L'état des eaux souterraines en Francesigessn.brgm.fr/IMG/pdf/ifen_etat_eau_souterraine.pdf ·...

i n s t i t u t f r a n ç a i s d e l ’ e n v i r o n n e m e n t

Les eaux souterraines constituent une ressource en eau stratégique pour les activités humaines. Outre qu'elles représentent des volumes souventimportants, elles offrent généralement une eau de meilleure qualité que les eaux de surface.

Toutefois, du fait d'un processus de renouvellementtrès lent, les nappes d'eaux souterraines sontparticulièrement vulnérables. Dans certaines régions, les prélèvements excèdent les pluiesefficaces, alors que dans d'autres, des pollutionsfréquentes et surtout persistantes ont été identifiées.

D'importants progrès pour la surveillance et la gestion des eaux souterraines en France ont été réalisés ces dernières années (mise en placed'un réseau national de surveillance, ouverture de la banque de données ADES, directive-cadre surl'eau…). Le présent document propose une synthèsedes données disponibles, avec le double objectifd'informer le lecteur sur un milieu souvent méconnuet les enjeux qui lui sont attachés, et de faire le point sur l'état quantitatif et qualitatif des eaux souterraines en France.

Prix : 15 €

© Ifen, 2004Dépôt légal : novembre 2004

ISSN 1263-9508ISBN 2-911089-74-X

L'état des eaux souterraines en FranceAspects quantitatifs et qualitatifs

E t u d e s e t t r a v a u x

n°

43


1 Etudes et travaux n°43

L'ÉTAT DES EAUX SOUTERRAINES

EN FRANCE :

ASPECTS QUANTITATIFS ET QUALITATIFS

L’état des eaux souterraines en France

2institut français de l’environnement

Directeur de la publication :Bruno Trégouët, Directeur de l'Ifen

Rédacteur en chef :Françoise Nirascou, Ifen

Auteur :Ariane Blum, Ifen

Équipe de rédaction :Annie Coutellier, Denise Juin, François Moreau, Jacques Thorette, Ifen

Coordination éditoriale :Michèle Belin, Christelle Larrieu, Sophie Margontier, Ifen

Maquette-Réalisation :BL Communication

L'Ifen remercie les membres du groupe de travail “connaissance des eaux souterraines”qui ont contribué à la réalisation de cet ouvrage en fournissant leurs données

et/ou en participant à la relecture du document :

Agences de l'EauAHSPBRGM

Diren de bassinMinistère de la Santé et de la Protection sociale (DGS)

Ministère de l'Écologie et du Développement durable (DE, DPPR)Office international de l'Eau


SOMMAIRE

INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

INTRODUCTION AUX EAUX SOUTERRAINES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6Définitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6Alimentation des eaux souterraines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7Vulnérabilité des eaux souterraines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8Enjeux liés à la protection des eaux souterraines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

L'ÉTAT QUANTITATIF DES EAUX SOUTERRAINES EN FRANCE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10Prélèvements d'eau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Répartition des prélèvements en eau souterraine par usage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11Répartition géographique des prélèvements d'eau en eau souterraine . . . . . . . . . . . . . 11

Le niveau des nappes en 2003 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

L'ÉTAT QUALITATIF DES EAUX SOUTERRAINES EN FRANCE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16Les nitrates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16Altération des eaux souterraines par les nitrates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17Évolution des teneurs en nitrates dans les eaux souterraines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Les pesticides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20Altération des eaux souterraines par les pesticides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21Principales substances présentes dans les eaux souterraines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

Les autres micropolluants organiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23Résultats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Les micropolluants minéraux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24Résultats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

CONCLUSION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Annexe 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27Annexe 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Annexe 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32Liste des sigles et abréviations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34



LISTE DES FIGURES

Figure 1 Les principaux types de nappes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Figure 2 Le fond hydrogéologique simplifié de la France métropolitaine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Figure 3 Le découpage de la France en districts hydrographiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Figure 4 Flux moyens interannuels des ressources en eau en France métropolitaine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Figure 5 Volumes prélevés par usage dans les eaux souterraines en 2001 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Figure 6 Volumes prélevés par département en 2001 pour la production d'eau potable en France métropolitaine . 11

Figure 7 Volumes prélevés par département en 2001 pour l'irrigation des cultures en France métropolitaine . . . 12

Figure 8 Volumes prélevés par département en 2001 pour l'industrie en France métropolitaine . . . . . . . . . . . . . . 12

Figure 9 Carte des pluies efficaces pour l'année hydrologique 2002-2003. Rapport à la moyenne 1946-2002 . . . . 13

Figure 10 Évolution du niveau des principales nappes d'eau souterraine en 2003 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Figure 11 Systèmes aquifères inscrits en zone de répartition des eaux en 2003 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Figure 12 Altération des eaux souterraines par les nitrates en 2002 par rapport à l'état patrimonial . . . . . . . . . . . 17

Figure 13 Altération des eaux souterraines par les nitrates en 2002 par rapport à l'aptitude à la production

d'eau potable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Figure 14 Évolution de la concentration moyenne en nitrates dans les eaux souterraines entre 1992 et 2000-2001 . 19

Figure 15 Répartition des évolutions de la concentration moyenne en nitrates dans les eaux souterraines

entre 1992 et 2000-2001 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Figure 16 Altération des eaux souterraines par les pesticides en 2002 - Évaluation réalisée par rapport

à l'aptitude à la production d'eau potable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

Figure 17 Principales molécules recherchées dans les eaux souterraines en 2002, tous réseaux confondus . . . . . . . 22

Figure 18 Principales molécules (nombre de points d'observation, nombre d'analyses) présentes dans les eauxsouterraines en 2002, tous réseaux confondus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Figure 19 Altération des eaux souterraines par les OHV en 2001 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Figure 20 Les micropolluants minéraux dans les eaux souterraines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1 Répartition des réserves en eau de la planète . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Tableau 2 Ordres de grandeur des temps de séjour des principales ressources en eau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

Tableau 3 Répartition par usage des volumes prélevés dans les eaux souterraines en 2001 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11


INTRODUCTION

Les eaux souterraines sont souvent moins bienconnues que les eaux de surface (rivières, lacs,retenues). L'origine de ce constat est double.Non seulement les réseaux d'observation deseaux souterraines sont plus jeunes mais leurexploitation est également plus difficile. Lesnappes sont en effet des objets tridimensionnelsdans lesquels les phénomènes ne sont générale-ment pas homogènes. Il est donc difficile, à par-tir de quelques points de prélèvements sur les-quels sont effectuées peu de mesures par an, dequalifier l'état de la nappe.

Malgré ce constat, l'observation des eaux sou-terraines a connu des avancées importantes cesdernières années. La première de ces avancéesest la signature en 1999 du protocole du réseaunational de connaissance des eaux souterraines(RNES). Ce document marque la création d'unréseau d'observation relativement homogènedont l'objectif est de suivre l'état patrimonialdes eaux souterraines. Ce réseau, géré par lesagences de l'Eau, est aujourd'hui quasimentopérationnel et il fournit déjà depuis 2000-2001

un certain nombre de données. L'autre événe-ment majeur est l'ouverture en 2003 d'unebanque de données, la banque ADES, réunissantles données (quantité et qualité) des principauxproducteurs (agences de l'Eau, Diren, Ddass,conseils généraux, conseils régionaux…). Cettebanque est en accès libre et gratuit par Internet(1).L'ensemble de ces éléments est renforcé par ladirective-cadre européenne sur l'eau qui exigeque des réseaux de surveillance de la qualité etde la piézométrie des eaux souterraines soientmis en place d'ici fin 2006. Enfin, l'ensemble deces informations (données brutes et indicateurs)s'intégrera dans le futur système d'informationsur l'eau.

L'objectif de ce document est de valoriser auniveau national les données aujourd'hui dispo-nibles et de fournir une image globale de l'étatdes eaux souterraines en France. Après quelquesgénéralités destinées à donner au lecteur nonspécialiste les connaissances de base, le point estfait sur l'état quantitatif et qualitatif des eauxsouterraines en France.

(1) Voir http://ades.rnde.tm.fr



INTRODUCTION AUX EAUX SOUTERRAINES

Les glaciers représentent la plus grande réser-ve en eau douce de la planète (tableau 1).Avec environ 23% des stocks, les eaux souter-raines couvrent la quasi-totalité des volumesrestants. Les rivières et les lacs ne représententque 0,3% des stocks. Contrairement aux gla-ciers, les nappes constituent une réserve rela-tivement disponible pour l'homme. Elles sonten outre souvent mieux protégées que leseaux de surface (rivières et lacs) et forment àce titre une ressource stratégique pour l'ali-mentation en eau potable.

Tableau 1 - Répartition des réserves en eau de la planète

Source : d'après De Marsily, 1995.

Stock (km3) % du total % du totaleau douce

Océans 1 350 000 000 97,410 -Glaciers 27 500 000 1,984 76,6320Eaux souterraines 8 200 000 0,592 22,8503Mers intérieures 105 000 0,00758 -Lacs d'eau douce 100 000 0,00722 0,2787Sols 70 000 0,00505 0,1950Air 13 000 0,00094 0,0362Rivières 1 700 0,00012 0,0047Biosphère 1 100 0,00008 0,0031

DÉFINITIONS

Certaines roches sont suffisamment poreusesou fissurées pour contenir de l'eau. On parlealors de roches aquifères (étymologique-ment “roche qui contient l'eau”). Ces aquifè-res sont généralement composés de deuxzones :• une zone non saturée comprenant le sol et

la partie supérieure de la roche aquifère.Dans cette zone, l'eau ne remplit pas l'inté-gralité des pores de la roche ;

• une zone saturée dans laquelle les intersti-ces de la roche sont complètement saturésd'eau. Cette eau contenue dans la rocheprend le nom de nappe.

Contrairement aux idées reçues, les eaux sou-terraines sont donc contenues dans les intersti-ces (souvent microscopiques) de la roche et neforment pas de vastes lacs ou rivières souter-raines (excepté dans les aquifères karstiques).

Selon la nature géologique des terrains, il exis-te différents types d'aquifères (figure 1) quel'on peut regrouper en trois grands ensembles :• les aquifères sédimentaires composés de

roches sédimentaires (calcaire, craie, sable,grès). Ces systèmes sont caractéristiques desgrands bassins comme le Bassin parisien et leBassin aquitain (figure 2). Ils peuvent être

Figure 1 - Les principaux types de nappes

Source : d'après Collin, 2004.

Appareils aquifèresthermaux profonds

Aquifères de rochessédimentaires (libres)

Calcaire, craie, grès

Débit : moyen à élevé

Sables et alluvionsdes vallées

Graviers et sables

Débit : bon à élevé

Aquifères sédimentairesprofonds (captifs)

Formations sédimentaires poreuses

Calcaires, craie, grèsDébit : bon à élevé

Dépôts glaciaires(moraines)

Association de blocs,argiles, graviers,

sablesDébit : très variable

Aquifères volcaniques

Laves et scoriesDébit :

excellent dans les scories,faible dans les laves

Roches dures fissurées

Fractures dans le graniteou autres roches

cristallinesDébit : faible à moyen

Aquifères karstiques

Cavités dans le calcaire compact

Débit : très variable


libres ou captifs selon qu'ils sont ou nonrecouverts d'une couche imperméable ;

• les nappes alluviales : formés de sables et degraviers, ces aquifères ont la particularitéd'entretenir des relations avec les coursd'eau ;

• les nappes des roches cristallines (granite,

gneiss…) : dans ces systèmes, l'eau est le plussouvent contenue dans les fissures. Il s'agitdonc généralement de petits systèmes sansgrand aquifère individualisé. Ils sont fré-quents en Bretagne, dans le Massif central,et dans certaines zones des Alpes et desPyrénées (figure 2).

Figure 2 - Le fond hydrogéologique simplifié de la France métropolitaine

ALIMENTATION DES EAUX SOUTERRAINES

Ce sont principalement les précipitations qui ali-mentent les eaux souterraines. Mais toute laquantité d'eau qu'offrent les pluies n'est pasdisponible pour la recharge des nappes. Eneffet, une part, plus ou moins importante selonla saison, des précipitations regagne l'atmosphè-

Source : BDRHFv1. Traitements : Ifen, 2004.

re par évapotranspiration. La différence de hau-teur d'eau entre la pluie et l'évapotranspirationest appelée pluie efficace. Une partie de cetteeau s'infiltre dans le sol et recharge la nappe. Lapartie restante alimentera par ruissellement leseaux de surface (rivières, lacs, retenues).




Les nappes se rechargent généralement denovembre à mars. Mais cette période peut varierd'une région à l'autre et d'une année à l'autre.Plus généralement, compte tenu du nombreimportant de facteurs influençant le devenir despluies (durée et intensité de précipitation, natu-re du sol, végétation, pente, saison), la rechargedes nappes est un phénomène variable dansl'espace et dans le temps (variabilité saisonnièreet interannuelle).

Source : d'après Freeze et Cherry, 1979.

Tableau 2 - Ordres de grandeur des temps de séjourdes principales ressources en eau

VULNÉRABILITÉ

DES EAUX SOUTERRAINES

Les eaux souterraines sont-elles vulnérables ?D'un point de vue quantitatif, nous avons ditprécédemment qu'elles représentaient 23% desréserves en eau douce de la planète. Alors faut-ils'inquiéter ? Les eaux souterraines risquent-ellesde s'épuiser ? Cela dépend des régions. Car, enréalité, la variable essentielle à considérer estnon pas le stock d'eau souterraine mais la res-source renouvelable, c'est-à-dire le volume qui,chaque année, recharge la nappe. Cette variableest très hétérogène d'une nappe à l'autre etdépend fortement du temps de séjour de l'eau,c'est-à-dire de la “durée séparant l'instant d'in-troduction d'une particule d'eau […] dans unaquifère de l'instant de sa réapparition ou de sonprélèvement” (source : Castany et Margat, 1977).Ces temps de séjour sont très variables et peu-vent être très longs (tableau 2). Les nappes libresse rechargent généralement plus rapidementque les nappes captives. Ces dernières sont doncplus vulnérables d'un point de vue quantitatif.Prélever une eau vieille de quelques milliers d'an-nées dans un aquifère captif peut avoir desconséquences importantes sur l'état quantitatifde la nappe. C'est par exemple le cas de la nappede l'Albien dans le Bassin parisien ou de celle del'Eocène dans le Bassin aquitain où la diminutionrégulière du niveau d'eau de ces nappes profon-des et captives a conduit les pouvoirs publics àprendre des mesures pour les protéger.Dans la mesure où leur renouvellement est unprocessus lent, les eaux souterraines sont doncvulnérables quantitativement.

D'un point de vue qualitatif, il est admis que leseaux souterraines sont généralement mieux pro-tégées des pollutions que les rivières. Ces derniè-res sont directement exposées aux émissions pol-luantes tandis que les nappes peuvent bénéficier

de la protection du sol. Celui-ci peut en effetjouer un rôle d'épuration. Les fonctions du solsont cependant complexes. Ses principalesactions sont, selon sa nature, son épaisseur, le cli-mat local et son activité biologique :• de dégrader les substances polluantes ;• de les fixer : le sol joue alors un rôle de “tam-

pon” qui augmente le temps de transfert dessubstances polluantes vers la nappe ;

• ou au contraire, d'être une source de pollution.

Ces deux premières fonctions ne sont cependantpas toujours suffisantes pour protéger les nap-pes. Lorsqu'un aquifère est contaminé par unesubstance chimique, la pollution peut durerlongtemps. Avec des temps de séjour dequelques semaines à quelques années, les eauxsouterraines sont plus sensibles aux pollutionsque les rivières dans lesquelles les molécules nefont généralement que transiter. Cette notionest particulièrement importante pour des molé-cules persistantes comme les nitrates et les pesti-cides. Enfin, grâce à la couche imperméable quiles recouvre, les nappes captives sont moinsexposées aux pollutions que les nappes libres.

Type de ressource Temps de séjour (ordres de grandeur)

Océans et mers 4 000 ans

Lacs et réservoirs 10 ans

Rivières, canaux 2 semaines

Humidité du sol 2 semaines à 1 an

Eaux souterraines 2 semaines à 10 000 ans

Calottes glacières et glaciers 10 à 10 000 ans

Eau atmosphérique 10 jours

Eau biosphérique 1 semaine

ENJEUX LIÉS À LA PROTECTION

DES EAUX SOUTERRAINES

La protection des eaux souterraines, d'unpoint de vue quantitatif comme d'un point devue qualitatif, est essentielle. Les nappes occu-pent en effet une place stratégique pour lesactivités humaines puisqu'en France métropo-litaine, 62% des volumes prélevés pour l'ali-mentation en eau potable proviennent deseaux souterraines et que la moitié des Français



sont exclusivement alimentés par des nappes(source : Ifen, 2003). Maintenir un bon étatquantitatif et qualitatif des eaux souterraineséquivaut donc à garantir le maintien à longterme des activités humaines.

L'autre enjeu primordial lié à une bonne ges-tion des eaux souterraines est le maintien del'équilibre des écosystèmes terrestres qui ysont associés. Un certain nombre de nappesentretiennent en effet d'étroites relationsavec les rivières (nappes alluviales) et les zoneshumides. Une baisse du niveau d'eau dans cetype d'aquifère est susceptible d'entraînerune baisse du niveau d'eau dans les écosystè-mes associés. Ce phénomène peut avoir desconséquences importantes sur la vie aqua-tique et sur les équilibres de la faune et de laflore. Il est de même possible qu'une substan-ce polluante présente dans la nappe transitevers la rivière ou le plan d'eau de la zonehumide et perturbe leur équilibre.

Depuis 2000, les enjeux politiques liés à laprotection et à la gestion des eaux souterrai-nes sont inscrits dans la directive-cadre surl'eau 2000/60/CE. Ce texte qui défi-nit une politique communautairedans le domaine de l'eau est parti-culièrement important puisqu'ilimpose aux États membres dedisposer de masses d'eau (eaux desurface, eaux souterraines, eauxde transition, eaux littorales) enbon état en 2015. Contrairementaux textes précédents (directive80/68/CEE pour les eaux souterrai-nes), la directive-cadre sur l'eau(DCE) impose, non plus un objectifde moyens, mais un objectif derésultats.

Plus précisément, les objectifs dela DCE sont :• prévenir ou limiter les rejets de

polluants ;• protéger, améliorer, et restaurer

les masses d'eau afin que celles-ci soient en “bon état” en 2015(bon état quantitatif et qualita-tif pour les eaux souterraines) ;

• inverser les tendances à la haus-se des concentrations de pol-luants.

La DCE définit les modalités de

gestion des masses d'eau. Elle s'inspire dumodèle français de gestion par grand bassinhydrographique et confirme ainsi, à quelquesajustements près, le découpage réalisé en1964 (figure 3). L'autre grande règle reprisepar la DCE est le principe “pollueur-payeur”.

Fin 2004, un état des lieux des masses d'eaude chaque district hydrographique serapublié. Ces documents permettront d'établirles programmes de mesures et de définir lesplans de gestion nécessaires pour atteindreles objectifs fixés par la DCE (publication fin2009). D'ici fin 2006, les États membresdevront également mettre en place desréseaux de surveillance de l'état des massesd'eau.

En ce qui concerne les eaux souterraines, laDCE prévoit l'élaboration d'une directive fillespécifique. Celle-ci est en cours de finalisationet permettra de disposer de critères adaptésaux spécificités des eaux souterraines pour l'é-valuation du bon état chimique et pour l'i-dentification des tendances à la hausse desconcentrations de polluants.

Figure 3 - Le découpage de la France en districts hydrographiques

Source : Medd (direction de l’Eau).



Figure 4 - Flux moyens interannuels des ressources en eau en France métropolitaine

L'ÉTAT QUANTITATIF DES EAUX SOUTERRAINES EN FRANCE

GÉNÉRALITÉS

La moyenne interannuelle des précipitations enFrance métropolitaine s'élève à 479 milliards de m3. Sur ces 479 milliards de m3, 297 rega-gnent l'atmosphère par évapotranspiration.Les pluies efficaces représentent donc chaqueannée 182 milliards de m3 d'eau (source : Ifen,d'après Medd).Pour estimer le volume d'eau qui, chaqueannée, est disponible pour l'alimentation desressources en eau, il convient également de tenircompte des “exportations” et des “importa-

tions” d'eau depuis les pays voisins, c'est-à-diredu volume qui, par le biais des cours d'eau, sortou entre en France. On estime ainsi que les expor-tations représentent 18 milliards de m3 et lesimportations 11 milliards de m3 (Rhin non comp-té). Les ressources internes de la France s'élèventdonc à 175 milliards de m3. La part de ce volumequi sert à l'alimentation des eaux souterraines parinfiltration est évaluée à 100 milliards de m3. Levolume restant (75 milliards de m3) alimente leseaux de surface (rivières, lacs, retenues).

PRÉLÈVEMENTS D’EAU

Les éléments suivants sont extraits du rapport : “Lesprélèvements d'eau en France en 2001” réalisé parl'Ifen pour le RNDE (disponible sur le site Internetdu RNDE).Chaque année, environ 34 milliards de m3 d'eaudouce sont prélevés en France métropolitaine poursatisfaire les activités humaines (production d'eaupotable, industrie, irrigation, énergie). Les eaux

souterraines représentent 19% de ce volume (6,3milliards de m3). Sans compter le secteur énergé-tique qui représente à lui seul 19 milliards de m3 etqui sollicite essentiellement les cours d'eau, la partde prélèvements réalisés en nappe s'élève alors à44%. Comparé aux 100 milliards de m3 qui, chaqueannée, alimentent les aquifères, ce chiffre sembletrès faible. Pourtant, non seulement cette réparti-

Paysvoisins

Sol et végétation

Nappes souterrainesMer

Pluie

Rivières, lacs et retenues

479

75

100

Evapotranspiration297

Ecoulementsentrants

11

Ecoulementssortants

18

En milliards de m3 par an

Source : Ifen - Medd.

Selon les usages et lesrégions, les prélève-ments d'eau sont trèsvariables (figures 6, 7

et 8). On constate ainsi que,quel que soit l'usage,

l'eau est préférentielle-ment puisée dans les eauxsouterraines dans le Nord,l'Est, le Centre et une par-tie du Sud-Ouest du terri-toire ainsi que dans la val-

lée du Rhône. Lecontexte géologiquede chaque territoireexplique en grandepartie cette distinction.Les régions sédimen-taires comme le Bassinparisien, le bassin

L’ÉTAT QUANTITATIF DES EAUX SOUTERRAINES EN FRANCE


tion est variable d'un secteur à l'autre mais égale-ment d'une région à l'autre, si bien que certainesnappes sont si sollicitées que leur niveau baisserégulièrement. Enfin, un prélèvement dans unenappe n'a pas la même incidence qu'un prélève-ment dans une rivière puisqu'une fois usée, l'eauprélevée est rejetée dans les rivières. Il n'y a doncpas de restitution directe à la nappe qui “perd”généralement le volume qui lui a été soustrait.

Répartition des prélèvements en eausouterraine par usage

Selon les usages, les volumes d'eau prélevés dansles nappes sont très variables (figure 5, tableau 3).C'est ainsi que sur les 6 milliards de m3 puiséschaque année dans les eaux souterraines, plus de lamoitié est destinée à la production d'eau potable(59%). Cette prédominance est liée à la qualitégénéralement meilleure de ce type de ressource. Levolume restant sert essentiellement à l'industrie(23% des volumes annuels) et à l'irrigation des cul-tures (18% des volumes annuels). Le refroidisse-ment des centrales thermiques et nucléaires ne sol-licite que de manière très ponctuelle les réserves eneau souterraine (0,3% des volumes annuels).

Figure 5 - Volumes prélevés par usage dans les eaux souterraines en 2001

En milliards de m3

Productiond'eau potable

Usage industriel

Usage irrigation

Énergie0

1

2

3

4

Source : agences de l'Eau - RNDE. Traitements : Ifen, 2003.

Tableau 3 - Répartition par usage des volumes prélevésdans les eaux souterraines en 2001

UsageVolumes prélevés

En millions de m3 % par rapport au totalEau potable 3 713 59Industrie 1 480 23Irrigation 1 110 18Production d'énergie 19 < 0,5Total 6 323Source : agences de l'Eau - RNDE. Traitements : Ifen, 2003.

en milliers de m3

300 000

150 000

30 000

Eaux superficielles

Eaux souterraines

en milliers de m3

200 000

20 000

Île-de-France

Figure 6 - Volumes prélevés par département en 2001pour la production d'eau potable en France métropolitaine

Source : agences de l'Eau. Traitements : Ifen, 2003.

Répartition géographique desprélèvements d’eau en eau souterraine



d'Aquitaine ou encore la vallée du Rhône offrenten effet d'importantes réserves en eau souterraine

contrairement aux régions de socle (Massifcentral, Corse, Bretagne) dans lesquelles les

petits cours d'eau sont plus sou-vent sollicités.La représentation des volu-mes prélevés est réalisée par

département. Bien évidem-ment, l'utilisation d'un décou-page administratif pour

représenter des unités hydro-logiques n'est pas idéale.Cependant, les données sur lalocalisation des prélèvementset plus précisément sur la

connaissance de l'aquifèrecapté sont aujourd'huiinsuffisantes. Il est donc àl'heure actuelle impossibled'établir une carte deFrance précise des volumesprélevés par aquifère. Onnotera toutefois que, pourrépondre aux exigences dela directive-cadre sur l'eau,

l'identification des nappescaptées a beaucoup progressé en 2004, si bienqu'une carte des prélèvements par masse d'eau

souterraine devrait pouvoir voir le jour prochai-nement.

34 13

30 84

en milliers de m3

1 500 000

750 000

150 000

Eaux superficiellesEaux souterraines

Figure 7 - Volumes prélevés par département en 2001pour l'irrigation des cultures en France métropolitaine

Les chiffres inscrits dans les cercles correspondent au numéro de département.Source : agences de l'Eau - RNDE - Scees. Traitements : Ifen, 2003.

en milliers de m3

400 000

200 000

40 000

Eaux superficielles

Eaux souterraines

en milliers de m3

200 000

40 000

Île-de-France

Figure 8 - Volumes prélevés par département en 2001pour l'industrie en France métropolitaine

Source : agences de l'Eau. Traitements : Ifen, 2003.

En assurant la recharge des aquifères, les pluiesefficaces jouent un rôle essentiel sur les varia-tions du niveau des nappes (pour les nappes libres principalement).

L'importance des pluies efficaces conditionne égalementles besoins en eau des activités humaines et influence ainsi indirectement l'évolution du niveau des nappes. Plus une année est sèche, plus les prélèvements sont importants (en particulier pour l'irrigation et l'eau potable) et plus le niveau des aquifères est susceptible de baisser.



Les informations suivantes sont extraites du bilanannuel 2003 sur la situation hydrologique réalisépar le BRGM. Pour des informations plus détailléessur le niveau des nappes, on pourra donc consulterla synthèse annuelle ou les bulletins mensuelspubliés sur le site Internet du RNDE (2) ou encore lessites Internet des Diren.Concernant l'étiage 2003, on pourra également sereporter à la synthèse réalisée par le Medd (3).

Les indicateurs suivants correspondent à une éva-luation du niveau des principales nappes. Il existeen effet en France environ 3 500 systèmes aquifè-res. Mais la plupart sont de petits systèmes trèslocaux et il est impossible de fournir un indicateurpour chacun d'entre eux.

Sur les cartes de la figure 10, les symboles fournis-sent une information sur l'évolution globale duniveau d'eau (ou niveau piézométrique). Le fondde carte représente très schématiquement le typedes aquifères : grands systèmes aquifères et nappesalluviales en gris ; domaines sans grand systèmeaquifère individualisé en blanc.

Ces cartes mettent en évidence les variations sai-sonnières et régionales du niveau des nappes.L'automne 2002, d'avantage pluvieux que la nor-male, a été globalement favorable pour la rechar-ge des nappes, sauf dans le nord-est du Bassin pari-sien et dans le sud-ouest de la France.À la fin de l'hiver, la tendance est toujours à lahausse pour la plupart des nappes grâce aux der-nières précipitations ou, comme pour la nappe dela craie du Nord, en raison de la forte inertie du

Figure 9 - Carte des pluies efficacespour l'année hydrologique

2002-2003. Rapport à la moyenne

1946-2002

Source : Medd (direction de l’Eau).

LE NIVEAU DES NAPPES EN 2003

(2) Voir http://www.rnde.tm.fr, rubrique “Synthèses”.(3) Voir http://www.ecologie.gouv.fr


réservoir. À l'exception de quelques petits aquifèrescomme ceux du nord-est du Bassin parisien, lesniveaux sont donc à la sortie de l'hiver générale-ment supérieurs ou proches de la normale.Au début du printemps, la baisse du niveau desnappes était engagée sur la majeure partie du ter-ritoire. Seuls quelques réservoirs, en raison de leurinertie, affichaient toujours une tendance à lahausse (nappe de la craie dans la Somme, nappedes cailloutis du Sundgau en Franche-Comté, nap-


Figure 10 - Évolution du niveau des principales nappesd'eau souterraine en 2003

en hausse

stable

en baisse

Évolution récente

Source : BRGM.

début mai début novembre

début juillet

début septembredébut mars



pes des calcaires du Lutétien etdes sables de l'Yprésien dans larégion parisienne…). Parailleurs, les précipitations deprintemps, très inégalementréparties, ont permis une stabi-lisation apparente des niveauxde nombreuses nappes (Juras-sique de la plaine de Caen, cal-caires de Beauce). Début mai,l'état du remplissage des nap-pes est donc assez contrastémais globalement satisfaisant.À l'approche de l'été (fin juin),l'état de remplissage des aqui-fères est encore plus contrastémais toujours satisfaisant pourbon nombre d'entre eux, grâcenotamment à la recharge“automnale” des nappes, plusforte que la normale. En revan-che, compte tenu du caractèreorageux des précipitations desmois précédents (précipitationsinefficaces pour la recharge), lesnappes ont toutes une tendan-ce à la baisse. À la fin de l'été, les nappes ontbaissé plus qu'à l'accoutuméemais leurs niveaux se sont stabi-lisés provisoirement, principale-ment sous l'effet de la réductiondes prélèvements liés à l'irriga-tion agricole. Ce sont les nappesalluviales dont le régime est influencé par celui descours d'eau (nappe d'Alsace par exemple) ainsi queles aquifères karstiques, très réactifs, qui affichentles niveaux les plus bas.Au cours de l'épisode de sécheresse de 2003, les nap-pes ont joué un rôle important. En effet, grâce à desprécipitations importantes les années précédentes,les remplissages étaient généralement satisfaisants àl'approche de l'été. Les réserves en eau souterraineont ainsi permis de limiter l'impact de la sécheressesur les zones avals des principaux cours d'eau.On retiendra donc que le niveau des nappes libresest très variable non seulement en fonction de lasaison mais aussi d'une région à l'autre, et que ceniveau est largement corrélé aux valeurs de préci-pitations efficaces (figure 9). On notera cependantqu'un certain nombre d'aquifères (grands systèmessédimentaires en particulier) ont une forte capacitéd'accumulation et que le niveau d'eau dépenddonc aussi des précipitations efficaces des annéesprécédentes.

Chaque année, le volume prélevé dans les eauxsouterraines pour satisfaire les activités humainesest, à l'échelle nationale, largement inférieur auvolume alimentant les nappes (6 milliards de m3

contre 100 milliards de m3). D'un point de vuequantitatif, le risque de pénurie d'eau est doncrelativement inexistant à l'échelle nationale. Lesbesoins sont cependant très variables selon lesrégions et les saisons et pour certaines nappes,les prélèvements sont supérieurs à la ressourcerenouvelable. Ces aquifères pour lesquels desdéficits, autres qu'exceptionnels, ont été cons-tatés ont été délimités par décret (n°2003-869du 11 septembre 2003). Dans ces zones diteszones de répartition des eaux (ZRE, figure 11)les seuils d'autorisation des prélèvements d'eausont abaissés.

CONCLUSION

Figure 11 - Systèmes aquifères inscrits en zone de répartition des eaux en 2003

Cette carte situe les aquifères classés en ZRE. Elle ne signifie pas que tous les aquifères présents dans les régions concernées sont inscrits en ZRE. Il ne faut en effet pas oublier que plusieurs nappes sont susceptibles de s'empiler.

Source : Medd.



L’ÉTAT QUALITATIF DES EAUX SOUTERRAINES EN FRANCE

LES NITRATES

Généralités

Les sources de nitrates sont multiples :• en milieu urbain, ce sont principalement les

rejets d'eaux usées, les engrais utilisés par lesparticuliers ou les collectivités pour l'entretiendes espaces verts, et les systèmes d'assainisse-ment autonome. Localement, l'influence deces deux dernières sources peut être importan-te. D'après l'Insee (RP 1999), 19% de la popu-lation nationale a recours à l'assainissementautonome. En ce qui concerne les rejetsurbains, l'impact sur les eaux souterraines estplus limité dans la mesure où les eaux uséessont rejetées après traitement dans les coursd'eau et non dans les nappes. Les systèmesvisés par ce type de pollution sont donc essen-

Qu'est-ce une eau de “bonne qualité” ? Il n'exis-te pas de réponse unique à cette question. Eneffet, la qualité d'une eau se définit le plus sou-vent par rapport à l'usage qu'on en fait. Les exi-gences de qualité sont ainsi différentes si l'eauest destinée à la production d'eau potable ou àun usage industriel. On peut de même évaluer laqualité de l'eau par rapport à son état d'origine(état patrimonial). Il n'existe donc non pas unequalité mais des qualités de l'eau, selon l'usageet les normes qui lui correspondent.Cependant, dès lors que 62% des volumes préle-vés pour la production d'eau potable sont issusdes eaux souterraines, il est courant d'évaluer laqualité d'une nappe par rapport à son aptitude àla production d'eau potable.

Dans ce chapitre, la qualité des nappes est pré-sentée pour les principales classes de paramètresphysico-chimiques responsables de la dégrada-tion des nappes, c'est-à-dire :• nitrates ;• pesticides ;• micropolluants minéraux ;• autres micropolluants organiques (hydrocarbu-

res aromatiques polycycliques, polychlorobi-phényles, composés organo-halogénés volatils).

L'altération est le plus souvent évaluée par rap-port à l'état naturel des nappes (état patrimo-nial) mais également par rapport à son aptitudeà la production d'eau potable.

AVERTISSEMENT

L'essentiel des données utilisées dans ce chapitre est issu du réseau national de connaissance deseaux souterraines (RNES). Ce réseau, de type patrimonial, a pour objectif de fournir une image glo-bale de l'état des eaux souterraines. Il se distingue ainsi des réseaux d'impact chargés du suivi d'unepollution en particulier, et des réseaux d'usage (en particulier du réseau de contrôle des eaux brutesdestinées à la production d'eau potable).D'autre part, bien que certains points du RNES servent aussi à la production d'eau potable, il estimportant de noter que les données suivantes sont des analyses réalisées sur eaux brutes, c'est-à-diresur de l'eau prélevée directement au point de captage. Ces résultats ne représentent donc pas la qua-lité des eaux distribuées au robinet du consommateur. Ces dernières subissent en effet un traitementavant distribution.

tiellement les nappes alluviales avec lesquellesles rivières entretiennent des échanges (possi-bilité de transfert de nitrates de la rivière versla nappe en période de hautes eaux) ;

• localement, les industries peuvent représenterune source de pollution par les nitrates pourles eaux souterraines ;

• en milieu agricole, les principales sources denitrates sont les fertilisants agricoles (naturelsou synthétiques) et les effluents d'élevage.

Les principales conséquences imputées à unexcès de nitrates dans les eaux souterraines sontles suivantes :• participation à l'eutrophisation des cours

d'eau dans le cas des nappes alluviales. Eneffet, en période de basses eaux où les rivières



sont alimentées par les eaux souterraines, lesnitrates présents en excès dans la nappe peu-vent transiter vers la rivière et participer auphénomène d'eutrophisation. Les échangesnappes-rivières sont cependant complexes etsouvent mal connus d'un point de vue chi-mique. L'interface que constituent les bergesjoue effectivement un rôle très variable d'unsecteur à l'autre (transfert de polluant, dénitri-fication… ; voir Normand, 2003 pour plus dedétails) ;

• effets sur la santé humaine : les principauxrisques décrits par les spécialistes sont la méthé-globinémie infantile et la possibilité de cancerde l'estomac (source : Gérin et al., 2003). Pourprévenir ces risques, une concentration maxi-male admissible pour l'eau potable aété fixée à 50 mg/l par l'OMS et lesréglementations française et européen-ne relatives à l'eau pota-ble (directive euro-péenne 98/83/CEet son applica-tion en droit fran-çais dans l'articleR.1321-1 du Code de la santépublique).

Altérationdes eaux souterraines

par les nitrates

La figure 12 représente l'altération deseaux souterraines par les nitrates parrapport à leur état naturel. Seule laclasse “bleu” correspond à une eaunaturelle ou subnaturelle. En effet, leseaux naturelles ne contiennentgénéralement pas plus de 10 mg/lde nitrates et toute concentra-tion supérieure à ce seuil est lesigne d'une influence anthro-pique. Cette carte, réalisée à par-tir des données produites par lesagences de l'Eau, montre que lesconcentrations les plus fortes sesituent dans le quart nord-ouestde la France ainsi que dans l'Est(nappe d'Alsace). Des teneurssupérieures aux niveaux naturelss'observent également fréquem-ment dans la vallée du Rhône.Au total, 62% des 1 048 siteséchantillonnés présentent en2002 une concentration en nitra-

tes supérieure à 10 mg/l traduisant ainsi uneinfluence anthropique.Il est cependant difficile à l'échelle nationale dedéterminer l'origine de ces anomalies. Enmilieux urbain et industriel, les pollutions par lesnitrates ont un caractère “ponctuel”, si bienqu'il est impossible, à une aussi grande échelle,de croiser les résultats observés dans les nappesavec les sources potentielles de nitrates.

Figure 12 - Altération des eaux souterraines par les nitrates en 2002 par rapport à l'état patrimonial

Source : ADES - agences de l'Eau (réseau national de connaissance des eaux souterraines - RNES) etCORINE Land Cover 1990. Traitements : Ifen, 2004.

Répartition du nombre de points de mesure par classe de qualité (total : 1 048 points)

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

38% 15% 27% 10% 10%



En milieu agricole, une pollution par les nitratesest en revanche “diffuse”, c'est-à-dire qu'elle s'é-tend sur une grande surface. Les résultats issus duRNES peuvent donc être croisés avec un indica-teur traduisant l'importance des activités agrico-les. C'est ce que représente la figure 12. Cette der-nière montre qu'il existe souvent un lien entre laconcentration en nitrates dans les eaux souterrai-nes et l'importance de la surface de terres agrico-les. La quasi-totalité des stations de mesures danslesquelles la concentration en nitrates dépasse 20 mg/l (points “jaune”, “orange” et “rouge”) sesitue en effet dans des bassins sur lesquels les ter-res agricoles (hors prairies) occupent plus de 50%de la surface. Cette corrélation confirme que lesfertilisants d'origine agricole sont les principalessources de nitrates dans les eaux souterrai-nes. Il est cependant important de préci-ser que ce constat n'est valable qu'à gran-de échelle et que l'ob-jet de ce documentn'est pas de donnerune interprétation dela contamination deseaux souterraines par lesnitrates pour chaque point deprélèvement. Seule une étudelocale permet d'identifier pour cha-cun des sites l'origine de la contamina-tion. Il existe en effet d'autres sources depollution comme les élevages ou encore lesrejets d'eaux résiduaires urbaines (dans lecas des nappes alluviales).Si le nombre de points dont la concentra-tion traduit des apports anthropiques estimportant, il convient de préciser que ceconstat ne signifie pas nécessairementque les ressources sont inutilisables.Ainsi, lorsqu'on évalue la qualitédes eaux souterraines vis-à-vis desnitrates par rapport à leur aptitu-de à la production d'eau potable,on constate que le nombre depoints de “mauvaise qualité” estbeaucoup plus faible (figure 13).Les données montrent alors quedans 10% des 1 048 stationséchantillonnées, les teneurs ennitrates sont incompatibles avecune distribution de l'eau sanstraitement spécifique (de 50 à100 mg/l) et que dans 1% des sites,les teneurs sont telles que l'eau esttotalement inapte à la productiond'eau potable (> 100 mg/l).

Bien que l'objectif des données acquises par lesagences de l'Eau soit de disposer d'un état “glo-bal” de la qualité des eaux souterraines, il restedifficile de disposer d'un réseau parfaitementreprésentatif. Autrement dit, indiquer que pour62% des stations les teneurs en nitrates sont tel-les qu'elles traduisent une influence anthro-pique ne signifie pas pour autant que 62% desnappes sont contaminées.

Figure 13 - Altération des eaux souterraines par les nitrates en 2002 par rapport à l'aptitude à la production d'eau potable

Répartition du nombre de points de mesure par classe de qualité (total : 1 048 points)

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

61% 29% 10% 1%

Source : ADES - agences de l'Eau (réseau national de connaissance des eaux souterraines - RNES) etCORINE Land Cover 1990. Traitements : Ifen, 2004.



Évolution des teneurs en nitrates dans les eaux souterraines

La question de l'évolution des nitrates dans leseaux souterraines est difficile à apprécier à l'échel-le de la France entière. Les concentrations sont eneffet très variables dans l'espace et dans le temps(variabilité saisonnière et interannuelle). Or, lesréseaux de connaissance générale des eaux sou-terraines ne fournissent généralement que 2 à 4 mesures par an. On peut donc s'interroger surla représentativité des résultats et sur la perti-nence d'une comparaison des moyennes deconcentrations d'une année à l'autre. Il convienten outre de rappeler que le transfert des nitra-tes (et des autres polluants) vers les eaux souter-raines peut être un processus relativement long(quelques années) et met en jeu de nombreuxfacteurs : nature du sol, contexte géolo-gique, précipitations… C'est pourquoi,l'interprétation des données dont nousdisposons nécessite de gar-der en tête quelquesrègles élémentaires :• le temps de trans-

fert des nitratesvers les eaux souterrai-nes est très variable etpeut durer jusqu'à plusieursannées. L'évaluation de l'efficaci-té des mesures prises pour protégerles eaux souterraines est donc com-plexe et nécessite quelques années derecul ;

• les variations saisonnières de la teneuren nitrates dans les eaux souterrainessont importantes (essentiellementliées aux variations climatiques).

Les données disponibles, et notam-ment celles recueillies pour délimi-ter les zones vulnérables (source :RNDE, 2004), permettent cepen-dant de disposer d'une vue géné-rale de l'évolution des teneurs ennitrates dans les eaux souterrai-nes (figures 14 et 15). On constateainsi que, malgré les imperfec-tions liées à la représentativitédes échantillons, 32% des stationsde mesure montrent une aug-mentation significative desconcentrations entre 1992 et2000-2001. La figure 14 montreen outre que la plupart de ces sta-

tions sont situées dans le quart nord-ouest duterritoire ainsi que dans la plaine d'Alsace. À l'in-verse, 19% des sites de prélèvements présententune diminution significative des teneurs ennitrates. Ces sites sont relativement dispersés surl'ensemble du territoire, bien que certains sec-teurs se dessinent (Charente, Finistère sud, Sud-Ouest, vallée du Rhône). Au-delà de ces tendan-ces générales, la figure 14 fournit une bonneillustration de la variabilité spatiale de l'évolu-tion des teneurs en nitrates. Il est en effet cou-

Figure 14 - Évolution de la concentration moyenne en nitrates dans les eaux souterraines entre 1992 et 2000-2001

Source : RNDE (réseau de la directive "Nitrates") et CORINE Land Cover 1990. Points communs auxdeux campagnes de prélèvements. Traitements : Ifen - OIEau, 2004.



rant d'observer des stations très proches dont lesévolutions sont opposées. Ceci nous rappelle lanature hétérogène des aquifères et des sols ainsique celle des pressions exercées sur le milieu.La principale limite sur la représentativité desdonnées est ici liée aux captages les plus pollués.En effet, lorsque la teneur en nitrates dans l'eaud'un forage utilisé pour la production d'eaupotable atteint 100 mg/l, celui-ci est fermé. Iln'est donc plus surveillé. Or, pour des raisons pra-tiques (accès, pompages…), les captages d'eaupotable sont souvent utilisés pour surveiller laqualité globale des eaux souterraines. Il existedonc probablement un biais pour les valeurs lesplus hautes. Il convient cependant de noter queles réseaux qui se mettent actuellement en placepour répondre aux exigences de la DCE commen-cent à tenir compte de ces difficultés en sélec-tionnant des points en fonction du type de pres-sion (agricole, industriel et/ou urbain).

Figure 15 - Répartition des évolutions de la concentration moyenne en nitrates dans les eauxsouterraines entre 1992 et 2000-2001

Source : RNDE (campagnes de mesures réalisées pour la directive “Nitrates”).Points communs aux deux campagnes. Traitements : Ifen - OIEau, 2004.

Augmentation supérieure ou égale à 5 mg/l

Augmentation comprise entre 1 et 5 mg/l

Variation comprise entre [-1 et +1] mg/l

Diminution comprise entre 5 et 1 mg/l

Diminution supérieure ou égale à 5mg/l

31%

21%15%

14%

19%

On retiendra donc que les données disponiblesen 2002 mettent en évidence une dégradationde l'état naturel des eaux souterraines vis-à-visdes nitrates dans de nombreux secteurs (en par-ticulier dans les secteurs où les activités agricolessont importantes) mais que cette dégradationreste souvent acceptable pour la productiond'eau potable.Enfin, malgré le manque de représentativité decertaines données, il semblerait que, de façon

LES PESTICIDES

Les informations suivantes sont tirées du 6e bilande la contamination des eaux continentalesréalisé par l'Ifen (source : Ifen, 2004).

Généralités

Bien que les effets des pesticides sur la santéhumaine soient difficiles à évaluer, des risquesaigus et chroniques sont aujourd'hui reconnus(effets cancérogènes, baisse de la fertilité…). Parmiles trois principaux groupes de substances (insecti-cides, herbicides, fongicides), les insecticides sontles plus nuisibles (source : Gérin et al., 2003). Lesherbicides seraient beaucoup moins toxiquesenvers les mammifères. Enfin, en raison de lavariété des familles auxquelles ils appartiennent,les fongicides présenteraient des effets très

contrastés sur la santé humaine.D'un point de vue environnemental, des effetssur les poissons et sur les oiseaux carnivores sontreconnus depuis longtemps (effets mutagènesou encore cancérogènes).Les sources de pesticides sont multiples : agricultu-re, jardins privatifs, entretien des espaces verts oude la voirie, voies ferrées… En 2002, 82 000 tonnesde pesticides ont été commercialisées (source :UIPP). L'agriculture est de loin le premier utilisa-teur de pesticides puisque 90% des ventes sontdestinés au monde agricole tandis que 8% sontutilisés pour l'entretien des jardins privatifs et2% pour des utilisations publiques comme l'en-tretien des espaces verts, de la voirie ou duréseau ferré (source : Miquel, 2003, d'après UIPP,2000).

Conclusion

très globale, les teneurs en nitrates augmententdans le quart nord-ouest de la France et dans laplaine d'Alsace tandis que dans la vallée duRhône ainsi que dans le sud du Finistère et de laCharente, les concentrations soient en baisse.Ces conclusions ont bien évidemment une valeurà l'échelle nationale et n'ont pas pour objectifde caractériser l'évolution de la contaminationdes nappes à une échelle plus locale.



Figure 16 - Altération des eaux souterraines par les pesticides en 2002 - Évaluation réalisée par rapport à l'aptitude à la production d'eau potable

Altération des eaux souterrainespar les pesticides

La figure 16 représente l'altération des eauxsouterraines par les pesticides en 2002. Cettecarte a été réalisée à partir des données desagences de l'Eau (RNES) et de certains groupesrégionaux “phyto”. L'altération est évaluée par rapport à l'usage “eau potable”.Des concentrationsde pesticides ontpu être quantifiéessur 60% des pointsde surveillance. Pourles points restants (gris), ilest impossible de distinguerceux pour lesquels les pesticidessont absents (qui concernent trèscertainement plusieurs secteurs peuanthropisés), de ceux pour lesquels lespesticides sont effectivement présentsmais à de trop faibles concentrationspour qu'ils puissent être quantifiés parles méthodes analytiques actuelles (leslimites de quantification pouvant allerde 0,002 à plus de 0,1 µg/l suivant lessubstances, les méthodes et les labora-toires). Sur l'ensemble des points demesure quantifiés, 41% sont altérésà un niveau tel que, si ces ressour-ces étaient utilisées pour la produc-tion d'eau potable, elles nécessite-raient un traitement préalable spé-cifique aux pesticides (points oran-ge) ou seraient inaptes (pointsrouge).NB : comme précédemment, leréseau de surveillance des eauxsouterraines n'est pas totalementreprésentatif et indiquer que 41%des points de surveillance sont alté-rés ne signifie pas que 41% des sys-tèmes aquifères le sont.

Principales substancesprésentes dans les eaux souterraines

En 2002, 373 molécules différentes ont étérecherchées dans les eaux souterraines et 123,soit 33%, ont été quantifiées. On calcule le tauxde quantification pour chaque substance afind'identifier celles que l'on retrouve le plus sou-vent dans les eaux. Il correspond au nombre d'a-nalyses quantifiées divisé par le nombre total

d'analyses. Il est ici calculé avec les résultats d'a-nalyse de l'ensemble des points de surveillance,tous réseaux confondus. L'atrazine et ses pro-duits de dégradation sont parmi les substancesles plus recherchées (figure 17). Cette figurereflète les stratégies d'échantillonnage des pro-ducteurs de données. La figure 18 met en revan-che en évidence les molécules les plus souventprésentes dans les stations de surveillance deseaux souterraines.

Source : Ifen, d'après agences de l'Eau (sauf sur Adour-Garonne : réseaux régionaux). Traitements :Ifen, 2004.



Atrazine P

Simazine P

Atrazine déséthyl*

Terbuthylazine

Atrazine déisopropyl*

Diuron P

Cyanazine

Isoproturon P

Chlortoluron

Lindane P

Linuron

Métolachlore

Aldrine

Dieldrine

Alachlore P

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

Résultats quantifiés Résultats non quantifiés

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

Atrazine déséthyl* (3586 ; 7670)

Atrazine (3693 ; 7846)

Terbuthylazine déséthyl* (607 ; 1331)

Simazine (3651 ; 7731)

Atrazine déisopropyl* (3064 ; 6591)

2-hydroxy atrazine* (661 ; 1057)

Diuron (2729 ; 5463)

Terbuthylazine (3444 ; 7099)

Oxadixyl (807 ; 1956)

Aminotriazole (745 ; 1279)

Chlortoluron (2605 ; 5147)

Glyphosate (882 ; 1389)

Bentazone (840 ; 1969)

Isoproturon (2686 ; 5491)

Imidaclopride (264 ; 813)

Résultats quantifiés Résultats non quantifiés

Figure 17 - Principales molécules recherchées dans les eaux souterraines en 2002, tous réseaux confondus

Figure 18 - Principales molécules (nombre de points d'observation, nombre d'analyses) présentes dans les eauxsouterraines en 2002, tous réseaux confondus

Les molécules suivies de la lettre P sont des molécules désignées comme prioritaires par la directive-cadre sur l'eau. Par exemple, l'atrazine, substance prioritaire, a étérecherchée dans 98% des stations de mesure en eau souterraine.

Source : Ifen, 2004.

En 2002, en eau souterraine, sur 7 846 analyses d'atrazine réalisées sur des échantillons provenant de 3 693 points d'observation, 47% avaient un résultat quantifié.Les produits de dégradation de l'atrazine sont repérés par un astérisque.

Source : Ifen, 2004.



LES AUTRES MICROPOLLUANTS ORGANIQUES

Généralités

Les principales familles de micropolluants orga-niques (hors pesticides) sont :• les composés organo-halogénés volatils (OHV) :

ces substances sont synthétisées àpartir d'hydrocarbures. Il s'agitprincipalement de solvants cou-ramment utilisés pour ledégraissage desmétaux ouencore pour lenettoyage (pro-duits entrantdans la compositionde certains détachants).Les principales molécules dece groupe sont :- tétrachloroéthylène,- trichloroéthylène,- chloroforme,- tétrachlorure de carbone,- 1,1,1-trichloroéthane ;

• les hydrocarbures aromatiquespolycycliques (HAP) : ces composéssont issus de la combustion incom-plète des produits pétroliers ;

• les polychlorobiphényles (PCB) :ces substances, utilisées princi-palement comme isolants dié-lectriques, sont entièrementsynthétiques. Malgré leurinterdiction depuis 1987, onles trouve encore dans d'an-ciennes installations élec-triques ou dans des décharges.

Toutes ces molécules sont despolluants caractéristiques desmilieux urbains et/ou industriels.

Résultats

D'après les données disponibles(RNES 1999 en Rhin-Meuse, 2000en Seine-Normandie, et 2001 enLoire-Bretagne, Rhône-Méditer-ranée-Corse, Adour-Garonne etArtois-Picardie), on constateque :• seulement quatre points pré-

sentent une qualité d'eau alté-rée par les HAP. Plus précisé-

Figure19 - Altération des eaux souterraines par les OHVen 2001

Résultat du RNES en 2001 Très bonnequalité

Bonnequalité

Qualitémoyenne

Qualitémédiocre

Mauvaisequalité

Tétrachloroéthylène (µg/l) 0,1 0,5 1 5Trichloroéthylène (µg/l) 0,1 0,5 1 5Chloroforme (µg/l) 0,5 2,5 5 25Tétrachlorure de carbone (µg/l) 0,1 0,5 1 51,1,1-trichloroéthane (µg/l) 0,1 0,5 1 5

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

51% 8%5%1%

1%35%

Répartition du nombre de points de mesure par classe de qualité

* Pour ces points, les performances analytiques ne sont pas suffisantes pour que l'on puisse attribuer avec cer-titude une classe de qualité. Tous les résultats d'analyse sont inférieurs au seuil de quantification mais pour aumoins une analyse, ce seuil est supérieur à la limite bleu-vert du système de classification. Voir note en annexe.Source : ADES (agences de l'Eau) et BDRHFv1. Traitements : Ifen, 2004.

*



LES MICROPOLLUANTS MINÉRAUX

Généralités

Les micropolluants minéraux étudiés dans ce rap-port sont : l'antimoine, l'aluminium, l'arsenic, lebore, le cadmium, le chrome, le cuivre, le mercu-re, le nickel, le plomb, le sélénium et le zinc.L'évaluation de la qualité des eaux souterrainesvis-à-vis des micropolluants minéraux est cepen-dant très délicate. La présence de l'un de cesmicropolluants dans un échantillon d'eau peutavoir plusieurs origines :• soit elle est naturelle, et alors liée au contexte

géologique particulier de l'aquifère ;• soit elle résulte d'un apport par les activités

anthropiques ;• soit son origine est mixte, c'est-à-dire qu'elle

résulte à la fois d'un contexte naturel favorableà sa présence auquel s'ajoute une pollution.

Ainsi, comment qualifier la qualité d'un échan-tillon d'eau marqué par une concentration élevéepour un de ces éléments ? Il faudrait d'une partpouvoir distinguer l'origine, anthropique ounaturelle, de cette concentration. Mais cet exerci-ce nécessite des études à une échelle plus locale.L'étude bibliographique du BRGM sur le fondgéochimique naturel des aquifères (source : Blumet al., 2002) fournit des pistes pour résoudre cettequestion. D'autre part, en admettant que l'origi-ne naturelle de l'élément ait été identifiée, quel-le classe finale de qualité doit-on donner à l'é-chantillon ? Cette eau est en effet de bonne qua-

lité par rapport à son état patrimonial mais ellene pourra pas satisfaire tous les usages.Il est donc impossible de déterminer de manièreglobale, et à une échelle aussi grande, la qualitédes eaux souterraines vis-à-vis des micropolluantsminéraux.

Résultats

Malgré ce constat, une analyse des concentra-tions significatives en micropolluants minérauxa été réalisée (figure 20). Celle-ci se base sur lesclasses de concentrations définies par lesexperts et n'a pas pour objectif de distinguer lesanomalies d'origine naturelle des pollutionsd'origine anthropique. Mais pour les raisonsévoquées précédemment, aucune conclusionsur la qualité de l'eau de chaque point n'estproposée.D'après la littérature (source : Vernoux et al.,1998), la présence de sélénium en Seine-et-Marne et dans l'Essonne est naturelle. Il en estde même en Poitou-Charentes où le séléniumfait la renommée des eaux thermales de laRoche-Posay, ainsi que dans certains secteursdes aquifères du Jurassique et du Trias de l'estde la France.Il est difficile de dire si les concentrations élevéesen arsenic mises en évidence par la figure 20sont d'origine naturelle ou anthropique. On saitcependant que des teneurs très élevées d'origi-ne naturelle sont connues dans certainesrégions de socle comme l'Auvergne et dans cer-tains aquifères calcaires du Haut-Rhin.

ment deux de ces points ont une qualité“moyenne” (somme des concentrations en HAPcomprise entre 0,07 et 0,1 µg/l), et les deux aut-res présentent une qualité “médiocre” (sommedes concentrations en HAP (4) comprise entre 0,1et 1 µg/l) ;

• aucun point n'est déclassé vis-à-vis des PCB ;• 10% des points de mesure présentent une qua-

lité d'eau “moyenne”, “médiocre” ou “mau-vaise” (figure 19). Pour 35% d'entre eux, laclasse de qualité n'a pas pu être déterminée. Eneffet, pour chacun de ces sites, au moins unrésultat d'analyse dispose d'une limite dequantification supérieure à la limite “bleu-vert” ce qui ne permet pas de se prononcer surla classe finale de qualité (voir note en annexe).

(4) Somme des HAP = benzo(b)fluoranthène + benzo(k)fluoranthène +benzo(ghi)pérylène+ indénol(1,2,3-cd)pyrène.

Il convient cependant de rappeler que le réseaunational de connaissance des eaux souterraines(RNES) d'où sont extraits ces résultats a pourobjectif de fournir une vision globale de l'étatdes eaux souterraines. Ce réseau n'a pas pourvocation de suivre les pollutions ponctuellescomme celles qui font intervenir les substancesévoquées dans ce paragraphe. Des réseaux plusspécifiques, de type réseaux d'impact (voirannexe 2), existent déjà. Ceux-ci suivent notam-ment des sites industriels en application de lalégislation relative aux installations classées.



La figure 20 montre également de nombreuxcaptages dans lesquels les concentrations enaluminium sont importantes. Mais seule uneétude locale permettrait pour chacune des sta-tions de mesure de dire si la pré-sence d'aluminium dans la nappeest naturelle ou liée aux activitésanthropiques. On sait, parexemple, quedans le dépar-tement de laSeine-Maritime lesanomalies sont proba-blement liées à une conta-mination au moment du pré-lèvement. En effet, dans ce secteur, plu-sieurs forages subissent un traite-ments aux floculents de sulfate d'a-lumine qui a pu contaminer l'échan-tillon.La présence de nickel est dans cer-tains cas d'origine naturelle. C'estle cas dans le bassin Artois-Picardieoù l'occurrence de nickel à l'étatnaturel dans la nappe de la craiea été démontrée (source : Vallée,1999).Pour un certain nombre d'élé-ments, les concentrations natu-relles sont très faibles (souventinférieures au seuil de classifica-tion “bleu-vert”) si bien que laprésence d'une concentrationélevée s'explique alors plus pro-bablement par l'intervention defacteurs anthropiques. C'est lecas du mercure, du chrome(anomalie souvent liée à l'alté-ration du forage), du cuivre etdu cadmium.

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

Répartition du nombre de points de mesure par classe de qualité

50% 26% 5%4%9%7%

* Pour ces points, les performances analytiques nesont pas suffisantes pour que l'on puisse attribueravec certitude une classe de qualité. Tous les résultatsd'analyse sont inférieurs au seuil de quantificationmais pour au moins une analyse, ce seuil est supérieurà la limite bleu-vert du système de classification. Voirnote en annexe.

Avertissement : cette carte ne représente pas exacte-ment l'altération des eaux souterraines vis-à-vis desmicropolluants minéraux. Pour certains éléments, lesconcentrations élevées sont en effet naturelles.Autrement dit, l'eau peut être classée en “rouge” etêtre de “bonne qualité” (sans influence anthro-pique).

Source : ADES (agences de l'Eau - RNES) et BDRHFv1.Traitements : Ifen, 2004.

Figure20 - Les micropolluants miné-raux dans les eaux souterraines

Concentration Très faible Faible Moyenne Elevée Très élevéeArsenic (µg/l) - As 5 7,5 10 100Bore (µg/l) - B 50 350 700 1 000Cadmium (µg/l) - Cd 1 2,5 3,5 5Chrome (µg/l) - Cr 25 30 40 50Cuivre (µg/l) - Cu 100 150 200 4 000Mercure (µg/l) -Hg 0,5 0,65 0,8 1Plomb (µg/l) - Pb 5 7,5 10 50Sélénium (µg/l) - Se 5 6,5 8,5 10Aluminium (µg/l) - Al 50 125 200 200Antimoine (µg/l) - Sb 2 3,5 5 10Nickel (µg/l) - Ni 10 15 20 40

Résultats du RNES en 1999 (RM), 2000 (SN), 2001 (RMC et LB), 2002 (AG) et 2003 (AP)



CONCLUSION

D'un point de vue quantitatif, les eaux souter-raines sont généralement peu affectées enFrance métropolitaine et le risque de pénuried'eau est relativement inexistant à l'échellenationale. Les besoins sont cependant trèsvariables selon les régions et les saisons etpour certaines nappes, les prélèvements sontsupérieurs à la ressource renouvelable. EnFrance, le risque de perturber l'équilibrequantitatif des ressources en eaux souterrai-nes est donc essentiellement local et/ou sai-sonnier.

Au niveau qualitatif, il est difficile de dire si, àl'échelle de la France métropolitaine, les eauxsouterraines sont en “bon état” ou pas. Laqualité des nappes est en effet très variabled'une région à l'autre et dépend non seule-ment du paramètre à partir duquel l'évalua-tion est réalisée, mais également de la réfé-rence (état d'origine de la nappe ou état parrapport à un usage ?).

Les résultats montrent cependant une fré-quente dégradation des eaux souterraines parles nitrates et les pesticides en particulier dansle quart nord-ouest du territoire, dans la val-lée du Rhône et dans la plaine d'Alsace. Pourles autres paramètres (autres micropolluantsorganiques et minéraux), les pollutions res-tent relativement ponctuelles.

Ce document ne constitue qu'une premièreétape dans la valorisation nationale des don-nées sur les eaux souterraines (notamment surles aspects qualitatifs) et les indicateurs qui ysont présentés devraient faire l'objet d'unemise à jour annuelle. De nouveaux indicateursviendront également enrichir cette synthèsedans les années à venir.

ANNEXES


Annexe 1

POUR EN SAVOIR PLUS…

SITES INTERNET

Sites nationaux et internationaux

• Le site (d'accès libre et gratuit) de la banquenationale de données sur les eaux souterrainesADES : http://ades.rnde.tm.fr

• Le site du RNDE : http://www.rnde.tm.fr on ytrouvera notamment tous les bulletins men-suels de situation hydrologique ainsi que lessynthèses annuelles d'où sont extraits les indi-cateurs sur le niveau des nappes. La rubrique“Synthèse” met également à disposition lesrésultats de la campagne de mesures 2000-2001 des concentrations en nitrates dans leseaux souterraines ainsi que le rapport sur lesprélèvements d'eau en France en 2001.

• Le Bureau de recherches géologiques et miniè-res : http://www.brgm.fr : le site du BRGM pro-pose des informations générales sur les eauxsouterraines et met également à dispositiondes spécialistes de nombreuses informationssur les données du sous-sol (InfoTerre).

• Les agences de l'Eau : http://www.eaufrance.com

• Le ministère de l'Écologie et du Développementdurable : http://www.ecologie.gouv.fr

• Le site de l'Institut français de l'environne-ment : http://www.ifen.fr

• Le site du ministère de Santé et de laProtection sociale : http://www.sante.gouv.fr :la rubrique “santé et environnement” met àdisposition différentes informations sur leseaux souterraines. Le site permet égalementd'accéder aux sites Internet des Ddass.

• Le site du programme des Nations unies pourl'environnement (PNUE) :http://www.unep.org/french

Sites régionaux

• Les sites des directions régionales del'Environnement. Un certain nombre d'indica-teurs, en particulier sur le niveau des nappes,sont disponibles sur les sites des Diren. Tous lessites sont répertoriés dans la rubrique “Leministère” du site du ministère de l'Écologie etdu Développement durable (voir notammentle site de la Diren Centre et celui de la DirenLanguedoc-Roussillon).

• Le site de l'Aprona (Association de protectionde la nappe d'Alsace) : http://www.aprona.net

• Les sites des conseils généraux. Certains y valo-risent les données issues de leurs réseaux desurveillance. Exemple : Pyrénées-Orientales(http://cg66.brgm.fr), Aude (http://www.aude.fr/contenu/v_piezo.asp).

• Les sites des observatoires régionaux de l'envi-ronnement (ORE). Exemple : Poitou-Charentes(http://www.observatoire-environnement.org). Ce site met à disposition du public ungrand nombre d'indicateurs sur la qualité et leniveau des nappes dans la région.

• Les régions Poitou-Charentes et Aquitaine ontchacune mis en place un système d'informa-tion pour la gestion des eaux souterraines(SIGES) : http://sigespoc.brgm.fret http://sigesaqi.brgm.fr

• Le bassin Seine-Normandie met à dispositionun ensemble d'informations sur le niveau desnappes : http://seine-normandie.brgm.fr

• La banque régionale de l'aquifère rhénan :http://brar.brgm.fr



BIBLIOGRAPHIE

Ouvrages généraux

• Collin J.-J., 2004. Les eaux souterraines.Connaissance et gestion. BRGM Éditions, 169 p.

• De Marsily G.,1995. L'eau. Éditions Flammarion(coll. Dominos, 128 p.).

• Miquel G., 2003. La qualité de l'eau et de l'as-sainissement en France. Rapport de l'Officeparlementaire d'évaluation des choix scienti-fiques et technologiques, Sénat n°215,Assemblée Nationale n°705, 2 tomes.

Données locales (bassins, régions, départements)

Les documents suivants fournissent des informa-tions sur l'état des eaux souterraines à uneéchelle plus locale. Cette liste est indicative etnon exhaustive. Il est recommandé au lecteur àla recherche d'informations locales de se rensei-gner auprès des Diren, des agences de l'Eau, desconseil régionaux ou des conseils généraux.

• Agence de l'Eau Artois-Picardie, 2002. La qualitédes eaux souterraines de la Somme, Nitrates :bilan 1999-2001, évolution 1985-2001, Pesticides :bilan 1999-2001. 20 p. + 4 annexes.

• Agence de l'Eau Loire-Bretagne, 2003. La quali-té des cours d'eau et des eaux souterraines enLoire-Bretagne, 2000-2002. 15 p.

• Agence de l'Eau Rhin-Meuse, 2003. Élémentsde diagnostic de la partie française du districtdu Rhin. État des lieux réalisé pour la directive2000/60/CE du 23 octobre 2000 établissant uncadre pour une politique communautaire dansle domaine de l'eau, version 1, juin 2003, 2 volumes.

• Agence de l'Eau Rhin-Meuse, 2003. Élémentsde diagnostic de la partie française du districtMeuse et Sambre. État des lieux réalisé pour ladirective 2000/60/CE du 23 octobre 2000 éta-blissant un cadre pour une politique commu-nautaire dans le domaine de l'eau, version 1,juin 2003, 2 volumes.

• Agence de l'Eau Rhin-Meuse, 2003.Méthodologie de mise en œuvre de la DCE etaspects communs aux deux districts Rhin et

Meuse. État des lieux réalisé pour la directive2000/60/CE du 23 octobre 2000 établissant uncadre pour une politique communautaire dansle domaine de l'eau, version 1, juin 2003, 103 p.

• Agence de l'Eau Rhône-Méditerranée-Corse,2003. Présentation du réseau de surveillance dela qualité des eaux souterraines du bassinRhône-Méditerranée-Corse (et premiers résul-tats 2001). 65 p. (coll. Technic'eau).

• Agence de l'Eau Seine-Normandie, 2003. Suivide la qualité des eaux souterraines du bassinSeine-Normandie. Cinquième année de fonc-tionnement - 2001. 150 p.

• Agence de l'Eau Seine-Normandie, 2003. Étatdes lieux du bassin Seine et cours d'eau côtiersnormands. Version de travail, 121 p.

• Diren Champagne-Ardenne, 2003. La nappede la Craie, Tableau de bord n°5. 42 p.

• Observatoire régional de l'environnementPoitou-Charentes, 2002. Le réseau piézomé-trique régional de Poitou-Charentes, Bilan2001. 166 p.

• Vallee K., 1999. Le nickel dans les eaux alimen-taires. Application à des champs captants dubassin Artois-Picardie. Thèse de doctorat,EUDIL, université de Lille I, 268 p.

• Vernoux J.-F., Barbier J., Chery L., 1998. Lesanomalies en sélénium dans les captages d'Île-de-France (Essonne, Seine-et-Marne). RapportBRGM R40114, 46 p.

Autres ouvrages

• Agences de l'Eau, Medd, 2002. Le système d'é-valuation de la qualité des eaux souterraines.SEQ - Eaux souterraines. Rapport de présenta-tion version 0. n°80, 63 p. (coll. Études desagences de l'Eau).

• Blum A., Chery L., Barbier J., Baudry D.,Petelet-Giraud E., 2002. Contribution à lacaractérisation des états de référence géochi-mique des eaux souterraines. Outils etméthodologie. Rapport final BRGM RP-51549-FR, 5 volumes.


ANNEXES

• BRGM, 2004. Situation hydrologique. Bilanannuel 2003. Bulletin n°68, à paraître.

• Casatany G., Margat J., 1977. Dictionnaire fran-çais d'hydrogéologie. Éditions du BRGM, 249 p.

• Chery L., Mouvet C., 2000. “Principaux proces-sus physico-chimiques et biologiques interve-nant dans l'infiltration des produits polluantset leur transfert vers les eaux souterraines”, LaHouille Blanche, n°7, pp 82-88.

• Freeze R. A., Cherry J.A., 1979. Groundwater.Prentice Hall, Englewood Cliffs.

• Gerin M., Gosselin P., Cordier S., Viau C.,Quenel P., Dewailly E., 2003. Environnement etSanté publique. Fondements et pratiques. Édi-tions Tec & Doc, 1 023 p.

• Guillemin C., Roux J.-C., 1992. Pollution deseaux souterraines en France. Éditions duBRGM, 262 p. (coll. Manuel et Méthodes).

• Ifen, 2004a. Les pesticides dans les eaux -Sixième bilan annuel - Données 2002. Orléans,Ifen, 32 p., résultats détaillés sur CD-Rom (coll.Études et Travaux, n°42).

• Ifen, 2004b. Les prélèvements d'eau en Franceen 2001. Rapport RNDE, 56 p.

• Ifen, 2003. La gestion de l'eau potable enFrance métropolitaine en 1998. Orléans, Ifen,16 p., avec un CD-Rom (coll. Études et Travaux,n°40).

• Ifen, 2001. “800 000 km de conduites pour dis-tribuer l'eau potable”, Les données del'Environnement, n°71, 4 p.

• Medd, 2004. Bilan national de l'étiage 2003. 33 p.

• Medd, 2003. Cahier des charges pour l'évolu-tion des réseaux de surveillance des eaux sou-terraines en France. Circulaire DCE 2003/07 duministère de l'Écologie et du Développementdurable, 117 p.

• Medd, 2003. La politique de l'eau. Élémentspour un débat. Éditions du Medd, 23 p.

• Medd, 2003. La directive cadre européenne surl'eau. Une nouvelle ambition pour la politiquede l'eau. 22 p.

• Miquel G., 2003. La qualité de l'eau et de l'as-sainissement en France. Rapport de l'Officeparlementaire d'évaluation des choix scienti-fiques et technologiques, n°705 (AssembléeNationale), n°215 (Sénat), 2 tomes.

• Moris B.L., Lawrence A.R.L., Chilton P.J.C.,Adams B., Calow R.C., Klinck B.A., 2003.Groundwater and its susceptibility to degrada-tion, A global assessment to the problem andoptions for management. Early Warning andAssessment Report Series, RS 03-3, UnitedNations Environment Programme, 140 p.

• Normand M., 2003. Synthèse bibliographiquesur les relations qualitatives nappes-rivière.Note technique du BRGM en appui techniqueau Medd/DE, 21 p.

• RNDE, 2004. Résultats des campagnes de sur-veillance réalisées au titre de la directiveNitrates (Année 2000-2001). Synthèse disponi-ble sur le site Internet du RNDE, 17 p.

• Wieland U., 2003. Ressources en eau dans l'UEet les pays candidats. Eurostat, 8 p. (coll.Statistiques en bref).

• World Water Assessment Programme, 2003.Water for people, Water for life, The UnitedNations World Water Development Report.Unesco publishing, 576 p.



LES RÉSEAUX DE SURVEILLANCE DES EAUX SOUTERRAINES

Il existe actuellement de nombreux réseaux desurveillance des eaux souterraines dont lesobjectifs et les dimensions sont très différents.Les principaux critères de distinction de cesréseaux sont les suivants :• paramètre suivi : piézométrie, débit, qualité

(éléments minéraux, pesticides, indicateursmicrobiologiques…) ;

• dimension géographique du réseau (national,bassin, régional, départemental, local) ;

• nombre d'aquifères étudiés ;• objectif du réseau : suivi de l'état patrimonial

des aquifères les plus importants, police de l'eau(points d'eau situés à l'aval de sites classés parexemple), veille sanitaire des captages AEP(Ddass), gestion de la ressource (appui aux SAGEet aux SDAGE), connaissance générale et infor-

mation auprès des différents acteurs de l'eau ;• densité des points ;• fréquence des mesures.

Il existe trois types de réseaux :• les réseaux de connaissance générale (ou

réseaux patrimoniaux) : ils sont destinés àidentifier les caractéristiques (qualité, quanti-té) d'un ou plusieurs aquifères ;

• les réseaux à usage spécifique (ou réseauxd'impact ou réseaux opérationnels) : ils s'agitde réseaux mis en place pour satisfaire une exi-gence particulière comme la surveillance descaptages AEP, la police de l'eau, ou encorel'appui aux politiques de gestion de la ressour-ce (annonce de crues, alerte sécheresse) ;

• les réseaux d'impact.

La finalité des réseaux patrimoniaux est laconnaissance pérenne de l'état qualitatif etquantitatif des eaux souterraines. L'échelle d'ap-plication de ces réseaux est variable (national,bassin, région, système aquifère).Ces réseaux permettent de suivre à court et àlong terme l'évolution des niveaux qualitatif etquantitatif des nappes et d'identifier d'éven-tuels apports anthropiques. Ils donnent une“image” de l'état des eaux souterraines. Ils sontpar conséquent les réseaux les plus adaptés auxobjectifs de ce document.Leurs dimensions sont variables. Ils peuvent êtrelocaux ou nationaux.

Réseaux nationaux de connaissance générale

Au niveau national, il s'agit du RNES (réseaunational de connaissance des eaux souterraines)dont l'objectif est de suivre l'état qualitatif etquantitatif des eaux souterraines. Pour chaque

LES RÉSEAUX DE CONNAISSANCE GÉNÉRALE

bassin, il est complété par des réseaux complé-mentaires dont les objectifs et le protocole desuivi restent similaires.

Réseaux locaux de connaissance générale

Plus localement, d'autres réseaux contribuent àaméliorer la connaissance des systèmes aquifè-res. Les règles de conception de ces réseaux nesuivent pas nécessairement le protocole natio-nal. Leur extension est variable (nappe, départe-ment, région).Le réseau de surveillance de la nappe d'Alsace etde la nappe du Pliocène de Haguenau est unexemple de réseau local de connaissance géné-rale. Il est composé d'un réseau piézométriquede 200 points bénéficiant d'une fréquence demesure hebdomadaire et d'un réseau qualité de720 points répartis avec une densité de 1 pointtous les 4 km2 et pour lesquels des mesures sonteffectuées tous les cinq ans.

LES RÉSEAUX D'USAGE

Objectifs

Il s'agit de réseaux mis en place pour répondre àun besoin précis : police de l'eau (points d'eauen aval de sites classés par exemple), contrôle

sanitaire (réseau des Ddass), gestion locale d'unou plusieurs aquifères, surveillance d'un para-mètre… Leurs objectifs ainsi que leurs dimen-sions (locale, départemental, bassin…) sont donctrès variables. Cette variabilité s'exprime égale-

Annexe 2

ANNEXES


ment dans le temps (surveillance journalière àpluriannuelle). Ces réseaux, à caractère le plussouvent réglementaire, n'ont pas pour vocationà être représentatif du milieu.

Exemples de réseaux à usage spécifique

Les principaux réseaux à usage spécifique identi-fiés sont les suivants :• réseau des Ddass : il s'agit d'un vaste réseau

de surveillance (environ 34 000 points) de laqualité de l'eau produite par les captagesAEP. L'objectif de ce réseau est de s'assurerde la conformité de la qualité de l'eau préle-vée par rapport à des critères sanitaires (res-pect des normes fixées par les décrets 89-3 et1220 du 20 décembre 2001). Aussi, si les don-nées fournies par ce réseau (banque SISE-Eaux) sont précieuses pour étudier l'état desmasses d'eau, elles ne sont toutefois pas suf-fisantes et ne dressent qu'une “image” par-

tielle de leur état réel. Les captages sontsouvent situés dans des zones protégées etfinalement l'objectif de santé publique limi-te la représentativité des données et leurgénéralisation à l'ensemble de l'aquifèreétudié ;

• réseaux d'alerte de captages destinés à l'AEPpour la prévention des pollutions ou le suivides niveaux piézométriques ;

• réseaux destinés à appuyer la police de l'eau :ces réseaux sont destinés à surveiller la qualitéde l'eau afin d'identifier d'éventuelles anoma-lies par rapport à des objectifs environnemen-taux (respect des réglementations liées auxinstallations classées par exemple) ;

• réseaux locaux d'ouvrages piézométriquesdestinés à réaliser certains aménagements et àsuivre leur impact sur le milieu naturel.L'exploitation de ces points d'eau est généra-lement limitée dans le temps et répond à unbesoin ponctuel.

LES RÉSEAUX D'IMPACT

Ces réseaux ont pour objectif d'évaluer lesimpacts de l'usage de produits polluants sur laressource. Ils sont le plus souvent mis en placeaprès l'identification d'une pollution.Le réseau des installations classées pour la protec-tion de l'environnement (ICPE) est un exemple de

réseau d'impact permettant de suivre des pollu-tions ponctuelles. Les réseaux de suivi des pestici-des pilotés par les groupes régionaux ainsi que leréseau de surveillance des nitrates mis en placepour répondre aux exigences de la directive“Nitrates” sont également des réseaux d'impact.



Annexe 3

NOTE MÉTHODOLOGIQUE

Cette annexe fournit des précisions sur les méthodes de traitement utilisées pour la réalisation des car-tes du chapitre 3.

Les règles utilisées pour qualifier l'altération dupoint d'eau sont celles du SEQ (source : agences del'Eau, 2002). Autrement dit, chaque prélèvementest qualifié à partir de la grille de la figure 12. Puis,lorsque plusieurs prélèvements ont été réaliséssur l'année pour un point, c'est la valeur la plusdéclassante qui est retenue (c'est-à-dire la plusmauvaise). Il s'agit donc d'une représentation du

CARTE D'ALTÉRATION DES EAUX SOUTERRAINES PAR LES NITRATES

“pire” et non d'un état moyen.En Seine-Normandie, les données ont été trans-mises par l'agence de l'Eau sans que celle-ci ait letemps de les valider. Les données validées serontdisponibles fin 2003 dans la banque ADES, maispour les besoins du présent document, et enaccord de l'agence de l'Eau Seine-Normandie,les données 2002 non validées ont été utilisées.

AUTRES MICROPOLLUANTS ORGANIQUES

Les campagnes de mesure des micropolluants nesont pas annuelles. Le protocole du RNES recom-mande en effet des mesures tous les cinq ans. Or,l'année de réalisation de ces mesures n'est pascommune aux six bassins. C'est pourquoi, il estimpossible de disposer d'un bilan national surune année. Pour les autres micropolluants orga-niques, les années utilisées sont : 1999 en Rhin-

Meuse, 2000 en Seine-Normandie et 2001 enLoire-Bretagne, Rhône-Méditerranée-Corse,Adour-Garonne et Artois-Picardie.Cependant, pour la réalisation de la carte de l'al-tération des eaux souterraines par les composésorgano-halogénés volatils (OHV), les traitementsont porté sur l'année 2001, les données étantsuffisantes cette année là pour chaque bassin.

CARTE D'ALTÉRATION DES EAUX SOUTERRAINES PAR LES OHV

L'évaluation de la qualité des eaux souterrainespar rapport aux OHV a porté sur les cinq sub-stances recommandées dans le protocole duRNES :• tétrachloroéthylène ;• trichloroéthylène ou trichloroéthène ;• chloroforme ;• tétrachlorure de carbone ;• 1,1,1-trichloroéthane.Dans certains cas, l'utilisation de seuils de détec-

tion trop élevés pour l'analyse chimique pose unproblème pour l'évaluation de la qualité del'eau du point de surveillance. En effet, pour cer-taines molécules, le seuil de détection est supé-rieur au seuil de la limite “vert-jaune” du SEQ.Dans de tels cas, le point serait alors qualifié en“jaune” alors que rien ne dit que la substanceest présente dans le milieu. Exemple : pour leforage 01184X0051/F2, les résultats d'analysesont les suivants :

Date MoléculeRésultat Code remarque Classe de qualité

En µg/l1 ≥ seuil de quantification ;

2 ≤ seuil de détectionThéorique

06/06/01 Tétrachlorure de carbone 0,1 2 Bleu06/06/01 Chloroforme 1 2 Vert06/06/01 1,1,1-trichloroéthane 1 2 Jaune06/06/01 Tétrachloroéthylène 1 2 Jaune

Dans cet exemple, bien que tous les résultatsd'analyse soient inférieurs au seuil de détection,ils sont tels que certaines substances “déclassent”

la qualité du point. Autrement dit, les seuils dedétection du trichloroéthane et du tétrachloroé-thylène étant supérieurs à la limite “vert-jaune”

ANNEXES


du SEQ, la qualité finale du point serait “jaune” sion appliquait strictement les seuils du SEQ. Maisrien n'indique à quel niveau se situe la concentra-tion réelle de ces deux substances : proche duseuil de détection ou proche de zéro ?D'après le SEQ-Eaux souterraines, quand de telscas se produisent, la règle est de ne pas déclas-ser le point et de le qualifier en “bleu”. Pour laréalisation de la figure 20, une autre option aété retenue. Les points pour lesquels les seuils dequantification d'analyse sont supérieurs auxseuils du SEQ ont été traités à part. Ainsi :

• seuls les points pour lesquels l'ensemble desrésultats et des limites de quantification sontinférieures au seuil “bleu-vert” ont été classésen “bleu” ;

• si, pour un point, tous les résultats d'analysesont inférieurs aux seuils de quantification etque pour au moins un paramètre la valeur dece seuil est supérieure à la limite “bleu-vert”du SEQ, alors le point est qualifié d'”inclassa-ble”. Les informations sont insuffisantes pourdéterminer sa qualité ;

• dans les autres cas, on retient, comme lerecommande le SEQ, la valeur la plus déclas-sante.Rappel des grilles du SEQ-Eaux souterraines :

Molécule Très bonne qualité Bonne qualité Qualité moyenne Qualité médiocre Mauvaise qualité

Tétrachloroéthylène (µg/l) 0,1 0,5 10 200Trichloroéthylène (µg/l) 0,1 0,5 10 200Chloroforme (µg/l) 0,5 2,5 5 10Tétrachlorure de carbone (µg/l) 0,1 0,5 2 201,1,1-trichloroéthane (µg/l) 0,1 0,5 200 500

Pour chaque substance, cette grille signifie quela qualité du point d'eau est classée “bleu” si laconcentration est inférieure ou égale au seuilindiqué. La classe finale du point d'eau estdéterminée par le paramètre le plus déclassant.

Date MoléculeRésultat Code remarque Classe de qualité par substance

En µg/l 1 ≥ seuil de quantification ; 2 ≤ seuil de détection

D'après les grilles de qualité duSEQ-Eaux souterraines

06/2001 Tétrachlorure de carbone 0,1 2 Bleu06/2001 Chloroforme 0,5 2 Bleu06/2001 1,1,1-trichloroéthane 2 1 Jaune06/2001 Tétrachloroéthylène 0,3 1 Vert12/2001 Tétrachlorure de carbone 25 1 Orange12/2001 Chloroforme 0,5 2 Bleu12/2001 1,1,1-trichloroéthane 2 1 Jaune12/2001 Tétrachloroéthylène 0,4 1 Vert

Pour chaque substance, à chaque date, une clas-se de qualité peut être attibuée au point. La qua-lité finale du point d'eau est déterminée par l'a-nalyse la plus déclassante de l'année, c'est-à-direpar le tétrachlorure de carbone en décembre.

Autrement dit, la classe de qualité finale dupoint est “orange”.Pour plus de détails sur ces règles de calcul, onpourra se reporter à l'étude Inter-Agences n°80consacrée au SEQ-Eaux souterraines.

CARTE D'ALTÉRATION DES EAUX SOUTERRAINES

PAR LES MICROPOLLUANTS MINÉRAUX

Le classement des points se fait de la mêmemanière que pour les autres micropolluantsorganiques.Les années étudiées sont : 1999 en Rhin-Meuse,

2000 en Seine-Normandie, 2001 en Loire-Bretagne, Rhône-Méditerranée-Corse, 2002 enAdour-Garonne et 2003 en Artois-Picardie.

De même, si plusieurs analyses sont faites pen-dant l'année, c'est le résultat le plus déclassantqui est retenu. Exemple : pour un captage X, lesrésultats sont les suivants :



Liste des sigles et des abréviations

AHSP Association des hydrogéologues desservices publics

AEAG Agence de l'Eau Adour-GaronneAEAP Agence de l'Eau Artois-PicardieAELB Agence de l'Eau Loire-BretagneAERM Agence de l'Eau Rhin-MeuseAERMC Agence de l'Eau Rhône-Méditerranée-

CorseAESN Agence de l'Eau Seine-NormandieBRGM Bureau de recherches géologiques et

minièresDDASS Direction départementale des Affaires

sanitaires et sociales DE Direction de l'Eau (ministère de l'Écolo-

gie et du Développement durable)

DGS Direction générale de la Santé (ministè-re de la Santé et de la Protection sociale)

DIREN Direction régionale de l'EnvironnementDPPR Direction de la Prévention des pollu-

tions et des risques (ministère de l'Éco-logie et du Développement durable)

IFEN Institut français de l'environnementINSEE Institut national de la statistique et des

études économiquesMEDD Ministère de l'Écologie et du Dévelop-

pement durableOIEAU Office international de l'EauOMS Organisation mondiale de la santéUIPP Union des industries de la protection

des plantes

ORGANISMES

ABRÉVIATIONS

ADES Banque d'accès aux données des eauxsouterraines

AEP Alimentation en eau potableBDRHF Base de données sur le référentiel

hydrogéologique françaisDCE Directive-cadre sur l'eauDOM Département d'outre-merICPE Installation classée pour la protection

de l'environnementPNUE Programme des Nations unies pour l'en-

vironnementRNDE Réseau national des données sur l'eauRNES Réseau national de connaissance des

eaux souterraines

RP Recensement de la populationSAGE Schéma d'aménagement et de gestion

des eauxSDAGE Schéma directeur d'aménagement et

de gestion des eauxSEQ Système d'évaluation de la qualité de

l'eauSIE Système d'information sur l'eauSIGES Système d'information pour la gestion

des eaux souterrainesZRE Zone de répartition des eaux

UNITÉS

µg/l Microgramme par litrem3 Mètre cubemg/l Milligramme par litre

SYMBOLES CHIMIQUES

HAP Hydrocarbure aromatique polycycliqueOHV Composé organo-halogéné volatilPCB Polychlorobiphényle

36

Institut français de l’environnement

61, boulevard Alexandre Martin45058 Orléans Cedex 1

Tél : 02 38 79 78 78 Fax : 02 38 79 78 70E-mail : [email protected]

Web : http://www.ifen.fr

i n s t i t u t f r a n ç a i s d e l ’ e n v i r o n n e m e n t

Les eaux souterraines constituent une ressource en eau stratégique pour les activités humaines. Outre qu'elles représentent des volumes souventimportants, elles offrent généralement une eau de meilleure qualité que les eaux de surface.

Toutefois, du fait d'un processus de renouvellementtrès lent, les nappes d'eaux souterraines sontparticulièrement vulnérables. Dans certaines régions, les prélèvements excèdent les pluiesefficaces, alors que dans d'autres, des pollutionsfréquentes et surtout persistantes ont été identifiées.

D'importants progrès pour la surveillance et la gestion des eaux souterraines en France ont été réalisés ces dernières années (mise en placed'un réseau national de surveillance, ouverture de la banque de données ADES, directive-cadre surl'eau…). Le présent document propose une synthèsedes données disponibles, avec le double objectifd'informer le lecteur sur un milieu souvent méconnuet les enjeux qui lui sont attachés, et de faire le point sur l'état quantitatif et qualitatif des eaux souterraines en France.

Prix : 15 €

© Ifen, 2004Dépôt légal : novembre 2004

ISSN 1263-9508ISBN 2-911089-74-X


E t u d e s e t t r a v a u x

n°

43


L'état des eaux souterraines en Francesigessn.brgm.fr/IMG/pdf/ifen_etat_eau_souterraine.pdf ·...

Documents

Transcript of L'état des eaux souterraines en Francesigessn.brgm.fr/IMG/pdf/ifen_etat_eau_souterraine.pdf ·...