Optimisation hydraulique et épuratoire 2007

Emission des pesticides au cours de l'année

Les pesticides sont émis de façon très discontinues au cours de la saison (figure ci-dessous). Le nombre d’échantillons (proportionnels au débit) pour l’année 2006 à l’aval du bassin B est de 18. L’échantillon du 07/07/2006 représente 41 % du total annuel émis (14.4 g/ha) et l’échantillon du 08/06/2006 25 % de ce total. Ils correspondent à un écoulement total (ruissellement et drainage superficiel) de 15 et 7 mm respectivement. Les concentrations moyennes sont fortes lors de ces épisodes : 27.8 et 35.5 µg/l respectivement. Les pesticides sont donc émis de façon privilégiée lors des forts épisodes de ruissellement (fortes pluies ou orages), à la fois par des concentrations élevées et des volumes importants.

Décanter et (bio)dégrader : Temps de séjour des eaux en bassin

Une voie élégante de réduction des émissions est la décantation des particules solides adsorbant les pesticides et la (bio)dégradation des pesticides dissous dans l'eau et adsorbés sur les particules décantées en bassin d’orage ou autre plan d’eau construit ou naturel.

Les temps de séjour calculés des eaux de ruissellement dans le bassin B pour l’année 2006 sont présentés ci-dessous, pour une hauteur d’eau de 1 m, soit 440 m3 de capacité ou encore 44 m3/ha. Ces temps de séjour sont calculés à partir des données de débit aval disponible depuis le début du projet au pas de temps de 5 minutes et en supposant un mélange parfait entre eau entrante et eau résidente, et l’absence de court-circuit hydraulique. Les temps de séjours calculés minima et médians sont de 0.3 j et 37 j pour une hauteur de 1 m et de 6.8 j et 56 j pour une hauteur de 2 m.



Ces temps de séjour globalement élevés sont favorables à la dégradation des pesticides : plusieurs valeurs de demi-vie dans l’eau et les sédiments sont souvent atteintes (résultats non montrés), laissant ainsi espérer une dégradation quasi complète la majeure partie de l’année. Sauf au moment des orages !

Actions 2007 :

Bassin B : allongement du trajet de l’eau par pose d'une chicane hydraulique, plantation de roseaux,  étalement du flux d'entrée, suivi en continu de la turbidité, suivi des pesticides.
Autres bassins du vignoble de Baslieux : mise sous eau de 5 bassins d’orage, observation  hydraulique lors des orages d’été, plantation de roseaux.

Allongement du trajet de l’eau dans le bassin B

par pose d'une chicane hydraulique

Plantation de roseaux dans tous les bassins

pour augmenter la décantation et la biodegradation par :
- créer de zones moins turbulentes (volumes d'eau tranquilisés)
- création de surfaces de décantation (trajet de sédimentation plus court)
- création de zones de support solides pour les communautés microbiologiques dont  celles qui ont une activité de biodégradation des pesticides.

Optimiser la gestion des bassins d'orage : mesure en continu de la turbidité

Les propriétaires des ouvrages craignent les dégâts des eaux sur les infrastructures ! Ils souhaitent donc disposer de bassins peu remplis à l’approche des orages d’été, et vidangés dans l’heure, alors que justement les flux de pesticides sont les plus importants lors de ces évènements !
Ces éléments sont soumis à la réflexion des viticulteurs, qui nous ont autorisés en 2006 une hauteur d’eau maximale d’1 m au dessus des sédiments. Du fait des apports de sédiments, cette hauteur s’est progressivement réduite à 0.5 m en 2007…

Pour connaître le temps minimal de décantation, trois sondes de turbidité ont été installées dans le bassin B



Des mesures en pesticides sont réalisées simultanément lors d'une pluie faible et d'une pluie forte.
 

Optimiser la gestion des bassins d'orage : mesure des pesticides "décantables"

Des mesures sur un groupe restreint de pesticides ont été réalisées  simultanément aux mesures de turbidité sur deux épisodes (32.4 mm en 2 h 8 min et 2.2 mm en 1 h 40 min, soit 113 et 4.5 m3 d'eau traversant le bassin d'une capacité actuelle suite au remplissage par les sédiments d'environ 100 m3).

Les teneurs en certains pesticides sont présentées ci-dessous

   

Les pesticides liés aux particules décantables sont le cuivre (fongicide), le gluphosinate (herbicide), les dithiocarbamates totaux (fongicides). Il reste en outre une fraction de ces pesticides à l'état dissous et non décantable. D'autres pesticides peuvent suivrent le même comportement, mais n'ont pas été suivis dans l'essai.
 
Les cinétiques de décantation permettent de fixer les temps de séjour de décantation et donc de dimensionner les bassins. Au temps nécessaire à la décantation de la fraction décantable  doit alors être ajouté le temps nécessaire à la (bio)dégradation de la fraction dissoute... qui est beaucoup plus long !

Conclusion 

-    Les pesticides sont émis essentiellement suite aux fortes pluies ou aux orages, générant des volumes importants d’eau à forte concentration
-    Les ouvrages hydrauliques doivent être optimisés pour gérer à la fois la fonction hydraulique (écrêter les débits d’eau de ruissellement à un niveau compatible avec le maintien du bon état physique et biologique aval de la rivière et la protection contre les inondations) et la (nouvelle) fonction « épuration » attendue (assurer la qualité des eaux restituées au milieu naturel)
- L'épuration se réalise par décantation (de l'ordre de la journée dans nos conditions) et (bio)dégradation (de l'ordre de un à plusieurs mois). Les bassins devraient être dimensionnés en conséquence.
- Pour les ouvrages existants, dans l'immédiat, le curage et le maintien d'une lame d'eau permettant d’obtenir un temps de séjour minimal de  1 jour pour les pluies importantes doit absolument être mise en oeuvre, pour protéger la qualité des eaux superficielles.