Écologie d\`une rivière non aménagée des Alpes du Sud : Le Buëch

Annls
Limnol.
24 (1J 1988 : 3-13
Écologie d'une rivière non aménagée des Alpes du Sud :
Le Buëch (France)
II. Action d'un flux polluant sur l'hydrochimie du cours d'eau
1
F. V e s p i n i
P. L é g i e r
A. C h a m p e a u
2
1
Mots clés : hydrochimie, effluents, rivière, Alpes, analyse en composantes principales.
Dans son secteur moyen, le Buëch draine les eaux de rebut de la ville de Laragne. L'évolution spatiale du chimisme
des eaux usées est étudiée au niveau de 6 stations du réseau d'égouttage et du Véragne (cours d'eau collecteur des effluents
de la ville et de son abattoir). Son évolution temporelle est suivie toutes les heures pendant une journée. L'impact des
rejets sur le Buëch est analysé à partir de prélèvements réalisés dans cinq stations prises en amont et en aval de la confluence
du Buëch et du Véragne.
Sévère à l'échelle de l'affluent, la pollution est peu apparente à l'échelle du cours principal. L'étude met en évidence
l'importance prépondérante des phénomènes de dilution et de sédimentation sur le phénomène de biodégradation, ce dernier n'étant vraiment décelable que pendant la période de l'étiage estival.
Ecology of a free-flowing river of the southern Alps : the Buch (France)
II - Action of a polluting flux on the water's hydrochemistry
Keywords : hydrochemistry, effluents, river, Alps, principal component analysis.
In its middle section, the Buëch river drains waste water from the city of Laragne. The spatial development of the wastewater's chemical nature was studied at 6 points on the sewer drainage system and the Veragne river (river receiving waste
water outflow from the city and its slaughterhouse). Temporal evolution was noted for each hour of the day. The impact
of waste on the Buëch river was analyzed through samples taken at 5 points upstream and downstream from the confluence
of the Buëch and Veragne rivers.
Though high in its tributary, pollution is rather low in the river itself. The study makes clear the over-whelming importance of dilution and sedimentation on biodégradation, the latter being barely detectable during the summer dry season.
Introduction
Un suivi é c o l o g i q u e mené sur le Buëch, rivière des
Alpes du Sud, a m o n t r é que les c o m p o s a n t e s physiques et c h i m i q u e s du cours subissent une évolution
« naturelle » de l'amont vers l'aval. A cette eutrophisation se superpose une eutrophication résultant du
Travail réalisé avec la collaboration technique de M M . Ha bai
(J.C.) et G a m i e r (R.).
1. Laboratoire d'Hydrobiologie, Université d'Aix-Marseille I,
Centre Saint-Charles, Marseille.
2. Laboratoire d'Ecologie Animale, Hydrobiologie, Université
d Aix-Marseille III, centre Saint-Jérôme, Marseille.
rejet des eaux usées des deux principales villes riveraines : Serres et Laragne. (Vespini, Légier & Champeau 1987). Les perturbations apportées par la v i l l e
de L a r a g n e et par ses abattoirs sont importantes en
intensité ponctuelle. Leurs répercussions qui se font
sentir sur le cours inférieur du Buëch font l'objet
d'une étude d é t a i l l é e dans cette d e u x i è m e n o t e .
Avant d ' a b o r d e r l'étude du cours axial du Buëch, il
convient de définir le rejet lui-même et p o u r c e l a
d'analyser :
1
1. La numérotation des stations correspond à celle utilisée par
les auteurs dans la publication citée précédemment.
Article available at http://www.limnology-journal.org
or http://dx.doi.org/10.1051/limn/1988004
4
F. V E S P I N I , P. LEGIER, A. C H A M P E A U
(2)
— sa c o m p o s i t i o n au sortir du réseau d'égoultage
et son é v o l u t i o n spatiale dans le V é r a g n e en amont
de la c o n f l u e n c e a v e c le Buëch ;
— son é v o l u t i o n j o u r n a l i è r e au travers des princ i p a u x p a r a m è t r e s liés aux activités d o m e s t i q u e s .
1. Méthodes
1.1. Composition et évolution spatiale des eaux de
rebut dans le V é r a g n e
17 p a r a m è t r e s physiques et chimiques : p H , Cond.
( C o n d u c t i v i t é ) , T ( t e m p é r a t u r e ) , O2 ( o x y g è n e dissous), S i 0
2
( S i l i c e ) , C l " (chlorures), Dt. ( D u r e t é
totale). D e . ( D u r e t é calcique), D.B.O5 ( D e m a n d e bioc h i m i q u e en o x y g è n e en 5 jours), A l . (Alcalinité),
NC>2~(Nitrites), NO3IN it rates), N . O . P . (Azote organiq u e p a r t i c u l a i r e ) , la f o r m e a s s i m i l a b l e du
phore : P O 4
3 -
phos-
(Orthophosphates), M.E.S. (Matières
en suspension, O.P.C. (Oxydabilité au permanganate
à c h a u d ) et C.O.P. ( C a r b o n e o r g a n i q u e p a r t i c u l a i r e )
p e r m e t t e n t de c a r a c t é r i s e r le rejet station R v {fig.
1). L e s effluents sont évacués dans le V é r a g n e sans
BIJEÇH
é p u r a t i o n p r é a l a b l e a p r è s avoir reçu les eaux canalisées qui a l i m e n t e n t un m o u l i n (Cm).
/
Ce canal est une d é r i v a t i o n du B u ë c h au niveau
d ' E y g u i a n s . T r o i s stations situées sur le V é r a g n e
(V2.
Aj4 et V3) en a v a l d e la prise en c h a r g e des
effluents d o m e s t i q u e s et des eaux du canal du moulin permettent d'appréhender l'évolution spatiale de
Fig. 1. Schéma du réseau des eaux de rebut de Laragne (Cm.
= canal du moulin, Rv. - rejets de la ville, V | „ . V stations prises sur le Véragne, Bl 1 et B12 = stations
prises sur le Buëch).
3
la c h a r g e polluante sur une portion de cours réduite
(80 m ) et de c o n n a î t r e l ' i m p o r t a n c e de cette c h a r g e
a r r i v a n t au B u ë c h .
A
1 4
au niveau du collecteur des eaux résiduaires de
la ville de L a r a g n e (Le V é r a g n e ) , B
1.2. Evolution temporelle des eaux de rebut
n
et B12 respec-
tivement situées en amont et en aval i m m é d i a t de
Q u a t r e f o r m e s de l ' a z o t e : N H 4 + (ion a m m o -
la confluence du V é r a g n e et du Buëch ; les stations
n i u m ) , N0 ~, N 0 " N . O . P . , et P 0 3 - , O . P . C , C.O.P. et
B ] j et Bj4 situées à 4 et 10 k i l o m è t r e s plus en aval.
2
3
4
p a r a m è t r e s plus spécialement caractéristiques
Ces d e r n i è r e s permettent d'évaluer la longueur de
d e s rejets d'eaux usées d o m e s t i q u e s ont été analy-
r i v i è r e touchée par cette pollution o r g a n i q u e et
sés au c o u r s d'une j o u r n é e , e n t r e 6 h et 22 h a v e c
d'analyser l'intensité des phénomènes d'autoépura-
une p é r i o d i c i t é d'une heure, sur deux stations, l'une
tion liés au cycle hydrologique de la rivière. De plus,
p r i s e sur le V é r a g n e en V , l'autre en aval de la
la station B
confluence du V é r a g n e et du Buëch en B12. Le temps
amont du déversement des eaux usées nous sert de
de transit de la m a s s e d'eau entre les deux points
référence (dans les A.C.P. de notre étude précédente
é t a n t de l ' o r d r e d e 30 mn., les p r é l è v e m e n t s effec-
portant sur l'ensemble des stations du cours d'eau,
-
Cl ,
6
localisée sur le Buëch à 20 km en
2
tués en B12 ont été décalés d'autant.
le « point-station » B6 était très voisin de l ' o r i g i n e
des axes dans le plan factorie! I - I I mettant ainsi en
1.3. Evolution spatio-temporelle de la charge pol-
évidence, d'une part, l'absence de particularités liées
luante dans le cours axial
à la minéralisation naturelle des eaux de la station
Six s t a t i o n s ont été choisies de façon à e n c a d r e r
la s o u r c e d e p o l l u t i o n {fig. 2). Ce sont les stations
et d'autre part, le faible v o l u m e des apports e x o g è nes eutrophisants).
(3)
5
ÉCOLOGIE D ' U N E R I V I È R E N O N A M É N A G É E D E S ALPES DU S U D
Fig. 2. Le bassin versant du Buçch : localisation des stations d'étude.
Ces six stations sont suivies pendant la durée d'un
c y c l e h y d r o l o g i q u e . Les descripteurs retenus p o u r
c a r a c t é r i s e r la masse d'eau sont :
— N 0 - , N 0 " , N.O.P., P O | ~ , O . P . C ,
D.B.O5, C l " .
2
3
Les d e s c r i p t e u r s
C.O.P.,
retenus p o u r caractériser
l'ensemble de l'agglomération qui possède une population permanente de 3 900 habitants et un abattoir
de m o u t o n s . L e débit des rejets varie d o n c d'une
part, en fonction de la saison (pluies ou déficit hydrique) et d'autre part, en fonction de la p é r i o d i c i t é
j o u r n a l i è r e des activités domestiques.
les
sédiments sont :
2.1. Evolution spatiale dans le Véragne
— le c a r b o n e o r g a n i q u e ( C O . ) et l'azote ( N . ) .
En outre, le p H , la Cond., l ' 0 , les Dt. et D e , l'Ai.,
Un p r é l è v e m e n t effectué au niveau du rejet d e la
2
M . E . S . et S i 0
2
sont précisés dans les six stations.
ville (Rv) r é v è l e que les éléments q u i traduisent plus
spécialement une pollution domestique tels P 0
2. Caractéristiques physiques et chimiques des eaux de rebut
3 4
,
O . P . C , N.O.P., D.B.O5... présentent des valeurs très
é l e v é e s mais aussi, que la c o n c e n t r a l i o n des autres
c o m p o s é s est i m p o r t a n t e ( T a b l e a u I).
L e s concentrations baissent sensiblement
L e s y s t è m e d ' é g o u t t a g e de la ville de L a r a g n e est
entre
s i m p l e et non séparatif. Un seul c o l l e c t e u r reçoit à
les stations R v et A14. On note une légère hausse en
la fois les eaux
V
usées et les eaux de pluie
de
3
due à un p h é n o m è n e de « reflux » .
6
F. V E S P I N I , P. LEGIER, A. C H A M P E A U
(4)
Tableau I. Caractéristiques physiques et chimiques des eaux parvenant au Véragne et des eaux du Véragne lui-même en
aval de Laragne (janvier 1983).
De
STATIONS
pH
Cond.
T
0
2
SÏ02
Cl-
DBO
Al
N0
2
NO3
<
MES
Dt
OPC
COP
NOP
Rv
7,0
606
10,4
7,5
9,15
47,0
290
260
.
290
0,32
4,55
8,15
237.0
27,0
24,17
2,42
Cm
7,8
232
3,3
13,6
3,85
15,5
200
180
2,42
180
tr
2,68
0,01
106,0
0,7
2,73
0,11
VI
7,8
506
0,2
13,7
5,45
14,5
510
465
4,84
210
tr
5,95
0.01
61,6
0.8
5,56
0,35
4.84
210
0,06
4,20
0,40
26,6
3,3
11,52
0,23
VZ
7,7
385
1,9
13,4
5,20
23,5
390
365
AH
8,0
2S6
2,9
12,9
4,35
16,5
260
210
4.64
200
tr
2,65
0.26
43,0
2.0
10,24
0.83
V3
7,9
289
2,9
13,5
4,70
16,0
260
240
4,84
190
tr
2,60
0,34
47,0
3,5
3,53
0,79
L o r s q u ' o n se r é f è r e à la concentration des
effluents, la charge polluante arrivant dans le Buëch
au niveau d e la station B est, du fait des dilutions
successives, nettement plus réduite. Au m o m e n t de
la c o l l e c t e des échantillons, le débit du V é r a g n e en
Aj4 était de 1,3 m /s, celui du Buëch (au niveau de la
station B u était de 9,1 m /s ; la dilution apportée par
les eaux du Buëch est d o n c très importante (fig. 3).
1 2
3
3
2.2. Evolution des principaux paramètres hydrochim i q u e s entre les rejets (Véragne) et le Buëch
C o m m e le m o n t r e la figure 3, la c h a r g e fluctue
é n o r m é m e n t au c o u r s d'un c y c l e j o u r n a l i e r ; ces
f l u c t u a t i o n s sont r a p i d e m e n t a m o r t i e s vers l'aval
essentiellement par suite d e phénomènes de dilution
et d e d i s p e r s i o n m a i s aussi par suite d e p h é n o m è nes d e s é d i m e n t a t i o n et de b i o é p u r a t i o n .
2.2.1. L'AZOTE
C o m m e dans la plupart des effluents urbains,
l ' a z o t e se t r o u v e e s s e n t i e l l e m e n t sous sa f o r m e
a m m o n i a c a l e : u r é e , a c i d e urique, protéines...
— L e s v a l e u r s d e N H + (fig. 3.A), sont faibles à
6 h du m a t i n , e l l e s s'élèvent p r o g r e s s i v e m e n t pour
a t t e i n d r e un m a x i m u m à 10 h. La c o n c e n t r a t i o n
baisse e n s u i t e l e n t e m e n t dans le c o u r s de l'aprèsm i d i et dans la s o i r é e . D e u x pics de m o i n d r e importance sont notables à 16 h et à 20 h. Les valeurs relevées à 22 h sont e n c o r e légèrement supérieures à celles e n r e g i s t r é e s à 6 h. Dans les effluents q u ' i l étudie, V a n d e r b o r g h t (1980) constate que les concentrat i o n s se stabilisent e n t r e 24 h et 6 h. C o m m e dans
la S e m o i s , les variations journalières d e N H + dans
le V é r a g n e sont en r e l a t i o n avec le r y t h m e de l'activité humaine.
— L e s teneurs en N . O . P . (fig. 3.B) suivent sensib l e m e n t les m ê m e s fluctuations. Cependant, le pic
de 20 h est beaucoup plus m a r q u é que celui relevé
dans l'évolution de la teneur en N H . L e s concentrations dosées sont environ 12 fois plus faibles que
celles mesurées p o u r le N H + . Ceci peut ê t r e la
conséquence d'un phénomène d'ammonification qui
a lieu en grande partie dans le réseau d'égout : Vanderborght (1980) signale en effet qu'en fin de réseau,
les proportions peuvent atteindre j u s q u ' à 80 % de
N H 4 et 20 % de N.O.P. Ensuite cette ammonification se poursuit dans le V é r a g n e .
+
4
4
+
— L e s concentrations en N 0 3 ~ (fig. 3.C) relevées
au cours du cycle journalier, restent relativement
constantes bien qu'une chute b r u t a l e de la concentration à 16 h, soit o b s e r v é e sans e x p l i c a t i o n . L e
signal c o m p l e x e enregistré s ' e x p l i q u e par un
m é l a n g e d'eaux :
• eaux de ruissellement a g r i c o l e ;
• eaux de pluie dans le système d'égout ;
• eaux domestiques, avec passage de la f o r m e
N H 4 - à la forme N O 3 par nitrification (aussi bien
dans l e réseau d ' é g o u t t a g e que dans la rivière).
4
-
4
4
Vanderborght a effectué des mesures directement
dans le système d'égout et conclut q u e N O 3 présente une courbe d'allure inverse de celle de
NH
. N 0 3 ~ p r é d o m i n e : les concentrations
dosées sont en effet environ 3 fois supérieures à celles enregistrées p o u r N H 4 + . Dans le V é r a g n e , les
fortes concentrations en N O 3 mesurées au niveau
de la station V , proviennent en partie d e l'oxydation d e N H + et N 0 ~ ; mais si l'on se r é f è r e au
T a b l e a u I, on constate que N 0 3 ~ seulement est
véhiculée en g r a n d e quantité par le ruisseau luim ê m e en V j .
-
+
4
-
2
4
2
Fig. 3. Evolution journalière comparée des descripteurs des eaux du Véragne en A14 (courbes en trait plein)
et du Buëch au niveau de la station B12 (courbes en trait interrompu).
g
F. V E S P I N I . P. LEGIER, A. C H A M P E A U
(6)
{fig. 3.D) p r é s e n t e le m ê m e t y p e d ' é v o l u t i o n
L ' a m o r t i s s e m e n t v e r s l'aval des fluctuations des
au c o u r s d e la j o u r n é e q u e N H + . On c o n s t a t e tou-
différents descripteurs m e t l'accent sur l'impor-
tefois, q u e le m a x i m u m a lieu à 11 h, la d é c r o i s s a n c e
tance
étant e n s u i t e b r u t a l e d è s le début de l'après-midi ;
sédimentation.
N0 ~
2
4
des
phénomènes
de
dilution
et
de
on n o t e un nouveau pic à 16 h, son a m p l i t u d e est 2,5
fois m o i n d r e que celle observée pour N H
+.
4
3. Evolution spatio-temporelle de la
charge polluante dans le Buëch
2.2.2. L E S O R T H O P H O S P H A T E S
L ' é v o l u t i o n d e la c o n c e n t r a t i o n en P 0
3 _
4
{fig. 3.E)
est s e m b l a b l e à c e l l e du N H + . La teneur m a x i m u m
L ' é v o l u t i o n des conditions a b i o t i q u e s du Buëch,
est r e l e v é e à 12 h. U n s e c o n d p i c , m o i n s m a r q u é ,
en amont et en aval de L a r a g n e , est analysée au
4
a p p a r a î t à 17 h. V a n d e r b o r g h t constate q u e l'amplit u d e du signal du l u n d i
1
est r é g u l i è r e m e n t plus éle-
v é e . E l l e p e r m e t de r e c o n n a î t r e le j o u r habituel d e
m o y e n d'une A.C.P. (analyse en c o m p o s a n t e s princ i p a l e s ) . P a r suite des fluctuations
journalières
constatées au niveau des d e s c r i p t e u r s choisis, tous
l e s s i v e , c a r dans les e a u x usées m é n a g è r e s , les
les échantillons d'eau ont été p r é l e v é s sensiblement
c o m p o s é s du p h o s p h o r e sont associés en grande par-
à la m ê m e heure. A u x cinq stations p r o s p e c t é e s sur
le cours principal ( B , B n , B ] 2 , B
tie aux d é t e r g e n t s .
6
tée
2.2.3. LOXYDABILITÉ
1 3
et B14). est ajou-
une station du V é r a g n e ( A | ) ; e l l e p e r m e t de
4
d é f i n i r la c h a r g e polluante a r r i v a n t dans le Buëch
L'O.P.C. donne une idée globale de la concentration
(Tableau I I ) .
en m a t i è r e s o r g a n i q u e s et en substances réductrices.
La part de v a r i a n c e c u m u l é e est de 60,48 % sur
L a c h a r g e de l'effluent atteint son m a x i m u m en fin
les deux p r e m i e r s axes principaux : 37,23 % sur le
de m a t i n é e : de 10 à 1 2 h ( / i g . 3.F) elle décroît ensuite
p r e m i e r , 23,25 % sur le second. Parmi les 17 descrip-
f o r t e m e n t en début d'après-midi, m a r q u e un s e c o n d
teurs
pic à 16 h, puis un t r o i s i è m e aux e n v i r o n s d e 22 h.
contribution significative seulement sur l'axe I V , c e
retenus p o u r
l'étude,
le p H p o s s è d e
une
d e s c r i p t e u r ne sera donc pas p r i s en c o n s i d é r a t i o n
2.2.4. L E C A R B O N E O R G A N I Q U E PARTICULAIRE
dans l'interprétation des résultats.
L a c o u r b e r e p r é s e n t a n t les v a r i a t i o n s j o u r n a l i è r e s d u C.O.P. (fig. 3.G), p o s s è d e la m ê m e a l l u r e q u e
3.1. Interprétation d u premier axe principal
c e l l e t r a c é e p o u r l ' é v o l u t i o n de l ' O . P . C , m a i s les 3
p i c s sont p l u s p r é c o c e s puisqu'ils apparaissent 2 h
La m a t r i c e de corrélation entre les variables et les
c o m p o s a n t e s principales m o n t r e q u e seul 0
avant.
2
pré-
sente une c o r r é l a t i o n n é g a t i v e a v e c la c o m p o s a n t e
2.2.5. L E S C H L O R U R E S
Comme
p r i n c i p a l e C | . A l'opposé, les plus fortes valeurs de
p o u r les c o n c e n t r a t i o n s
en P 0
3
4
~,
le
m a x i m u m se situe en fin de m a t i n é e (fig. 3 . H ) . L e s
Cl~
sont
très f a c i l e m e n t solubles, ils ne j o u e n t
a u c u n r ô l e dans les p h é n o m è n e s d e d é c o m p o s i t i o n
e t ne sont d o n c p a s m o d i f i é s ( R o d i e r 1978). Il est
d o n c n o r m a l d e ne pas c o n s t a t e r
d'amortissement
e n t r e les stations V et B j sauf au niveau du pic (on
2
c o r r é l a t i o n positive r e l e v é e s avec le p r e m i e r axe
sont, p o u r les d e s c r i p t e u r s du m i l i e u aqueux : le
P 0 3 - , l ' O . P . C , la DBO5 et le N.O.P. et pour les sédi4
ments, le C.O. L e p r e m i e r axe p r i n c i p a l est donc
e n t i è r e m e n t d é t e r m i n é , d'une part, par la m a t i è r e
o r g a n i q u e au sens l a r g e , (qui s ' o p p o s e à la concentration en 0 ) et d'autre part, par les P 0
2
3
4
~ . \\
2
i n c r i m i n e r a a l o r s un p r o c e s s u s d e d i l u t i o n ) .
décrit donc l'intensité de la pollution d o m e s t i q u e (à
la fois dans l'eau et dans les s é d i m e n t s ) .
Les résultats obtenus à la suite des analyses d'eau
r é a l i s é e s t o u t e s les h e u r e s sont en p a r f a i t e c o n c o r -
Certaines v a r i a b l e s telles : O . P . C , C.O.P., P 0 3 - ,
4
d a n c e avec les o b s e r v a t i o n s faites par V a n d e r b o r g h t
N.O.P.
sont
(1980) sur la S é m o i s durant une s e m a i n e .
(Tableau III).
fortement
corrélées
entre
elles
La D.B.O.5 fortement c o r r é l é e avec la c o m p o s a n t e
1. Les prélèvements ont été réalisés, dans le Véragne, le lundi
22 août 1983.
C ] , est à la fois c o r r é l é e aux d e s c r i p t e u r s du m i l i e u
aqueux et au C.O. du sédiment (les c o e f f i c i e n t s sont
9
ÉCOLOGIE D ' U N E R I V I È R E N O N A M É N A G É E DES ALPES DU S U D
(7)
Tableau II. Résultats des analyses effectuées au cours d'un cycle hydrologique
dans les 5 stations du Buëch et dans le Véragne.
. B6
Bit
B12
H A1
H A HS
J A N V1 E R
BU
BU
AU
. B6
Bl 1
B12
160
235
190
180
185
BU
ISO
160
190
185
240
190
175
190
170
185
200
200
2O0
195
260
230
215
215
220
210
290
200
200
200
200
190
250
Cond.
319
383
7.6
378
7,6
769
7.9
432
8.0
437
8,0
466
468
654
8,0
315
7.9
332
8,0
340
7.6
381
7,7
436
PU
T.
364
7,6
335
8.0
337
8,0
429
8,3
3.0 0,6 2,9
2,0 1,5
13.9 14,0 13,8 14,1 13,6
I sat.. 100 100 100 100
100
2,9
13.2
13,4 13.9
13,7
13,5
10,6
11,6 11,6
11.1
100
100
180
190
190
2
Al.
160
ISO
180
180
Bl 1 BI2
B13
Oc .
0
AU
. B6
BI3
180
EAU
De .
8.1
7.9 7.9
13.5 13.6 9,6 8.9
10,5 10,0 11,5 U,6
100 100 100 100
190
195
190
190-
7,3
10.1
11.5
10,3
98
100
185
18S
185
7,0
0.52
23,6
4,6
8,8
7,8
47,0
11,6
57,4 41,0
OPC
0,65 0.75 0,50
0.80
0.55
3,50
0,52
0.S7 1,22 0.62 0,70 < 7.50
7.0 17,5 IB.5
0.42 0.37
AU
220
100
100
180
180
195
22,4 30,6
8,2
0.45
0,45
9,5
8,5
tr.
100
0,80
16,0
7,0
cr.
tr.
2,38 2,16
2,60
1,82
1,45 1,45 t.62
1.52
2.61
1 ,49 1.59 1,63
1,66 1,85
0,01 0.01 0,05
0,01 o.ot
0,01 0,01
2.16
0,27
tr.
cr.
0,01
tr.
tr.
cr.
9,0
9,0
9.0
tr.
tr.
tr.
8.0' 10,0
tt
tr.
7,0
9,5
9 ,S
tr.
tr.
tr
0,04 0,02
0,34
0,01
0,01 o.ot 0,01 o.ot
1.02
0,01
D&O5
2,01 2,22 2,22
2.22 2,42
4,84
2,62
-
-
COP
0,47 0,26 0,37
0,30 0,29
3.53
0,92
0.30
0.10
NOP
0.02 0,19 0,03
0,03
0.01 0,02
« r
1B0
1,12 2,44 2,12
N02
18.5 16.5
100
220
12,6 23,4 17,2
Cl-
100
85.6
HE S
36,0 61,4
8,1
13,0 11,9
13,8 10,9
B13
180
0,06 0,02
0,79
0,10
2,82 2,72 3.02 3.12 S,84
1,14 1,72 1,00 1,04 10.47
0,23 0,14 0,13 0.17 0.86
CO.
3.77 3,09 2,54
2,67 6,19
7.6
3.40
3.00 2,20 1,94
3,75
7,51
-
H.
0,14 0,62 0,33
0,36 0,56
1.46
0,10
0,09 0.16 0,55
1,67
1.44
-
0,20
-
-
8.0
-
0.12 0,26
1,10
0,01 0,03
0, 11
SEDIMENT
EAU
- B6
Bll
J U I N
B12 B13 B14
AU . B6
Bll
AOUT
B12 B13 B14
AU ., B6
S E: P TE M BH E
Bl 1 B12 B13
A U . B6
225
210
210
225
230 205
240
225
220
270
455 554
769
766
739
670
784
7,B
7,8
7.9
7.7
7,5
7,5
8,1
6,5
9,4 14.7 12.6 12,3 12.8 13,1
IOO
1
O
0
100
100
100 100
190
195 180
225 185 195
6,5
150
165
165
155
150
175
185
175
170
195
155
180
190
175
180
190
200
185 195
Dt.
180
190
195
195
190
210
210
210
185
215
165
195
225
235
225
225
255
Cond.
pH
441
511
513
499
520
513
769
791
813
714
76B
315
424
476
455
422
7,9
8,0
8,0
7.8
T.
14.4 18.3 19,6
21.1
21.6
18,8
19.2
02
11,0 10,0 10,3
7.9
7,9
7,9 7,8
20,8 19.9
7.7
8,0
8.0
8,1
8,0
7,9 7.7
20.2
12,8
21,3 19,0
19.3
19,2
19,3 6,1
11,9
9,0
100
100
170
1S0
7,9
10.3
9,9
10,6
9.4
8,9
6,8
11,3
Z u t . 100 100
100
100
100
100
100
83
100
100
76
100
100
9,6 10.5
100 100
170
180
180
175
170
185
185
180
195
195
195
18S
190
160
8,2
5,2 16.0
3,0
Al.
MES
OPC
ci-
0.85 0,70 0,95
8,7
7,9 7i9
19.5 20,3
7,4
9,5
185
A14 .
200
215
De.
519
8,0
N O V E H BR E
812
Bll
BI3 Bl6
5.6 0.5
6.3
1.7
2,4
17,0
0,80 0.85
15,4
2,4
45,2 17.0
15.2
12,4
1,8
B,8 12,8
8.2
5,0
1,20
0,60
0,55 1.90
0,65 0,SO 2.10
0.40
0,78 1,08
0.75
0,53
0,78
0,55 0,42
0,57
24,0
20,5
24.5
10,0
85.0 80,0 52.5 55.0' 77,5
22,5
65,0 86,0
80,0
57,5
87,5 27,5 57,5
1.3
12,3
100
200
2,5
0.47
14,C
60.0
45
55.0
1.5
0.6
1,12
HO]
1.0-
tr.
tr.
0,03
0.02
0,02 0,18
0,03 0,02
tr.
2.32
2,04
2,12
2,95
3,65 3,46
4,25 3.00
3,54
2,32
2,16 2,12
2,32
2,36
1,55
0.02
1.69
tr.
1.31
0,04
1.25 2,15 2,22
tr. tr.
2.04 1,07 1.53
55,0
0,01
P03"
0.01 0,01 0,03
0,01
0.01
0,12
0,03
0.02 0,19
0,02 0,01
0,33
0,01
0.01 0.25
0,12
0,01
0,23 0,03 0,01
0,17
0.10
0.02
0.38
3,53
8,07
7.0 24,5 24,0
tr.
tr. te
0.16
tr.
tr.
tr.
tr.
tr.
1.59
DB05
0,90 1,31 1,61
2,01
0,60
5.24
3,02
3.73 3,B3 2,21 2,82
6,04
1,11
1,21 3.43
2,32
1,41
1,12 3.33
5,14
4,44
COP
0,16 0,90 0,21
0,10
0,05
1,20
0,04
0,21 1,03
0,29 0,07
1,45
0,09
0,08
1,44
0,43
0,06
1,00 0,02 0,03
0,40
0,20
0,15
2,81
HOP
0,02 0,01 0,04
0,04
0,12
0,20
0.09
0.07 0,16
0.11 0,08
0,32
0,10
0,04 0,24
0,08
0,06
0,26 0,01 0,05
0,06
0.03
0.03
0.25
SEDIMENT
CO.
3,36 1.75 7,56 8,19
0,26 1,71 2,07 1.41
2.56
9,44
7.16
5,95 10 . 76 7,97
5,71
1.27 1,10
5,80 0,44 4,19
6,37
6.4B
1 .66 4,B8
7.59 22,64 4 ,B6 8,14 8.21
3.27 0.54
1,55 1,4B
6,78
0.75
1,46 0,39
0,64
1,15
H.
1,00 2,55
2.70 0,86
6,15
0,89
5,18 11,75
2,62
0,64
10
F. V E S P I N I , P- LEGIER, A. C H A M P E A U
(8)
de l ' o r d r e de 0,5). L a p l u p a r t des autres descripteurs
L'axe I met donc en évidence l'importance de l'évo-
s o n t b i e n c o r r é l é s a v e c C [ et p a r t i c i p e n t , m a i s à un
lution saisonnière dans un tel h y d r o s y s t è m e . I l tra-
d e g r é m o i n d r e , à la d é t e r m i n a t i o n de l'axe. C o m m e
duit une pollution ( e u t r o p h i c a t i o n ) p a r des matiè-
n o u s l ' a v o n s vu p r é c é d e m m e n t lors d e l'étude de la
res o r g a n i q u e s , mais aussi une eutrophisation d e
c o m p o s i t i o n du rejet, l e u r c o n c e n t r a t i o n est plus
l'ensemble des stations, n o t a m m e n t au cours de la
i m p o r t a n t e dans l'effluent que dans la r i v i è r e .
p é r i o d e estivale.
L e s s t a t i o n s r e p r é s e n t é e s dans le plan p r i n c i p a l
I / I I se r é p a r t i s s e n t sur l ' a x e I, de la façon suivante :
la s t a t i o n A
1
4
( V é r a g n e ) o c c u p e la p a r t i e p o s i t i v e de
l ' a x e d u r a n t tout le c y c l e ; les autres stations, toutes situées sur le Buëch, se répartissent d'une part,
en fonction de l'époque du prélèvement, d'autre part
en f o n c t i o n de l e u r p o s i t i o n g é o g r a p h i q u e p a r rapp o r t au V é r a g n e (fig. 4). Ainsi, les points qui représentent les a n a l y s e s effectuées en j a n v i e r , se situent
sur la p a r t i e n é g a t i v e d e l'axe I, en o p p o s i t i o n a v e c
les é c h a n t i l l o n s p r é l e v é s en août, plus p r o c h e s d e
c e u x e f f e c t u é s dans le V é r a g n e . L e s p r é l è v e m e n t s
r é a l i s é s au c o u r s des m o i s de mars, s e p t e m b r e et
n o v e m b r e o c c u p e n t une position i n t e r m é d i a i r e . L e s
r é s u l t a t s des a n a l y s e s e f f e c t u é e s en j u i n se r a p p r o chent d e ceux du m o i s de j a n v i e r mais les é c a r t s des
c o o r d o n n é e s e n t r e les stations y sont plus g r a n d s .
La station
subit de façon m o i n s é v i d e n t e les
effets d e l'apport en é l é m e n t s nutritifs. S o n évolution t e m p o r e l l e présente à peu près le m ê m e profil
q u e celui de la station B
I 2
avec, toutefois, des
v a l e u r s plus basses en août et en s e p t e m b r e . L a
c o u r b e dressée à p a r t i r des p r é l è v e m e n t s effectués
dans la station B
1 4
se r a p p r o c h e de celle de la sta-
tion de r é f é r e n c e B : les effets du V é r a g n e n'appa6
raissent plus à son niveau. L a station B j est cepen4
dant c a r a c t é r i s é e p a r une plus g r a n d e constance
dans son niveau d'eutrophie : l'amplitude des variations saisonnières y est plus restreinte. On note au
niveau de la station B u , u n e l é g è r e a u g m e n t a t i o n
du niveau d ' e u t r o p h i e p a r r a p p o r t à la station B
6
mais l'allure d e la c o u r b e reste la m ê m e .
Sauf peut-être en août, B
6
apparaît bien c o m m e
une station de référence. M a i s il i m p o r t e d e signaler
Fig. 4. Impact des eaux du Véragne sur le chimisme du Buëch. L'évolution est suivie à partir des coordonnées des points
« station-temps » sur l'axe I (en haut et à droite : courbe temporelle du débit).
LU:
F i g . 5. I m p a c t d e s e a u x d u V é r a g n e s u r le c h i m i s m e d u B u ë c h . L ' é v o l u t i o n est s u i v i e à p a r t i r des c o o r d o n n é e s d e s p o i n t s
* s t a t i o n - t e m p s » s u r l'axe II ( e n h a u t et à d r o i t e : c o u r b e t e m p o r e l l e d u d é b i t ) .
q u e dans un tel h y d r o s y s t è m e , l ' é v o l u t i o n saison-
Il est é v i d e n t qu'au delà d'une certaine l i m i t e , le
n i è r e p r i m e sur l ' é v o l u t i o n spatiale : la station B$
d é b i t continuant d ' a u g m e n t e r , les c o n c e n t r a t i o n s
p a r e x e m p l e , p r é s e n t e en août un d e g r é d'eutrophie
des différents éléments dans l'eau chuteraient : c'est
s u p é r i e u r à celui o b s e r v é dans la station B12 au
ce q u e c o n f i r m e n t les résultats des m e s u r e s effec-
cours des m o i s d e j a n v i e r , m a r s et juin.
tuées au c o u r s du m o i s d e m a i (pleine c r u e ) . C e s
résultats n'ont pas é t é pris en compte dans l'analyse,
3.2. Interprétation d u second axe principal
certains
descripteurs
n'ayant
pas
pu
être
échantillonnés.
Sur l'axe I I s'opposent d'une part, les descripteurs
dont la teneur a u g m e n t e p a r d é p ô t ou p a r concentration l o r s q u e l e d é b i t est faible ( N O f ; NO3; C l " )
et d ' a u t r e part, c e u x dont les v a l e u r s a u g m e n t e n t
a v e c le débit, soit p a r l e s s i v a g e (Dt.) soit p a r r e m i s e
en suspension (C.O.P., N . O . P . , P 0 3 - , O . P . C . ) ' soit,
4
enfin, par suite d u b r a s s a g e plus i m p o r t a n t de l'eau
(o ).
2
L e s m o i s d e m a r s et d'août s'opposent sur l ' a x e
I I (fig. 5) et mettent ainsi en relief l ' i m p o r t a n c e d e s
p h é n o m è n e s liés à l ' h y d r a u l i q u e .
En août, au c o u r s de l ' é t i a g e estival, un p h é n o m è n e de sédimentation p r é d o m i n e au n i v e a u d e toutes les stations ; il est p a r t i c u l i è r e m e n t s e n s i b l e au
n i v e a u d e s stations A [ et B12 dont l e s p o s i t i o n s
4
sont très n é g a t i v e s , une p a r t i e i m p o r t a n t e de la
c h a r g e v é h i c u l é e p a r les eaux du V é r a g n e se d é p o s e
1. Les teneurs en orthophosphates augmentent en début de crue,
P 0 ~ fait partie des anions facilement fixés par le sol.
3
4
avant la c o n f l u e n c e , une a u t r e partie p a r v i e n t au
B u ë c h et se d é p o s e au niveau de la s t a t i o n B [ .
2
12
(10)
F. V E S P I N I , P. LEGIER, A. CHAMPEAU
Tableau III. Matrice de corrélation entre les variables (Légendes : Dt - Dureté totale. Al. — Alcalinité, MES = Matières
en suspension, OPC = oxydabilité au permanganate à chaud, Cond. = Conductivité, COP = Carbone organique particulaire, N O P = Azote organique particulaire, CO. Sed = Carbone organique du sédiment, N . Sed = Azote organique
du sédiment).
Dt
Dt
1.000
PH
°2
Al
Si0
2
MES
OPC
Cl-
N0-
Cond
0BQ
PH
0.162
1.000
02
0.169
0.173
Al
0.487
0.126 -0.084
1.000
SIOz
0.170 -0.183 -0.340
0.312
MES
0.370
0.264 -0.000
0.320 -0.010
1.000
OPC
0.518
0.133 -0.250
0.430 0.106
0.637
1.,000
Cl-
0.109
0.036 -0.356
0.172 0.536
-0.313
-0. ,111
HOl
-0.19Z -0.219 -0.931
0.130 0.391
-0.071
0.,154
0.424
1.000
DBO
0.511 -0.202 -0.309
0.626 0.332
0.265
0..423
0.353
0.381
1.000
Gond
0.200 -0.092 -0.363
0.370 0.531
0.056
0,.271
0.487
0.496
0.573
1.000
N0
COP
3
NOP
1.000
1.000
1.000
3
-0.077
0.076 -0.444
0.140 0.467
0.073
0..219
0.392
0.514
0.111
0.403
1.000
<
0.634
0.022 -0.276
0.S56 0.225
0.493
0..915
0.123
0.219
0.662
0.364
0.175
1.000
COP
0.639
0.126 -0.110
0.536 0.091
0.706
0..952
-0.150
0.037
0.521
0.219
0.082
0.930
1.000
NOP
0.613
0.211 -0.196
0.522 0.169
0.662
0..881
-0.048
0.113
0.562
0.313
0.200
0.847
0.877
1.000
COSed
0.110 -0.142 -0.741
0.130 0.446
-0.073
0..282
0.525
0.736
0.558
0.532
0.502
0.430
0.195
0.312
NSed
0.071 -0.101 -0.417
0.111 0.356
-0.064
0..154
0.247
0.524
0.293
0.411
0.539
0.244
0.094
0.154
N0
En m a r s , avec l ' a u g m e n t a t i o n du débit se p r o d u i t
et du Buëch (fig. 1). La z o n e de d é c o m p o s i t i o n qui
une r e m i s e en suspension des é l é m e n t s qui s'étaient
devrait lui faire suite dans le B u ë c h n'est perçue que
a c c u m u l é s ou d é v e l o p p é s sur le fond de la r i v i è r e
pendant
( d é p ô t s o r g a n i q u e s , a l g u e s , m i c r o o r g a n i s m e s bacté-
l'étiage hivernal et pendant les hautes eaux de la
l'été ( T a b l e a u I I I ) . En effet,
si
pendant
riens...) p o u r toutes les stations, m a i s aussi p a r c e
rivière,
q u e le s y s t è m e d e s eaux est non séparatif, des dépôts
les valeurs mesurées en aval de la confluence Buëch-
a c c u m u l é s dans les conduites. L ' e n s e m b l e p r o v o q u e
V é r a g n e sont f a i b l e s et v o i s i n e s d e c e l l e s m e s u r é e s
u n e b r u s q u e a u g m e n t a t i o n de la c h a r g e p o l l u a n t e .
en amont de la confluence. Quelles que soient les sta-
C e t t e c h a r g e p a r v i e n t au Buëch où e l l e est i m m é d i a -
tions considérées, les eaux sont toujours bien oxy-
t e m e n t d i l u é e p a r les eaux grossies p a r la f o n t e d e s
génées. O n peut a l o r s penser qu'à cette é p o q u e du
n e i g e s et les p l u i e s p r i n t a n i è r e s ; elle n ' a p p a r a î t
c y c l e h y d r o l o g i q u e , la r é g u l a t i o n du c h i m i s m e des
a l o r s pas p l u s i m p o r t a n t e au n i v e a u de la station
eaux est plus m é c a n i q u e (dilution, sédimentation,...)
Bj2 q u e d a n s les a u t r e s stations à la m ê m e é p o q u e .
A la fin d e s hautes eaux, les p h é n o m è n e s de sédim e n t a t i o n p r e n n e n t à n o u v e a u de l ' i m p o r t a n c e .
la D.B.O.5 reste importante dans le V é r a g n e ,
que b i o l o g i q u e ( a u t o é p u r a t i o n ) .
En revanche, au cours de l'étiage estival, on note au
niveau de la station B12, la présence d'un important
En c o n s é q u e n c e , l'axe I I , isolé par l'A.C.P., r e f l è t e
développement bactérien qui s'accompagne de fortes
le rôle du débit dans la répartition de la c h a r g e orga-
valeurs prises par la D.B.O.5. La valeur de la D.B.O.5
n i q u e e n t r e l'eau et le s é d i m e n t .
S'il e x i s t e e f f e c t i v e m e n t une z o n e de b i o d é g r a d a -
décroit ensuite p r o g r e s s i v e m e n t depuis le V é r a g n e
jusqu'à la station B14. C o r r é l a t i v e m e n t , on o b s e r v e
tion, qui c o m m e n c e dans le réseau d'égout lui-même
une légère diminution d e la teneur en 0
e t se p o u r s u i t d a n s le V é r a g n e , sa l o n g u e u r est fai-
eaux de la station B12 (minimum 83 % en août). Dans
ble : 80 m e n v i r o n j u s q u ' à la c o n f l u e n c e du V é r a g n e
les autres stations O2 se maintient à saturation.
2
dans les
13
ÉCOLOGIE D U N E RIVIÈRE N O N A M É N A G É E DES ALPES DU S U D
(11)
L ' o x y d a t i o n des c o m p o s é s a z o t é s qui se p r o d u i t
Salée (affluent de l'Argens) dans le V a r ( D e h z a d 1978
plus tard que celle des c o m p o s é s c a r b o n é s est déce-
puis G i u d i c e l l i et al. 1980) ou d a n s le T a v i g n a n o en
lable : présent
C o r s e ( G i u d i c e l l i , L é g i e r , M u s s o & P r é v ô t 1986).
d a n s le rejet, l ' a z o t e s o u s f o r m e
réduite est t r a n s f o r m é en N C ^ ^ e n t r e le niveau des
Dans le réseau h y d r o g r a p h i q u e du B u ë c h , la z o n e
rejets dans le V é r a g n e et la station B13. En août, par
c r i t i q u e c o r r e s p o n d au s e c t e u r i n f é r i e u r d u V é r a -
e x e m p l e , les c o n c e n t r a t i o n s
en N H
+
4
diminuent
p r o g r e s s i v e m e n t e n t r e le V é r a g n e et la station B l 2 ;
gne, la c a p a c i t é d ' a u t o é p u r a t i o n
de l ' a f f l u e n t
est
l i m i t é e par sa f a i b l e l o n g u e u r (80 m). U n e c h a r g e
-
l ' a u g m e n t a t i o n des N Û 2 à la station B12, puis des
o r g a n i q u e e n c o r e é l e v é e p a r v i e n t au B u ë c h , e l l e y
N 0 ~ ~ à la station B13, met en é v i d e n c e un phéno-
subit une dilution importante. L e caractère des phé-
m è n e de n i t r i f i c a t i o n .
n o m è n e s o b s e r v é s est a l o r s e s s e n t i e l l e m e n t m é c a -
3
nique et m a s q u e le processus d e b i o d é g r a d a t i o n sauf
p e n d a n t les basses eaux e s t i v a l e s .
4. Conclusion
A l ' i m a g e de la p l u p a r t des s y s t è m e s l o t i q u e s , il
apparaît
que
la c o m p o s i t i o n c h i m i q u e de
c h a n g e g r a d u e l l e m e n t de l ' a m o n t v e r s l'aval dans
l ' h y d r o s y s t è m e B u ë c h . L a m i n é r a l i s a t i o n et le d e g r é
d'eutrophie a u g m e n t e n t au f u r et à m e s u r e q u e c r o î t
la s u p e r f i c i e d u b a s s i n versant ( V e s p i n i , L é g i e r &
C h a m p e a u 1987). A c e t t e e u t r o p h i s a t i o n
perçue à
l ' é c h e l l e du c o u r s d ' e a u , se surajoute un
certain
n o m b r e de p e r t u r b a t i o n s l o c a l e s , q u i p e u v e n t ê t r e
c h r o n i q u e s c o m m e c'est le cas des
Travaux cités
l'eau
déversements
d'eaux usées m é n a g è r e s ou p r o v e n a n t d ' a b a t t o i r s
d a n s le s e c t e u r d e L a r a g n e . M a i s c e s p h é n o m è n e s
d'eu trophic ation, sensibles et m ê m e aigus à l'échelle
de l'affluent ( V é r a g n e ) , ne s e m b l e n t pas a v o i r , dans
le B u ë c h , un i m p a c t c o m p a r a b l e à celui o b s e r v é
dans d'autres c o u r s d ' e a u de la r é g i o n c o m m e l'Eau
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r