Détermination de l'origine de la contamination du captage ...

Détermination de l'origine de lacontamination du captage AEP

de la Bohalle (49)

Rapport final

BRGM/RP-53304-FRAoût 2004

Détermination de l'origine de lacontamination du captage AEP

de la Bohalle (49)

Rapport final

BRGM/RP-53304-FRAoût 2004

Étude réalisée dans le cadre des opérationsde Service public du BRGM 2004 EAU 624

P. Corbier et C. Le Guern

Mots clés : Alluvions, contamination, Loire, Maine-et-Loire, phytosanitaires, simazine

En bibliographie, ce rapport sera cité de la façon suivante :

Corbier P., Le Guern C. (2004) - Détermination de l'origine de la contamination du captageAEP de la Bohalle (49) par de la simazine. BRGM/RP-53304-FR, 21 p., 10 ill.

© BRGM, 2004, ce document ne peut être reproduit en totalité ou en partie sans l’autorisation expresse du BRGM.

Détermination de l'origine de la contamination du captage AEP de la Bohalle (49)

BRGM/RP-53304-FR – Rapport final 3

Synthèse

la demande des services de la DDASS 49, le BRGM a mis en œuvre une étude visant à déterminer l’origine de la contamination du captage AEP de la Bohalle

par de la simazine.

L’étude, basée sur des documents existants et des résultats d’analyse, a consisté àrepréciser le contexte géologique et hydrogéologique du captage, à inventorier lessources potentielles de contamination, à examiner l’évolution des teneurs et à proposerdes hypothèses concernant l’origine de la contamination.

Il apparaît que la source de contamination la plus probable est représentée par unverger de pommiers jouxtant le périmètre de protection rapproché du captage auniveau de sa limite nord.

Il s’avère, en effet, que des produits à base de simazine, molécule dont l’utilisationpour les usages non agricoles est interdite depuis 1997 et dont l’utilisation n’est pasrecommandée sur les autres cultures avoisinant le captage, ont été épandus au niveaudu verger jusqu’en 2000.

Compte tenu de l’interdiction totale de la molécule qui a pris effet en 2003, les teneursdétectées dans les eaux du captage devraient logiquement diminuer mais la baisseeffective risque de n’apparaître que dans plusieurs années du fait du stockage possibleet de la faible dégradation de la matière active dans les sols ou la nappe.

Il est donc recommandé que le suivi des teneurs en simazine soit maintenu et réaliséavec une fréquence importante de façon à identifier les périodes critiques et à mettreen œuvre les traitements adéquats pour produire de l’eau potable.

Des analyses en aminotriazole, glyphosate (matière active du "Round-Up") et AMPApourront aussi être réalisées à la même fréquence de façon à identifier une éventuellecontamination par les produits substitutifs de l’atrazine et de la simazine.

A



Sommaire

1. Introduction ...............................................................................................................7

2. Le captage et son environnement ...........................................................................9

2.1. Contexte général .................................................................................................9

2.2. Contexte géologique............................................................................................9

2.3. Contexte hydrogéologique.................................................................................10

2.4. Sources de pollution ..........................................................................................12

3. Problèmes qualitatifs rencontrés...........................................................................15

4. Hypothèses concernant l’origine de la pollution .................................................19

5. Conclusion...............................................................................................................21


BRGM/RP-53304-FR – Rapport final6

Liste des illustrations

Illustration 1 - Emprise des différents périmètres de protection.................................... 10

Illustration 2 - Contexte géologique .............................................................................. 11

Illustration 3 - Informations concernant les sondages surlignés sur l’illustration 2 ....... 11

Illustration 4 - Résultats de la modélisation hydrodynamique menée en régimetransitoire ................................................................................................ 13

Illustration 5 - Teneurs maximum et moyennes des eaux brutes ................................. 15

Illustration 6 - Evolution des teneurs en atrazine sur le captage de Port deVallée et au niveau de la station de traitement (limite de détectionvariant de 0.01 à 0.02 µg/l) ..................................................................... 16

Illustration 7 - Evolution des teneurs en déséthylatrazine sur le captage de Portde Vallée et au niveau de la station de traitement (limite dedétection variant de 0.01 à 0.05 µg/l) ..................................................... 16

Illustration 8 - Evolution des teneurs en simazine sur le captage de Port deVallée...................................................................................................... 17

Illustration 9 - Evolution des teneurs en simazine sur le captage de Port deVallée en 2002 et 2003........................................................................... 17

Illustration 10 - Recensement des cultures dans l’environnement du captage............. 20



1. Introduction

La présente note fait suite à une demande émanant de la DDASS 49 et concernant unproblème de pollution chronique de la ressource en eau potable du SIAEP de LaBohalle/La Daguenière (captage du Port de Vallée) par de la simazine.

Elle a été réalisée dans le cadre des actions d’Appui aux services chargés de la Policel’Eau et se base sur les données transmises par le service demandeur, à savoir :

- les résultats des analyses en simazine, atrazine et déséthylatrazine effectuées sur laressource et l’eau traitée du captage depuis 1995 ;

- un extrait du rapport intitulé "Etude pour la mise en place d’un réseau d’alerte visant àla protection des ressources en eau potable dans le bassin de la Loire Angevine etAtlantique" et rédigé par les bureaux d’études Hydratec et BCEOM ;

- l’arrêté préfectoral n°98.589 concernant la mise en place des périmètres de protectionautour du captage du Port de Vallée ;

- un extrait du rapport intitulé "Etude géologique, hydrogéologique et environnementalepréalable à la définition des périmètres de protection" et rédigé par le bureaud’études Geo-Log.

Elle comporte 3 parties dans lesquelles sont successivement présentés le captage etson environnement, les problèmes qualitatifs rencontrés et les hypothèses concernantl’origine de la contamination.



2. Le captage et son environnement

2.1. CONTEXTE GÉNÉRAL

Le captage du Port de Vallée se situe dans le département du Maine-et-Loire, à l’ouestde la Bohalle et derrière la levée de la Loire.

Le captage a été créé en 1995. Il est sous la maîtrise d’ouvrage du SIAEP de laBohalle / la Daguennière et géré par la CGE. Il permet d’alimenter plus de 2000habitants avec un débit moyen journalier d’environ 300 m3/j et une production annuelleproche de 100 000 m3 (Hydratec et BCEOM, 2000).

Depuis 1998, l’ouvrage est doté de périmètres de protection immédiat, rapproché etéloigné (cf. illustration 1) dans lesquels les activités sont réglementées :

l’utilisation d’engrais, de produits phytosanitaires et de désherbants est interditedans le périmètre de protection immédiat ;

l’utilisation de produits phytosanitaires ainsi que leur stockage sont aussi interditsdans la zone A du périmètre de protection rapprochée mais autorisés sur lescultures céréalières et les prairies de la zone B du périmètre de protectionrapproché (l’interdiction demeure toutefois sur les vergers, les vignes et les culturesmaraîchères) ;

dans le périmètre de protection éloigné, les exploitations agricoles se doivent"d’appliquer une conduite rigoureuse des fertilisants et des produitsphytosanitaires".

2.2. CONTEXTE GÉOLOGIQUE

En amont de la confluence entre l’Authion et la Loire, l’interfluve est constitué par desalluvions récentes (Fz) reposant sur des terrains anciens.

Les alluvions récentes présentent une épaisseur moyenne de 10 m et sont formées detrois horizons distincts :

- l’horizon supérieur qui est constitué de sables argileux hétérogènes ;

- la Jalle qui correspond à une couche d’argile noire, verdâtre ou bleuâtre, richeen matière organique ;

- l’horizon inférieur qui est constitué de sables grossiers et qui débute le plussouvent par une couche de galets.


BRGM/RP-53304FR – Rapport final10

Illustration 1- Emprise des différents périmètres de protection

Dans le secteur de la Bohalle :

- l’épaisseur des alluvions est conforme aux valeurs moyennes puisque lescoupes géologiques disponibles en BSS (cf. illustrations 2 et 3) donnent desépaisseurs comprises entre 8 et 12 mètres ;

- le substratum est constitué par des schistes paléozoïques (cf. illustration 3).

2.3. CONTEXTE HYDROGÉOLOGIQUE

Dans le Val d’Authion (zone située entre l’Authion et la Loire), les alluvions récentesconstituent un aquifère multi-couches où l’aquifère supérieur (sables argileux) estséparé de l’aquifère inférieur plus perméable et plus transmissif (sables grossiers) parla Jalle (éponte semi-perméable pouvant être localement absente).

Au sud, la Loire forme une limite ouverte à débit variable. De façon générale, il estadmis que les échanges sont dirigés du fleuve vers la nappe mais ils semblent pouvoirs’inverser en période de décrue ou d’étiage du fleuve (la nappe est alors drainée par lefleuve).



Illustration 2 - Contexte géologique

N° BSS Prof. Epaisseur des alluvions Nature du substratum

04548X0036 13 m 12 m(limon argileux, sables et graviers)

Schiste décomposérose (Paléozoïque)

04548X0038 13 m 12 m(limon argileux, argile grise)

Schiste décomposérose (Paléozoïque)

04548X0052 11 m10 m

(sables et argiles ; graviers, sables etgalets)

Schistes grisordoviciens

04548X0067 ? 8 m(argile sableuse, graviers et galets)

Roche durePaléozoïque probable

04548X0068 9 m 9 m(argile sableuse, graviers)

ShistesPaléozoïque

Illustration 3 - Informations concernant les sondages surlignés sur l’illustration 2



A l’est, le relèvement du substratum schisteux dans le secteur des Ponts-de-Cé faitque la nappe des alluvions n’a pas d’exutoire souterrain à l’aval.

Dans le secteur de la Bohalle, si les aquifères supérieurs et inférieurs ne peuvent pastoujours être bien distingués en raison de l’hétérogénéité des terrains (cf. illustration 3),il ne fait pas de doute que le substratum est constitué de terrains anciens (absence deterrains sédimentaires datant de l’ère secondaire).

Il convient aussi de noter que la modélisation hydrodynamique concernant le Vald’Authion et menée par le BRGM dans le cadre de la délimitation de la napped’accompagnement de ce cours d’eau en 2001 a donné des résultats contraires à cequi est couramment admis.

Les résultats obtenus en régime permanent et transitoire semblent en effet montrerqu’à l’échelle du Val d’Authion, la nappe alluviale est drainée par les cours d’eau(Authion et Loire), les débits entrant dans les cours d’eau étant supérieurs aux débitssortants.

Lorsqu’on examine en détails les cartes obtenues en régime transitoire (cf. illustration4), on observe qu’à proximité de la Bohalle, le sens des échanges ne semble pasvarier au cours de l’année même si le drainage semble atténué sur la période mai/août(graphique n°2).

Le modèle établi en 2001 a aussi permis de montrer que le sens des échangesverticaux évoluait au cours de l’année. Les résultats semblent en effet indiquer qu’auxpas de temps 1 (janvier à fin avril) et 3 (septembre à fin décembre), les échanges seferaient des niveaux inférieurs vers les niveaux supérieurs alors qu’au pas de temps 2(mai à août), les échanges se feraient dans le sens inverse.

Bien qu’établis avec de puissants moyens de calcul, il convient de considérer cesrésultats avec prudence dans la mesure où les calculs ont été réalisés avec deschroniques non synchrones et des pas de temps de 4 mois qui peuvent avoir pourconséquence de "moyenner" les phénomènes.

2.4. SOURCES DE POLLUTION

Dans le rapport rédigé par Géo-Log dont la DDASS 49 a fait parvenir un extrait auBRGM, les risques de pollution des eaux souterraines sont appréciés catégorie parcatégorie (pollutions d’origine agricole, domestique, liées aux activités humaines…).

Bien que les surfaces agricoles utilisées (SAU) représentent respectivement 77 et66 % des superficies des communes de la Bohalle et de la Daguenière, les risquesagricoles ont été jugés minimes au point de vue des apports nitratés (teneursmesurées sur le forage inférieures à 3 mg/l depuis 15 ans).



Illustration 4 - Résultats de la modélisation hydrodynamique menée en régimetransitoire (Attention : ne pas tenir compte des flèches situées en dehors de l’interfluve)

Graphique 1 : Pas 1 = période allant de début janvier à fin avrilGraphique 2 : Pas 2 = période allant de début mai à fin aoûtGraphique 3 : Pas 3 = période allant de début septembre à fin décembre

1

2

3



Dans le rapport Géo-Log, les risques agricoles liés à l’utilisation des produitsphytosanitaires ne sont pas développés mais il convient de noter, qu’en 1988, 41.5 %de la SAU de la Bohalle (soit, 300 ha) correspondaient à des céréales et 15.6 % (soit113 ha) à des prairies ; cultures sur lesquelles l’utilisation de pesticides est autorisée àl’intérieur du périmètre de protection rapproché B.

Dans la catégorie des sources de pollution diverses, l’auteur du rapport mentionneaussi les risques de contamination liés aux crues de la Loire. La Loire pourrait, en effet,en cas de pollution accidentelle, contaminer le captage qui ne se situe qu’à unecentaine de mètres au nord de sa rive droite.



3. Problèmes qualitatifs rencontrés

Les résultats des analyses en atrazine, déséthylatrazine et simazine (pesticidescouramment retrouvés dans les eaux souterraines) transmis par la DDASS 49 ont étéreportés sous forme de graphiques (cf. illustrations 6, 7 et 8).

Pour chaque substance, les résultats inférieurs aux limites de détection (qui varient enfonction de la période d'analyse) ont été assimilés à 0.

Sur chaque graphique, les points bleus représentent les résultats des analyseseffectuées sur des échantillons d’eau brute (robinet station) et les points roses, lesrésultats des analyses effectuées sur les eaux traitées (robinet laboratoire).

Compte tenu des limites de qualité qui sont de 2µg/l (substance individualisée) et 5 µg/l(total des pesticides) pour les eaux brutes destinées à la consommation humaine et de0.1 µg/l (substance individualisée) et 0.5 µg/l (total des pesticides) pour les eauxtraitées, il apparaît :

- que les teneurs en atrazine et déséthylatrazine (métabolite de l’atrazine) ne posentpas de réel souci : lors de ces 9 dernières années, les teneurs maximum observéessur les eaux brutes (0.11 µg/l pour l’atrazine et 0.05 µg/l pour la déséthylatrazine) ontété 18 à 40 fois inférieures à la limite de qualité (2 µg/l) et les teneurs moyennes(0.04 µg/l pour l’atrazine et 0.01 µg/l pour la déséthylatrazine), 50 à 200 foisinférieures à cette même limite (cf. illustration 5)

- que les teneurs en simazine sont nettement plus préoccupantes puisque la teneurmaximale observée sur les eaux brutes n’est que 2.3 fois inférieure à la limite dequalité (2 µg/l), et la teneur moyenne, 25 fois inférieure à cette même limite (cf.illustration 5)

Atrazine Déséthylatrazine Simazine

Limite eau brute 2 µg/l 2 µg/l 2 µg/lLimite eau traitée 0.1 µg/l 0.1 µg/l 0.1 µg/lTeneur maxi eau brute 0.11 0.05 0.88Rapport / limite (2 µg/l) 18 40 2.3Teneur moyenne eau brute 0.04 0.01 0.08Rapport / limite (2 µg/l) 50 200 25

Illustration 5 - Teneurs maximum et moyennes des eaux brutes



Illustration 6 - Evolution des teneurs en atrazine sur le captage de Port de Vallée et auniveau de la station de traitement (limite de détection variant de 0.01 à 0.02 µg/l)

Illustration 7 - Evolution des teneurs en déséthylatrazine sur le captage de Port deVallée et au niveau de la station de traitement (limite de détection variant de 0.01 à

0.05 µg/l)

Teneurs en atrazine

17/03/200328/08/200220/03/2002

29/08/2001

30/07/2001

29/06/2001

28/09/1998

16/06/1999

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

0,14

1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004

µg/l

Atrazine eau bruteAtrazine eau traitée

Teneurs en déséthylatrazine

30/07/2001

28/08/2002 19/05/2003

23/07/2003

28/09/1998

16/06/1999 21/09/200005/07/2000

17/03/2003

17/06/2003

16/12/2003

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004

µg/l

Déséthylatrazine eau bruteDéséthylatrazine eau traitée

limite eau traitée



Illustration 8 - Evolution des teneurs en simazine sur le captage de Port de Valléeet au niveau de la station de traitement (limite de détection variant de 0.01 à 0.05 µg/l)

Illustration 9 - Evolution des teneurs en simazine sur le captage de Port de Vallée en2002 et 2003

Evolution des teneurs en simazine de 1999 à 2003(robinet station)

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

janv févr mars avr mai juin juil août sept oct nov déc

µg/l

Année 2003Année 2002Année 2001Année 2000Année 1999

Teneurs en simazine

20/10/1999

16/06/1999

28/09/1998

22/09/2003

28/08/2002

25/06/2002

19/05/200317/03/2003

23/07/2003

21/10/2003

28/08/2003

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004

µg/l

Simazine eau bruteSimazine eau traitée

05/07/2000

limite eau traitée

limite eau traitée



L’illustration 8 semble de plus indiquer que les teneurs maximales en simazines’observent durant l’été ou l’automne. Ce constat peut toutefois être biaisé par lapériodicité des analyses qui n’a pas été régulière depuis le début du suivi.

L’illustration 9 permet en effet de se rendre compte que le suivi des teneurs ensimazine (qui a consisté en une seule analyse en 1997 et 1998) ne s’est intensifié qu’àpartir de 2002 (1 analyse par mois du printemps à l’automne)

L’examen des chroniques 2002 et 2003 semble néanmoins confirmer que les teneursmaximales s’observent bien à l’étiage (à la fin de l’été ou à l’automne), lorsque lesphénomènes de dilution sont minimum.



4. Hypothèses concernant l’origine de lapollution

La simazine fait partie des pesticides organo-azotés qui ont été, jusqu’il y a quelquesannées, largement utilisés pour le désherbage non agricole et pour lutter contre lesmauvaises herbes en arboriculture, viticulture et dans les pépinières sylvicoles.

Depuis 1997, la substance est interdite pour le désherbage non agricole. Pour lesusages agricoles, sa vente a été autorisée jusqu’au 30 septembre 2002 et sonutilisation, jusqu’au 30 septembre 2003.

Il s’agit désormais d’une substance interdite qui a été remplacée par l’aminotriazole,substance que l’on commence à retrouver avec son métabolite (l’AMPA) dans les eauxsouterraines.

Dans le contexte du captage de la Bohalle, les fortes teneurs en simazine peuventavoir plusieurs origines.

L’activité agricole constitue la première source potentielle de contamination. Lecaptage se trouve en effet au sud d’une zone de production céréalière, maraîchère ethorticole.

Les cultures identifiées lors de la visite de terrain du 21/04/04 ont été reportées surl’illustration 10. Cette dernière permet de constater :

- que plus de la moitié de la superficie du périmètre de protection éloigné du captagecorrespond à des parcelles cultivées (blé dominant)

- que le périmètre de protection rapproché jouxte, dans sa partie nord, un verger depommiers ainsi qu’un champ de légumineuses

Dans la mesure où la simazine était couramment utilisée en arboriculture et où sonapplication n’était pas forcément recommandée sur les cultures horticoles ou lescéréales, le petit verger de pommiers situé au nord du PPR représente la source decontamination agricole la plus probable.

On doit de plus noter que le BRGM a mis en évidence le même type de contaminationsur les eaux souterraines du bassin du Coulon à Champigné (49) où plusieurs sociétésexploitent des vergers de pommiers (étude BRGM/DIREN de 2002 intitulée "Etude depetits bassins versants de démonstration – Le Coulon à Chamigné").



Illustration 10 - Recensement des cultures dans l’environnement du captage

Le désherbage non agricole effectué par le Conseil Général, la DDE, la SNCF, lescommunes ou les particuliers constitue la deuxième source potentielle decontamination.

Il se peut en effet qu’une partie des quantités épandues jusqu’en 1997 aux abords desroutes, des voies de chemin de fer ou dans les jardins particuliers (nombreux dans lesecteur de la Chênaie) se soient stockées dans le sol, aient été peu dégradées du faitde conditions particulières et qu’elles transitent actuellement vers la nappe.

Il est à préciser que dans les sols ou les nappes pauvres en oxygène et en bactéries,le temps de ½ vie de la simazine qui est théoriquement de 60 jours peut être supérieurà 1 an, d’où la persistance de fortes concentrations en de nombreux points de contrôlealors que la molécule n’est plus utilisée.

La contamination des eaux souterraines par les eaux de la Loire constitue la 3° sourcepotentielle de contamination.

Compte tenu des résultats de la modélisation qui met en évidence des transferts d’eaude la nappe vers le fleuve (cf. illustration 4) et de la qualité de l’eau de la Loire qui estévaluée par la DDASS 49 au niveau des Ponts-de-Cé (pas de problème qualitatif auniveau de la simazine), cette hypothèse semble peu réaliste.



5. Conclusion

a polyvalence et la persistance possible de la simazine rendent la détermination de l’origine de la contamination du captage difficile mais la proximité immédiate

d’un verger de pommiers et la connaissance des pratiques liées à cette cultureconduisent à retenir l’hypothèse d’une contamination d’origine agricole.

Les contacts téléphoniques pris auprès de la société qui exploite les parcelleshorticoles (Etablissements Bertrand) et de l’exploitant du verger confirment cettehypothèse puisqu’ il nous a été précisé :

- que la simazine n’était pas utilisée en horticulture ;- que des produits contenant de la simazine avaient été épandus pour le désherbage

du verger jusqu’en 2000.

Compte tenu de l’abandon et de l’interdiction de la molécule, les teneurs détectéesdans les eaux du captage devraient logiquement diminuer mais la baisse effectiverisque de n’apparaître que dans plusieurs années du fait du stockage et de la faibledégradation de la matière active dans les sols ou la nappe.

On peut donc recommander que le suivi des teneurs en simazine soit maintenu etréalisé avec une fréquence au moins équivalente à celle des analyses de 2003 defaçon à identifier les périodes critiques et mettre en œuvre les traitements adéquatspour produire de l’eau potable.

On pourra aussi recommander que des analyses en aminotriazole, glyphosate (matièreactive du "Round-Up") et AMPA soit réalisées à la même fréquence de façon àidentifier une éventuelle contamination par les produits substitutifs de l’atrazine et de lasimazine.

L

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