caractérisation de la qualité du milieu (Directive cadre sur l’eau, Directive cadre « stratégie pour le milieu marin », etc.). Dans un premier temps, il s’agira d’établir un état des lieux ou un point « zéro » sur la qualité des eaux littorales en prenant pour base de travail les recommandations de la Directive Cadre sur l’Eau en terme de suivi de la qualité des eaux littorales (eaux côtières et de transition) mais également de la Directive Cadre Stratégie pour le Milieu Marin pour ce qui est des masses d’eau marine. Les résultats obtenus seront comparés avec les seuils de concentration de référence existants, notamment ceux définis par la DCE pour atteindre le bon état écologique d’ici 2015. La comparaison avec le référentiel de la DCE permettra de mettre en évidence les contaminants qui pourraient poser problème et de définir ainsi les actions à mettre en place localement afin d’apporter les améliorations requises pour atteindre le bon état écologique. L’ensemble des données fournira une information complète sur la qualité de l’environnement littoral avec une attention toute particulière pour les zones de baignades, les espace sensibles (zones de fraie) mais également les zones portuaires. La base de données acquise constituera un référentiel qui se révèlera être un outil essentiel d’aide à la décision car il permettra de prendre des mesures correctives ou préventives afin de satisfaire notamment aux exigences de qualités du milieu requises par la directive cadre sur l’eau. Un archivage systématique de certains échantillons sera réalisé dans le cadre de l’Observatoire de Recherche sur la Qualité de l’Environnement. Ainsi, des échantillons de particules, de sédiments et d’organismes marin prélevés dans des sites stratégiques seront archivés dans le cadre du programme d’archivage sur le long terme (Projet ORQUE et AMPHORE) afin d’avoir une mémoire de la qualité des milieux étudiés, d’enregistrer l’impact des politiques publiques sur la qualité des milieux et de revenir ultérieurement sur la possibilité d’analyse rétrospective pour suivre l’évolution des contaminants émergents. Comme précédemment indiqué, la mise en œuvre de station ou réseaux d’observations des pollutions pérennes à pour objectif d’intégré les données obtenues via une base de données accessible par tous les partenaires impliqués. Tous les partenaires des EPST et EPIC valorisent leurs données sous formes de rapport techniques de projets, de communication scientifiques et publiques sous formes écrites ou orales (une liste non exhaustive est jointe à ce questionnaire).

1.1.3. Transposabilité des résultats à l’échelle nationale Le site comporte un croisement de problématique de gestion des eaux estuariennes et côtières qui peuvent dans leur intégralité ou parti ellement être transposables à d’autres sites présentant les mêmes caractéristique s de pression anthropique et de gestion des milieux aquatiques. Pour les micropolluants déjà étudiés, les niveaux d e contamination sont représentatifs de ce que l’on peut observer en géné ral dans d’autres sites estuariens en France et en Europe. D’autres part, les organism es biologiques suivis telles que les anguilles et les civelles sont déjà considérés comm e des espèces « sentinelles » ou indicatrices des pressions anthropiques au niveau E uropéen. Les outils de modélisation développés en particulier au niveau du panache estuarien ont aussi été développés au niveau Européen en vu de leur applica tion sur un grand nombre de sites estuariens en particulier.

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Dans le cas des micropolluants émergents et les rés idus médicamenteux, les rejets de stations d’épuration, qui posent déjà des problèmes au niveau des bactéries fécales, pourraient être très significatifs et présenter un e pression anthropique à suivre en priorité (Une thèse de doctorat démarre en 2011 sur ce sujet pour une première approche méthodologique et exploratoire au niveau d e l’Adour). Tout ceci reste à explorer et nécessite un suivi et une acquisition d e données dans les prochaines années. Des résultats récents montrent en particuli er que le devenir de ces contaminants émergents en milieu côtiers (eau salée ) peut être très différent des eaux continentales.


Les principales actions ont été assez discontinues sur les micropolluants depuis 1998 par manque de financement pérenne (recherche de sou rce de financement différente). Cependant, la liste ci-dessous montre que quelques actions emblématiques ont permis de travailler de manière quasi continus sur la problématique des micropolluants dans l’estuaire de l’Adour : • 1998-2001 : premières études exploratoires menées sur l’Adour, Programme national environnement côtier IFREMER /CNRS, Resp. D. Amouroux, CNRS Pau. • 2000-2003 : première évaluation de la qualité des eaux de l’estuaire (GIS ECOBAG) Région Aquitaine, Agence de l’Eau Adour-Gar onne et DIREN Aquitaine, Reps. G. Bareille, CNRS Pau. • 2004-2007 : création du Groupement de Recherche ( GDR) « Adour », convention de recherche IFREMER – UPPA - CNRS, Resp . P. Prouzet (IFREMER Anlget), O. Donard (CNRS Pau) et P. Caumette (UPPA Pau). • 2007-2009 : projet de recherche « Panache Adour : contamination et modélisation», programme de recherche sur les flux de contaminants et évolution du trait de côte en Aquitaine (Conseil Régional Aquita in, Conseil des Elus du Pays Basque), Resp. Ph Maron UPPA Anglet. • 2009-2010 : projet de recherche « effets des cont aminants (Hg) sur le compartment des civelles de l’Adour ». Programme CN RS-INSU EC2CO, Resp V. Bolliet UPPA – INRA Anglet (Financement Région et T hèse Ministère à partir de 2011 ??). • 2011- 2012 : Mise en place d’un Observatoire de l ’Adour (gestion portuaire et urbaine) et d’un suivi de la qualité de l’environne ment sur la zone côtière (qualité des milieux et archivage / écothèque) 1.2. Bassin pilote Isle LOCALISATION Montpon -Ménestérol (Dordogne). Rivière = l’Isle.


DATE CREATION Février 2011.


Responsable du projet : Florence GERET

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1.2.1. Description des acteurs sur le site Ce projet a pour objectif d’étudier l’effet des rej ets de médicaments sur différents organismes peuplant les cours d’eau et sur les comm unautés de macroinvertébrés benthiques de la rivière « Isle ». Pour cela, plusi eurs partenaires ont pris part au projet : Hélène Budzinski (Université de Bordeaux) pour le volet chimique, Jérôme Cachot (Université de Bordeaux) pour le volet écotoxicolog ie sur poissons, Olivier Geffard (IRSTEA Lyon) pour le volet écotoxicologie sur crus tacés, Florence Geret (Université de Toulouse) pour le volet écotoxicologie sur mollu sques et tests normalisés, Pierre Marty (Université de Toulouse) pour le volet écotox icologie (impact sur les communautés de macroinvertébrés benthiques de l’Isl e) et Frédérique Blot pour le volet social du projet (relations avec les acteurs de l’hôpital avec les gestionnaires de l’Agence de l’eau et avec la population. L’objectif sera de voir « quoi faire avec les données ». Ce projet fait intervenir l’Hôpital de Montpon-Méne stérol (qui possède sa propre station d’épuration et qui rejette ses effluents da ns l’Isle), le SATESE de Dordogne, l’Agence de l’Eau Adour-Garonne qui finance une par tie de ce projet, l’ANSES qui finance une partie de ce projet. Pas de couplage avec les SAGE. Pour l’instant, aucu ne discussion dans ce sens. Le projet n’en est qu’au tout début.

1.2.2. Description des finalités scientifiques L’intérêt du site réside dans le fait que l’Hôpital spécialisé de Montpon-Ménestérol est un hôpital spécialisé dans les troubles psychiatriq ues. Nous limitons ainsi les molécules d’intérêt à étudier, à rechercher. Le plu s gros intérêt est que cet hôpital possède sa propre station de traitement des eaux us ées. Cette station ne fonctionne qu’avec un traitement physique (Filtration, décanta tion) ce qui peut laisser penser que de nombreuses molécules seront peu dégradées. L’obj ectif premier est donc de caractériser chimiquement les effluents et de voir l’impact qu’ils peuvent avoir sur l’écosystème aquatique. Dans un second temps, il y aura la possibilité de tester des méthodes permettant une amélioration du traitement. Les partenaires du projet (financement ANSES de 3 a ns) représentent des chercheurs chimistes (Université de Bordeaux), écotoxicologues (Université de Bordeaux, IRSTEA Lyon, Université de Toulouse), écologues (Universit é de Toulouse) et géographes sociologues (Université de Toulouse). Les micropolluants étudiés sont des médicaments de la famille des psychotropes. Nous travaillons sur les effluents (en amont et en aval de la STEP pour connaitre le pouvoir épurateur de la STEP (abattement). D’un poi nt de vue écotoxicologique, les tests seront réalisés sur les effluents en aval de la STEP, sur les eaux de la rivière au niveau du rejet, et sur des milieux reconstitués av ec des psychotropes choisis parmi les médicaments les plus utilisés par l’hôpital et les plus retrouvés dans les effluents. Dans le but de relier l’étude sur les communautés d e macroinvertébrés benthiques de l’Isle et les rejets de médicaments, des analyses c himiques des médicaments porteront également sur les sédiments de l’Isle.

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Comme déjà dit, ce projet fait intervenir des chimi stes pour identifier les molécules pharmaceutiques dans les effluents de la station de l’hôpital et en divers points du cours d’eau. Il fait intervenir des écologues pour analyser la composition et la structure de l’écosystème aquatique au niveau du re jet en comparaison à plusieurs autres points du cours d’eau. Il fait également int ervenir des écotoxicologues afin de mettre au point et utiliser des biotests, des bioma rqueurs et identifier des protéines induites ou inhibées en présence de médicaments par l’utilisation d’une approche protéomique. Dans le but de répondre à des exigence s réglementaires, les écotoxicologues utiliseront également des tests no rmalisés avec des organismes appartenant à différents niveaux trophiques pour év aluer rapidement l’impact de médicaments sur ces organismes. Enfin, ce projet fa it intervenir des géographes-sociologues qui s’attacheront, au travers d’enquête s de terrain auprès des gestionnaires et des habitants, à percevoir les rel ations que la société entretient avec les écosystèmes aquatiques. Dans un premier temps, les résultats obtenus seront fournis aux différents partenaires (Hôpital, SATESE, Agence de l’eau et ANSES). Les ré sultats seront publiés dans des revues internationales et présentés lors de congrès .

1.2.3. Transposabilité des résultats à l’échelle nationale L’hôpital choisi est un centre de soin spécialisé d ans les troubles psychiatriques. La station est donc particulière vis-à-vis des molécul es rejetées. Il sera difficile d’extrapoler ces résultats à d’autres types d’établ issements de soins. Cependant, ce site permettra de progresser dans la connaissance d u transfert, de la transformation et du devenir de résidus de médicaments en permetta nt de construire et valider des modèles de flux en adoptant une approche DPSIR (Usages/Pressions/Etat/Impacts/Réponses). Ce site est un site atelier limité géographiquement à des fins de recherche sur le comportement et les effets des médicaments en milie u naturel. L’intérêt de ce site est que l’hôpital fournit toutes les informations utile s en terme de consommation des médicaments au sein de l’hôpital, il permet un accè s à toutes les informations concernant le réseau d’eaux usées (plans, installat ions…) L’inconvénient de ce site réside dans sa spécificit é (comme dit plus haut) mais également dans sa station de traitement des eaux us ées. Cette station n’utilise pas de traitement biologique or aujourd’hui, la plupart de s stations utilisent des traitements avec boues activées. Il sera donc impossible de gén éraliser les résultats obtenus. D’autres études sont prévues avec d’autres STEP (de la région Midi-Pyrénées).


Ce site n’est utilisé pour cette étude que depuis f evrier 2011. Il est évident que cette étude sera réalisée et ne se poursuivra que dans le cadre de projets financés. Financeurs de l’étude : ANSES (financement du proje t pour 3 ans : personnels, fonctionnement, équipement : 99000 euros), Agence d e l’eau Adour-Garonne (14000 euros).

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1.3. Bassin pilote Auradé, Bassin versant du Montou ssé LOCALISATION Auradé, Gers, à 30 km de Toulouse

DATE CREATION : NOM DU RESPONSABLE :


SOERE-RBV depuis 2010

DATE CREATION 1983(créé par AZF -Toulouse puis repris par GPN -Total jusqu’en 2004, puis EcoLab à partir de 2004)


Jean-Luc PROBST, DR1 CNRS, Directeur EcoLab

1.3.1. Description du site

Le bassin versant agricole du Montoussé (320 ha), a ffluent de la Boulouze (affluent de la Save) à Auradé (village du Gers), est situé à 40 km à l’Ouest de Toulouse, dans les Coteaux de Gascogne. Les cultures (blé/tournesol en rotation) occupent 90% de sa surface. Les sols argileux (appelés Terreforts) app artiennent à la séquence des sols bruns calcaires-bruns calciques-bruns lessivés et s e sont développés sur un substratum molassique argileux et carbonatés d’age Miocène. Le climat est tempéré océanique (T=12-13°C et P=700-800 mm.a-1) avec une évapotranspiration élevée (500 à 600 mm.a-1). Le substratum imperméable favorise les écoulements de surface et les réserves souterraines en eau sont très limitées à q uelques nappes perchées (lentilles sableuses) dans la molasse et à des nappes alluvial es et colluviales.

1.3.2. Description des acteurs sur le site Ce site a été instrumenté dès 1982 par le Centre d e Recherche AZF de Toulouse (Société Grande Paroisse) pour suivre l’évolution d es transferts d’Azote. En 1995, le GRAMIP a démarré des suivis de concentrations en pe sticides dans les eaux. En 2004, EcoLab a mis en place des suivis biogéochimiques et écologiques en partenariat avec la Société Grande Paroisse Azote (GPN-TOTAL, conven tion signée en 2006) et l’Association des Agriculteurs d’Auradé (AAA), inte rface entre agriculteurs, collectivités territoriales et laboratoires de rech erches. Actuellement, les suivis climatologiques, hydrolog iques, géochimiques, pédologiques et écologiques sont assurés par ECOLAB et les recherches se font en partenariat avec d’autres laboratoires toulousains (CESBIO, GEODE, CERTOP, EDB) et bordelais (ADBX et REBX d’IRSTEA de Cestas), ave c l’AAA et la société GPN Agriculture.

1- Recherche : EcoLab (UMR 5245 CNRS-UPS-INPT Toulouse), UR ADBX (IRSTEA

Bordeaux), CESBIO (UMR 5126 CNRS-UPS-CNES-IRD Toulouse), GEODE (UMR 5602, CNRS-Université Toulouse le Mirail), CERTOP (UMR 5044 CNRS- Univ. Toulouse le Mirail-UPS)

2- R&D : GPN-TOTAL, ARVALIS, FREDEC Midi-Pyrénées, GRAMIP jusqu’en 2008 3- Gestion : Association des Agriculteurs d’Auradé: http://www.agriculteurs-aurade.fr/ avec Comité de Pilotage et Comité Technique dans lesquels EcoLab est représenté. Agence de l’eau Adour-Garonne : Plan d'Action Territorial (PAT) Boulouze Save Lisloise Amont

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Tous les acteurs de la gestion impliqués sur ce bassin versant sont représentés au Comité technique et au Comité de Pilotage du BV.

Association des Agriculteurs d’Auradé: http://www.agriculteurs-aurade.fr/ Agence de l’eau Adour-Garonne : Plan d'Action Territorial (PAT) Boulouze Save Lisloise Amont Chambre d’Agriculture du Gers DIREN Toulouse ChanbreRégionale d’Agriculture Midi-Pyrénées DRAF-SRVP Midi-Pyrénées : GRAMIP jusqu’en 2008 FREDEC Midi-Pyrénées ARVALIS - Institut Technique du végétal CETIOM CASCAP et Toulousaine des Céréales : coopératives agricoles

- Plan d'Action Territorial (PAT) Boulouze Save Lisloise Amont : Plan d’actions 2008 -2012 pour améliorer la qualité de l’eau du territoi re Boulouze Save Lisloise Amont et pour répondre à l’objectif de la Directive Cadre s ur l’Eau qui est d’atteindre d’ici à 2015 le bon état des ressources en eaux.

- MAET DCE : Des Mesures Agro Environnementales Territorialisées sont proposées aux agriculteurs en 2008 et en 2009.

- TTSI (Techniques Très Simplifiées d'Implantation) - SOWAP : SOWAP est un groupe d'étude européen mult ipartenarial soutenu en

France par Arvalis . Le thème d'étude est le travail du sol et la rédu ction de l'érosion et des transferts de produits phytosanitaires et des n itrates.

- PLAN VÉGÉTAL ENVIRONNEMENT (PVE) - Code Gal : FR-MP11 Nom Gal : PORTE de Gascogne

Thème fédérateur : (5) : Accueil de nouveaux acteur s locaux et d'entreprises Intitulé de l'opération : Sensibilisation à l’agriculture, à l’environnement et à la préservation de la qualité de l’eau : L’exemple du Bassin versan t agricole d’Auradé

- Couplage avec le PAT « Boulouze Save Lisloise Amont »

- Contrat de rivière SAVE : achevé en 2004, à part ir de 2005, la Fédération des

Syndicats de la Save a recentré ses missions. Elle s’est désormais consacrée à la coordination des travaux, à l’appui technique auprè s des syndicats et à la mise en œuvre d’opérations de sensibilisation et de communi cation, notamment auprès des scolaires.

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1.3.3. Description des finalités scientifiques Les principaux objectifs sont de déterminer les imp acts des activités agricoles (occupation des sols, pratiques agricoles, apports de fertilisants et de produits phytosanitaires) et des changements climatiques sur l’érosion mécanique et chimique des sols, les flux d’eau et de carbone, les transfe rts de polluants (nitrates, pesticides et métaux lourds), la qualité des milieux et les or ganismes vivants (biodiversité, charges critiques, écotoxicologie, bioaccumulation et biomarquage). Il s’agit donc d’établir les bilans des flux de matières (polluant s, nutriments) en réponse aux fluctuations climatiques et aux pressions anthropiq ues, de comprendre les mécanismes qui réglent leurs transferts, de modélis er ces bilans et ces mécanismes de transfert, de déterminer l’impact des polluants sur le vivant en allant de l’organisme à la communauté (diatomées, macro-inver tébrés, poissons). D’un point de vue R&D et gestion, il s’agit de diagnostiquer la q ualité des eaux, des sols, des sédiments et des écosystèmes aquatiques dans ces mi lieux fortement anthropisés, de déterminer l’impact des dispositifs (bandes enherbé es, ripisylves…) et des mesures agri-environnementales (fertilisation raisonnée) su r la qualité des eaux et des milieux aquatiques, d’établir des scénarios de qualité des eaux et des milieux aquatiques en réponse à des changements climatiques, à des change ments d’occupation des terres et de pratiques agricoles et à la mise en place de dispositifs agri-environnementaux, et enfin de déterminer des indicateurs biologiques pertinents de l’état de santé des écosystèmes aquatiques et de la réponse des écosyst èmes aux pressions. Depuis 1983, on dispose des paramètres hydro-climat iques (T, P, Q), des teneurs en nitrates dans les eaux du Montoussé à différentes s tations, des apports de fertilisants, des pratiques culturales, de l’occupation des sols, des exportations par les cultures. Depuis 1995, on dispose en plus des teneurs en pest icides à l’exutoire et des traitements phytosanitaires effectués sur les diffé rentes parcelles. Depuis 2004, on mesure l’ensemble des autres paramètres physico-chi miques (majeurs, traces, métaux, pesticides, MES, carbone, nutriments) et pl us récemment, les compositions isotopiques de l’eau, C et N dans les eaux du Monto ussé à l’exutoire, les pluies et les solutions de sols. Sur ce site, quatre pistes sont développées en ce q ui concerne l’innovation : - le développement de mico-capteurs environnementau x pour la mesure in situ (sols, eaux, sédiments, végétaux) de paramètres phy sico-chimiques et de micro-poulluants oraniques et inorganiques - le traçage isotopique pour caractériser les sourc es, notamment sur les polluants émergents. - Le développment de bio-capteurs et nouvelles memb ranes (capteurs passifs) pour d’une part intégrer les flux de polluants en p ériode de crues et d’autre déterminer l’impact des polluants sur les organismes et sur le s ecosystèmes aquatiques. - La mesure in situ des retombées atmosphériques de polluants avec des micro-capteurs environnementaux Concernant les aspects de « fédération » des différ entes actions et « promotion » de la multidiplinarité, pourriez vous lister les organ ismes scientifiques impliqués (Universités, Institut, Ecoles, etc…). Actuellemen t, les suivis climatologiques, hydrologiques, géochimiques, pédologiques et écolog iques sont assurés par ECOLAB et les recherches se font en partenariat ave c d’autres laboratoires toulousains (CESBIO, GEODE, CERTOP, EDB) et bordela is (ADBX et REBX du IRSTEA de Cestas), avec l’AAA, la société GPN Agriculture, ARVALIS et la FREDEC.

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Les organismes impliqués sont les suivants :

• CNRS • IRSTEA • INRA • CNES • Université de Bordeaux • Université de Toulouse (INPT, UPS, Toulouse le Mira il) • ARVALIS • FREDEC • GPN-Agriculture (Groupe TOTAL) • Association des Agriculteurs d’Auradé

Projets Scientifiques en cours : SOERE-RBV, Equipex CRITEX, Projet inter-régional Aquitaine Midi-Pyrénées, projet européen inter-Reg SUDOE…

Familles de micropolluants étudiés : nitrates, métaux lourds et pesticides

Milieux/matrices : eau (phases dissoutes et particulaires), sédiments de fond, sols, engrais, organismes biologiques

Axes de recherche abordés : biogéochimie, hydrochimie, hydrobiologie, agronomie, écologie (biodiversité/fonction, réseaux trophiques), pédologie, écotoxicologie, hydrologie de surface et hydroclimatologie, géomorphologie/érosion/transports fluviaux, cycles biogéochimiques, traçages isotopiques, modélisation agro-hydrologique (SWAT, MOHID, TNT2…) pour simuler les transferts de nitrates, de MES, de pesticides, de carbone et de métaux lourds, risques environnementaux, sociologie…

Base de données et site web (en construction) : Depuis 1983, on dispose des paramètres hydro-climatiques (T, P, Q), des teneurs en nitrate s dans les eaux du Montoussé à différentes stations, des apports de fertilisants, des pratiques culturales, de l’occupation des sols, des exportations par les cul tures. Depuis 1995, on dispose en plus des teneurs en pesticides à l’exutoire et des traitements phytosanitaires effectués sur les différentes parcelles. Depuis 200 4, on mesure l’ensemble des autres paramètres physico-chimiques (majeurs, traces, méta ux, pesticides, MES, carbone, nutriments) et plus récemment, les compositions iso topiques de l’eau, C et N dans les eaux du Montoussé à l’exutoire, les pluies et les s olutions de sols.

Réseaux scientifiques : SOERE-RBV, Réseau ONEMA-BV Agricole, Réseau Fran co-Américain (avec USDA) de BV agicoles

Formation et education : visite sur site des étudiants de Master 2 (reche rche et professionnel) EBEN (Ecologie et Biosciences de l’E Nviironnement-UPS/INPT), élèves ingénieurs 2 ème et 3ème année de l’ENSAT, Licence et Master 1 d’Ecologie

Formation par la recherche : plusieurs stagiaires de M2 recherche et plusieur s doctorants effectuent leurs recherches sur ce site

1.3.4. Transposabilité des résultats à l’échelle nationale La transférabilité des résultats est possible notam ment dans le cadre des réseaux qui se mettent en place (SOERE-RBV, réseau BV Agricole ONEMA, réseau Franco-Américain BV Agricole). Les données peuvent elles ê tre exploitables pour une modélisation et les premières publications sur le s ujet sont en cours.

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Ce site est représentatif de la Gascogne, territoir e rive gauche de la Garonne drainé par les rivières gasconnes (Gers, Baïse, Save, Arra ts, gimone, Louge…) qui forment un éventail au pied des Pyrénées et drainent une mo lasse d’age fin Tertiaire-début Quaternaire. Région essentiellment agricole dont le principal département est le Gers. La gradation des pressions se retrouve dans le syst ème emboité de BV que nous étudions, le BV du Montoussé étant un affluent de l a Boulouze, elle-meme affluent de la Save. Nous suivons également le site du BV de la Save (surafec environ 1100 km2) à la Station de Larra, juste avant la confluence av ec la Garonne. Dans ce bassin versant de la Savequi intégre le BV d’Auradé, nous avonsune gradation de presion de l’amont (forêt-prairie) vers l’aval (cultures de ma ïs, blé, tournesol). L’occupation des sols est disponible (images satellites) et une cart es des riques de pollution des eaux par les nitrates et par les pesticides à déjà était drésée par l’IRSTEA (thèse MACARY en cours).


Ce site a été instrumenté dès 1982 par le Centre de Recherche AZF de Toulouse (Société Grande Paroisse) pour suivre l’évolution d es transferts d’Azote. En 1995, le GRAMIP a démarré des suivis de concentrations en pe sticides dans les eaux. En 2004, EcoLab a mis en place des suivis biogéochimiques et écologiques en partenariat avec la Société Grande Paroisse Azote (GPN-TOTAL, conven tion signée en 2006) et l’Association des Agriculteurs d’Auradé (AAA), inte rface entre agriculteurs, collectivités territoriales et laboratoires de rech erches. La durée de ce site est bien sur en lien avec les p rojets de recherche qui l’irriguent. La pérennisation (non financière) vient maintenant de la mise en réseau du site qui lui donne un label officiel et une reconnaissance mais qui n’apporte pas les personnels, les budgets d’équipement et de fonctionnement néces saire pour les suivis (équipement, analyses, missions), l’expérimentaion et la la modélisation. Ressources propres du laboratoire (sur projets scie ntifiques) Convention GPN-EcoLab jusqu’en 2011 Personnels permanents CNRS, UPS, INPT Personnels en CDD sur contrats

1.4. Bassin pilote Arcachon (action INERIS-ONEMA 20 12) LOCALISATION Littoral girondin de la côte atlantique (Gironde) STATUT DU BV (ORE, GIS, GIP, etc…)

Réseau de Recherche Littorale Aquitain (RRLA)

DATE CREATION


Benoit Sautour

Parmi les grands écosystèmes de la Région Aquitaine, le Bassin d’Arcachon est un site emblématique tant au niveau paysager, qu’au niveau écologique. Il est localisé au sud-ouest de la côte Atlantique française, à peu près à la même latitude que Bordeaux. Il présente une forme triangulaire d’environ 20 km de côté et une surface avoisinant les 155 km², dont 50 km² de bancs de sable et de vase qui émergent entre les chenaux à marée basse. D’une largeur moyenne de 3 km, le couloir d’entrée du Bassin d’Arcachon est délimité par la Dune du Pyla au sud et par la Pointe du Cap Ferret au nord. Le Bassin d’Arcachon est une vaste lagune semi

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fermée (relativement confinée et protégée du milieu océanique par son système de passes) à salinité variable découvrant de grandes surfaces de vasières. Cette configuration particulière fait d’elle un réacteur littoral sous influence de tributaires d’eaux douces apportant dessalure, nutriments et certaines pollutions anthropiques toxiques. Il reçoit les eaux de plusieurs cours d’eau dont le principal est la Leyre. La zone couverte par les marées s’étend sur 115 km² dont 70 sont recouverts par Zostera noltii (la plus importante communauté algale d’Europe) et 10 par les parcs ostréicoles. Les déchets industriels ne sont plus rejetés dans le bassin depuis 1971 et les eaux usées sont traitées et rejetées à l’extérieur du Bassin par un système de collecteurs installé en 1974 et complété en 1988 (émissaire du Wharf de la Salie).

Description des acteurs sur le site

• Concernant les problématiques « actions/gestion », identifier les porteurs

d’action (différents acteurs impliqués ainsi que de leur rôle). Qui sont les acteurs de la gestion impliqués et quels sont leurs rôles ? Gouvernance ? Quelles problématiques territoriales ont été engagées ?

. • Y-a-t-il des couplages avec les SAGE, cadre a priori favorable pour des

expérimentations de gestion multi-partenariales ? Si l’expérimentation n’a pas directement une finalité de gestion, les caractéristiques du site se prêtent-elles à y appliquer une démarche de type gestion ?

Le Bassin d’Arcachon concentre des enjeux environnementaux et sociétaux considérables. Du point de vue écologique, il représente une zone humide reconnue internationalement par son originalité (il est la seule discontinuité physique notable de la côte Aquitaine) et la diversité de ses milieux naturels : il répond aux critères de la convention internationale de Ramsar pour la protection des zones humides, de la directive européenne n°79/409/CE concernant la conservation des oiseaux sauvages et de la directive n°92/43/CEE concernant la conservation des habitats naturels ainsi que de la faune et la flore sauvages (site Natura 2000). De plus, le Parc Naturel Marin du Bassin d’Arcachon et son ouvert va bientôt être créé. Il joue également le rôle de zone de refuge, de frai et de nourricerie pour de nombreuses espèces de poissons et représente un pôle important d’activité ostréicole (il est l'un des premiers centres producteurs de naissain naturel d'huîtres creuses au niveau national), avec les exigences de stabilité et de qualité durable du milieu naturel qui doivent être respectées, tant sur un plan normatif (salubrité des produits de la mer) que sur le plan socio-économique (productivité suffisante). C’est aussi une zone particulièrement prisée pour le développement de nautisme de loisir et pour les autres activités aquatiques (baignage, pêche de loisir etc…). Plusieurs acteurs sont présents sur le Bassin d’Arcachon, à deux niveaux, au niveau plus large du littoral aquitain et au niveau du bassin lui-même. Au niveau régional, trois organismes principaux opèrent de concert sur le littoral : le Groupement d’Intérêt publique (GIP) Littoral Aquitain (gouvernance), le Réseau de Recherche Littorale Aquitain (RRLA) (recherche) et l'Observatoire de la Côte Aquitaine (OCA) (centre de ressources, expertises). Le RRLA est constitué d’équipes scientifiques et de laboratoires de recherche aquitains conduisant des recherches sur les systèmes côtiers et les milieux d'interface (estuaires et lagunes) : les universités Bordeaux 1, Bordeaux 3, Bordeaux 4 et l’UPPA, le CNRS, l’Irstea (anciennement CEMAGREF), l'IFREMER (Institut Français pour l'Exploitation de la MER), le BRGM (Bureau de Recherches Géologiques et Minières),

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l’ONF (Office National des Forêts) et l'INRA (Institut National de Recherches Agronomiques). Le RRLA coordonne les programmes de la recherche, en amont des actions de l'Observatoire de la Côte Aquitaine (OCA), dont le rôle est de mettre à disposition des gestionnaires du littoral un outil opérationnel d’aide à la gestion intégrée du littoral aquitain. Au niveau du Bassin d’Arcachon, le principal organisme est le Syndicat Intercommunal du Bassin d’Arcachon (SIBA), établissement public de coopération intercommunale. Il exerce les activités liées à ses compétences statutaires sur le territoire des 10 communes riveraines du Bassin d’Arcachon mais également à l’intérieur du Domaine Public Maritime constitué du plan d’eau du Bassin d’Arcachon, de ses rivages et de certains de ses ports. Il est chargé de l'entretien des chenaux intérieurs par dragage et de leur balisage. La principale compétence du Syndicat, et la plus ancienne également, est l'assainissement des eaux usées. Il a réalisé un réseau de collecte de plus de 1000 km d'une capacité de 290 000 équivalents habitants. Il est propriétaire du Wharf de la Salie, situé à proximité des passes sud du Bassin d’Arcachon, qui rejette en mer quelque 60 000 m3/j d’effluents (moyenne annuelle). Il est producteur de données sur la qualité de l’eau et du milieu en parfaite coopération avec l’université de Bordeaux (UMR EPOC), l’Ifremer, l’Agence de l’eau, la DREAL et la direction de l’équipement. Un autre acteur important du bassin est le Conseil Scientifique Ostréicole Aquitain (CSOA), créé en 2006 par le Conseil Régional pour lutter contre les crises ostréicoles et conchylicoles (conduisant à l’interdiction de commercialisation des huîtres) auxquelles doivent faire face, depuis plusieurs années, les professionnels de la pêche et de la conchyliculture en Aquitaine. Le comité de pilotage se compose de représentants de la Région Aquitaine, du SRC (Service Régional Conchylicole), de quatre laboratoires de l’Université Bordeaux 1, de deux laboratoires de l’Université Bordeaux 2, de l’Ifremer, de l’INRA, de l’IFTS (Institut de Formation Technique Supérieur), du BRGM, du Conseil Général de la Gironde, du SIBA et des Services Techniques de l’Etat. La profession est également présente par l’intermédiaire du Bureau de la Section Régionale Conchylicole. Le Bassin d’Arcachon, en tant qu’exutoire de 3 bassins versants du territoire GIZC (Gestion Intégrée des Zones Côtières, développée par le Conseil Général de la Gironde) est très exposé aux problématiques de qualité de l’eau (qualité des eaux de baignade, des eaux conchylicoles, risques toxines….). Il n’existe pas de SAGE du Bassin d’Arcachon, mais il est de fait interconnecté à 4 SAGE (3 limitrophes et un souterrain): le SAGE Leyre, cours d'eau côtiers et milieux associés qui représente 80% des apports en eau douce au Bassin d’Arcachon, le SAGE Lacs médocains (exutoire constitué par le Bassin d'Arcachon), le SAGE Etangs littoraux Born et Buch (débouchant dans le Bassin via le canal des Landes), en cours d’élaboration, et le SAGE Nappes profondes de Gironde (1% à 10 % de l’alimentation en eau douce du Bassin). Depuis début 2011, une cellule Inter-SAGE Bassin d'Arcachon (interface eau douce – eau salée) a vu le jour. Elle réunit les présidents et animateurs des 4 SAGE concernés, le SIBA, les Aires marines protégées (pour le Parc naturel Marin), l'Agence de l'Eau Adour-Garonne et les services de l'Etat (DDTM et DREAL). La première réunion a abouti à une définition claire et partagée par les acteurs du Bassin d'Arcachon des enjeux de qualité sur le bassin en 6 objectifs prioritaires dont 4 concernent plus directement les tributaires : les pesticides, les HAP, les nutriments et la bactériologie. De même, un des 4 axes de réflexion du GIZC (eau-inter-SAGE) vise à assurer une cohérence au niveau du Bassin d’Arcachon des actions engagées dans les différents bassins versants. Cette démarche sera confortée par la mise en place prochaine d’un outil dénommé «PRIEBA» (pôle de ressources et d’informations du Bassin d’Arcachon) qui est chargé de collecter toutes les données et de contribuer à mettre en place, par la suite, des actions pertinentes. Siège de nombreuses activités et valeurs importantes sur le plan sociétal, tant dans le domaine économique que des loisirs et de fonctions patrimoniales spécifiques, le Bassin d’Arcachon est d’autre part affecté aussi par des pressions anthropiques de diverses natures : touristique

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avec notamment le nautisme, domestique avec l’augmentation de l’urbanisation, agricole avec les activités de son bassin versant, et industrielle. Les apports de contaminants générés par ces activités peuvent être à la fois d’origine continentale (eaux de ruissellement, apport des tributaires côtiers et des lacs et étangs reliés, eaux de nappes superficielles), interne au bassin (diverses altérations dues au nautisme), atmosphérique et même océanique (émissaire de la Salie). La vulnérabilité environnementale du Bassin d’Arcachon et les enjeux qu’implique la qualité de ses eaux justifient une attention particulière quant aux risques de pollutions chimiques, notamment par les pesticides, les hydrocarbures, ou encore les métaux traces et les composés organométalliques. Les objectifs de la cellule inter-SAGE reprennent notamment ces problématiques. Acteurs locaux et chercheurs sont mobilisés sur le Bassin d’Arcachon depuis de nombreuses années et ont prouvé leur capacité à développer conjointement des projets d'étude et de recherche pluridisciplinaires. On notera en particulier les programmes régionaux ASCOBAR (« Apports scientifiques face à la problématique conchylicole du Bassin d'Arcachon » ; 2007 – 2009) et OSQUAR (« Ostréiculture et qualité, approche dynamique du Bassin d’Arcachon » ; 2009 – 2012), complétés par le projet ANR RIPOST (« Réponse interdisciplinaire au problème ostréicole du Bassin d’Arcachon » ; 2010 – 2013) dont l’objectif était de réaliser un état des lieux de la contamination actuelle du Bassin d’Arcachon. Ces travaux ont notamment conduit à la mise en place d’un réseau « pesticides » sur le Bassin d’Arcachon (REPAR), animé par le SIBA, dans le but d’établir une veille active de ces substances et d’apporter une dimension supplémentaire en termes d’actions correctives aux résultats des campagnes d’analyses. Le réseau prend en compte les pesticides au sens large (phytosanitaires agricoles, peintures antisalissures, traitement du bois, etc…) et comprend un volet d’analyses chimiques et un volet d’écotoxicologie. Ce réseau regroupe les institutions-clefs dans la surveillance et la gestion de l’environnement : l’Ifremer, l’Agence de l’Eau, l’Irstea, le Ministère de l’Agriculture, l’Université de Bordeaux 1 (UMR EPOC) et le SIBA. Une labellisation par l'ONEMA, globalement ou sur des actions précises et d'actualité, permettrait de renforcer encore le potentiel existant au sein du Bassin d’Arcachon.

Description des questions scientifiques et finalités

• Décrire les finalités du site pour ce qui concerne l’innovation (dispose-t-on par exemple aujourd’hui des outils pour caractériser les sources et les pressions polluantes ?), l’expérimentation et la compréhension des systèmes (comprendre avant de gérer). Concernant les aspects de « fédération » des différentes actions et « promotion » de la multidiplinarité, pourriez vous lister les organismes scientifiques impliqués (Universités, Institut, Ecoles, etc…)

• Décrire synthétiquement les projets scientifiques et notamment les familles de micropolluants étudiées, les milieux/matrices étudiés (eau, sédiment et bioaccumulation) ainsi que les différents axes de recherche abordés (chimie, biologie, hydrologie, agriculture, hydrologie urbaine, ecotox).

• Quelles voies d’exploitation/capitalisation des informations obtenues (chimie, bio, mais aussi sciences sociales) sont mises en oeuvre

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notamment REX, bancarisation des données, valorisation des résultats (publications)… ?

Depuis 2007 se sont succédés deux programmes régionaux coordonnés par le RRLA; ASCOBAR (« Apports scientifiques face à la problématique conchylicole du Bassin d'Arcachon » ; 2007 – 2009) et OSQUAR (« Ostréiculture et qualité, approche dynamique du Bassin d’Arcachon » ; 2009 – 2012). Ces deux programmes, complétés par le projet ANR RIPOST (« Réponse interdisciplinaire au problème ostréicole du Bassin d’Arcachon : approches in situ et expérimentales » ; 2010 – 2013) avaient pour objectif de réaliser un état des lieux de la contamination actuelle du Bassin d’Arcachon. Ainsi, les sources potentielles de contamination, mais également la dynamique des polluants dans les tributaires et en intra-bassin ont été identifiés. Le deuxième volet de ces projets avait pour but de déterminer l’effet de ces polluants majeurs sur deux espèces emblématique de la lagune ; l’huître creuse Crassostrea gigas et la petite zostère Zostera noltii. En effet, les crises ostréicoles à répétition observées ces 10 dernières années posaient la question du rôle joué par les contaminants de l’environnement sur ces organismes. De même la régression des herbiers à zostère observées depuis 2005 restait sans réponses quant à leurs causes. Par ailleurs, au niveau national, l’Anses (Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail) a été mandaté par le Ministère de l’Agriculture et le Ministère du travail, de l’emploi et de la santé pour travailler, dans le cadre du Programme National Arcachon (PNA), à l’identification des causes possibles des toxicités inexpliquées observées en 2005, 2006 et 2008 suite aux bioessais sur souris réalisés à partir des coquillages du Bassin d'Arcachon. Les chercheurs aquitains sont très fortement impliqués dans ces différents programmes de recherche, construits de manière complémentaire afin d’accélérer la compréhension des phénomènes affectant le bassin et la profession ostréicole. En parallèle, différents réseaux d’observation opèrent également sur le Bassin d’arcachon depuis de nombreuses années. L’Ifremer opère à l'échelle du littoral français trois programmes nationaux de surveillance : le réseau de contrôle microbiologique (REMI), le réseau de surveillance du phytoplancton et des phycotoxines (REPHY), le réseau d’observation de la contamination chimique (ROCCH) et le réseau de surveillance benthique (REBENT). 3 à 15 stations en fonction des programmes sont régulièrement suivies dans le Bassin d’Arcachon (eau, sédiment, mollusques bivalves). Les données intègrent la base de données Quadrige, qui constitue à présent le référentiel national des données de la surveillance des eaux littorales dans le cadre du Système national d’information sur l’eau (SIEau). Elles sont disponibles sur le site internet de l’Ifremer. D’autres acquisitions de données dans le Bassin d’Arcachon s’articulent autour de la composante locale du Service d’Observation du Milieu Littoral de l’INSU (SOMLIT ; paramètres hydro-biogéochimiques), d’un suivi hydrologique de l’Ifremer Arcachon (ARCHYD), et de suivis des compartiments biologiques réalisés par l’Ifremer et l’UMR EPOC. Ils assurent l’acquisition à basse fréquence d’un corps de paramètres descripteurs de l’écosystème : suivi tous les 15 jours des paramètres température, salinité, oxygène, pH, azote ammoniacal, nitrates, nitrites, phosphates, silicates, matières en suspension (MES), azote et carbone organiques particulaires, isotopes 13C et 15N, chlorophylle a, pico-nanoplancton, phytoplancton (flore totale), et suivi tous les 3 ou 6 mois des paramètres zooplancton, microphytobenthos et macrofaune benthique. La gestion des données est assurée au sein de l’UMR EPOC et de l’Ifremer (BDD DOMINO de l’UMR EPOC, SOMLIT de l’INSU et QUADRIGE de l’Ifremer). Le SIBA et la DIREN réalisent aussi depuis plusieurs années un suivi des apports continentaux en composés azotés et phosphatés. De plus, le SIG du SIBA couvre le secteur du bassin avec une définition de 20 cm. Enfin, le réseau REPAR assure le suivi régulier des teneurs en pesticides du Bassin d’Arcachon via trois démarches : des analyses chimiques (in

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situ et avec des capteurs passifs POCIS), des analyses écotoxicologiques, et des enquêtes auprès des utilisateurs. Il est principalement financé par l’agence de l’eau Adour-Garonne et le SIBA. Dans le cadre des programmes du RRLA (ASCOBAR, OSQUAR et RIPOST), de nombreuses équipes ont été amenées à travailler sur le Bassin d’Arcachon au travers d’actions intégrées pluridisciplinaires et inter-organismes sur tous les volets proposés. Les laboratoires impliqués relèvent de différentes structures :

• Université Bordeaux 1 (UMR EPOC, ISM-LCOO, Phyvalbio, IMS) • Université Bordeaux 2 (LIP) • Université Bordeaux 3 (ADES-tempos-SSD) • Université Bordeaux 4 (GREThA) • Université de Pau et des Pays de l’Adour (IPREM-LCABIE) • Université Toulouse le Mirail (CERTOP) • ENSAP-Bordeaux (CEPAGE) • IRSTEA Cestas (unités RDBX et ADBX) • IFREMER (Brest, Arcachon) • Sciences Po Bordeaux (SPIRIT)

Les disciplines représentées couvrent un grand nombre de champs nécessaires aux études environnementales : physique, sédimentologie, chimie (des contaminants organiques, métalliques), microbiologie, biologie, biogéochimie, écotoxicologie, modélisation. Il en est de même pour les aspects socio-économiques : géographie, économie, sociologie, science politique et démographie s’inscrivent dans la logique interdisciplinaire qui sous-tend à ces projets. Depuis quelques années, le Bassin d'Arcachon est témoin de perturbations importantes liées par exemple à une diminution importante des surfaces occupées par l’herbier à Zostera noltii (1/3 en 2007) ou encore à un certain nombre de crises conchylicoles d’origines diverses (défauts de captages, problèmes de chambrage, présence d’efflorescences d’algues toxiques, interdiction de commercialisation liée aux résultats des tests souris…), porteuses d’interrogation sur une éventuelle modification de sa qualité. La préservation de cet écosystème et sa gestion raisonnée concernent donc sa valeur patrimoniale et la qualité du milieu en relation avec : une urbanisation croissante, son exploitation touristique et biologique. Dans ce contexte général, les programmes de recherche se sont principalement intéressés aux problématiques environnementales liées à l’Huître et aux herbiers de Zostères et de manière plus générale à la pression anthropique croissante exercée sur ce système et ont orienté les pistes de travail spécifiquement vers les problématiques liées à la qualité du milieu. Concernant le volet « Qualité chimique du milieu : apports continentaux, usages et qualité », les études réalisées sur le Bassin d'Arcachon dans le cadre du RRLA ont notamment porté sur:

- la caractérisation des apports atmosphériques en HAP sur le Bassin d'Arcachon (phases gazeuse et particulaire) et des flux vers le compartiment aquatique à l’aide d’un échantillonneur actif (filtres en fibre de quartz et mousses en polyuréthane) ; - un suivi global multi-résidus pour dresser une cartographie des niveaux de contamination chimique, via la détermination des teneurs en HAP, PCB, pesticides, métaux (Cu, Cd, Hg, Zn) et organométaux (TBT, methylmercure) dans les différents compartiments du système : l’eau (dissous et MES), les sédiments et le biote (huitres cultivées, huitres sauvages, zostères (parties racinaire et foliaire)) ; - durant ces 2 programmes, parallèlement aux prélèvements réalisés pour les analyses, des prélèvements conservatifs d’organismes et de sédiments ont été réalisés pour créer une « banque archive d’échantillons » (projet ORQUE, financé par le Conseil Régional Aquitaine) ;

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- en parallèle, un suivi plus particulier des pesticides dans le but d’identifier et de quantifier les pesticides présents dans les eaux du Bassin d’Arcachon, d’en identifier les sources, notamment continentales via les différents tributaires du bassin, d’étudier leur dynamique dans cet hydrosystème et leur transfert vers l’huître. Les concentrations moyennes dans la colonne d’eau ont été suivies au moyen d’échantillonneurs passifs de type POCIS (Polar Organic Chemical Integrative Sampler), déployés dans les 9 tributaires du bassin ainsi que sur 7 sites intrabassin ; les teneurs en pesticides ont également été suivies dans les sédiments (tributaires et sites intrabassin) et dans le biote (intrabassin). Les résultats de ces travaux ont conduit à la mise en place d’un réseau « pesticides » sur le Bassin d’Arcachon (REPAR) (cf ci-dessus) ; - une étude d’impact sur l’huitre en utilisant des organismes calibrés et transplantés sur différents sites du bassin ; parallèlement à la caractérisation de la bioaccumulation de contaminants métallique et organiques (HAP, PCB, pesticides), différents paramètres biologiques ont été déterminés : indice de condition, croissance, métabolisme hormonal, réponse biochimique et génétique de la production de métallothionéines (MTs), analyse quantitative de l’expression des gènes impliqués dans différentes voies métaboliques, dosage du malonedialdéhyde et de l’ATP, analyse de génotoxicité par utilisation du test des comètes ; - des expositions en laboratoire des huitres et des zostères aux polluants majeurs, mis en évidence in situ (métaux, organométaux, pesticides), afin d’établir l’impact toxique de chacune de ces substances et leurs possibles effets synergiques ou antagonistes ;

De plus, une étude spécifique impliquant l’équipe EPOC-LPTC (université Bordeaux 1), SMURFIT KAPPA, le SIBA, l’IFREMER et l’Agence de l’Eau Adour-Garonne a été menée pour caractériser le rejet du Wharf de la Salie ainsi que son impact dans le milieu récepteur et sur les zones conchylicoles. Le réseau d’assainissement du bassin d’Arcachon, qui compte près de 1 000 kilomètres de canalisations et quatre stations d’épuration, permet à l’heure actuelle de traiter les rejets d’un équivalent de 200 000 habitants. Actuellement, 30 000 m3 d'eaux usées urbaines et 30 000 m3 d'eaux industrielles (papeterie) sont rejetés quotidiennement dans l'océan. L’émissaire, le wharf de La Salie, est une énorme canalisation sur pilotis basée à quelques kilomètres au sud de l’entrée du bassin et de la dune du Pilat. Les effluents sont directement diffusés dans la mer à 800 mètres des plages. Ces eaux bien que traitées et bien que conformes aux normes en vigueur, contiennent malgré tout un très grand nombre de substances inconnues et sont donc un sujet d’inquiétudes dans le climat actuel que sous-tend la crise que vit l’ostréiculture arcachonnaise depuis maintenant plusieurs années. L’effluent industriel et l’effluent urbain ont été qualifiés séparément et des traceurs moléculaires de type urbain (composés pharmaceutiques) et de type industriels (phénols) ont été mis en évidence. En parallèle de la caractérisation chimique, la toxicité de l’effluent a été évaluée à l’aide de biotests de toxicité spécifiques de mécanismes (interaction avec des récepteurs cellulaires) en collaboration avec l’INERIS (unité ECOT). Dans le milieu récepteur, des échantillonneurs passifs POCIS ont été déployés de l’émissaire du Wharf jusqu’à l’intérieur du Bassin afin de suivre l’entrée potentielle des différents traceurs identifiés dans le Bassin. D’autres axes de recherche ont été abordés dans ces différents programmes, en particulier l’étude de la qualité biologie du milieu et l’étude des usages et des perceptions de la qualité du milieu. En plus des études écotoxicologiques indiquées précédemment, la qualité biologie du milieu est appréhendée, par différentes approches, notamment :

- la caractérisation des communautés phytoplanctoniques ainsi que l’étude des liens entre hydrodynamisme et présence de microalgues toxiques dans le Bassin ;

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- l’étude in situ du comportement valvaire de l’huître (valvométrie HFNI) qui permet un suivi en continu et en ligne des perturbations du milieu (conditions de stress des organismes) ; - la caractérisation des communautés macrobenthiques ; - l’étude de l’impact de la modification de l’habitat (parcs à huîtres, extension des récifs d’huîtres sauvages et régression des herbiers à Zostera noltii) sur la biodiversité dans le Bassin d’Arcachon, et plus particulièrement sur : 1) la biodiversité de la macrofaune benthique, critère de détermination de la qualité écologique du milieu selon la DCE, 2) les flux de matière (sédimentation/érosion) et d’éléments biogènes à l’échelle de la lagune, 3) l’équilibre entre herbiers et autres végétaux (phytoplancton, macroalgues) ; - la modélisation hydrodynamique et hydrosédimentaire du Bassin.

Les travaux de recherche du programme OSQUAR ont été menés dans la même logique d’interdisciplinarité (chimie, biologie, écotoxicologie …) que le projet précédent ASCOBAR mais également en associant sciences dites « dures » et sciences humaines et sociales (géographie, démographie et économie). Ils vont notamment dans le sens d’un plus important investissement des organismes de recherche vers les problématiques « exploitation de la ressource » et gestion des usages et des conflits, et plus particulièrement ceux auxquels l’ostréiculture est confrontée et à la qualité du milieu dans lequel elle évolue, qualité dont elle est totalement dépendante. Différentes actions ont été engagées visant notamment à :

- réaliser une analyse économique de l’activité ostréicole et des impacts des crises successives ; - identifier et spatialiser les tensions d’usages et les modes de gestion et identifier les changements d’usages opérés sur le Bassin et leurs impacts sur la qualité du milieu ; - identifier les processus de construction de l’image de qualité du Bassin (approche historique et analyse du discours sur la qualité porté par différents types de supports ; - évaluer les impacts de la diversité des perceptions de la qualité sur la portée des normes qui régissent le territoire, à travers l’analyse des controverses sociales suscitées par les normes de gestion sanitaires (test souris), des normes de qualité environnementale (ex. impact du wharf de la Salie).

A court terme, la construction collective de bases de données qualitatives et l’analyse de ces données permettront de répondre aux attentes des acteurs locaux vis-à-vis de certaines dynamiques en œuvre sur le territoire du Bassin d’Arcachon. A moyen terme, une meilleure connaissance des divergences d’intérêt et des conflits d’usage sur le territoire du Bassin d'Arcachon pourra permettre une meilleure appréhension des modes de développement territoriaux et notamment des processus de patrimonialisation. Les dispositifs d’action publique aujourd’hui en phase de mise en œuvre (Natura 2000, SCOT du Bassin d’Arcachon Val de l’Eyre, Parc Naturel Marin) pourront bénéficier de nombreux éléments issus de ces recherches interdisciplinaires traitant du territoire dans sa globalité. Comme mentionné précédemment, de très nombreuses données acquises sur le Bassin d’Arcachon sont déjà bancarisées depuis plusieurs années dans les bases de données Quadrige (http://www.ifremer.fr/delao/francais/valorisation/quadrige/index.htm) de l’Ifremer, désignée comme le système d’information de référence pour l’environnement littoral dans le cadre de la Directive Cadre Européenne sur l’Eau par le MEDDTL, Domino de l’UMR EPOC (http://www.domino.u-bordeaux.fr/observation/) et SOMLIT de l’INSU (http://www.domino.u-bordeaux.fr/somlit_national/). De plus, depuis 2007 et dans le cadre du projet ORQUE (Observatoire de Ressources de la QUalité de l’Environnement en Aquitaine), une banque d’archives d’échantillons (sédiments et biote) du Bassin a été créée dans le but de réaliser une surveillance de l’évolution de la qualité du milieu et de mesurer l’efficacité des actions correctives entreprises.

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Toutes les données sont publiées dans les rapports annuels de programmes et accessibles en ligne sur le site du RRLA (http://rrla.epoc.u-bordeaux1.fr/) et diffusées notamment lors des colloques annuels de restitution de programmes du RRLA auprès de ses partenaires, autres acteurs et tout public. Elles sont également régulièrement publiées dans des revues scientifiques à comité de lecture et présentées dans des congrès nationaux et internationaux sous forme d’affiches ou de conférences.

Transposabilité des résultats à l’échelle nationale

• Quel peut être la transférabilité des résultats produits sur le site à d’autres sites ? notamment, quels peuvent entre les interactions entre dispositifs de contrôle et paysages (ou usages des sols) similaires ? Les données peuvent elles être exploitables pour une modélisation hors site ou extrapolables à plus grandes échelles ?

• Quel degré de « représentativité » du site par rapport à la problématique suivie ? Y- a-t-il, pour ce site, une gradation de pressions ou de contextes permettant de calibrer les interprétations qui seront faites par les scientifiques, en vue de pouvoir les généraliser ?

La diversité des paramètres suivis sur le Bassin (physico-chimiques, hydrosédimentaires, phytoplanctoniques, macrobenthiques, contaminants métalliques, organométalliques et organiques, données écotoxicologiques …) ainsi que l’acquisition récurrente de données depuis de nombreuses années à basse et haute fréquences dans le cadre des différents réseaux mentionnés précédemment (REPHY, REMI, REBENT, ARCHYD, ROCCH, SOMLIT …), et plus récemment REPAR, permettent de caractériser la qualité du milieu et d’appréhender l’évolution de cet écosystème. L'hydrologie du Bassin est relativement bien connue. Elle sera d'un intérêt particulier dans ce secteur ou les eaux de transition sont encore relativement mal documentées. Des connaissances et modélisations hydrologiques, hydrosédimentaires (Ifremer, UMR EPOC) et hydrogéologiques (BRGM) sont mobilisées pour contextualiser les observations faites sur la qualité du milieu et l’évolution du système et faciliter les extrapolations. Les résultats obtenus dans le Bassin d’Arcachon peuvent être transférables à d’autres écosystèmes côtiers et milieux d'interface (continuum eau douce – eau marine) que sont les estuaires et les lagunes. De la même façon, il peut être envisagé une transférabilité des méthodes. Les différents projets menés ont pu mettre en évidence une gradation de pressions dans le Bassin, avec par exemple, un gradient très net des teneurs en pesticides agricoles, composés apportés par les différents tributaires principalement la Leyre, du fond du Bassin vers l’entrée océanique en raison de la forte dilution dans le milieu et, a contrario, des apports océaniques marqués en phytoplancton (microalgues toxiques en particulier) … A cela se surimposent leurs variabilités temporelles également bien caractérisées grâce à une fréquence d’échantillonnage suffisante. Un intérêt du Bassin d’Arcachon est l’implication de nombreux acteurs forts avec lesquels des collaborations sont déjà engagées et qui peuvent apporter un soutien technique déterminant sur le terrain (SIBA, Ifremer, RRLA, CSOA, Service Maritime), une base de données géo-référencées très précise (SIBA), mais aussi un support politique pour le montage de projets de recherche/actions (Région Aquitaine, Etat, DIREN, ONEMA …). La labellisation du site renforcerait encore ces différentes collaborations.

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Modalité de financement et durée par rapport aux besoins

• Quelle est la durée de vie du site existant ? Quel est historique du bassin versant par rapport aux différents projets de recherche? La durée de ce site est elle en lien avec les modes de financements ou le site est-il pérenne ? Pouvez vous lister brièvement, pour ce bassin pilote, quels sont les financeurs des différentes actions et par quel moyen s’opère le support financier ?

Le site est pérenne dans le sens où, indépendamment de financements locaux, il fait l’objet d’un suivi régulier depuis de nombreuses années dans le cadre des différents réseaux mentionnés précédemment, en particulier sur les points DCE. Depuis 2006 et dans le cadre du RRLA notamment, une impulsion très forte a été donnée par une succession de projets de recherche interdisciplinaires sur cet écosystème emblématique, s’inscrivant dans la continuité, avec des sources de financement multiples en provenance de différents acteurs ou d'appels d'offre de recherche (Région Aquitaine, Conseil Général de la Gironde, Etat, FEDER, CNRS, ANR, Ifremer, SIBA, ONEMA …). Ces financements sont gérés directement pas les équipes scientifiques concernées. D'autres sources de financements sont susceptibles d'être mobilisées au cours des prochaines années. Le labex COTE (Evolution, adaptation et gouvernance des écosystèmes continentaux et côtiers, porté par le PRES Université de Bordeaux) par exemple génère également un effet positif sur le suivi de l’écosystème du Bassin d’Arcachon au travers d’appel à idées et donc in fine de projets fédérateurs autour de ce continuum eau douce – eau marine (zones littorales). De plus, l’évolution positive du projet de construction du pôle océanographique aquitain (POA) à Arcachon permettra également de renforcer l’environnement scientifique sur le Bassin.

1.5. Bassin pilote Estuaire de la Gironde (action I NERIS-ONEMA 2012) LOCALISATION Gironde STATUT DU BV (ORE, GIS, GIP, etc…)

Non existant

DATE CREATION


Réseau de Recherche Littorale Aquitain (RRLA) (Benoit Sautour)

Description du site Parmi les estuaires européens, la Gironde constitue l'exemple type d'estuaire macrotidal à forte turbidité. Il est formé de la confluence de la Dordogne et de la Garonne qui drainent un bassin versant de 71 000 km2. Son embouchure se situe à une distance de 76 km du point de rencontre des deux rivières et cet estuaire couvre une superficie de 635 km2 à marée haute. La Gironde constitue ainsi le plus vaste estuaire ouest-européen. Il a souvent été perçu, par le passé, comme une référence en matière de fonctionnement

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écologique et d’environnement par rapport à d’autres estuaires européens anthropisés. Cependant, il est désormais avéré que sa richesse piscicole, indicateur de la santé d’un estuaire, est fortement perturbée : plusieurs espèces de migrateurs amphihalins sont ainsi menacées (ex : anguille ou alose) et l’esturgeon, espèce emblématique de l’estuaire, est maintenu artificiellement. Situé immédiatement à l’aval de l’agglomération bordelaise, ce système est soumis à différentes pressions chimiques (ponctuelles ou diffuses, d’origine industrielle ou domestique) ou physiques (aménagements de lutte contre les inondations, pour la navigation commerciale ou de plaisance et exploitation des granulats). A ces pressions, s’ajoutent les prélèvements d’eau à des fins de production d’eau potable mais également dans un cadre de grande industrie (chimie et électricité). Description des acteurs sur le site

• Concernant les problématiques « actions/gestion », identifier les porteurs

d’action (différents acteurs impliqués ainsi que de leur rôle). Qui sont les acteurs de la gestion impliqués et quels sont leurs rôles ? Gouvernance ? Quelles problématiques territoriales ont été engagées ?

• Y-a-t-il des couplages avec les SAGE, cadre a priori favorable pour des

expérimentations de gestion multi-partenariales ? Si l’expérimentation n’a pas directement une finalité de gestion, les caractéristiques du site se prêtent-elles à y appliquer une démarche de type gestion ?

L’estuaire de la Gironde concentre des enjeux environnementaux et sociétaux considérables. Cet estuaire, le plus vaste et le moins industrialisé des grands estuaires français, a la chance d’abriter sur ses rives, à côté d’une économie industrielle, énergétique et portuaire, un environnement relativement préservé supportant une économie agricole et de pêche, et une importante biodiversité. Ainsi, du point de vue écologique, il représente un écosystème emblématique abritant le plus grand cortège de migrateurs amphihalins d’Europe de l'Ouest. Illustrant cette importance, le "Parc Naturel Marin de l’Estuaire de la Gironde" devrait être créé courant 2012. La problématique de l’estuaire de la Gironde est ainsi celle d’un territoire soumis à une pression anthropique croissante liée au développement de l’agglomération bordelaise et aux rejets associés (RUTP, STEP…) mais également aux activités industrielles et agricoles dans le bassin (grandes cultures et viticulture). Dans le contexte du changement global, on peut associer plusieurs phénomènes déjà identifiés dans l’estuaire. Bien que déjà mis en évidence par les usagers et par les scientifiques, ils sont encore mal expliqués et constituent autant de questions de recherche : - dans l’estuaire moyen et aval, l’occurrence récente de tempêtes, est à l’origine de ruptures de digues et de submersion des berges et des zones humides (exemples des marais de Mortagne et de l’Ile Nouvelle) - dans l’estuaire moyen, les évolutions à long terme de la salinité et de la température ont modifié la structure et la répartition des communautés biologiques (poissons, espèces zooplanctoniques et macrofaune benthique) - dans l’estuaire amont, l’intensification des étiages provoque la remontée progressive du bouchon vaseux et de l’intrusion saline en été, avec des effets complexes et non

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prévisibles sur le fonctionnement des compartiments physique, chimique et biologique et sur leurs relatins - la diminution des débits, l’augmentation des températures estivales et l’accumulation de matière organique dans les eaux de la Garonne estuarienne, contribuent à la réduction estivale de la concentration en oxygène dissous. Plusieurs acteurs institutionnels sont présents sur l’estuaire de la Gironde. Le Syndicat Mixte pour le Développement Durable de l'Estuaire de la Gironde (SMIDDEST) a été crée en 2001 à l'initiative des départements de la Gironde et de la Charente-Maritime. En 2004, les Régions Aquitaine et Poitou-Charentes ont rejoint le SMIDDEST, suivies de la Communauté Urbaine de Bordeaux en 2010. Il a pour mission d’initier des réflexions et de coordonner les actions concernant la préservation, la valorisation et le développement durable de l’Estuaire de la Gironde. Un autre acteur important est le Conseil Scientifique de l’estuaire de la Gironde mis en place par décret ministériel, ayant pour fonction d’examiner et de donner un avis sur l’ensemble des actions anthropiques envisagées sur l’estuaire. A l’échelle régionale, une concertation existe avec le comité scientifique ostréicole aquitain (communauté d’acteurs scientifiques, gestionnaires, politiques, professionnels), mis en place autour de la problématique ostréicole. Le lien direct avec l’estuaire est celui de la problématique d’une conchyliculture estuarienne, dont le développement est freiné par un problème de contamination métallique chronique de la Gironde. Un SAGE est en place sur l’estuaire (www.sage-estuaire-gironde.org/site/documents.php), dont la maîtrise d’ouvrage est confiée au SMIDDEST. Neuf enjeux prioritaires ont été définis :

- Le bouchon vaseux : supprimer des situations à risque sur un espace stratégique pour le bassin versant.

- Les pollutions chimiques : appréhender les impacts dans toutes leurs composantes et agir sur les principaux facteurs limitants pour l’écosystème

- La préservation des habitats benthiques : supprimer de l’estuaire toute pression supplémentaire forte et non indispensable

- La navigation : garantir les conditions d’une navigation intégrant mieux les enjeux de préservation des écosystèmes

- La qualité des eaux superficielles et le bon état écologique des sous bassins versants : restaurer la continuité écologique, le bon état qualitatif et hydromorphologique

- Les zones humides : préserver ces espaces en organisant la conciliation des objectifs environnementaux et humains

- L'écosystème estuarien et la ressource halieutique: reconstruire les conditions d’un équilibre écologique de l’estuaire pour servir de support à une activité pérenne

- Le risque d’inondation : définir une politique estuarienne de protection intégrée contre les inondations

- Organisation des acteurs : une simplification nécessaire pour gagner en efficacité Depuis 8 ans, les équipes de recherche aquitaines impliquées dans la thématique du littoral se sont constituées en un réseau régional, multidisciplinaire et coordonné (Réseau de Recherche Littoral Aquitain – animé par B. Sautour, UMR 5805 EPOC). Ce réseau collabore aves les groupes compétents des régions voisines, en interaction avec des réseaux de plus large échelle (nationale, européenne, internationale). L’un des objectifs de ce réseau régional est de proposer des projets de recherche intégrés avec des approches combinant l’excellence disciplinaire et la vision systémique, sur des

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problématiques de recherche fondamentale ou sur des problématiques plus appliquées en réponse à des questions socio-économiques. Une des premières actions du réseau a été de proposer un projet de recherche intégré sur le littoral aquitain, en réponse à l’appel à projets 2006 du Conseil Régional. Les axes de recherche de ce projet (dynamique de la côte sableuse et dynamique des contaminants) ont été très bien évalués et largement soutenus. En complément de ces approches, des programmes spécifiques adoptant une présentation par site atelier, pour une meilleure lisibilité, avaient été développés sur le Bassin d’Arcachon et l’estuaire de la Gironde. Les laboratoires impliqués relèvent de différentes structures, principalement des Universités Bordeaux I, III et IV, du CNRS et de l’IRSTEA. Les équipes de l’UMR 5805 EPOC s’impliquent depuis de nombreuses années sur l’estuaire de la Gironde, sur des thématiques telle que la dynamique sédimentaire, la dynamique des éléments majeurs (C, N) ou la contamination par les micropolluants organiques et métalliques. La résultante en terme de fonctionnement biologique est abordée conjointement avec une équipe de l’IRSTEA (UR EPBX) en relation avec l’évolution des forçages anhtopiques locaux et climatiques. Les équipes SHS d’IRSTEA travaillent par ailleurs sur les représentations sociales des changements de l’estuaire (UR ADBX). Enfin, l’UMR 5113 GRETha a proposé une analyse économique des potentialités de coopération et de conflits entre les agents impliqués dans la gestion et l’usage de l’estuaire de la Gironde. Les projets de recherche réalisés sur l’estuaire ont ainsi pour objectif global de poursuivre la progression dans la connaissance des trajectoires de cet estuaire ; cette approche est réalisée via l’étude transversale et multidisciplinaire de l’évolution des usages et de la dynamique de l’estuaire et des zones humides associées. Par ailleurs, ils ont également pour ambition de combler les manques de connaissances pointés dans le SAGE Description des questions scientifiques et finalités

• Décrire les finalités du site pour ce qui concerne l’innovation (dispose-t-on par exemple aujourd’hui des outils pour caractériser les sources et les pressions polluantes ?), l’expérimentation et la compréhension des systèmes (comprendre avant de gérer). Concernant les aspects de « fédération » des différentes actions et « promotion » de la multidiplinarité, pourriez vous lister les organismes scientifiques impliqués (Universités, Institut, Ecoles, etc…)

• Décrire synthétiquement les projets scientifiques et notamment les familles de micropolluants étudiées, les milieux/matrices étudiés (eau, sédiment et bioaccumulation) ainsi que les différents axes de recherche abordés (chimie, biologie, hydrologie, agriculture, hydrologie urbaine, ecotox).

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• Quelles voies d’exploitation/capitalisation des informations obtenues (chimie, bio, mais aussi sciences sociales) sont mises en oeuvre notamment REX, bancarisation des données, valorisation des résultats (publications)… ?

L’impact du changement climatique et du changement global est une des motivations des recherches initiées par le RRLA depuis 2007. La démarche scientifique développée par ce réseau s’inscrit autour de la question globale du fonctionnement et de l’évolution des écosystèmes sous contraintes climatiques et anthropiques. L’objet d’étude est l’estuaire de la Gironde, dont l’intérêt écologique et les particularités ont été développées plus haut. Cette démarche vise à contribuer à meilleure compréhension du fonctionnement de cet écosystème complexe et à sa réponse sous l’influence des contraintes d’origine anthropique ; il s’inscrit ainsi dans une logique prospective. Toutefois, en amont de toute prévision, il est nécessaire d’établir un état de référence correspondant à la situation actuelle, et d’analyser rétrospectivement la réponse du système aux évolutions passées et récentes des forçages physiques et des pressions anthropiques vs climatiques. Ceci permet d’inscrire l’évolution future dans une trajectoire d’écosystème. Cette étude de trajectoire implique des approches intégrées, structurées autour de multiples disciplines ; écologie, biochimie, biogéochimie, physique, sédimentologie, sociologie et économie. Dans ce contexte, le projet 2007-2009 a porté sur la caractérisation des échanges trophiques, et sur la dynamique des contaminants métalliques et des espèces migratrices. Le Projet 2009-2012 s’est ensuite intéressé à l’évolution de l’estuaire depuis 50 ans. Ce projet a permis d’élargir les recherches aux échelles passées récentes et d’aborder des thématiques telles que les évolutions hydromorphologiques et sédimentaires de l’estuaire, ainsi que l’évolution de l’écosystème aquatique estuarien conjointement aux paramètres environnementaux et aux facteurs climatiques. En parallèle des projets RRLA, le programme Gagilau (2010-2012) réunit des équipes d’Aquitaine, de Midi- Pyrénées et du Québec autour du thème de l’adaptation aux changements environnementaux des environnements fluvio-estuariens (EFE) Garonne/Gironde et Saint-Laurent. L’objectif de Gagilau est de comprendre conjointement les facteurs de sensibilité des écosystèmes (biotope et biote) et les facteurs de vulnérabilité des populations et activités humaines exposées aux changements environnementaux d’origines globale et/ou locale. Le programme a également pour objectif d’identifier (et/ou de susciter) l’émergence de processus d’adaptation des EFE à des changements environnementaux globaux et d’évaluer leurs impacts ainsi que les conditions sociales, économiques et écologiques de des adaptations. Enfin, la question de l’adaptation des écosystèmes côtiers régionaux aquitains au changement climatique est au cœur des préoccupations du Labex COTE (Evolution, adaptation et gouvernance des écosystèmes continentaux et côtiers), porté par l’Université Bordeaux (Antoine Kremer – UMR BIOGECO – et Hélène Budzinski – UMR EPOC). Une dynamique de recherche pluridisciplinaire a été développée à la faveur de divers programmes/Réseaux/Actions, par exemple: GIS ECOBAG, DEFI CADMIUM, MAGEST, POISSONS MIGRATEURS, divers programmes nationaux (LITEAU, SOMLIT, projets ANR EEL-SCOPE et IMMORTEEL, …) et e uropéens (MATURE, BIOGEST, SWAMIEE,…). Ces études ont montré que si l’on veut, à la demande des collectivités locales, régionales et des usagers, développer des outils de gestion et de

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prévision de la qualité des eaux de l’estuaire et de la réponse biologique aux pressions exercées, tant d’origines climatiques qu’anthropiques, il importe de bien comprendre tous les processus qui gouvernent la bio-géochimie de ces eaux. Plusieurs projets en cours concernent la contamination de l’estuaire et le lien entre exposition des organismes aquatiques et effets toxiques. Ainsi, le projet IMMORTEEL étudie les impacts des contaminations métalliques et organiques (polychlorobiphényles et éthers de biphényle polybromés) des systèmes de la Gironde et du St Laurent sur deux espèces en déclin, les anguilles européennes et américaines. Le projet PFC-Gironde, financé par l’INSU (EC2CO, ECODYN) vise à documenter la contamination de l’estuaire par les composés perfluorés (PFC). La bioaccumulation des PFC est étudiée à différents niveaux trophiques, en incluant le zooplancton et différentes espèces de poisson. Le projet ETIAGE, financé par la Communauté Urbaine de Bordeaux, la Région Aquitaine et la Lyonnaise des Eaux, vise à déterminer la contribution relative des apports des rejets divers au niveau de la Communauté Urbaine de Bordeaux par rapport à ceux venant de l’amont, en termes de charge organique et de micropolluants. Les contaminants ciblés ici sont les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), les PCB ou encore des détergents non ioniques tels que les alkylphénol-polyéthoxylates et leurs produits de dégradation, les alkylphénols. Le but final de ce projet est de contribuer à l’atteinte du Bon Potentiel Ecologique des eaux exigé par la Directive Cadre sur l’Eau à partir de 2015 et de mettre au service des gestionnaires des outils pour prendre les décisions les plus adéquates concernant les stratégies d’émissions des effluents par exemple et une bonne gestion de cet espace estuarien. Le projet DIEZH sera vraisemblablement financé à partir du second semestre 2012. Le projet consiste en une étude intégrée et multidisciplinaire ayant pour objectif principal le développement de connaissances nouvelles et l’amélioration de notre compréhension des trajectoires, et de la dynamique de l’estuaire de la Gironde et des zones humides associées. Il vise ainsi : - à étudier la réponse actuelle de l’estuaire en réponse au changement global et à la pression anthropique croissante qu’il subit - à synthétiser cette information et les livrables du projet RRLA 2009-2012 en termes d’évolution du fonctionnement trophique du système Cette connaissance nouvelle permettra d’améliorer et mieux accompagner la gestion des usages tels que les prélèvements et rejets, la navigation et les dragages, la pêche, et le tourisme. De manière générale, ce projet contribuera à la mise en œuvre de la Directive Cadre sur l’Eau par l'évaluation de l'état écologique des masses d'eau estuarienne et de l'effet des activités anthropiques sur ces systèmes. Pour le cas particulier de la conchyliculture estuarienne, le projet apportera des éléments de réflexion pour aider à son éventuelle réimplantation dans le Médoc, avec des retombées socio-économiques fortes pour ce territoire et pour la Région en général. Les contaminants ciblés dans DIEZH sont les pesticides, les hydrocarbures, les médicaments et quatre familles de contaminants halogénés, classés pour certains comme polluants organiques persistants : pesticides organochlorés, PCB, PBDE et composés perfluorés (PFC). Il s’agit également ici de développer une approche d’identification des contaminants halogénés d’intérêt émergent (ex : nouveaux retardateurs de flamme bromés, biocides chlorés, agents de surface fluorés…) dont la présence et la dynamique dans l’estuaire de la Gironde ne sont pas documentés.

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En parallèle, différents réseaux d’observation opèrent sur l’estuaire. Ainsi, la composante locale du Service d’Observation du Milieu Littoral de l’INSU (SOMLIT) se focalise sur les paramètres hydro-biogéochimiques. En complément, depuis près de 30 ans, la Gironde a aussi la chance de bénéficier d’un dispositif de suivi des caractéristiques physicochimiques, hydrosédimentaires et biologiques (du plancton au poisson), constituant un ensemble de données quasi unique en milieu estuarien. Cet ensemble de chroniques à fréquence mensuelle a été complété dernièrement par la mise en place d’un réseau de mesure physico-chimiques à haute fréquence du système estuarien (Réseau MAGEST) permettant d’analyser désormais les phénomènes à l’échelle des cycles de marée et des événements particuliers (crues, orages). La connaissance ainsi acquise et les données ainsi recueillies représentent aujourd’hui une richesse inestimable pour mieux comprendre le fonctionnement de cet écosystème extrêmement complexe et pour tenter de prévoir son avenir et son évolution. De très nombreuses données acquises sur l’estuaire de la Gironde sont déjà bancarisées depuis plusieurs années dans les bases Domino de l’UMR EPOC (http://www.domino.u-bordeaux.fr/observation/) et SOMLIT de l’INSU (http://www.domino.u-bordeaux.fr/somlit_national/). De plus, depuis 2007 et dans le cadre du projet ORQUE (Observatoire de Ressources de la QUalité de l’Environnement en Aquitaine), une banque d’archives d’échantillons (sédiments et biote) estuarien a été créée dans le but de réaliser une surveillance de l’évolution de la qualité du milieu et de mesurer l’efficacité des actions correctives entreprises. Toutes les données sont publiées dans les rapports annuels de programmes, accessibles en ligne sur le site du RRLA (http://rrla.epoc.u-bordeaux1.fr/), et diffusées notamment lors des colloques annuels de restitution des programmes RRLA auprès de ses partenaires, autres acteurs et tout public. Elles sont également régulièrement publiées dans des revues scientifiques à comité de lecture et présentées dans des congrès nationaux et internationaux sous forme d’affiches ou de communications orales. Transposabilité des résultats à l’échelle nationale

• Quel peut être la transférabilité des résultats produits sur le site à d’autres sites ? notamment, quels peuvent entre les interactions entre dispositifs de contrôle et paysages (ou usages des sols) similaires ? Les données peuvent elles être exploitables pour une modélisation hors site ou extrapolables à plus grandes échelles ?

• Quel degré de « représentativité » du site par rapport à la problématique suivie ? Y- a-t-il, pour ce site, une gradation de pressions ou de contextes permettant de calibrer les interprétations qui seront faites par les scientifiques, en vue de pouvoir les généraliser ?

La diversité des paramètres suivis sur l’estuaire (physico-chimiques, hydrosédimentaires, phyto/zoo-planctoniques, contamination métallique et organiques, données écotoxicologiques …) ainsi que l’acquisition récurrente de données depuis de nombreuses années à basse et haute fréquences temporelles (SOMLIT, MAGEST)

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permettent de caractériser la qualité du milieu et d’appréhender l’évolution de cet écosystème. Ces données présentent un intérêt dans le cas de l’estuaire de la Gironde, zone de transition entre milieu continental et milieu marin. Des connaissances et modélisations hydrologiques et hydrosédimentaires (UMR EPOC) sont également en cours d’acquisition pour contextualiser les observations faites sur la qualité du milieu et l’évolution du système ; ceci permettra, à terme, de faciliter les extrapolations à d’autres systèmes. Les résultats obtenus sur la Gironde peuvent être transférables à d’autres écosystèmes côtiers et milieux d'interface (eau douce – eau marine). De la même façon, il peut être envisagé un transfert des méthodes développées dans le cadre des projets mentionnés précédemment. Un intérêt de l’estuaire de la Gironde est l’implication de nombreux acteurs forts avec lesquels des collaborations sont déjà engagées et qui peuvent apporter un soutien technique déterminant sur le terrain (RRLA, CSOA, SMIDDEST), mais aussi un support politique pour le montage de projets de recherche/actions (Région Aquitaine, Etat, DREAL, ONEMA …). La labellisation du site renforcerait encore ces différentes collaborations. Modalité de financement et durée par rapport aux besoins

• Quelle est la durée de vie du site existant ? Quel est historique du bassin versant par rapport aux différents projets de recherche? La durée de ce site est elle en lien avec les modes de financements ou le site est-il pérenne ? Pouvez vous lister brièvement, pour ce bassin pilote, quels sont les financeurs des différentes actions et par quel moyen s’opère le support financier ?

Le site est pérenne dans le sens où, indépendamment de financements locaux, il fait l’objet d’un suivi régulier depuis de nombreuses années dans le cadre des différents réseaux mentionnés précédemment. Depuis 2006, principalement dans le cadre du RRLA, une forte impulsion a été donnée par une succession de projets de recherche interdisciplinaires sur cet écosystème emblématique, s’inscrivant dans la continuité, avec des sources de financement multiples en provenance de différents acteurs ou d'appels d'offre de recherche (Région Aquitaine, Conseil Général de la Gironde, Etat, FEDER, CNRS, ANR, Ifremer, LITEAU, ONEMA …). Ces financements sont gérés directement pas les équipes scientifiques concernées. D'autres sources de financements sont susceptibles d'être mobilisées au cours des prochaines années. Le labex COTE (Evolution, adaptation et gouvernance des écosystèmes continentaux et côtiers, porté par le PRES Université de Bordeaux) par exemple génère également un effet positif sur la structuration de l’étude de l’écosystème de la Gironde au travers d’appel à idées et donc in fine de projets fédérateurs autour de ce continuum fluvio-estuarien.

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Annexe 10 : LES BASSINS VERSANTS PILOTES EN RHONE M EDITERRANNEE CORSE

Le bassin Rhône-Méditerranée couvre principalement 5 régions (PACA, Languedoc-Roussillon, Rhône-Alpes, Franche Comté et Bourgogne en partie) et 23 départements. Il compte également quelques communes situées dans 7 départements (Ariège, Aveyron, Loire, Lozère, Haute-Marne, Haut-Rhin, Vos ges). Près de 14 millions d’habitants, répartis de manière très hétérogène : extension des agglomérations, attraction économique (Rhône-Alpes) et touristique (PACA, Languedoc-Roussillon…), etc. Une superficie de Près de 130 000 km², soit en viron 25% du territoire national. 11 000 cours d’eau de plus de 2 km et 1000 km de côtes Les ressources hydriques du bassin Rhône-Méditerran ée sont abondantes : • importance du ruissellement (42% du total nationa l), • richesse exceptionnelle en plans d’eau (lacs Léma n, d’Annecy, du Bourget...) • forte présence de zones humides (superficie de pl us de 7 000 Km2), • 400 systèmes aquifères répertoriés, • présence de glaciers (15,5 milliards de m3 d’eau emmagasinés), etc. 1.6. Bassin pilote Chassieu LOCALISATION Agglomération lyonnaise et territoire proches


Sites expérimentaux de l'OTHU – Observatoire de Terrain en Hydrologie Urbaine - http://www.othu.org

DATE CREATION 1999 – équipement opérationnel des sites depuis 2002


Sylvie BARRAUD – Directrice de l'OTHU

1.6.1. Description des acteurs sur le site ACTEURS Impliqués: • Chercheurs de la fédération de recherche OTHU et de son Observatoire associé – SFR 4161 • Direction de l’Eau du Grand Lyon • Agence de l'eau RM&C Échange de données piézométriques- niveaux de nappe avec le Sage de l'est Lyonnais (convention établie)

1.6.2. Description des questions scientifiques et finalité s Ce site est destiné à l’étude des flux d’eau et de polluants produits par un bassin versant urbain à dominante d’activités industrielle s, à la compréhension du fonctionnement d’un bassin de retenue-décantation e t d’un bassin d’infiltration dans une situation de nappe profonde et à l’analyse de l 'impact des flux infiltrés sur la qualité de la nappe (bassin de Django Reinhardt)

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Ce site est constitué d'un bassin versant à dominan te industrielle de 185ha imperméabilisé à 75 % et drainé par un réseau sépa ratif dont la partie pluviale a pour exutoire un bassin de retenue/décantation suivi d’u n bassin d’infiltration situé au-dessus d’une nappe dont le toit est à 13 m de profo ndeur. L’ensemble est situé dans la plaine de l’Est Lyonnais composé de dépôts fluvi o-glaciaires (sol caractéristique des sols urbains, 80% des sols urbains sont en effe t d’origine alluvionnaire de caractéristiques proches de celui de Django Reinhar dt). Il reçoit en permanence, en plus des eaux pluviales, des eaux de temps sec « th éoriquement » propres issues de process industriels de la zone (eaux de refroidisse ment par exemple). Le bassin Django Reinhardt est situé sur la zone in dustrielle de la commune de Chassieu, dans la plaine de l’Est Lyonnais, à proxi mité du parc Eurexpo. Le dispositif permet la mesure :

• des flux produits par un bassin versant à caractère industriel, d'une surface de 185 ha ;

• de l'efficacité de dispositifs de décantation et d' infiltration des effluents ; • de l'évolution de ces flux lors de leur transfert d ans les sols et la nappe ; • des impacts chimiques et biologiques de ces flux su r le sol et la nappe.

En termes de micropolluants, des suivis récurrents ont grâce à 3 thèses et seront effectués dans le futur deux thèses soutenues respe ctivement par Abel Dembélé et Céline Becouze-Lareure les 18 octobre et le 23 nove mbre 2010. Elles ont été réalisées dans le cadre du projet ESPRIT-RHODANOS. La thèse de Céline Becouze-Lareure porte sur la car actérisation et estimation des flux de substances prioritaires dans les rejets urbains par temps de pluie sur deux bassins versants expérimentaux et la thèse d’Abel Dembélé s ur la mesure et modélisation des flux évènementiels en MES, DCO et polluants priorit aires des rejets urbains par temps de pluie. Les suivis en termes de micropolluants ont été réal isés sur les mêmes échantillons. • Une thèse a débuté en janvier 2010 par Christel S ébastian sur la mesure des flux de micro-polluants et écotoxicité à l'échelle d'un bassin versant muni d'un système de rétention - Approche globale. Cette thès e est notamment réalisée dans le cadre du projet ANR INOGEV mené par le réseau d’obs ervatoires HURRBIS (SOERE URBIS) et du projet BR-TOX mené pour la ZABR-ONEMA- AERMC. Programme ESPRIT: Au sein du Programme de recherche Esprit, différent s paramètres ont été suivis : - Les paramètres hydrauliques et pluviométriques (e au précipitée, débit d’écoulement) - Les paramètres « globaux » de qualité (MES, DCO, conductivité, pH) - Les polluants organiques et les métaux (62 substa nces Cf. Tableau 1) Parmi les polluants organiques, 36 substances issu es de la Directive Cadre sur l’Eau (DCE) ont été recherchées dont 19 pesticides, 8 HAP s, 4 alkylphenols. 26 métaux (dont les 4 répertoriés par la DCE) ont également é té analysés. Les paramètres globaux et la recherche de polluants organiques et minéraux ont été réalisés sur des échantillons de rejets urbains par temps de pluie représentatifs d’évènements pluvieux (pour Chassieu, issues du rés eau séparatif) et sur des échantillons prélevés par temps sec. Des systèmes d e prélèvement automatiques réfrigérés sont utilisés.

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Ces mêmes paramètres ont été suivis dans les retomb ées atmosphériques dites « sèches » (par temps sec) et « humides » (eaux météo riques) grâce à un système automatique découvrant. Les fractions dissoutes ont été analysées sur toutes les substances. Les fractions particulaires de 20 pollu ants organiques et la totalité des 26 métaux ont pu être analysées grâce au développement d’une méthode multi-résidus (Becouze et al., 2011). Les résultats montrent que ces polluants sont prése nts dans ces différents échantillons et que leurs flux dans les fractions d issoutes et particulaires sont très variables suivant le site et l’événement pluvieux. A partir de ces résultats, Abel Dembélé a travaillé sur la modélisation : Différents modèles de régression, un modèle empirique et trois modèles conceptuels ont été évalués avec trois algorithmes de calage différents pour la prédiction des EMCs et EFs de chaque polluant. Des modèles performants ont été obtenus pour la plupart des polluants étudiés. Cependant, il apparaît que les p erformances des modèles de EFs sont plus élevées que celles des modèles de EMCs. L es modèles de régression varient suivant le site et le polluant.

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Tableau 1 : Liste des 62 substances analysées dans le cadre du projet ESPRIT (thèse Becouze-Lareure C. (2010) page 34)

Famille Substances N° CAS Famille Substances N° CAS

P Alachlore (ALA) 15972-60-8 AP Para-ter-octylphénol (POP) 140-66-9

P Atrazine (ATRA) 1912-24-9 CB Hexachlorobenzène (HCB) 118-74-1

P Chlorfenvinphos (CFP) 470-90-6 CB 1,2,4-trichlorobenzène TCL) 120-82-1

P Chlorpyrifos (CPF) 2921-88-2 COHV Hexachlorobutadiène (HCBD) 87-68-3

P Diuron (DIU) 330-54-1 Phtalates Di(2-éthyl)phtalate (DEHP) 117-81-7

P Endosulfan A (ENF-1) 959-98-8 M Aluminium (Al) 7429-90-5

P Isoproturon (ISO) 34123-59-6 M Antimoine (Sb) 7440-36-0

P Simazine (SIM) 122-34-9 M Argent (Ag) 7440-22-4

P Trifluraline (TFLA) 1582-09-8 M Arsenic (As) 7440-38-2

P Aldrine (ALD) 309-00-2 M Baryum (Ba) 7440-39-3

P op DDT 789-02-6 M Bore (B) 7440-42-8

P pp DDT 50-29-3 M Cadmium (Cd) 7440-43-9

P Dieldrine (DLD) 60-87-1 M Chrome (Cr) 7440-47-3

P Endrine (END) 72-20-8 M Cobalt (Co) 7440-48-4

P Isodrine (ISD) 465-73-6 M Cuivre (Cu) 7440-50-8

P α-Hexachlorocyclohexane (a-HCH) 319-84-6 M Etain (Sn) 7440-31-5

P β-Hexachlorocyclohexane (b-HCH) - M Fer (Fe) 7439-89-6

P γ-Hexachlorocyclohexane (Lindane) (c-HCH) 608-73-1 M Lithium (Li) 7447-41-8

P δ-Hexachlorocyclohexane (d-HCH) - M Manganèse (Mn) 7439-96-5

CP Pentachlorophénol (PCP) 87-86-5 M Mercure (Hg) 7439-97-8

HAP Anthracène (A) 120-12-7 M Molybdène (Mo) 7439-98-7

HAP Fluoranthène (FLUO) 91-20-3 M Nickel (Ni) 7440-02-0

HAP Naphtalène (N) 50-32-8 M Plomb (Pb) 7439-92-1

HAP Benzo (a) pyrène (BaP) 85-01-8 M Rubidium (Rb) -

HAP Benzo (b) fluoranthène (BbF) 56-55-3 M Sélénium (Se) 7782-49-2

HAP Benzo (g,h,i) perylène (BPer) 53-70-3 M Strontium (Sr) -

HAP Benzo (k) fluoranthène (BkF) 129-00-0 M Thallium (Tl) 7440-28-0

HAP Indeno (1,2,3 cd) pyrène (IP) 83-32-9 M Titane (Ti) 7440-32-6

AP Nonylphénol (NP) 25154-52-3 M Uranium (U) 7440-61-1

AP 4-nonylphénol (4-NP) 84852-15-3 M Vanadium (V) 7440-62-2

AP Octylphénol (OP) 1806-26-4 M Zinc (Zn) 7440-66-6

CAS: Chemial Abstract Services

P: Pesticides

CP: Chlorophénols

AP: Alkylphénols

CB: Chlorobenzènes

COHV: Composés organiques Halogénés Volatiles

• Pour aller plus loin : thèse Becouze-Lareure C. (20 10). Caractérisation et Estimation des flux de substances prioritaires dans les rejets urbains par temps de pluie sur deux bassins versants expériment aux. Thèse de doctorat: INSA Lyon, France, 23 novembre 2010.

• Pour aller plus loin : thèse Dembélé A. (2010). MES , DCO et polluants

prioritaires des rejets urbains par temps de pluie : mesure et modélisation des flux évènementiels. Thèse de doctorat : INSA Lyon, France, 18 octobre 2010.

• Pour aller plus loin Becouze C., Wiest L., Baudot R ., Bertrand-Krajewski J.L.,

Cren-Olivé C. (2011). Optimisation of pressurised l iquid extraction for the ultra-trace quantification of 20 priority substances from the European Water Framework Directive in atmospheric particles by GC- MS and LC-FLD-MS/MS. Analytica Chimica Acta, doi:10.1016/j.aca.2011.0300 8.

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Programme INOGEV Dans le cadre du projet ANR INOGEV, il a été envisa gé de suivre les paramètres suivants : - Les paramètres hydrauliques et pluviométriques (h eau précipitée, débit d’écoulement) - Les paramètres « globaux » de qualité (MES, DCO, conductivité, pH) - 78 polluants (63 substances organiques et 15 méta ux) Les compartiments étudiés concernent : - les sédiments accumulés dans le bassin de retenue (depuis le dernier curage en mars 2006) - les sédiments prélevés à la suite d’un évènement pluvieux - les rejets urbains par temps de pluie en entrée e t sortie du bassin de retenue - les retombées atmosphériques totales Chaque famille de polluants à rechercher a été défi nie en concertation avec les 3 observatoires du réseau HURRBIS à partir des travau x et résultats antérieurs. Les polluants organiques comprennent 16 HAPs (de la lis te de l’US-EPA), 30 pesticides, 8 alkylphenols et 9 polybromodiphenylethers. Chaque famille de substances est analysée en phase dissoute et particulaire dans un laboratoire spécifique, muni d’équipements d’analys e de pointe. Certaines méthodes ont été développées dans le cadre du projet. Des pr océdures de déclenchement de campagnes, prélèvements, envoi d’échantillons, lava ge et blancs ont été rédigées de manière collégiale. Programme BR-TOX Afin de compléter les analyses de micropolluants, d es mesures d’écotoxicité sont menées en partenariat avec la structure POLDEN-INSA VALOR et l’ENTPE. Les matrices étudiées sont : - les rejets urbains par temps de pluie en entrée e t sortie du bassin de retenue - les sédiments accumulés dans le bassin de retenue - les sédiments prélevés à la suite d’un évènement pluvieux Jusqu’à présent des tests d’écotoxicité chronique o nt été réalisés avec les organismes-tests ostracodes et Vibrio fischeri et d es tests de germination ont été pratiqués. Autre : Les sédiments accumulés dans le bassin ont été larg ement étudiés en 2010. Plusieurs campagnes de caractérisation physico-chimique ont é té menées (granulométrie, masse volumique, localisation spatiale par GPS et é paisseur de sédiments, concentration en métaux). Des campagnes de mesures en bactéries fécales et pathogènes ont également été réalisées avec l’équip e d’Ecologie microbienne (UMR5557 Ecologie Microbienne Lyon). Enfin, des mesures granulométriques et des mesures de vitesses de chute selon le protocole VICAS ont été réalisées sur les rejets ur bains par temps de pluie en entrée et sortie du bassin de retenue. Les données ont été valorisées et capitaliser dans la thèse et les publications de Céline Becouze-Lareure et Abel Dembélé. Les futures données le seront également dans la thèse de Christel Sébastian ainsi que dans ses publications.

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Une synthèse bibliographique sur les méthodes et ré sultats obtenus sur le suivi et la caractérisation des micropolluants dans le cadre du réseau HURRBIS est actuellement en cours de rédaction et sera prochainement soumise à publication.

1.6.3. Transposabilité des résultats à l’échelle nationale Pour INOGEV, la mise en commun de méthodes de prélè vement, lavages, blancs et envoi des échantillons pour trois sites (Chassieu ( région lyonnaise), Pin Sec (Nantes), Sucy-en-Brie (région parisienne)) a pour but de per mettre une comparaison des résultats et à terme proposer une modélisation « ho rs site ». On sait par ailleurs que la variabilité intra-site est plutôt plus importante o u du même ordre de grandeur que la variabilité inter-site. De plus les recherches mené es avec le Réseau HURRBIS ont pour intérêt d’analyser les transposabilités et sim ilarités de tendance .

Les sites de l’OTHU ont été choisis pour être repré sentatifs des bassins Lyonnais. Les recherches menées avec le Réseau HURRBIS a justemen t pour intérêt de regarder ces représentativités

1.6.4. Modalité de financement et durée du site Le site de Chassieu est un site pérenne (au minimum 10 ans comme tous les sites de l'Observatoire). Il est un lieu actif de projets pl uridisciplinaires. L'Observation récurrente et l'instrumentation sont soutenues sur les sites de l'OTHU par des financements Grand Lyon et Agence de l'eau RM&C mai s aussi et surtout grâce aux contributions au fonctionnement de l'Observatoire p ar les projets de recherche se réalisant sur site, qui eux ne sont pas pérennes. Les Analyses micropolluants ont quant à elles été f inancées grâce aux projets ESPRIT, INOGEV et BR-TOX. 1.7. Bassin pilote Ecuilly LOCALISATION Agglomération lyonnaise et territoire proches


Sites expérimentaux de l'OTHU – Observatoire de Terrain en Hydrologie Urbaine - http://www.othu.org

DATE CREATION 1999 – équipement opérationnel des sites depuis 2002


Sylvie Barraud


ACTEURS Impliqués:

• Chercheurs de la fédération d'équipe de recherche O THU – SFR 4161 • Grand Lyon • Agence de l'eau RM&C

Échange de données piézométriques- niveaux de nappe avec le Sage de l'est Lyonnais (convention établie)

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1.7.2. Description des questions scientifiques et finalité s Ce site est un bassin versant de 245 ha, qui couvre une grande partie du réseau d’assainissement de la commune d’Ecully, caractéris tique d’un milieu urbain moyennement dense (imperméabilisation 42 %). Il est drainé par un réseau d'assainissement majoritairement unitaire et est m uni en outre de 5 petits déversoirs d'orage rejetant les effluents dans le ruisseau du Trouillat (déversoirs non instrumentés car ne déversant que très exceptionnel lement) et d’un déversoir d'orage principal, dit déversoir Valvert, situé à l'exutoir e et qui est instrumenté. Le déversoir Valvert rejette les effluents de temps de pluie dan s le ruisseau des Planches.

Ce site est dédié à la mesure des flux d'eau et de polluants produits par le bassin versant et des rejets du déversoir d’orage situé à l’exutoire. Le site d’Ecully est équipé depuis avril 2001 et opérationnel depuis 2002. Les appareils installés sont les suivants :

• Au niveau du collecteur à l’amont du déversoir du V alvert : la double mesure des débits en continu (hauteur - vitesse), un préle veur et une station qualité fonctionnant en continu (turbidité doublée, pH, con ductivité et température).

• Au niveau de la conduite de déversement vers le rui sseau du Trouillat : mesure du débit (hauteur - vitesse).

En termes de micropolluants, des suivis récurrents ont et seront effectués grâce à 2 thèses :

• Deux thèses soutenues respectivement par Abel Dembé lé et Céline Becouze-Lareure les 18 octobre et le 23 novembre 2010. Elle s ont été réalisées dans le cadre du projet ESPRIT-RHODANOS. La thèse de Céline Becouze-Lareure porte sur la caractérisation et estimation des flux de su bstances prioritaires dans les rejets urbains par temps de pluie sur deux bassins versants expérimentaux et la thèse d’Abel Dembélé sur la mesure et modélisati on des flux évènementiels en MES, DCO et polluants prioritaires des rejets ur bains par temps de pluie.

Les suivis en termes de micropolluants ont été réal isés sur les mêmes échantillons. Programme ESPRIT: Au sein du Programme de recherche Esprit, différent s paramètres ont été suivis : Les paramètres hydrauliques et pluviométriques (hea u précipitée, débit d’écoulement) Les paramètres « globaux » de qualité (MES, DCO, co nductivité, pH) Les polluants organiques et les métaux Parmi les polluants organiques, 36 substances issu es de la Directive Cadre sur l’Eau (DCE) ont été recherchées dont 19 pesticides, 8 HAP s, 4 alkylphenols. 26 métaux (dont les 4 répertoriés par la DCE) ont également é té analysés. Les paramètres globaux et la recherche de polluants organiques et minéraux ont été réalisés sur des échantillons de rejets urbains par temps de pluie représentatifs d’évènements pluvieux (pour Ecully, issues du résea u unitaire) et sur des échantillons prélevés par temps sec. Des systèmes de prélèvement automatiques réfrigérés sont utilisés. Ces mêmes paramètres ont été suivis dans les retomb ées atmosphériques dites « sèches » (par temps sec) et « humides » (eaux mét éoriques) grâce à un système automatique découvrant. Les fractions dissoutes ont été analysées sur toute s les substances. Les fractions particulaires de 20 polluants organiq ues et la totalité des 26 métaux ont pu être analysées grâce au développement d’une méth ode multi-résidue. (Becouze et al., 2011).

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Les résultats montrent que ces polluants sont prése nts dans ces différents échantillons et que leurs flux dans les fractions d issoutes et particulaires sont très variables suivant le site et l’événement pluvieux. A partir de ces résultats, Abel Dembélé a travaillé sur la modélisation : Différents modèles de régression, un modèle empirique et trois modèles conceptuels ont été évalués avec trois algorithmes de calage différents pour la prédiction des EMCs et EFs de chaque polluant. Des modèles performants ont été obtenus pour la plu part des polluants étudiés. Cependant, il apparaît que les performances des mod èles de EFs sont plus élevées que celles des modèles de EMCs. Les modèles de régr ession varient suivant le site et le polluant. 1.8. Bassin pilote OSR LOCALISATION Le Rhône à l’amont de Lyon, Station de mesure en

continue de Jons STATUT DU BV (ORE, GIS, GIP, etc…)

L’OSR est l’un des observatoires de la Zone Atelier Bassin du Rhône (ZABR) (Grand Équipement de l’Institut Environnement/Écologie du CNRS) qui est constitué e n GIS.

DATE CREATION 2009


Dir. Scientifique :

1.8.1. Description des acteurs sur le site L’ensemble du BV du Rhône est pris en compte pour l a problématique pollution sédimentaire par l’Observatoire des Sédiments du Rh ône(OSR) (contrat de recherche financé sur 3 ans au titre du Plan Rhône). L’OSR es t l’un des programmes support d’un Observatoire Homme/Milieu (OHM) (Grand Équipem ent de l’Institut Environnement/Écologie du CNRS), officiellement cré é en nov. 2010. L’OSR est l’un des observatoires de la Zone Atelier Bassin du Rhône (ZABR) (Grand Équipement de l’Institut Environnement/Écologie du CNRS) qui est constitué en GIS. Les actions de recherche qui portent sur la problém atique de suivi des micro-polluants sur des bassins versant pilotes sont les actions 6 et 7 : Action 6 : Consolidation du réseau de mesure des ME S et des contaminants associés Action 7 : Analyse bio-physico-chimique et traçages des particules. L’action 6 vise, entres autres, à instrumenter deux stations de mesure en continue en vue de pouvoir calculer des flux de polluants sur u n certain nombre de contaminant en deux points du BV (Arles (flux à la mer) et Jons (milieu du BV). En ce qui concerne la station d’Arles (station SORA, gérer par l’IRSN et le COM), l’OSR à servi compléter les équipements (achat granulomètre laser + consomm able). En revanche, la station de Jons a été imaginée et finançée pour une grande part dans la cadre de l’OSR. L’action 7 est une action de recherche fondamentale qui tente de mettre en lumière les relations physiques, chimiques et biologiques entre contaminants dans les MES et leurs supports minéraux ou organiques.

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Ces actions sont portées par un collectifs d’équipe s scientifiques (IRSTEA UR MALY Lyon, CEREGE - université d’Aix en Provence (CNRS), l’IRSN et l’IFREMER. Les objectifs scientifiques ont été élaborés en étr oite collaboration avec l’Agence de l’Eau RM&C qui s’interroge quant à son réseau de me sure et de surveillance, notamment pour la mesure des flux de contaminants ( apports à la Méditerranée et traçage des affluents contributeurs majeurs). Des partenariats techniques avec EDF et Véolia ont été mis en place pour l’équipement de la station de Jons. Plus généralement, les échanges sur les objectifs t echniques, opérationnels et scientifiques sur le suivi des polluants à Jons se concrétise via les instances de gouvernances de l’OSR (Comité de Pilotage, 1 fois/a n ; Journée de restitution, 1 fois/an, et par des réunions de travail, environ 5 depuis 2009) qui rassemble la DREAL de bassin, l’Agence de l’Eau RM&C, la Compagnie Nat ionale du Rhône, EDF, et les régions riveraines. Non le BV, n’est pas couplé à un SAGE. Le Plan Rhôn e et les instances de pilotage de l’OSR (2 fois par an) permettent en revanche de gér er des actions de recherche opérationnelle pluri-partenariales. Il est possible de noter que plusieurs SAGE existent sur le bassin (en tant que sous bassin) : Basse Val lée de l’Ain (en révision), La Bourbre (en cours), et l’Arve (élaboration). Pour c e qui est des grands réservoirs péri-Alpin, il existe également un Observatoire des Lacs Alpins pour la mise en cohérence des observations scientifiques. La finalité de l’observation n’est pas directement de type opérationnel, mais elle s’inscrit dans le questionnement actuel de l’AE RM& C sur les réseaux de mesure et de surveillance et le passage d’une analyse « concentr ation » à un calcul de flux. Par ailleurs, la station complète une station de survei llance du Grand Lyon (opérateur Véolia) à l’amont de la zone principale de captage AEP de la région lyonnaise. Enfin cette station de Jons peut à terme venir compléter un système de surveillance Rhône Alpin en lien avec des gestionnaires locaux (Servic e Industriel de la ville de Genève, SBVBVA (Ain), SM3A (Arve),SMAB (Bourbre).

1.8.2. Description des questions scientifiques et finalité s Étude des flux de polluants organiques et métaux vé hiculés par les MES dans la partie amont du Rhône, du lac Léman à Lyon. Les objectifs généraux sont la quantification de ces flux, l'étude de leur variabilité temporelle et spatiale, l'identification de leur(s) origines(s) et la modélisation de leur devenir afin de proposer une aide aux gestionnaires du fleuve pour la mise en place d'act ions visant à limiter la contamination. La station de Jons servira de point de référence pour la partie nord du bassin versant du Rhône et les flux mesurés pourron t être comparés avec ceux évalués à Arles, au sud du bassin versant, dans le cadre de l'OSR. Ce site aborde le problème de la contamination par l'étude des flux dans un projet à caractère à pluridisciplinaire : il couple une appr oche hydraulique et sédimentaire à une étude des processus chimiques qui régissent la propagation des polluants dans le Rhône.

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→ Définir une stratégie de mesure des flux de MES et des contaminants associés afin de collecter les données nécessaires à l'étude : su ivi des contaminants (bimensuel en période de base, + suivis rapprochés en crue ; diff érents systèmes de prélèvement mis en œuvre sur la station), associé à la mesure e n continu de la turbidité, et mesure du débit à pas de temps horaire. Ces trois paramètr es (débit, concentration en MES et concentration en contaminants dans les MES) permett ront le calcul des flux particulaires dans le Rhône au niveau de Jons. → Caractériser ces flux. Leur variabilité temporelle , en fonction de l'hydrologie du fleuve (crue/étiage, saisons, chasses et manœuvres d'ouvrages...) et du transport sédimentaire (variation de la granulométrie et de l a composition des particules support) sera étudiée. → Identifier et hiérarchiser les sources de ces flux de polluants (i.e., principaux affluents contributeurs au Rhône amont), à l'aide d e prélèvements sur les affluents et d'une analyse cartographique. → Modéliser le devenir des flux de polluants dans le Rhône (i.e., modèle hydraulique du Rhône couplé à modèle de transport sédimentaire et de dispersion (ADIS-TS). Une fois développé sur tout le Haut-Rhône, ce modèle se ra un outil utile aux gestionnaires pour simuler des scenarii de pollution et proposer des solutions pour gérer les flux et les stocks de polluants. (Les partenaires scientifiques du projet sont prése ntés ci-dessus). Projet Scientifique : -Actions de recherche qui s'inscrivent dans le cadr e du programme de travail de l'OSR (Cf. ci-dessus). -Thèse de doctorat (financement Région Rhône Alpes) , 2010-2013 : « Mesure et modélisation des flux de matières en su spension et de contaminants associés (PCB et du mercure) dans le Rhône à l'amon t de Lyon : contribution à la quantification et à la compréhension apports et de leur propagation. » - Substances suivies : Métaux (dont mercure, plomb, cadmium, nickel, cuivr e, arsenic, chrome, zinc) ; Substances organiques : HAP, PCB, PBDE + autres sub stances organiques hydrophobes en cours de sélection Radionucléides MES, carbone organique total (COT) - Disciplines : hydrologie, hydraulique, chimie, mo délisation, systèmes d'information. La mise en valeur des données est envisagée dans le cadre de l’une des actions (Ac.11) du programme triennal (2010-2013) mais auss i également dans le cadre de l’OHM Vallée du Rhône. Le travail pour l’intégratio n des chroniques est actuellement en cours entre le CNRS et l’IRSTEA de Lyon. La valorisation des résultats est effective via les rapports annuels et synthèse d’avancement des différentes actions de l’OSR (cf. Ac.12).

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1.8.3. Transposabilité des résultats à l’échelle nationale Les données hydrologiques et chimiques seront regro upées au sein d'une base après validation. Base mutualisée en interne et sur le si te de l'OSR à terme (après publication). Données spatialisées sur le BV du Rhô ne amont (occupation du sol, réseau hydrographique, ...). Les données sur les dé bits, la turbidité et sur les flux de MES et de contaminants associés sont acquises sur l a station de Jons sur le Rhône. Une acquisition similaire a été réalisée, et se pou rsuit actuellement dans le cadre de l'OSR, sur le site d'Arles (station SORA). Des essais de déploiement de la méthodologie de calcul des flux seront testés sur d'autres sites à l'amont de Lyon sur le Rhône et sur la Saône pour conforter les résultats (bilan des apports) et identifier et hiérarchiser l'origine des flux de contaminants.


Le financement de soutien et d’exploitation du site sont à l’heure actuel prévus jusqu’en 2013, mais la réflexion scientifique a été définie dans le cadre d’un schéma d’orientation stratégique bâti sur des actions programmée sur 5 à 10 ans. L’OSR sera reconduit dans le cadre d’un second plan Rhône en fonction de modalité de la re-signature de ce contrat Etat-Région. Le bassin versant s’inscrit dans un contexte scientifique structuré de longue date en ce qui concerne les problématiques hydro/fluvial, via la Zone Atelier Bassin du Rhône (ZABR/INEE), elle-même issue des PIREN. 1.9. Bassin pilote Delta du Rhône-Camargue LOCALISATION Delta du Rhône-Camargue


Parc Naturel Régional de Camargue ; Réserve de Biosphère MAB-UNESCO ; Réserve Nationale de Camargue ; site RAMSAR

DATE CREATION 1927 : Réserve Nationale ; 1970 Parc Régional ; 1977 Réserve de Biosphère révisée en 2006 incluant la totalité de la zone deltaïque ; 1982 site RAMSAR


Parc Régional (Didier Olivry) Réserve Nationale (Eric Coulet) Réserve de Biosphère et site RAMSAR (Régis Vianet)

1.9.1. Description des acteurs sur le site Les acteurs de la gestion sont multiples, Collectiv ités territoriales (Département, Région), Parc Naturel Régional, Agence de l’eau, Co nservatoire du littoral, gestionnaires des Réserves, agriculteurs (riziculte urs), scientifiques etc. Cette zone humide d’importance internationale (RAMS AR) sous plusieurs statuts de protection, est confrontée à divers types de pertur bation : - rejets de zones agricoles (pesticides) : seule ré gion continentale rizicole en France - irrigation des rizières avec l’eau du Rhôn e et sa charge polluante - proximité de zones industrielles (pétrochimie etc ) : polluants atmosphériques - couloir rhodanien : exutoire des eaux du Rhône (u rbanisation ; industrialisation ; agriculture)

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- élévation du niveau de la mer avec ce que cela im plique sur l’ichtyofaune et sur la pêche professionnelle (gestion de la qualité et de la quantité des eaux et des ressources) - régulation de grands volumes d’eau (expansion des crues du Rhône) On peut citer au moins 3 « actions » concertées de gestion : - Un contrat de milieu, Contrat de Delta, est en co urs, voir texte de candidature. Le texte du contrat sera finalisé à la fin de l’année. http://www.parc-camargue.fr/Francais/download.php?categorie_id=11&p ager=2. - Sur la partie ouest du delta : SAGE Camargue Gard oise - Le Plan Rhône L’expérimentation devrait être directement liée à l ’orientation de la gestion du site.

1.9.2. Description des questions scientifiques et finalité s • Les sources et les pressions polluantes sont iden tifiables, Elles font, ont fait et devront faire l’objet d’investigations scientifique s multidisciplinaires. Le Rhône intègre toutes les pollutions d’un bassin de 95 500 km2 : intrants agricoles, fertilisants et pesticides – pollution urbaine et d omestique (entre autres les résidus de médicaments ou de traitement vétérinaire) – polluti on industrielle et trafic routier. • Le complexe pétrochimique de Fos-sur-mer émet de s HAP qui sont transférés par voie atmosphérique dans le delta, notamment dans le s réserves. • Les agrosystèmes du delta sont dominés par la riz iculture qui utilise environ 400 Mm3/an d’eau du Rhône pour son irrigation, une part ie conséquente de cette eau est rejetée dans les lagunes par les canaux de drainage , entrainant conjointement les polluants du Rhône et les résidus de traitement agr icole. • L'élévation du niveau de la mer remet en cause la polarité générale du delta, ce qui rend chaque année plus difficile la sortie des eaux excédentaires à la mer. Cette élévation contribue à inverser ou bloquer les cycle s des poissons marins adaptés à des sorties d'eaux régulière en fin d'hiver et à su r-saler les étangs (diffusion du sel à partir de la nappe non "rinçable") • Le delta du Rhône est un site d’intérêt pour l’ét ude des transferts de polluants terre-mer, caractérisés notamment par les données récente s de contamination par des polluants persistants et émergents des populations de cétacés (rorquals). Le Parc Naturel Régional de Camargue a organisé en septembre 2010 un forum sur les 40 ans de recherche scientifique en Camargue. Ce si te bénéficie d’acquis scientifiques pluridisciplinaires et de suivis sur de longues périodes, susceptibles d’être intégrés dans les protocoles de modélisation . Néanmoins les travaux sur les pollutions chimiques sont ponctuels et intéressent surtout l’Etang de Vaccarès dans la Réserve nationale. Les organismes scientifiques impliqués sont : (list e non exhaustive à compléter à l’aide du texte du « contrat de delta ») - Réserve Nationale de Camargue- SNPN (inventaire d es espèces, données biotiques et abiotiques etc… http://www.reserve-cam argue.org/Donnees-scientifiques - La Tour du Valat (conservation des zones humides méditerranéennes). http://www.tourduvalat.org/notre_programme - UMR8079 Ecologie Systématique et Evolution, CNRS- Université Paris-Sud (écotoxicologie : transfert trophique des polluants organisques : programme PNETOX, 4 thèses, 1 post-doc)) - UMR 6264 Laboratoire de Chimie Provence, CNRS-Uni versité de Provence, Marseille (chimie de l’environnement, modélisation du transport des substances chimiques eau et sédiment) (1 thèse + ?)

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- INRA Montpellier (Agriculture) - DESMID-CNRS Arles (sociologie) - CEREGE Aix en Provence (Dynamique littorale et rh odanienne) - IRSTEA et IFREMER (qualité des eaux dans le cadr e de la DCE) - CIRAD - CEFE Montpellier - Université de Toulouse (zostères) Les lagunes de la Réserve Nationale de Camargue fon t figure de réceptacle des pollutions apportées par les canaux de drainage des rizières, et ses réseaux trophiques de modèles pour la bioamplification des PCB et des pesticides (Roche et al., Environmental Pollution, 2009). Pendant plus d e 10 ans (1996-2009), les écotoxicologues de l’UMR8079 (Paris-Sud) ont analys é les mécanismes de bioaccumulation des POP et les réponses métabolique s (et histopathologiques) dans les populations d’invertébrés et de poissons de l’E tang de Vaccarès. (PCB, HAP, pesticides – organismes). Les chimistes de l’Université de Provence ont dével oppé des modèles associant hydrologie et chimie afin de simuler le transport d e pesticides et de leurs produits de dégradation dans une lagune littorale. (herbicides- eau et sédiment). L’analyse des substances chimiques « autorisées pou r la riziculture », notamment des herbicides, est actuellement en cours dans l’étang de Vaccarès (sédiments et eau) dans un programme cofinancé par l’agence de l’eau, associant gestionnaires, hydrologues, chimistes et écotoxicologistes. Il s’agit à terme de mettre en place une gestion co ncertée de l’eau prenant en compte à la fois des facteurs économiques et les intérêts écologiques. En outre, le site se prête à l’étude du rôle des cultures immergées dans la réduction des polluants, déjà démontrés par les résultats significatifs d’une dém arche expérimentale originale (cf Roche et al., 2009 Chemosphere). Il convient aux ap proches d’ingénierie écologique appliquée à la remédiation (phytoremédiation). Les autres programmes en cours s’intéressent aux pratiques agricoles, à l’hydrolog ie et à la sociologie. Les données devront être exploitées avec pour objec tif une modélisation de la qualité et de la quantité des intrants et des polluants dan s les systèmes lagunaires du Delta afin fournir aux gestionnaires des clés pour la ges tion des eaux. A la présentation des données sous la forme d’artic les dans des revues scientifiques spécialisées s’ajoute une diffusion large des infor mations par le biais des sites internet institutionnels ou locaux. Des rapports an nuels des Réserves, du Parc et de la Tour du Valat sont délivrés au public et aux collec tivités locales ainsi qu’à la communauté scientifique. Les banques de données sont également accessibles e t régulièrement actualisées, et elles sont perfectibles.

1.9.3. Transposabilité des résultats à l’échelle nationale La modélisation concerne les flux de polluants et l es transferts trophiques (bioamplification). Dans cette démarche, les facteu rs propres aux zones estuariennes, climatologie, salinité, montée de la mer, crues…. d oivent également être considérés. Ainsi, la qualité des eaux peut être modélisée en t ermes de sel et/ou de micropolluants. Les modèles de flux sont transposables aux lagunes littorales et aux estuaires.

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Le site, grâce aux statuts de protection, à la connaissance populationnelle du biota et aux actions des gestionnaires, possède une banque de données conséquente, et est parfaitement adapté pour la modélisation in natura des processus de bioaccumulation (bioamplification ou/et bioconcentration). A l’échelle européenne, les autres zones deltaïques (Ebre, Pô, Danube etc…) comportant, pour certaines, des agrosystèmes rizicoles, ne possèdent pas le même niveau d’acquis scientifiques. Néanmoins, ce sont des zones à haute valeur patrimoniale ne serait-ce que pour les oiseaux migrateurs et autres espèces protégées. Elles pourraient bénéficier des recherches menées en Camargue. Enfin les modèles de transferts terre-mer (Rhône –Méditerranée) sont attendus, notamment, par la plupart des gestionnaires des Aires Marines Protégées. Le site est tout à fait représentatif des diverses pressions : réceptacle d’un grand fleuve très anthropisé (polluants divers dont les résidus médicamenteux), agrosystèmes riverains nécessitant des traitements phytosanitaires et très demandeurs en eau, zone sensible aux changements globaux (montée de la mer et crues) ET zone humide d’importance internationale, zone littorale méditerranéenne, réserve de biosphère.

1.9.4. Modalité de financement et durée du site Cette zone humide d’intérêt international a besoin de programmes de recherche permanents. C’est une zone à haute valeur patrimoniale, qui, en dépit de ses nombreux statuts de protection, est particulièrement exposée et vulnérable. Le Bassin Rhône-Méditerranée est largement anthropisé et très peuplé. Il est intégré dans un projet de développement durable de grande ampleur par le contrat de projet interrégional, le Plan Rhône (2007-2013). Au niveau historique, des suivis ont été (et sont) réalisés annuellement par la Réserve nationale de Camargue, le parc naturel régional et par la Tour du Valat. Ces évaluations contribuent à une bonne connaissance de l’état des milieux aquatiques et des usages et assurent la pérennité du site en tant que « zone pilote». Les actions de recherche bénéficient soit du financement propre des organismes scientifiques locaux (SNPN, TdV), ou elles font l’objet de contrats avec des organismes de recherche publics (ANR ; PNETOX…). Des contrats européens Life sont en cours ainsi que des projets financés par l’agence de l’eau. 1.10. Bassin pilote Ardières – Morcille (SAAM ) LOCALISATION Nord Est de Belleville sur Saône, Beaujolais, Rhône


Site atelier de la ZABR (Zone Atelier du Bassin du Rhône - GIS)

DATE CREATION Site d ’IRSTEA depuis 1989 et labellisé site atelier en 2006 .


Véronique Gouy et Nadia Carluer

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1.10.1. Description des acteurs sur le site Les porteurs d'enjeu : * Chambre d'Agriculture du Rhône (Comité de Développement du Beaujolais) : partenaire opérationnel pour la caractérisation et l'accompagnement de l'évolution des pratiques agricoles et le suivi associé de l'amélioration de la qualité physico-chimique du cours d'eau. Acteur en termes de conseils et d'appui à l'évolution des pratiques et la mise en œuvre d'aménagements correctifs vis-à-vis des pollutions agricoles. Liens en cours avec l’IRSTEA dans le cadre du projet « Miriphyque » (cf projets de recherche) et du projet partenarial « Agri-faune » : Eau, Agriculture et Biodiversité sur le bassin de l 'Ardières (en collaboration notamment avec l'ONCFS, la Fédération des Chasseurs et la DDT du Rhône et le Syndicat Mixte des Rivières du Beaujolais). * Syndicat mixte des rivières du Beaujolais : implication dans le diagnostic préalable à l'élaboration du contrat de rivières en Beaujolais. L'Ardières a été retenu comme bassin d'action prioritaire. * CROPPP : Cellule Régionale d'Observation et de Prévention de la Pollution par les Pesticides (réunit la DRAAF, la DREAL, la DRASS, l'AE RM&C, la Région Rhône Alpes, la Chambre Régionale d'Agriculture, la FREDON, l'UIPP, la FRAPNA, Coop de France, l’IRSTEA, les DDT invitées) : a identifié le Beaujolais comme zone d'action prioritaire au niveau régional. Cadre, appuie et évalue les projets opérationnels relatifs à la réduction de la contamination des eaux par les pesticides (dont le projet « Qualité des Eaux en Beaujolais Viticole » (2001-2006). * Agence de l'Eau Rhône Méditerranée & Corse : – collaboration et appui en cours sur un site expérimental de la Morcille (Versant de Saint Joseph) afin d'évaluer l’efficacité vis-à-vis du ruissellement de surface et des transferts latéraux dans le sol de différentes options de gestion utilisant un couvert enherbé (zones tampons rivulaires ou de versant, enherbement inter-rang) pour limiter la contamination des eaux par les pesticides dans le contexte du Beaujolais viticole de coteaux. – appui également sur plusieurs projets récents concernant l'impact des rejets urbains sur l'Ardières (ex: mesures de composés pharmaceutiques et hormones, notamment par échantillonnage passif, en amont et aval de rejets de stations d'épuration). * UIPP et Arvalis : collaboration dans le cadre du projet scientifique de l'APR « Pesticides » 2009 du MEEDDAT (cf. projet Miriphyque). * ONEMA : le SAAM est un des sites d'application d'une action nationale d’IRSTEA avec l'ONEMA sur l'évaluation et la ré-médiation des effets des pesticides. L'Ardières est également un site d'étude privilégié dans le cadre d'études sur l'impact des contaminants sur les organismes biologiques. Concernant le SAGE, Oui : Contrat de rivière en cours d'élaboration. Cf ci-dessus. Problématiques transfert des pesticides et érosion notamment.

1.10.2. Description des questions scientifiques et finalité s Les questions scientifiques : * Déterminisme du transfert des pesticides vers les cours d'eau : rôle des zones tampons (bandes enherbées, boisées) et de l'enherbement des vignes dans la modification des écoulements et la limitation de ce transfert, * Potentiel de biodégradation des pesticides sur le continuum parcelle-bande enherbée-cours d'eau,

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* Dynamiques spatio-temporelles au sein des cours de la contamination par les pesticides et autres substances organiques et métaux lourds à plusieurs échelles emboitées, * Impacts écotoxicologiques et écologiques au sein des cours d'eau : – des pesticides utilisés en agriculture,

– des composés pharmaceutiques et des perturbateurs endocriniens présents dans les rejets de station d'épuration. – Adaptation et résilience. Les recherches contribuent : → à la construction de méthodologies et de modèles d'évaluation du risque de contamination de la Morcille (3,5km²) par les pesticides en lien avec les usages, le milieu naturel et l'organisation spatiale du paysage. → au développement, à la validation et à la comparaison de méthodologies d'échantillonnage (échantillonnage ponctuel, préleveurs automatisés - asservis au temps ou au débit-, et outils d'échantillonnage passif). → à l'élaboration d'indicateurs d'impact et d'indicateurs d'évaluation de la capacité de récupération des communautés. Projets « externes » en cours : - Miriphyque (MEEDDAT) : Mise au point de descripteurs du risque de contamination des eaux de surface par les phytosanitaires à l’échelle du bassin versant. Prise en compte des dimensions spatiales et temporelles. Appui à l’évaluation et à la gestion du risque. Partenaires : UMR SAS INRA Rennes, UMR EGC INRA AgroParis Tech Grignon, UIPP, ARVALIS-Institut du Végétal, IRSTEA UMR TETIS, Montpellier ; IRSTEA UR TSCF Clermont Ferrand. - SENDEFO (ANR) : Etudes i/ des effets du tébuconazole sur les communautés bactériennes de la Morcille et ii/ des capacités de ces communautés à dégrader ce fongicide. Partenaires : UMR BIOEMCO Paris; UMR INRA CARRTEL, Thonon les bains; IRSTEA UR MALY, Lyon; UMR CNRS LMGE, Clermont -Fd; UMR LEM, Lyon; UMR LPMM, Clermont-Fd. - PoToMAC (ANR CESA 2011 : en cours d'évaluation) : Potentiel Toxique dans les Milieux Aquatiques Continentaux : échantillonnage passif des pesticides et relations exposition/impacts sur les biofilms. Partenaires : IRSTEA UR REBX, Bordeaux ; IRSTEA UR MALY, Lyon ; UMR INRA CARRTEL, Thonon les bains ; UMR ISA, LSA, université Lyon 1 ; UMR EPOC, université Bordeaux 1. - GAMMA (ANR CESA 2011 : en cours d'évaluation) : Variabilité-adaptation-diversité et écotoxicologie des Gammaridés. Partenaires : IRSTEA UR MALY Lyon ; Laboratoire Ecologie Ecotoxicologie, université de Reims ; Biomarqueurs & Bioindicateurs Environnementaux UMR 6116 IMEP, université Provence Aix Marseille 1 ; Adaptation Ecophysiologique et Ontogenèse, université Montpellier 2. - Projet à l'étude : estimation de l'érosion et des transferts particulaires de pesticides utilisés en viticulture : partenariat en cours de montage avec l'UMR ARTeHIS (CNRS, Université de Bourgogne). - Convention IRSTEA-ONEMA : Evaluation et ré-médiation de l'effet des pesticides - (en lien avec l'INRA de Dijon (bio-dégradation des pesticides dans le sol), de Thonon (impact sur les biofilms) et de Rennes (impact sur les macro-invertébrés aquatiques)

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et dans le cadre d'AQUAREF pour les développements analytiques et de validation des échantillonneurs passifs (UR MALY IRSTEA Lyon et REBX IRSTEA Bordeaux) + valorisation et transfert auprès des opérationnels. - Fiche action IRSTEA - Agence de l'eau RM&C. (2007-2008) : Évaluation des échantillonneurs intégratifs POCIS et SPMD pour la caractérisation chimique et biologique des effluents de station d’épuration et des milieux aquatiques récepteurs. - Fiche action IRSTEA - Agence de l'eau RM&C. (2007-2009) : Médicaments à usage humain : risques d’exposition et effets sur les milieux récepteurs. - Fiche action IRSTEA Agence de de l'eau RM&C. (2007-2009) : Etude de l’impact des composés pharmaceutiques et perturbateurs endocriniens présents dans les rejets de STEP sur les milieux aquatiques. Actions internes à l’IRSTEA : - Projet SIE Pesticides (2008-2010) : construction d'un système d'information environnemental et d'une méthodologie d'analyse des données pour la réduction de l’impact des produits phytosanitaires sur l’environnement, - Projet Pest-Expo (2008-2010) : Evaluation de la qualité chimique et biologique des cours d’eau : pertinence, atouts, limites et domaine de validité d’un panel de méthodes d’échantillonnage in situ. Substances suivies : Métaux (dont cuivre, arsenic, plomb, cadmium, nickel, chrome, cobalt, zinc) en phases particulaire et dissoute ; Substances organiques : pesticides dans différentes matrices (sédiments, phase dissoute et particulaire, biofilm) ; HAP, PCB dans les eaux et les sédiments ; indice phénol ; substances pharmaceutiques et hormones (études plus ponctuelles sur l'Ardières) ; MES, DCO (totale et dissoute), carbone organique total et dissous (COT et COD), azote ammoniacal et Kjeldahl, nitrates et nitrites, chlorures, orthophosphates et phoshore total, ions majeurs (Ca, Mg, K, Na). Disciplines : Hydrologie, chimie, pédologie, agronomie, modélisation, biologie, écotoxicologie, systèmes d'information. Les données hydrologiques et chimiques sont regroupées au sein d'une base après validation (Excel et transfert, une fois validées, dans une base PostgreSQL). Base mutualisée en interne. Les données biologiques sont gérées par les chercheurs qui les produisent. Les données spatialisées sur l'amont de la Morcille (3,5 km²) (occupation du sol, parcellaire, Modèle Numérique de Terrain, sol, réseau hydrographique, pratiques et apports de pesticides) sont gérées sous ArcGIS. De nombreux résultats sont valorisés sous forme de rapports, publications nationales et internationales et communications en congrès et colloques.

1.10.3. Transposabilité des résultats à l’échelle nationale Les données sur la dynamique de contamination, l'échantillonnage et l'impact sur les biofilms sont acquises à deux échelles emboitées (3,5 km² et 180 km² environ) afin d'évaluer l'influence du changement d'échelle. Une acquisition similaire a été réalisée sur le site du Ruiné (IRSTEA de Bordeaux) qui correspond à un agro-pédo-système différent (polycultures céréales, vignes), afin d'évaluer la variabilité des réponses. Des essais de déploiement sur d'autres sites seraient à envisager pour conforter les résultats et explorer la gamme de variation des facteurs d'influence.

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Le modèle de risque de contamination par les pesticides sera mis en oeuvre sur deux bassins différenciés (Morcille et Fontaine du Theil en Bretagne (Arvalis-UIPP)) ce qui permettra également de juger de sa transposabilité. Le site est représentatif des bassins de coteaux du Beaujolais qui constituent tout un secteur à risque de non atteinte des exigences de la DCE en région Rhône Alpes. Les résultats devraient pouvoir s'appliquer, moyennant « calibration » à des sites caractérisés par des écoulements superficiels et sub-superficiels rapides (ici sur substrat granitique). Le site expérimental de l'Ardières comporte aussi un fort gradient de pression urbaine depuis l'amont vers l'aval, avec notamment plusieurs stations d'épuration domestiques. Ce site a permis de tester avec succès des méthodologies d'échantillonnage innovantes permettant de caractériser efficacement les apports et le transfert de substances (notamment composés pharmaceutiques et hormones) au milieu aquatique récepteur par les rejets de stations d'épuration. Enfin, le bassin versant de la Morcille et de l'Ardières est très bien documenté depuis les sites de référence en amont, jusqu'aux sites plus contaminés en aval, que ce soit en termes de contamination chimique que pour certains biomarqueurs d'effets (i.e., gradients de pression agricole et urbaine). Ces données permettent d'avancer sur la problématique et les méthodologies de définition des « références » (ex: seuils d'effet pour les organismes biologiques ; fonds géochimiques pour les métaux).

1.10.4. Modalité de financement et durée du site Le site n'est pas pérenne même si des fonds propres d’IRSTEA permettent ponctuellement de maintenir des activités scientifi ques en cohérence avec le programme d'Etablissement. Les sources externes sont variées en fonction des a ppels d'offre de recherche ou programme plus opérationnels en cours : – MEEDDAT : projet Miriphyque, – ANR CESA, – ZABR (appui à la coordination au niveau du bassin du Rhône et de la Saône), – AE RM&C (étude de la distribution des transferts de pesticides à la surface et dans le sol, étude sur impact des rejets de station d'épuration) – ONEMA (stratégies d'échantillonnage), – Région Rhône Alpes (bourse de thèse et aide au fo nctionnement). 1.11. Bassin pilote SIPIBEL

LOCALISATION Reignier -Esery (74)


projet de collaboration sans statut spécifique S ite Pilote de Bellecombe - Effluents hospitaliers et stations d'épuration urbaines Caractérisation, risques environnementaux et sanita ires et traitabilité

DATE CREATION 01/09/2010


Jean-François CICLET (Président du Syndicat Intercommunal de Bellecombe)

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1.11.1. Description des acteurs sur le site Le programme SIPIBEL est porté par le Syndicat Intercommunal de Bellecombe et le GRAIE (Groupe de Recherche Rhône-Alpes sur les Infrastructures et l’Eau). Le Syndicat de Bellecombe s’est porté volontaire pour porter la phase de démarrage de l’étude. Pour la gestion, le syndicat de Bellecombe a recruté un chargée de mission à partir du 06/09/2010 jusqu’au 28/02/2012 afin de monter le projet et réaliser les premières campagnes de terrain.

Le GRAIE apporte ses compétences en termes d’animation de réseaux d’acteurs de la gestion de l’eau (mise en relation des collectivités, des scientifiques, des partenaires institutionnels, des prestataires techniques, …). Le GRAIE dispose également d’une longue expérience dans le montage de projet scientifique multipartenaires et de transfert de la connaissance (OTHU, ZABR). Le Site Pilote de Bellecombe est situé sur la commune de Scientrier et fait donc partie du périmètre du SAGE de l’Arve. Ce SAGE en est cours d’élaboration et la CLE est constituée depuis le 02/06/2010. La structure porteuse est le Syndicat Mixte d'Aménagement de l'Arve et de ses Abords (SM3A). Celui-ci est un des partenaires techniques et financiers important du projet. Il est à nos côtés depuis le démarrage du projet, notamment pour la réalisation de l’état zéro et dans le cadre d’opérations de communication autour du projet (Presse écrite et télévision locale).

1.11.2. Description des questions scientifiques et finalité s La définition du système étudié, l'instrumentation du site, les études et recherches envisagées, les compétences mobilisées, visent à répondre à plusieurs questions :

• La caractérisation des effluents hospitaliers et leur mise en perspective avec les effluents urbains : caractérisation chimique, microbiologique et mesure des effets biologiques afin d'évaluer les risques sanitaires et environnementaux

• L'analyse de la traitabilité des paramètres spécifiques aux établissements de soin et l'analyse technico-économique de différents scénarios : entre maîtrise des consommations, traitement plus ou moins poussé, traitement à la source ou en station d'épuration, pour les files Eau et Boue

• L'évaluation de l'impact des rejets sur les milieux récepteurs et des risques associés, environnementaux et potentiellement sanitaires (pas d'étude épidémiologiques mais de l'écotoxicologie)

• Une analyse de la perception de ces problématiques par les citoyens et de leur capacité à agir : acceptabilité sociale des risques liés à la présence de traces de résidus de médicaments dans l’eau dans les ressources en eau potable et stratégies de réduction des niveaux de consommation et d'optimisation des filières de recyclage des médicaments.

• Le développement de méthodes analytiques est une lecture transversale des différentes questions et sera évidemment traité.

• La finalité est bien d'améliorer les connaissances et d'innover afin de mieux suivre et mieux traiter les effluents hospitaliers et rejets de résidus médicamenteux, et apporter des éléments d'aide à la décision pour les politiques publiques, locales et nationales, dans ce domaine.

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Le site pilote de Bellecombe constitue un bassin expérimental exceptionnel du fait de sa configuration physique, des acteurs mobilisés autour du projet et de leur capacité à mettre en œuvre de l'observation et de la recherche. Il est constitué d'un hôpital, en cours de mise en service, d'une station d'épuration, avec deux files de traitement distinctes permettant d'isoler les effluents hospitaliers, et d'un milieu récepteur – l'Arve. (Cf. Annexe pour le détail). C’est cette particularité qui fait du site de Bellecombe un site unique en France. En effet, le nouveau Centre Hospitalier Alpes-Léman va être raccordé en direct sur la STEP de Bellecombe et une filière de traitement lui sera entièrement dédiée durant les 3 prochaines années. Les eaux usées domestiques ne seront donc pas mélangées et seront également traitées sur une filière distincte. Il en est de même pour le traitement des boues qui seront aussi séchées et traitées de manière indépendante. Cette séparation permet donc un suivi exceptionnel des caractéristiques des deux effluents, et contribue ainsi à bien identifier les différentes pressions polluantes. Les gestionnaires de ces trois sous-systèmes sont des membres actifs du projet. Ils sont accompagnés par un consortium de scientifiques de renom. Nous pouvons citer : -les Universités de Limoges, Paris 11, et de Poitiers, -l’INSA de Lyon, -l’ENTPE, -le CNRS de Solaize, -l’INRA de Thonon -l’IRSTEA de Lyon Le programme de recherche en cours de structuration est organisé selon trois axes. AXE 1 CONNAISSANCE ET MODELISATION DES FLUX URBAINS ET HOSPITALIERS L'axe 1 porte sur la détermination et la modélisation des flux polluants rejetés par l’hôpital d’une part et par le bassin versant urbain de la station d’épuration d’autre part. Elle vise à comparer les flux et les concentrations apportés par ces deux types d'effluents et déterminer des stratégies de maîtrise des apports en fonction de cette caractérisation et de l'identification des sources. La modélisation des flux de médicaments passe par la quantification des consommations au sein de l'établissement de soin et une quantification sur le bassin versant (pharmacies, vétérinaires et autres établissements de soin), couplées à des mesures des médicaments dans les effluents. Une attention particulière portera également sur la quantification des apports en détergents en entrées de station d'épuration. AXE 2 PROCEDES DE TRAITEMENT L'axe 2 est centré sur la capacité des stations d'épuration urbaines à traiter les effluents hospitaliers. Le site de Bellecombe permet de tester en conditions réelles de fonctionnement, les répercutions d’un effluent hospitalier sur un traitement biologique conventionnel et d’évaluer les éventuels traitements complémentaires adaptés. Ainsi différentes approches seront mises en œuvre comme le suivi de l’activité bactérienne, la diversité de la population bactérienne, l’étude de la structure du floc bactérien. D'autre part, l’étude des mécanismes de piégeage / biodégradation sur un site réel, recevant des effluents concentrés sous forme d’un cocktail médicamenteux, va permettre la hiérarchisation des processus mis en œuvre dans le traitement ou à privilégier dans le cadre de traitements complémentaires. Différentes approches s’appuyant sur les résultats des études actuelles sur les procédés de traitement des effluents hospitaliers (AMPERE, ARMISTIQ, PILLS) seront discutées. Des pilotes de traitement d'Oxydation, d'Absorption sur charbon actif ou d'ultrafiltration pourront être testés sur le site.

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AXE 3 RISQUES ECOTOXICOLOGIQUES/ECOLOGIQUES L'axe 3 vise à caractériser les risques pathogènes, écotoxicologiques et écologiques spécifiques aux établissements de soin. Elle passe par une caractérisation fine de l'écotoxicité des effluents hospitaliers avant et après traitement, de la présence de germe pathogène et par une analyse du développement de l'antibiorésistance. Une évaluation des impacts écologiques sera faite à partir du suivi d'indicateurs biologiques, du suivi du périphyton (ou biofilm) qui constitue un indicateur intégratif et par l'utilisation expérimentale d'échantillonneurs passifs. Pour répondre plus spécifiquement aux questions relatives aux micropolluants: Le projet SIPIBEL s’intéresse à plusieurs familles de micropolluants : -Alkyphénols -Métaux lourds (9 dont le gadolinium) -Résidus médicamenteux (12 pour le moment) -Détergents (3 grandes familles) -AOX -COV Matrice : eau et boues de STEP Axes de recherche abordés : Physico-Chimie (Cf. Détail des paramètres en annexe), Hydrobiologie (IBGN, IBD), Ecotoxicologie, Génotoxicologie (effets perturbateurs endocriniens, test des comètes et test d’Ames), Microbiologie (dont l’étude de l’antibiorésistance). Les campagnes de prélèvements : Pour 2011, 2 campagnes de prélèvements sont prévues (février et décembre). Les prélèvements sont tous réalisés sur 24h (en fonction des débits écoulés). Quelles voies d’exploitation/capitalisation des informations obtenues (chimie, bio, mais aussi sciences sociales) sont mises en œuvre notamment REX, bancarisation des données, valorisation des résultats (publications)… ? La bancarisation des données et des résultats se fait dans un premier temps en interne. Il est très important de réaliser une véritable phase d’interprétation des données avant de vouloir publier quoi que ce soit. Ce sont en effet des résultats qui peuvent s’avérer « sensibles » pour le grand public (présence de trace de résidus de médicaments dans l’eau…) sans une explication précise du contexte de l’étude et des précautions d’interprétations. Pour la bancarisation, le Syndicat de Bellecombe s’est rapproché de Valéria Dulo, secrétaire de l’association NORMAN, pour mettre à disposition les données mais aussi rendre compatibles les bases informatiques. Pour le projet SIPIBEL, la communication et la valorisation des résultats se fait par l’intermédiaire du GRAIE, qui dispose d’outils efficaces et d’une grande expérience en la matière. Le Graie a mis en place une page web sur le projet (présentation, illustrations, liens utiles, bibliographie sur la thématique) et la tient à jour. Le Graie organise aussi régulièrement des conférences « Eau et Santé » d’envergure nationale. Ces moments d’échanges privilégiés entre scientifiques, collectivités et partenaires institutionnels sont indispensables pour une transmission d’informations et de connaissances efficace.

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Fort de son expérience pour l'organisation de rencontres scientifiques et techniques internationales, il est envisagé de lancer une conférence internationale sur la thématique eau et santé afin notamment de favoriser les échanges et l'enrichissement avec des intervenants d'autres pays et d'autres continents (Novatech, conférence internationale sur la gestion des eaux pluviales urbaines, est organisée à Lyon par le Graie tous les trois ans depuis 1992. Elle a accueilli près de 700 participants durant 3 jours en 2010). Enfin, le Graie produit très régulièrement des documents supports (plaquettes, guides méthodologiques, actes…) facilement accessibles en téléchargement depuis le site www.graie.org. La volonté de cette association est de mettre un maximum de documents et de connaissances à disposition de tous les acteurs de la gestion de l’eau.

1.11.3. Transposabilité des résultats à l’échelle nationale Le projet SIPIBEL vise un travail sur un hôpital de taille moyenne sur un Bassin rural avec une dynamique de population importante. La quantité et la qualité des données d’entrée seront décisives pour connaitre la transférabilité de l’outil. Cependant, toutes les actions de recherche sont conçues pour apporter des réponses d'intérêt général, que ce soit en termes de méthodologie, d'analyses, de métrologie et de modélisation, ou que ce soit sur l'interprétation des résultats chiffrés issus du suivi et des analyses sur le site expérimenté. Pour illustration, une des tâches du programme de recherche SIPIBEL s’intitule « Modélisation des concentrations et des flux de médicaments et de polluants hospitaliers et urbains ». Ce travail est complet et complexe car il fait appel en amont à une acquisition de données très importante et très variées pour avoir un modèle robuste. Une des finalités est de produire un outil d’aide à la décision qui pourra être transférable sur un autre secteur/à une autre collectivité. Pour l’instant il est difficile de dire si ce modèle pourra être facilement exploitable ailleurs…

1.11.4. Modalité de financement et durée du site La durée de vie minimale du projet est de trois ans après la mise en service de l'hôpital. Un arrêté de mai 2009 impose au Syndicat de Bellecombe de séparer les deux types d’effluents pour une durée de 3 ans à compter de l’ouverture du Centre Hospitalier, soit 2012-2015. A l’issue de ces 3 ans et des conclusions de l’étude, le Syndicat prendra alors une décision quant au fait de continuer de séparer ou non les effluents. Ceci étant, le site est pérenne puisque, quelle que soit la décision finale, les infrastructures resteront en place et seront entretenues. Le programme de recherche et les collaborations mise en place pour le montage de Sipibel sont probablement également durable, que ce soit ou non en appui sur ce site particulier. Le Graie anime des observatoires supports de collaborations scientifiques et techniques depuis plus de 10 ans qui est une période pertinente pour bâtir des programmes de recherche en appui sur de l'observation de terrain qui soient productifs et capitalisent au mieux les données acquises. Le montage financier de l’état zéro (2011-début 2012) a été construit avec les financeurs suivants : -L’Agence de l’eau Rhône Méditerranée et Corse

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-Le Syndicat Mixte d’Aménagement de l’Arve et de ses Abords (acteur historique de la gestion de l’Arve-milieu récepteur qui souhaite appréhender des nouveaux enjeux comme les micropolluants-c’est aussi le porteur du SAGE de l’Arve). -Le Conseil Général de la Haute-Savoie (au titre des opérations innovantes) -Le Centre Hospitalier Annemasse-Bonneville (démarche volontaire de s’intégrer dans le projet et s’inscrire dans une démarche de Qualité Environnementale et Sanitaire). -Le Ministère de la Santé (dans le cadre du PNRM /caractérisation des rejets hospitaliers-procédés de traitement et impact sur l’environnement). -Le Ministère de l’Ecologie (soutien de l’action d’animation du GRAIE via le bureau des associations). Le montage en cours de mise en place distingue trois volets :

• L'observatoire en lui-même • Les programmes de recherche • L'animation et la valorisation du dispositif. • Chacun de ces trois volets doit trouver les financements adéquats et adaptés à son

emprise locale, à son rayonnement, à ses échelles de temps et à son contexte institutionnel.

• En plus de ceux listés ci-dessus, les financeurs sollicités sont la Région Rhône-Alpes, des fonds Feder dans le cadre d'un programme interreg et, nous l'espérons, des financements spécifiques aux actions de recherche (ANR, ANSES, Onéma, etc.).

Ce projet s'inscrit directement dans les plans nationaux Micropolluants et résidus médicamenteux ; Il est essentiel que l'état se dote de moyens pour mettre en œuvre ces plans et accompagner ces actions. Le projet est financièrement ambitieux car il porte sur des paramètres dont la caractérisation (prélèvement, analyse, impacts, …) est aujourd'hui très couteuse. 1.12. Bassin pilote Montpellier, émissaire en mer STEP

LOCALISATION Montpellier


Caractérisation, risques environnementaux et sanitaires et traitabilité Projet de recherche financé par le programme CESA de l’ANR.

DATE CREATION 01/01/2010


Hélène Fenet ([email protected]) et Serge Chiron ([email protected])

1.12.1. Description des acteurs sur le site Organismes scientifiques impliqués : UMR HydroSciences Montpellier, Ifremer, UMR ISM2 Marseille, CHU Montpellier. Actuellement, il n’y a pas d’acteur de la gestion directement impliqué sur le site d’étude mais des contacts ont été pris avec l’Agence de l’eau RMC et la Région Languedoc-Roussillon.

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Les objectifs de gestion sont les suivants : La Directive Cadre Européenne sur les eaux souligne la nécessité de la maîtrise de la qualité des eaux côtières. Il est donc indispensable de disposer d’outils pour l’évaluation de la contamination chimique de ces milieux en fonction des pratiques dont ils font l’objet. Face à l’augmentation de la production d’eaux usées en raison d’une urbanisation croissante, à la variabilité des ressources en eaux en raison du changement climatique, le rejet des eaux usées traitées en mer apparaît comme une alternative à considérer pour préserver la qualité des eaux continentales. Toutefois, il apparaît essentiel de disposer des outils pour évaluer la qualité des eaux côtières en terme de contamination chimique afin de s’assurer de l’absence d’accumulation de contaminants qui pourrait porter préjudice au bon fonctionnement de ces zones sensibles et ainsi mettre en jeu le bénéfice pour le milieu de cette gestion des eaux usées.

1.12.2. Description des questions scientifiques et finalités L’objectif de ce projet est de documenter la présence, le comportement et le devenir de substances pharmaceutiques et produits de soin corporel dans les eaux marines côtières. L’étude est centrée sur le contexte méditerranéen, dans lequel des émissaires en mer des rejets de stations d’épuration ont lieu ; ils constituent un apport ponctuel en continu dans ce milieu. Les substances chimiques ciblées sont des substances pharmaceutiques et leurs métabolites ainsi que des écrans UV. Trois axes de recherche sont abordés :

1. Développement de méthodologies analytiques et d’une stratégie d’échantillonnage pour la réalisation d’un monitoring ciblés sur des produits pharmaceutiques et leurs métabolites ainsi que sur les écrans UV dans différentes matrices du milieu marin côtier (eau, sédiment et biota).

2. Etude des processus de transformation (microbiens et photochimiques), de sorption

sur les sédiments et de bioaccumulation spécifiques au milieu marin côtier.

3. Estimation des concentrations d’usage et prédiction des concentrations de contaminants dans l’environnement marin côtier au niveau local

Une information ouverte au public sur le projet a été mise en place via les pages web des tutelles de différents partenaires. Par ailleurs, des échanges impliquant un rôle actif dans l’orientation de l’étude ont eu lieu lors du comité exécutif du mois de juin 2011, auquel étaient invitées des personnalités de la recherche en écotoxicologie, de l’Onema et du Ministère de l’Ecologie.

1.12.3. Transposabilité des résultats à l’échelle nationale Les données recueillies sur l’émissaire de Montpellier seront comparées à celles collectées sur l’émissaire de la station d’épuration de la ville de Marseille. Le projet de recherche devrait donc permettre d’apporter des réponses sur une possible transposabilité des résultats à d’autres sites.

1.12.4. Modalité de financement et durée du site La durée de vie du site est actuellement liée au financement de l’ANR (3 ans). Sa pérennité n’est donc pas assurée.

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1.13. Bassin pilote Drôme

LOCALISATION Bassin de la Drôme


Site de la Zone Atelier Bassin du Rhône

DATE CREATION 2002


Norbert Landon, UMR 5600 EVS Lyon 2 et Frédéric Liebault, IRSTEA Grenoble

1.13.1. Description des acteurs sur le site Jusqu’aux années 90, la rivière Drôme a subi une pression humaine telle, qu’elle fût pillée... polluée…Asséchée... abandonnée dans un état critique. Des hommes et des femmes du bassin de la Drôme se sont mobilisés pour sauver ce qui pouvait l’être, de leur rivière. D’abord en mettant en place un premier plan d’action en 1990 : le 1er Contrat de rivière articulé autour de l’assainissement et de l’entretien des berges. En 1992, la Loi sur l’eau crée les Schémas d’Aménagement et de Gestion des Eaux (SAGE), pour une gestion intégrée de l’eau par bassin versant ; le bassin de la Drôme, dont les acteurs sont déjà mobilisés, est choisi comme site expérimental pour la mise en place du premier SAGE en France. Ce premier SAGE et son contrat rivière associé était alors géré par la Communauté de Communes du Val de Drôme. Les orientations du SAGE Drôme retiennent alors 6 priorités : 1. Permettre la restauration d’un fonctionnement naturel des rivières qui souffrent d’un déficit en eau et en sédiments entraînant de nombreux dérèglements, 2. Poursuivre l’amélioration de la qualité des eaux à la hauteur des exigences des usages (baignade, eau potable) et des milieux (aquifères patrimoniaux), 3. Préserver et restaurer les milieux aquatiques remarquables : protéger les espaces pour

maintenir les espèces, tout en conciliant les différents usages de l’eau et des milieux aquatiques,

4. Œuvrer pour une prévention efficace des risques : en informant les populations et en protégeant les zones vulnérables, 5. Penser la gestion de l’eau en termes d’aménagement du territoire : partager la ressource pour pérenniser les usages, de loisirs en particulier, 6. Renforcer la gestion totale et concertée de l’eau à l’échelle du bassin versant par la mise en œuvre et le suivi du SAGE. Dès cette époque les scientifiques de la ZABR étaient présents sur la Drôme avec des recherches conduites sur la géomorphologie de la Drôme, sa biodiversité, la gouvernance mise en œuvre et une étude écotoxicologique et environnementale de la rivière Drôme. Le SAGE est actuellement en renouvellement avec la gestion de la rivière Drôme qui a été transmise au Syndicat Mixte de la Rivière Drôme (SMRD). Plusieurs commissions ont été mises en place pour finaliser le SAGE : - La commission « usages agricoles et industriels » - La commission « usages domestiques » - La commission « usages Bio-Physiques » - La commission « usages partagés »

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La Commission locale de l’eau devrait arrêtée dans les prochains mois les priorités du SAGE. Les scientifiques de la ZABR restent très présents sur la Drôme avec des travaux en géomorphologie, en écologie accompagnés de recherches de plus en plus importantes mobilisant les sciences humaines et sociales. Les recherches en cours conduites par la ZABR sur le Site Atelier Drôme sont bien en lien avec les préoccupations des acteurs gestionnaires de la rivière et des objectifs de gestion durable développés dans le SAGE de la Drôme. Une restitution des travaux de recherche de la ZABR est prévue lors de la fête de la science le 15 octobre 2011 organisé par la réserve naturelle des Ramières.

1.13.2. Description des questions scientifiques et finalités Travaux de recherche sur l’expérimentation et la compréhension des systèmes NB : depuis 2005, il n’y a plus sur le site atelier Drôme de travaux en écotoxicologie. Ceux-ci seront présentés spécifiquement dans le paragraphe suivant. Les scientifiques de la ZABR mobilisés sur le site Drome conduisent des expérimentations leurs permettant d’avancer dans la compréhension de la dynamique des flux de sédiments La problématique générale repose sur l’identification des réponses géomorphologiques aux sollicitations hydro-climatiques et aux pratiques de gestion. Les travaux se concentrent principalement sur deux sites : la Haute Drôme entre Luc et Recoubeau, les sites d'Ausson et de la Béoux. Suivi inter-annuel par imagerie aérienne drone afin de capturer la dynamique morphologique et écologique d’une section en tresses de 5 km accompagné de campagnes de relevés spécifiques sur le terrain avec pour résultat de : • caractériser la dynamique du bois mort et ses effets sur la morphologie et les conditions d’habitat • caractériser la mortalité du peuplier noir et d’identifier les facteurs de contrôle (sécheresse de 2003, changements morphologiques) • étudier les effets morphologiques d’une tranchée de remobilisation réalisée en 2004 pour faciliter le transit de la charge de fond • étudier l’influence de la variabilité hydrologique sur la dynamique spatiale et temporelle de colonisation végétale de la tresse. Evaluation des effets du déboisement volontaire sur la recharge sédimentaire par les versants et les torrents. Les résultats obtenus ont permis de mettre en évidence : • un effet d’amplification de l’exportation solide selon un facteur 3 sous l’effet du déboisement • les vitesses d’érosion du ravinement en terrain marno-calcaire, représentatif des conditions d’érosion dominantes du bassin versant de la Drôme • une loi statistique entre l’intensité de pluie et l’exportation solide.

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Des travaux de recherche sont également conduits sur l’écologie des espèces aquatiques Suivi des populations de chabot dans le bassin du Bez depuis 2001 avec pour résultats : • La poursuite de l'élaboration de modèles de dynamique de population spatialisée du chabot, avec l'élaboration d'un modèle de croissance intégrant l'effet de la température, une réévaluation de méthodes de rétro-calculs permettant la réévaluation des âges des individus à partir de pièces osseuses. Un premier modèle individu-centré intégrant le facteur thermique a été publié et donne les moyens de tester les implications potentielles d'un accroissement de température sur ces populations. Un modèle matriciel intégrant le nouveau modèle de croissance température dépendant est en cours de réalisation. • La valorisation de l'étude expérimentale de l'influence de la température sur l'ovogenèse chez le chabot. Ces travaux ont permis de définir le seuil thermique entraînant un blocage du développement ovocytaire et la spécificité de la réponse selon la population locale considérée (réponse phénotypique de type irréversible en termes de capacité de stockage des glycérides chez la femelle). • Une analyse de l'influence des régimes thermiques sur les chaînes trophiques et l'amplitude de niche alimentaire du chabot (utilisation de marqueurs isotopiques stables, suivis invertébrés in situ). Des expérimentations in situ ont été menées sur ce thème en 2007 et en 2008. Les résultats sont en cours d'exploitation. Etude des processus écologiques à l'interface eaux de surface-eaux souterraines dans le territoire de la Réserve Naturelle des Ramières du Val de Drôme. (ANR "Inbioprocess" -2007-2011) La question concrète posée par cette action de recherche est de savoir si le stockage dans les alluvions est plus important dans les zones de downwelling (infiltration des eaux de surface dans les sédiments) que dans les zones d’upwelling (drainage des eaux souterraines) en période de crue ; ou si, au contraire, l’effet refuge est prédominant dans les zones d’upwelling au moment des étiages. Dans les deux cas, les espèces qui s’infiltrent pourraient présenter des traits biologiques particuliers par rapport aux espèces qui ne s’infiltrent pas. A terme, le suivi de la migration verticale des invertébrés benthiques permettra d'évaluer le rôle de refuge du milieu interstitiel des rivières en tresse en cas de perturbation. Des travaux de recherche sont enfin conduits pour comprendre les Interactions nature/société sur le bassin de la Drôme Objectifs et premiers travaux Il s’agit d’interroger le lien entre les politiques publiques de développement et les politiques environnementales. Deux questions structurent l’ensemble : « Dans quelle mesure la gestion de la Drôme actuelle est-elle un héritage social ? » et « Dans quelle mesure le bassin physique structure-t-il les modalités de gestion ? ». Dans ce contexte : • Une thèse a débuté en 2007 sur la question des dynamiques de l’agriculture en lien avec les changements des modes de gouvernance • La réalisation d’un atlas informatisé sur l’ensemble du bassin versant de la Drôme a commencé en 2007, conçu à la fois comme un support à la réflexion, comme la synthèse des données sociales et physiques déjà disponibles au sein de l’équipe et comme un dispositif de suivi à long terme. L’objectif est de pouvoir identifier à l’échelle du bassin ce qui se superpose dans l’espace et ce qui est concomitant dans le temps. 200 cartes ont déjà été réalisées. Une plate forme de géovisualisation est en cours de conception. • Une enquête sociologique dont l’objectif était de saisir les pratiques des riverains actuels a été réalisée durant l’été 2009.

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• La question du transit des sédiments a été étudiée avec un focus sur les tranchées de remobilisation, technique pratiquée depuis plus de 10 ans dans le cadre de la mise en œuvre du SAGE. • Afin d’accroître les connaissances physiques du bassin versant, des travaux portant sur l’hydrologie du bassin ont été amorcés cette année. Complétant ces approches, un volet juridique portant sur l’analyse des interactions entre le droit et l’état physique de la rivière Drôme a été achevé cette année. Pour compléter le tout, des travaux de recherche sur l’histoire des aménagements et sur l’économie sont en cours. Equipes de recherche impliquées sur le Site Atelier Drôme - UMR 5023, - UMR 5600, - IRSTEA Grenoble,Aix, Montpellier, - Maison du Fleuve Rhône, - Université Lyon 3, - Université de Marseille De 2002 à 2005 a été conduit sur le site Drôme une étude des micropolluants et leurs relations avec la dynamique des populations de loutres (thèse Université J Fourrier GrenobleI). L’objectif était d’étudier la qualité du milieu et la contamination chimique (notamment PCB, polluants ubiquistes, bioaccumulables dans la chaine alimentaire) en relation avec l’implantation de la loutre. Sur la Drôme, il s’est agir de : Reprendre les données des inventaires de qualité des eaux et des poissons (métaux organichlorés, polluants divers…) D’identifier les sources de pollution dans les décharges sauvages D’appréhender l’importance de la contamination des chaines trophiques dans le cadre des études écologiques menées sur le site. Parallèlement, une prospection a été menée sur la rivière Drôme et ses affluents afin de rechercher des témoignages de présence de loutres et évaluer les ressources piscicoles et leur qualité. Des épreintes de loutre ont été trouvées en aval de Crest dans al Réserve des Ramière. L’étude sur les poissons révèle une contamination relativement faible par les pesticides organochlorés, les pCB et les métaux. L’évolution de la situation sur ce site est intéressante à surveiller dans les années à venir. Les travaux soulignaient, l’importance du suivi des polluants chimiques, médicaments humains et vétérinaires. Les métadonnées ZABR produites sur le site Drôme sont intégrées au géorépertoire de la ZABR http://www.graie.org/zabr/index.htm La mise en place d’une plateforme internet de visualisation des données cartographiques (GeoWebExplorer) est en cours de finalisation permettant de donner à voir les évolutions séculaires et futures aux gestionnaires, décideurs et usagers et d’analyser comment la production de connaissance et sa mise disposition participe à la construction d’une politique de développement durable.

1.13.3. Transposabilité des résultats à l’échelle nationale Transposabilité des résultats sur les rivières en tresse fortement présentes sur le bassin Rhône Méditerranée

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La rivière Drôme constitue dans sa partie amont, une rivière très peu anthropisée ; Elle peut constituée pour cette raison une référence dans un groupe de site pilote plus ou moins sujets à des pressions polluantes

1.13.4. Modalité de financement et durée du site Principaux conventionnements et subventions : LIFE Environnement (2003-2007) - GICC (2007-2009) -ANR Risknat (2010-2014)- ANR inbioprocess (2007- 2011), Eaux et Territoire (2008- 2011); DADEC (2009-2011) - Agence de l'Eau RM&C - Région Rhône-Alpes - SMRD

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Onema Ineris Hall C – Le Nadar Parc Technologique Alata 5 square Félix Nadar BP 2 94300 Vincennes 60550 Verneuil-en-Halatte 01 45 14 36 00 03 44 55 66 77 www.onema.fr www.ineris.fr

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