EPALA AGENCE DE L’EAU LOIRE-BRETAGNE
Suivi de la qualité des eaux de la RETENUE DE NAUSSAC
(Lozère)
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Synthèse 1996-2001
Qualité des eaux de la retenue de Naussac
Qualité des eaux de l’Allier, du Donozau et du Réals
Françoise RESTITUITO : Eco-Hydro-Services 2 aout 2002
Qualité des eaux de la retenue de Naussac synthèse 1996-2001 p.
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Depuis 1992, le Bureau d’Etudes Eco-Hydro-Services a été chargé, par l’Etablissement
Public Loire de :
- définir le fonctionnement physico-chimique et biologique de la retenue de Naussac,
- évaluer la qualité des sédiments accumulés et de mesurer, in situ le flux d’éléments nutritifs à
l’interface eau-sédimens,
- faire un bilan de la qualité des eaux des différents tributaires : Réals, Allier et Donozau à partir :
des prélèvements et analyses effectués mensuellement par le Service de l’Eaux et des Milieux
Aquatiques de la DIREN-Auvergne,
des prélèvements réalisés journellement par SOMIVAL de 1998 à 2000, dans l’Allier, au seuil
de Naussac II.
Ces différentes études ont données lieu à des rapports annuels.
Le présent dossier fait la synthèse de l’ensemble des résultats obtenus depuis 1996 dans la
continuité du document de synthèse de 1992-1996.
Qualité des eaux de la retenue de Naussac synthèse 1996-2001 p.
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A- GESTION HYDRAULIQUE DE LA RETENUE
Les données complètes concernant la gestion hydraulique de la retenue figurent dans
les rapports annuels de SOMIVAL. Nous en avons extrait les informations nécessaires à la
compréhension du fonctionnement physico-chimique et biologique du plan d'eau.
Les principales caractéristiques de la retenue sont les suivantes :
- cote normale de remplissage : 945 NFG,
- volume de la retenue pleine : 190 Mm3,
- débit maximal dérivé du Chapeauroux : 13m3/s
- fermeture réglementaire de la dérivation : 30 juin eu 1 septembre
I-1-/ Alimentation de la retenue
La retenue est alimentée par:
- le Chapeauroux par l'intermédiaire du Réals (dont le débit propre est très faible), en
dehors de la période d'étiage estival,
- le Donozau, en permanence,
- l'Allier, si cela s'avère nécessaire, par pompages, en période de hautes eaux et ce depuis le
printemps 1998 et la mise en service de Naussac II.
I-1-1-/ Dérivation du Chapeauroux:
De 1996 à 2001, les dates d'ouverture et de fermeture de la dérivation du Chapeauroux
ainsi que les volumes dérivés, figurent dans le tableau ci-dessous.
L'année 1997, particulièrement sèche, se caractérise par la fermeture très précoce de la
dérivation: le 28 mars et sa réouverture quelques jours en mai. De la même façon l'ouverture
automnale est tardive en raison des faibles débits d'étiage et des travaux sur la digue dans le
cadre de l'inspection décennale.
En 1998, la dérivation a été ouverte, à l'automne, le 30 décembre.
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Ouverture Fermeture Volumes dérivés en Mm3
1er
semestre 2nd
semestre Total septembre (année
n-1) à juin (année n)
1995 15 octobre 17.3
1996 19 juin 12.5 6.7 29.8
21 octobre
1997 28 mars 5 2.4 11.7
12 mai 16 mai
18 décembre
1998 6 juillet 39.5 0.4 41.9
30 décembre
1999 21 juin 46.1 21.2 46.5
22 octobre
2000 12 juin 26.5 34.4 47.7
2 octobre
2001 26 juin 10.3 3 44.7
29 octobre 16 décembre
L'année 1997, particulièrement sèche, se caractérise par la fermeture très précoce de la
dérivation: le 28 mars et sa réouverture quelques jours en mai. De la même façon l'ouverture
automnale est tardive en raison des faibles débits d'étiage et des travaux sur la digue dans le
cadre de l'inspection décennale.
En 1998, la dérivation a été ouverte, à l'automne, le 30 décembre.
I-1-2-/ Pompages dans l'Allier:
Depuis 1998, les volumes pompés annuellement dans l'Allier sont les suivants:
1998 1999 2000 2001
Volumes pompés en Mm3 6.3 13.9 9.2 0
En 2001, le remplissage total de la retenue, dès le début de l'année, n'a pas rendu
nécessaire les apports d'eau en provenance de l'Allier.
I-2-/ Soutien d'étiage et autres lâchures:
La retenue assure le soutien de l'étiage de l'Allier en période de faibles débits
généralement estivaux. Dans ce cadre, les lâchures se font par les vannes les plus hautes.
Les volumes déstockés annuellement pour le soutien d'étiage figurent ci-dessous:
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période nombre de jours volumes Mm3
1996 1er
juillet au 14 octobre 99 48.6
1997 11 avril au 5 mai
9 et 10 mai
24 mai au 6 novembre
183 15.7
71.7
1998 24 juin au 23 décembre 154 71.7
1999 3 juillet au 20 septembre 83 35.6
2000 9 juillet au 29 septembre 81 46.3
2001 2 juillet au 31 juillet
1 août au 18 octobre
109 5.2
40.2
Au printemps, lorsque la retenue est pleine, et afin d'éviter son sur-remplissage, des
lâchures d'eau de fond (par la vanne la plus basse: V4) peuvent être effectuées en maintenant
la dérivation du Chapeauroux ouverte.
Les volumes déstockés annuellement par la vanne V4 et les périodes de déstockage
sont regroupés dans le tableau suivant:
période nombre de jours volumes Mm3
1995 10 janvier au 16 mai 9
1996 25 janvier au 30 juin 66 25.8
1997 11 avril au 28 juin (soutien d'étiage) 62 15.7
1998 0 0
1999 0 0
2000 7 mai au 21 juin 27 7.4
2001 janvier à juin
2 juillet au 28 juillet (soutien d'étiage)
45
27
18.9
<5
Les lâchures de soutien d'étiage (dérivation du Chapeauroux fermée) ont été assurées
par la vanne la plus basse:
- entre le 11 avril et le 28 juin 1997,
- entre le 2 juillet et le 28 juillet 2001, à titre expérimental, alors que la vanne la plus haute
était également ouverte, et ce, afin d'obtenir un mélange des eaux de surface et des eaux
de fond.
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B- QUALITE DES EAUX DES TRIBUTAIRES DE LA RETENUE
Les prélèvements et analyses ont été réalisés mensuellement par le Service de l'Eau et
des Milieux Aquatiques de la D.I.R.E.N.-Auvergne sur les stations suivantes:
- dans l'Allier à l'amont de Langogne : station RNB 26900, de 1996 à 2001
- dans l'Allier au seuil de Naussac II: station 26950 en 1997, 1999, 2000 et 2001
- dans le Réals à l'amont de la retenue: station 26980 en 1996, 1999, 2000 et 2001,
- dans le Chapeauroux à l'amont de la retenue d'Auroux en 1997 et 1998,
- dans le Donozau à l'amont de la retenue au cours de:
4 prélèvements par an de 1997 à 2000,
11 prélèvements en 2001.
De plus, d'avril 1998 à fin juin 2000 des prélèvements journaliers ont été effectués par
SOMIVAL au niveau du seuil de Naussac II, en dehors de la période de soutien d'étiage
lorsque les pompages dans l'Allier sont potentiellement possibles. Sur les échantillons ainsi
prélevés les déterminations analytiques ont porté sur les seuls paramètres azote ammoniacal,
nitrates, ortho-P et P total
Les résultats complets de ces mesures figurent dans les documents fournis par le
SEMA, et dans nos rapports annuels. Nous en avons extrait les seuls paramètres directement
liés aux phénomènes d'eutrophisation.
Les tableaux 1 à 4 font la synthèse globale des différentes données obtenues en
fonction des classes de qualité définies par le SEQ-Eau. Pour chaque année et pour chaque
altération nous avons précisé le nombre d'échantillons appartenant à chaque classe.
Ainsi, il apparaît que,
- dans l'Allier:
la qualité des eaux est bonne ou très bonne depuis 1996 et selon les années en fonction
de l'altération "Matières Organiques et Oxydables" et ce aussi bien à l'amont de
Langogne qu'au seuil de Naussac II,
en fonction des "Matières azotées" les eaux sont de bonne qualité sur la station amont
et sur la station au seuil; on note cependant, en 2001, sur la station aval, une
dégradation de la qualité, à la fois par rapport aux années antérieures et par rapport à
la station amont,
en fonction du paramètre "Nitrates", les eaux sont de bonne qualité à l'amont de
Langogne et au seuil de Naussac; cette qualité paraît stable au seuil depuis 1999 alors
qu'elle est plus variable à l'amont de Langogne
la qualité phosphore est bonne sur les 2 stations, il semble toutefois que la qualité
globale tende à s'améliorer sur la station amont, depuis 1999, ce qui n'est pas le cas au
Qualité des eaux de la retenue de Naussac synthèse 1996-2001 p.
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niveau du seuil. En 2000, la qualité des eaux est passable dans 1 échantillon sur
chacune des 2 stations marquant la présence d'une source de pollution temporaire à
l'amont de Langogne.
- dans le Réals, les eaux sont:
de bonne qualité en fonction des "Matières Organiques et Oxydables" en dehors de la
période estivale et à l'exception d'un prélèvement en 1999,
de bonne qualité en fonction des "Matières azotées", et depuis 1999, de très bonne
qualité lorsque la dérivation du Chapeauroux est ouverte,
de bonne qualité par rapport aux "Nitrates",
de bonne qualité en fonction des "Matières phosphorées" mais cette qualité peut se
dégrader temporairement (1 échantillon en 1996, 1998, 1999 et 2001) que ce soit
lorsque la dérivation du Chapeauroux est ouverte ou en période d'étiage.
de très bonne qualité en fonction de l'altération "Phytoplancton", lorsque le
Chapeauroux alimente le Réals; cette qualité s'est nettement dégradée au cours de
l'été 2000 et de l'été 2001 (mauvaise qualité).
- dans le Donozau les eaux sont:
de bonne qualité en fonction du paramètre « Matières organiques et oxydables » en
1999 et en 2000 (3 campagnes), et de qualité passable en 2001 (11 campagnes),
de très bonne qualité en fonction des « Matières azotées » en 1998, de bonne qualité
en 1999 et de qualité passable en 2000 et 2001,
de bonne qualité en fonction du paramètre « Nitrates » depuis 1997,
de bonne ou de très bonne qualité en fonction de l’altération « Matières phosphorées »
selon les années,
de bonne qualité en fonction de l’altération « Phytoplancton »
I-/ Evolutions des paramètres liés à l'eutrophisation des masses d'eau dans
l'Allier (figures 1 à 2, tableau 5)
I-1-/ Les eaux de l'Allier sont faiblement acides à faiblement basiques (sauf en 1998). Le
caractère basique s'accentue en période estivale. Les valeurs du pH varient, sur les 2 stations
à l'amont de Langogne et au seuil de Naussac II, entre 6.5 et 8.6 unités. La valeur maximale
est mesurée en juillet 1997.
En 1998, le pH varie sur la station amont entre 5.9 et 7.9 unités.
En 1997, 1999, 2000 et 2001, les évolutions du pH sur les 2 stations, amont de
Langogne et seuil de Naussac II, sont corrélées. Le facteur de corrélation est égal à 0.4 pour
47 couples de données, il s'élève à 0.66 pour 45 couples de données si l'on élimine les valeurs
maximales (8.6 et 8.4 unités) enregistrées sur la station amont en juillet 1997 et en août 2001.
Cette importante élévation estivale du pH des eaux de l'Allier sur la station amont au cours de
ces 2 campagnes paraît, donc, être un phénomène local.
I-2-/ Les eaux sont faiblement minéralisées. La conductivité varie entre 20 et 71µS/cm à
l’amont de Langogne et entre 25 et 75 µS/cm au seuil de Naussac II. Toutefois, les teneurs en
sels dissous s'accroissent d'années en années et plus particulièrement depuis 1999. Les valeurs
maximales sont observées, sur les 2 stations, en période estivale.
Qualité des eaux de la retenue de Naussac synthèse 1996-2001 p.
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Les valeurs de la conductivité au seuil de Naussac II évoluent parallèlement aux
valeurs correspondantes sur la station amont. Les 2 groupes de données sont corrélés au seuil
de 1% (le facteur de corrélation est égal à 0.79 pour 47 couples de données).
De ce fait, bien que la conductivité des eaux de l’Allier soit plus élevée à l'aval de
Langogne qu'à l'amont, la teneur en sels dissous au niveau de la station amont est
l'élément déterminant de la conductivité des eaux au seuil de Naussac.
Remarque:
Au cours des années 1992 à 1996, la conductivité des eaux de la station amont de Langogne
évoluait entre 20 et 42 µS/cm.
I-3-/ La Demande Biochimique en Oxygène est toujours faible.
La valeur maximale de la DBO5 est enregistrée :
- sur la station amont, en août 2000 avec 5 mg/l de O2,
- sur la station aval, en mars 2000, avec 4 mg/l de O2.
Les variations de la Demande Biochimique en Oxygène sont indépendantes d’une
station de mesures à l’autre
I-4-/ Evolutions des teneurs en azote
Les teneurs en azote ammoniacal sont, dans la majorité des échantillons, inférieures à
0.1 mg/l. Or, depuis 1999, cette valeur constitue le seuil de quantification de la méthode de
dosage utilisée. Il est donc impossible de suivre l'évolution de ce paramètre au cours des
années ou d’une station à l’autre.
Les valeurs maximales, voisines de 0.5 mg/l ont été mesurées au seuil de Naussac II
en août 2000 et en août 2001 alors que parallèlement les teneurs en NH4+ étaient égales à 0.12
et 0.11 mg/l à l’amont. Il existe donc, à l’amont de Langogne, des zones de rejets d’azote
ammoniacal. L’accroissement des teneurs en NH4+ entre les 2 stations met en évidence
la présence d’apports complémentaires à l’aval de Langogne. En cas de
dysfonctionnement, la station d'épuration de Langogne pourrait constituer cette source
d'azote ammoniacal.
Les teneurs en nitrates sont maximales pendant l'hiver et le printemps, elles sont
alors liées aux précipitations et au lessivage des terres cultivées. Elles sont minimales lors de
l’étiage estival.
Les concentrations sur la station amont et au seuil de Naussac II évoluent
simultanément et le coefficient de corrélation qui relie ces 2 groupes de données est égal à
0.96 pour 47 couples de valeurs.
Contrairement à ce qui avait été noté de 1992 à 1996, les concentrations en nitrates ne
s'accroissent pas entre l'amont et l'aval de Langogne.
En 1997 et 1998, années particulièrement sèches en février et mars, les concentrations
moyennes en nitrates sont faibles (1.4 mg/l). Elles sont inférieures aux valeurs moyennes
mesurées de1993 à 1996 (1.8 mg/l sur la station amont de Langogne) et de 2000 à 2001 (2
mg/l).
Qualité des eaux de la retenue de Naussac synthèse 1996-2001 p.
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Depuis 1999, les concentrations en azote Kjeldahl sont inférieures au seuil de
quantification de la méthode de dosages utilisée :
- 0.5 mg/l en 1999,
- 1 mg/l en 2000 et 2001.
De 1996 à 1998, les concentrations moyennes en NK sont voisines de 0.3 mg/l sur la
station amont.
De 1996 à 2001, les plus fortes teneurs ont été mesurées :
- sur la station amont, en mai 1997 : 0.9 mg/l,
- au seuil de Naussac II, en juin 1997 : 1 mg/l
I-5-/ Evolutions des teneurs en phosphore
Les teneurs en phosphore total sont généralement faibles. Toutefois, des valeurs
proportionnellement élevées peuvent être enregistrées :
- au cours d'une campagne de prélèvements sur la station amont et simultanément sur la
station aval ; dans ce cas, le rejet de phosphore a pour origine le bassin versant amont et il
s'est prolongé pendant un temps relativement long.
- sur la station aval seule, il n'est, alors, pas possible de préciser si le flux polluant provient
de l’amont ou si la zone de rejet se situe entre les 2 stations.
Les plus fortes concentrations ont été mesurées :
- sur la station amont :
en avril et en novembre 1996 : 0.20 mg/l et 0.29 mg/l,
en décembre 1999 : 0.21 mg/l,
en novembre 2000 : 0.37 mg/l,
- au seuil de Naussac II :
en mai 1997 : 0.19 mg/l,
en décembre 1999 : 0.27 mg/l (simultanément avec la station amont),
en novembre 2000 : 0.30 mg/l (simultanément avec la station amont).
Ces concentrations maximales sont observées en dehors de la période d'étiage,
elles engendrent donc une charge "polluante" relativement élevée et sont probablement
associées à des épisodes de ruissellement sur le bassin versant. Dans tous les cas, sauf en
mai 1997, le phosphore organique est le principal constituant du P total. Cette remarque
a déjà été faite lors des études de 1992 à 1996.
Une partie au moins des rejets de phosphore total provient du bassin versant
situé à l'amont de Langogne.
Depuis 1999, le seuil de quantification du phosphore total est égal à 0.050 mg/l -
valeur supérieure aux concentrations en P total dans de nombreux échantillons - il n'est donc
pas possible de suivre l'évolution des concentrations moyennes en P total au cours des années.
Cependant, nous avons fait figurer, dans le tableau, ci-dessous le nombre
d'échantillons, qui depuis 1996 dépasse le seuil de quantification du P total ainsi que la
somme des concentrations correspondantes.
Qualité des eaux de la retenue de Naussac synthèse 1996-2001 p.
10
1996 1997 1998 1999 2000 2001
Station amont
Nombre d'échantillons 5 0 4 8 6 1
des concentrations µg/l 740 360 840 720 60
Seuil
Nombre d'échantillons 5 5 6 4
des concentrations µg/l 480 610 730 370
Ainsi, la concentration en phosphore total est supérieure à 0.050 mg/l dans, au moins,
la moitié des échantillons des années 1999 et 2000
Comme pour le phosphore total, le seuil de quantification des ortho-phosphates est,
depuis 1999, égal à 0.050 mg/l. Cette valeur est supérieure à la concentration en ortho-P de la
majorité des échantillons.
Les valeurs maximales sont égales :
- à l'amont de Langogne :
0.12 mg/l en juin 1996,
0.10 mg/l, 0.08 mg/l et 0.12 mg/l en août, septembre et octobre 2001,
- au seuil de Naussac II :
0.5 mg/l en mai 1997,
0.15 mg/l en août 2000,
0.16 mg/l, 0.12 mg/l et 0.14 mg/l entre août et octobre 2001.
Ainsi, au moins en 2001, les apports en ortho-P, issus de rejets domestiques,
répétitifs ou de longue durée, avaient pour origine le secteur amont de Langogne.
Il faut noter que toutes ces concentrations élevées sont mesurées en période de
faibles débits de l'Allier ce qui limite l'importance de la charge. Par exemple, les
concentrations en ortho-P enregistrées :
- en octobre 2001 ( 0.140 mg/l), au seuil de Naussac II correspondent à une charge dans
l’Allier de 0.30 g/s; cette charge serait associée à une concentration de 0.03 mg/l
(inférieure au seuil de quantification) pour un débit de l'Allier égal à 10 m3/s,
- en mai 1997 correspondent, en revanche, à une charge de 1.35 g/s soit 0.13 mg/l d’ortho-P
pour un débit de 10 m3/s.
I-6-/ Evolutions des paramètres azote et phosphore au seuil de Naussac II - prélèvements
journaliers - (figure 3).
Les données ainsi obtenues confirment, dans leurs grandes lignes, les résultats des
mesures effectuées mensuellement par le SEMA.
Les teneurs en nitrates sont maximales en hiver, elles sont liées à des épisodes
pluvieux. Elles atteignent 0.8 mg-N/l (3.5 mg NO3-/l) en janvier 99 et 0.75 mg-N/l (soit 3.3
mg NO3-/l) en janvier 2000. Ces 2 valeurs correspondent, respectivement, à des flux de 90 g/s
et 16g/s.
Qualité des eaux de la retenue de Naussac synthèse 1996-2001 p.
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Lors de la crue de mai 1999, la concentration en nitrates de 2.3 mg/l mesurée le 18 mai
associée à un débit de 350 m3/s correspond à un flux de 800 g/s.
L’azote ammoniacal est présent en permanence dans l’Allier mais les teneurs sont
généralement faibles et semblent avoir diminué entre 1999 et 2000. De janvier à juin 2000, les
concentrations en azote ammoniacal ont été inférieures à 0.05 mg-N/l (soit 0.06 mg/l de
NH4+) dans la majorité des échantillons sauf entre le 10 et le 14 janvier (0.15 mg-N/l).
Les teneurs en phosphore total varient entre 0.060 et 0.005 mg/l. Les valeurs
maximales ont été enregistrées en 1999 et en 2000 lorsque les débits dans l’Allier augmentent
et en particulier lors de la crue de mai 1999. Cette élévation des teneurs lors d’épisodes
pluvieux de début de printemps est probablement liée au ruissellement sur les sols agricoles
en période d’épandage d’engrais organique sur les terres agricoles.
Les concentrations en ortho-P sont dans la totalité des échantillons inférieures à 0.02
mg-P/l (soit 0.06 mg/l de PO43-
) sauf :
- en octobre 1998 : 0.037 mg-P/l,
- en mai 1999 : 0.032 mg-P/l.
II-/ Evolutions des paramètres liés à l'eutrophisation des masses d'eau dans
le Réals et le Chapeauroux (figures 4 et 5, tableau 6)
Rappelons que les prélèvements ont été réalisés dans le Réals à l’entrée de la retenue
en 1996, 1999, 2000 et 2001 et dans le Chapeauroux à l’amont immédiat de la retenue
d’Auroux en 1997 et 1998.
II-1-/ Les eaux du Réals et du Chapeauroux ont un caractère faiblement basique qui
s'accroît lors de l'étiage estival. Les valeurs moyennes du pH sont égales à 7.6 unités de 1996
à 2001, elles varient entre 7.2 et 7.4 unités pendant la période de dérivation du Chapeauroux.
Lorsque le Réals est alimenté par le Chapeauroux, les valeurs moyennes du pH
de ce ruisseau sont comparables à celles de l'Allier.
II-2-/ Les eaux du Réals sont faiblement minéralisées lorsque la dérivation du
Chapeauroux est ouverte (de 30 à 60 µS/cm). En période estivale lorsque le Réals est alimenté
par son seul bassin versant, la conductivité augmente nettement (valeur maximale 190 µS/cm)
parallèlement à l'accroissement des teneurs en sodium, calcium et magnésium.
Les eaux du Chapeauroux sont plus minéralisées que les eaux de l'Allier et
comme, dans l'Allier la conductivité s'accroît depuis 1997.
II-3-/ La Demande Biochimique en Oxygène varie d'une campagne à l'autre sans régularité
apparente. La plus forte valeur a été mesurée en juillet 1997 ( 5.4 mg/l de O2).
Qualité des eaux de la retenue de Naussac synthèse 1996-2001 p.
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Il faut remarquer que, au cours de l'année 2000, la DBO5 était relativement élevée à
toute période (alimentation par le Chapeauroux ou non). Mais cette augmentation des valeurs
de la DBO5 par rapport aux années précédentes ne s'est pas reproduite en 2001.
II-4-/ Evolutions des teneurs en azote :
De 1996 à 1998, les teneurs en azote ammoniacal sont, dans la majorité des
échantillons, inférieures à 0.05 mg/l. Les plus fortes teneurs pouvant atteindre
exceptionnellement 0.27 mg/l (en novembre 1996) se rencontrent aussi bien lorsque la
dérivation du Chapeauroux est ouverte qu'en période estivale.
Depuis 1999, le seuil de quantification de l'azote ammoniacal est supérieur aux
concentrations dans le Réals. Une seule valeur a dépassé ce seuil : 0.16 mg/l en septembre
2000.
Comme dans l'Allier, les teneurs en nitrates sont maximales en période hivernale et
minimales en été. Les plus fortes concentrations sont voisines de 3 mg/l, exceptionnellement
4 mg/l en janvier 1999.
Les teneurs en nitrates dans le Réals et dans le Chapeauroux sont légèrement
supérieures à celles de l'Allier.
Les teneurs en azote Kjeldahl sont au maximum, égales à 1 mg/l.
I-5-/ Evolutions des teneurs en phosphore
Les teneurs en P total sont, souvent, inférieures à 0.05 mg/l; cependant, des
concentrations plus élevées variant entre 0.1 et 0.4 mg/l peuvent être mesurées, à tout
moment, de façon intermittente.
En 1996, 1997 et 1998, les valeurs maximales (supérieures à 0.200 mg/l) sont
observées au printemps et en hiver, elles ont alors le Chapeauroux pour origine En 1999 et
2000 des "pics" de concentrations sont, de plus, enregistrés en été. En 2001 aucune
concentration n'a dépassé 0.1 mg/l.
D'une façon générale, lorsque les concentrations en P total sont supérieures à
0.200 mg/l le phosphore organique est le principal constituant du P total.
Depuis 1996 les concentrations en P total dans les échantillons dépassant le seuil
de quantification paraissent globalement augmenter (sauf en 2001).
Les teneurs en ortho-P sont dans la totalité des échantillons inférieures à 0.200 mg/l..
Le nombre d'échantillons dont la concentration est supérieure à 0.05 mg/l est de :
- 2 en 1997 et 1998, alors que les prélèvements ont été effectués dans le Chapeauroux,
- 7 (exceptionnellement 4 en 2000) lorsque les prélèvements sont réalisés dans le Réals.
Une partie au moins des ortho-phosphates provient donc du bassin versant du
Réals et l'impact de ces apports semble croître au cours du temps. Cependant les
concentrations estivales plus élevées correspondent à de faibles charges eutrophisantes entrant
dans la retenue.
Qualité des eaux de la retenue de Naussac synthèse 1996-2001 p.
13
Il apparaît que les concentrations en ortho-P des échantillons dépassant le seuil
de quantification (0.05 mg/l) augmentent d'année en année, bien que, depuis 1996, les
valeurs maximales soient approximativement constantes.
La somme des concentrations en ortho-P et en P total supérieures à 0.050 mg/l est
chaque année, la suivante :
Réals Chapeauroux Réals
1996 1997 1998 1999 2000 2001
Ortho-P
Nombre d'échantillons 7 2 2 7 4 7
des concentrations µg/l 490 150 200 600 370 790
P total
Nombre d'échantillons 7 3 4 5 6 3
des concentrations µg/l 690 340 460 740 1000 220
III-/ Evolutions des paramètres liés à l'eutrophisation des masses d'eau
dans le Donozau
La qualité des eaux du Donozau a été définie au cours de 4 campagnes de mesures
annuelles de 1997 à 2000 et au cours de 11 campagnes en 2001. Cette qualité est moins bonne
que celle de l'Allier et du Chapeauroux
Les eaux du Donozau sont plus minéralisées que les eaux de l'Allier et du Réals, la
conductivité varie entre 50 et 230µS/cm. Les plus fortes valeurs sont enregistrées en été et au
cours de toute l'année 2000. En 2001, les valeurs moyennes de la conductivité étaient égales à
45 µS/cm dans l'Allier, à 85 µS/cm dans le Réals et à 100µS/cm dans le Donozau
Les teneurs en nitrates sont plus élevées que dans les autres cours d'eau marquant
l'impact plus grand des activités agricoles.
De 1997 à 2001, la concentration maximale en nitrates a été mesurée en février 2000
avec 9 mg/l soit 3 fois plus que les valeurs maximales de l'Allier.
Il est apparu, en 2001, que les plus fortes teneurs en nitrates étaient enregistrées au
cours de la période estivale d'étiage et ce contrairement à ce qui a été mis en évidence à la fois
dans l'Allier et dans le Chapeauroux. Un suivi mensuel, déjà réalisé en 2001, de ce ruisseau
permettra, dans l'avenir, de confirmer ou d'infirmer cette observation et d'en rechercher les
causes.
Les mesures de 2001, montrent que les teneurs moyennes et P total et en ortho-P sont
supérieures à celles des autres affluents.
Le Donozau, seul affluent estival de la retenue, est donc soumis à une pression
agricole plus importante que les autres cours d'eau Chapeauroux et Allier.
Qualité des eaux de la retenue de Naussac synthèse 1996-2001 p.
14
IV-/ Charges entrant dans la retenue par l'intermédiaire du Réals et de
l'Allier (tableau 7 ) :
Les charges entrant dans la retenue par l'intermédiaire du Chapeauroux ont été
calculées, chaque année, à partir des volumes dérivés et en considérant que les concentrations
ponctuelles en azote et en phosphore quantifiées tous les mois sont représentatives de la
teneur moyenne mensuelle.
Les charges entrant dans la retenue, par l'intermédiaire de l'Allier en période de
pompage, ont été calculées à partir des prélèvements journaliers effectués au niveau du seuil
par SOMIVAL en période de pompages.
Il apparaît que pour des volumes entrants sensiblement comparables, la charge
entrante, provenant du Chapeauroux, en ortho-P, bien que relativement faible, est plus
élevée en 1999, 2000 et 2001 qu'elle l'était en 1994 et 1995; nous avons déjà indiqué que
les concentrations moyennes en ortho-P semblaient s'accroître progressivement dans le
Réals.
De la même façon, la charge entrante en nitrates est plus élevée depuis 1998
qu’au cours des années antérieures.
En 1998, 1999 et 2000, les pompages dans l'Allier ont eu un impact faible sur les
quantités de phosphore et d'azote sous forme de nitrates apportée à la retenue en période de
remplissage.
Dans notre rapport de synthèse de 1992 à 1996, nous avions considéré, à la suite de
l'étude théorique effectuée par la D.I.R.E.N. Auvergne, que les charges en éléments nutritifs
sur les bassins du Chapeauroux et du Donozau étaient comparables et qu'il était donc justifié
de considérer que les concentrations en azote et phosphore dans les 2 cours d'eau étaient
identiques. A partir de cette extrapolation nous avions estimé que le niveau trophique de la
retenue devait être proche de la mésotrophie.
Dans cette synthèse nous ne ferons pas la même extrapolation dans la mesure où il est
apparu les eaux du Donozau étaient de moins bonne qualité que celles de l'Allier et du
Chapeauroux.
Qualité des eaux de la retenue de Naussac synthèse 1996-2001 p.
15
C- EVOLUTIONS DE LA QUALITE DES EAUX DE LA RETENUE
Le suivi de la qualité des eaux de la retenue a été réalisé au cours des périodes
suivantes :
- de mai à octobre 1996,
- de juillet à novembre 1997,
- d’avril à novembre 1998,
- d’avril à octobre 1999,
- de mars à octobre 2000 et 2001.
Les prélèvements ont eu lieu sur 2 stations :
- l’une dans le secteur de plus grande profondeur à proximité du barrage, il s’agit de la
station 2 dont la profondeur maximale est de 42 m,
- l’autre dans l’ancienne vallée du Réals, au droit de la base nautique de la Rose des Vents,
c’est la station 3 dont la profondeur maximale est de 26 m.
Au cours des différentes campagnes, les mesures ont porté sur les paramètres physico-
chimiques, la structure du peuplement algal et la structure du peuplement zooplanctonique.
Les résultats détaillés figurent dans les rapports annuels.
I-/ Qualité physico-chimique des eaux de la retenue
I-1-/ Transparence des eaux et épaisseur de la zone euphotique (figure 6)
La transparence des eaux de la retenue a peu évoluée depuis 1996. Elle varie entre 1 m
et 7 m au cours de tous les prélèvements. La transparence est maximale en période estivale, de
juin à début septembre selon les années et minimale au printemps.
Les valeurs minimales, maximales et moyennes de la transparence de la retenue d'avril
à octobre de chaque année d'études figurent dans le tableau ci-dessous :
Transparence en m 1996 1997 1998 1999 2000 2001
minimale 1 1.5 2 1.8 1.8 2.4
maximale 7.2 6.2 6.5 5 5.3 6.3
moyenne avril à octobre 3.6 3.6 3.4 4.2
Ainsi, chaque année, la profondeur maximale de la zone euphotique varie entre 13 et
18 m.
Qualité des eaux de la retenue de Naussac synthèse 1996-2001 p.
16
Si l'on se base sur la valeur minimale de la transparence mesurée au cours des
différents prélèvements (et en admettant que cette valeur correspond au minimum
annuel) la retenue a depuis 1997 un caractère mésotrophe plus ou moins évolué.
I-2-/ Stratification
Les eaux de la retenue sont stratifiées pendant la période estivale. La stratification
s'installe selon les années entre fin mai et fin juin. La date du brassage automnal dépend des
conditions météorologiques. Dès le début du mois de septembre, un refroidissement
temporaire mais important des températures extérieures peut initier d'abord, l'enfoncement de
la thermocline, puis sa rupture. Ainsi, au cours des 2 dernières années, la déstratification des
masses d'eau est intervenue plus tôt sur la station 3 que sur la station 2.
Remarque:
Nous verrons par la suite que la date du brassage automnal est un facteur déterminant
de l'intensité du développement algal à cette époque de l'année. En effet,
- si la déstratification se produit tôt dans la saison, alors que l'éclairement et les
températures sont encore importants, les éléments nutritifs issus de l'hypolimnion peuvent
être utilisés de façon optimale par le phytoplancton et la production phytoplanctonique
induite est importante,
- si la déstratification est tardive, les conditions extérieures ne sont pas favorables à un
intense développement algal.
La date du brassage automnal a également un impact sur la durée de la
désoxygénation estivale et sur l'extension de la zone anoxique
Pour chaque année, les dates de début et de fin de la stratification ainsi que la
profondeur de la thermocline sont regroupées dans le tableau suivant :
Durée de la stratification Profondeur de la thermocline
1996 3 juin au 16 septembre 3 à 12 m
1997 1 juillet au 9 octobre 4 à 12 m
1998 22 mai au 10 septembre 3 à 13 m
1999 24 juin au 7 octobre 10 à 17 m
2000 19 mai au 10 octobre 7 à 17 m
2001 2 juin au 11 octobre 9 à 16 m
Dans la majorité des cas, les lâchers de soutien d'étiage, effectués par la vanne la plus
haute (V1 à la cote 935) se font à partir d'eau de l'épilimnion.
En 1998, toutefois, le faible niveau de remplissage de la retenue, en août, a rendu
nécessaire l'ouverture simultanée des 2 vannes les plus hautes V1(cote 935) et V2 ( cote 927),
situées de part et d'autre de la thermocline et de l'oxycline. Cette configuration est à l'origine
de l'important développement algal observé, à ce moment, dans la retenue.
Remarque :
Depuis 1999, à l'automne, l'épaisseur de l'épilimnion est plus grande que
précédemment, ce phénomène est lié à la mise en place tardive du brassage conséquence de
l'élévation des températures moyennes extérieures des mois de septembre et début octobre ;
Qualité des eaux de la retenue de Naussac synthèse 1996-2001 p.
17
cette élévation se fait aussi bien sentir sur les températures minimales que sur les
températures maximales.
Températures moyennes maximales en °C Températures moyennes minimales en °C
septembre octobre septembre octobre
1996 13.5 10.5 5 4.5
1997 18 13 4 4.5
1998 17.5 11 10 6
1999 20 15 8 5
2000 21 12.5 7.5 4
2001 15.5 17.5 4.5 6.5
I-3-/ Oxygénation
Au cours de la période de stratification, les eaux profondes présentent d'abord un
important déficit en oxygène puis une anoxie totale.
Pour chaque année d'étude, les positions relatives :
- de la thermocline,
- des limites supérieures des masses d'eau dont la concentration en oxygène dissous est
inférieure à 3 mg/l puis à 1 mg/l,
sont schématisées figure 7
Ainsi, les masses d'eau dont la concentration est inférieure à 3 mg/l ont atteint la cote
925 (soit environ les 25 derniers mètres de la retenue)
- en septembre 1995 et 1996, alors que les eaux dont la concentration est inférieure à 1 mg/l
ne sont pas remontées jusqu'à ce niveau,
- début août 1997, 1998 et fin juillet 1999, leur extension étant ensuite bloquée par la
thermocline jusqu'au brassage ; parallèlement les eaux très faiblement oxygénées (<1
mg/l) rejoignent la thermocline mi-septembre,
- la seconde quinzaine du mois d'août 2000, elles sont alors situées à la limite de la
thermocline et ce jusqu'au brassage mi-octobre. Le 21 septembre la thermocline et la
limite supérieure de la zone très faiblement oxygénée sont confondues,
- fin septembre 2001, la zone très faiblement oxygénée ne concerne, alors, que les 15
derniers mètres (cote 915) et l'anoxie ne s'étend que sur 5 m.
En 1996 et en 2000 il a été procédé à des lâchers printaniers d'eaux profondes, alors
que la dérivation du Chapeauroux était encore ouverte; la fermeture de la vanne profonde
étant intervenue fin juin.
En 1997, année très sèche, le soutien d'étiage de l'Allier a débuté en avril et, les lâchers
ont eu lieu par la vanne la plus profonde jusqu'en juin,.
En 2001, outre les lâchers printaniers, le soutien de l'étiage de l'Allier a été
partiellement assuré par la vanne profonde jusqu'au 28 juillet.
Les volumes globaux (en Mm3) lâchés par la vanne profonde au cours du premier
semestre ainsi que les volumes lâchés en mai, juin et juillet figurent au tableau ci-dessous :
1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001
1er
semestre 9 25.8 15.7 7.4 18.9
Qualité des eaux de la retenue de Naussac synthèse 1996-2001 p.
18
Mai 0.7 5.6 2.7 5.3 4.4
Juin 1.7 8.2 2.1 1.2
juillet <5.2
L'étendue de la zone anoxique dépend donc de la durée de la stratification thermique et
de l'existence ou non de lâchers printaniers d'eaux profondes. Ces lâchers printaniers sont
particulièrement "efficaces" lorsqu'ils se produisent en mai, juin et juillet (2001). Ils ont pour
effet :
- de maintenir l'oxygénation des eaux profondes en créant un courant de fond lorsque la
dérivation du Chapeauroux est ouverte,
- d'éliminer les eaux profondes faiblement oxygénées au début de la stratification,
- d'exporter, partiellement, la biomasse phytoplanctonique printanière constituée par les
Diatomées en voie de sédimentation (cette hypothèse se base sur les résultats de 2001 et
doit être vérifiée dans les années futures).
En période de stratification estivale, la perte en oxygène dans la colonne d'eau dont les
concentrations sont inférieures à 3mg/l figure, pour chaque année, dans le tableau 8
Ainsi, la consommation en oxygène des sédiments et de la colonne d'eau sus-jacente
(exprimée en g/m3.j) stable entre 1995 et 1997, s'est accrue de 1997 à 1999 (aucun lâcher
printanier n'a été effectué en 1998 et 1999). Les valeurs calculées en 2000 sont plus faibles
qu'en 1999 et comparables à celles de 1998. En 2001, la consommation en O2 au niveau de la
station 2 est équivalente à celle des années 1995 à 1997 alors que sur la station 3, cette
consommation est plus forte et analogue à celle de 1999. Pour la première fois, la perte en
oxygène sur les 2 stations n'est pas identique. Il est possible que cette différence soit la
conséquence des lâchers d'eaux profondes en juillet dont l'impact se manifeste
particulièrement dans le secteur central de la retenue à proximité de la tour.
I-4-/ Evolutions des concentrations en phosphore (figure 8) :
Les moyennes arithmétiques des concentrations en phosphore total dissous et en ortho-
phosphates dissous ont été calculées, pour chaque campagne de prélèvements de 1996 à 2001,
d'abord sur toute la colonne d'eau puis entre 0 et 15 m (assimilée à la zone euphotique). Elles
varient, sur toute la colonne d’eau entre les valeurs suivantes :
P total dissous µg/l Ortho-P dissous µg-P/l
Maximum Minimum Maximum Minimum
1996 34 1 8 1
1997 17 3 8 3
1998 43 1 15 <1
1999 32 8 19 <1
2000 39 1 16 3
2001 20 4 11 2
Les résultats détaillés figurent tableaux 9, 10 et 11
Qualité des eaux de la retenue de Naussac synthèse 1996-2001 p.
19
Les teneurs moyennes en phosphore n'ont pas évolué de façon notable depuis 1995.
Calculées sur l’ensemble de la colonne d’eau au cours de chaque campagne, elles sont
maximales sur la station 2 et égales :
- 43 µg/l de P total dissous (6µg/l entre 0 et 15 m) en octobre 1998,
- 19 µg/l d'ortho-P dissous (10 µg/l entre 0 et 15 m) en août 1999.
Les concentrations en phosphore dissous (sur l’ensemble de la colonne) sont plus
faibles et plus homogènes en 1997 et 2001 que lors des autres années d’études. La
concentration moyenne en P total dissous est de 10 µg/l en 1997 et 13µg/l en 2001.
Les teneurs moyennes en P total dissous et en ortho-P sont, en 2000 et 2001,
minimales pendant l’été et maximales au printemps et à l’automne. En 1998 et 1999, au
contraire, les teneurs en P total dissous augmentaient de mai à septembre et ce aussi bien
dans la zone euphotique que dans l’ensemble de la colonne d’eau. Cette différence de
fonctionnement met en évidence les échanges de P organique dissous (dont la solubilité
n’est pas conditionnée par les conditions d’oxydo-réduction) entre l’hypolimnion et la
zone euphotique lorsque l’extension de la zone fortement désoxygénée est importante
dès le début de l’été.
Le stock de phosphore total dissous (depuis 1992) et le stock d'ortho-P (depuis 1996)
dans la retenue à la fermeture de la dérivation du Chapeauroux et à la fin de chaque campagne
annuelle de mesures est calculé dans le tableau 12.
La réserve en éléments nutritifs de la retenue, en juin, dépend de l'importance des
apports, du stock initial, du volume de la retenue et également de la consommation du
peuplement de Diatomées au printemps.
Le stock de phosphore total en juin, est élevé en 1992, 1993, 1994, 1996 et 1999 (5.9
et 4.2 tonnes de P). Il est plus faible les autres années (de 2.3 à 0.6 tonnes) mais aucune
évolution stable n'apparaît d'une année à l'autre. L'amplitude des variations du stock d'ortho-P
est plus faible; entre 0.6 et 1.5 tonnes.
A l'automne, le stock d'ortho-P est généralement plus faible qu'en juin mais les valeurs
obtenues sont étroitement dépendantes de la proximité ou non du brassage induisant la
réoxygénation des masses d'eau profondes et la précipitation simultanée du fer et des ortho-
phosphates.
De 1996 à 2000, la charge entrante en ortho-P par le Réals et l'Allier est inférieure au
stock dans la retenue fin juin. Au cours de l'hiver 2000-2001 les volumes dérivés du
Chapeauroux ont été de 44,7 Mm3 et les volumes lâchers voisins de 20 Mm
3 soit 10% du
volume de la retenue et 45% des volumes dérivés, la charge entrante est plus élevée que le
stock dans la retenue.
I-5-/ Evolutions des concentrations en azote (figure 8) :
Les moyennes arithmétiques des concentrations en azote total, nitrates et azote
ammoniacal ont été calculées, pour chaque campagne de prélèvements et pour chaque
campagne, de 1996 à 2001, d'abord sur toute la colonne d'eau puis entre 0 et 15 m (zone
euphotique). Les résultats figurent tableaux 9, 10 et 11
Les concentrations moyennes en azote total calculées sur l'ensemble de la colonne
d'eau des 2 stations sont comprises entre 0.2 et 0.9 mg/l exceptionnellement 1.2 mg/l en août
2000.
Qualité des eaux de la retenue de Naussac synthèse 1996-2001 p.
20
Globalement, sur les 6 années d'études prises en compte, les concentrations moyennes
sur les 2 stations sont corrélées. Le facteur de corrélation est significatif au seuil de 1%. Ce
résultat est également valable année par année sauf en 1999 et en 2001.
Entre 1998 et 1999 (tableau 11), les concentrations moyennes en azote total
(calculées sur l'ensemble des prélèvements de chaque année d'études) ont augmenté de
façon nette; voisines de 0.6 mg/l de 1996 à 1998, elles sont proches de 0.75 mg/l depuis
1999. Les teneurs moyennes sont plus élevées dès le printemps à la fois dans l'épilimnion
et sur l'ensemble de la colonne d'eau mettant en évidence le rôle des apports du Réals.
Les concentrations moyennes en nitrates calculées au cours de chaque campagne de
prélèvements sur l'ensemble de la colonne d'eau sont inférieures à 0.3 mg-N/l de 1996 à 1998.
Elles sont comprises entre 0.2 et 0.4 mg-N/l depuis 1999.
Comme pour l'azote total, l'accroissement des teneurs en nitrates entre 1998 et
1999 se manifeste dans les mêmes proportions dans l'épilimnion.
Les concentrations moyennes en nitrates évoluent parallèlement sur les 2 stations.
Globalement, les 2 couples de valeurs sont corrélées et le facteur de corrélation est significatif
au seuil de 1%. Année par année, les concentrations sur les stations 2 et 3 sont également
corrélées sauf en 2000.
Les concentrations moyennes en azote ammoniacal, calculées à partir de l'ensemble
des prélèvements de chaque année, augmentent de 1996 (0.06 mg-N/l) à 1999 (0.13 mg-N/l)
(tableau 11). Les valeurs maximales des concentrations moyennes (sur toute la colonne d'eau
au cours de chaque prélèvements) sont égales à (tableau 9):
- 0.13 mg-N/l en août 1996 sur la station 2 ,
- 0.16 mg-N/l en août 1997 sur la station 3,
- 0.19 mg-N/l en novembre1998 sur la station 2,
- 0.30 mg-N/l en juillet 1999 sur la station 3.
Ces concentrations diminuent en 2000 et 2001, elles sont alors comparables à celles
de 1996.
De 1997 à 2000, les concentrations moyennes sont maximales sur la station 2 à
l'automne marquant ainsi l'impact des apports par les sédiments en milieu anoxique. En
2001, les teneurs en azote ammoniacal sont faibles et les variations peu importantes de
mars à octobre. Ces teneurs automnales peu élevées sont la conséquence de la durée
réduite et de la moindre extension de l'anoxie estivale.
Comme dans le cas des nitrates, les concentrations moyennes en azote ammoniacal
évoluent parallèlement sur les 2 stations et les 2 couples de valeurs sont corrélées,
globalement et année par année sauf:
- en 1997 et en 2001 dans l'épilimnion,
- en 1997, 1999 et 2001 dans l'ensemble de la colonne d'eau;
dans tous les cas des" pics" de concentrations sont mesurés sur la station 3 alors qu'ils sont
inexistants sur la station 2.
Qualité des eaux de la retenue de Naussac synthèse 1996-2001 p.
21
Le stock d'azote total et de nitrates à l'arrêt de la dérivation du Chapeauroux
(tableau 12) est plus élevé depuis 1999 qu'au cours des années antérieures. Cet
accroissement est parallèle à l'augmentation de la charge entrante en nitrates.
I-6-/ Evolutions des teneurs en chlorophylle (figure 6, tableau 13)
Les teneurs en chlorophylle mesurées sur les stations 2 et 3, au cours de chaque
campagne sur un échantillon intégré 0-10m, sont corrélées. Le facteur de corrélation est
significatif au seuil de 1% aussi bien globalement pour l'ensemble des mesures de 1996 à
2001 qu’année par année.
Les concentrations maximales sont enregistrées:
- en septembre 1996 avec 33 µg/l sur la station 3,
- en septembre 1998 avec 53 µg/l sur la station 3.
Les valeurs maximales mesurées depuis 1999 sont plus faibles et inférieures à 20 µg/l.
Les concentrations maximales en chlorophylle sont mesurées au printemps et à
l'automne:
- au printemps, avant la fermeture de la dérivation du Chapeauroux, le stock d'éléments
nutritifs disponible est relativement important
- à l'automne les éléments nutritifs accumulés dans l'hypolimnion peuvent atteindre la zone
trophogène:
au début du brassage, généralement fin septembre ou début octobre, l'intensité du
développement algal est alors dépendante des conditions météorologiques extérieures;
ce fut le cas en 1996,1997 et 2001;
lorsque l'étendue de l'anoxie des eaux profondes est telles que la thermocline, la limite
supérieure des masses d'eau faiblement oxygénées (O2<3 mg/l) puis la limite
supérieure des masses d'eau anoxiques sont confondues; ce fut le cas en 1998, 1999 et
2000; les concentrations maximales sont alors mesurées fin août et début septembre.
En 1998, les concentrations élevées en chlorophylle (mesurées début septembre),
significatives d'un milieu modérément eutrophe, sont la conséquence de la gestion des vannes
de soutien d'étiage, qui en période de fort marnage de la retenue, se situaient de part et d'autre
de la thermocline favorisant ainsi l'enrichissement de la zone trophogène en élément nutritifs
issus de l'hypolimnion fortement désoxygéné.
En été les teneurs en chlorophylle sont faibles.
Si l'on se base sur les valeurs des concentrations maximales en chlorophylle
mesurées au cours de chaque cycle de prélèvements, la retenue de Naussac a depuis 1996
un caractère mésotrophe plus ou moins évolué selon les années; l'année 1998 est une
année particulière. Depuis 1995, les teneurs en chlorophylle (maximales à la fin de l'été
et à l'automne) et donc le niveau trophique du plan d'eau sont étroitement liés aux
conditions de gestion de la retenue et aux conditions climatiques automnales : niveau de
remplissage printanier, lâchers d'eau profondes, marnage estival, date du brassage
automnal.
Qualité des eaux de la retenue de Naussac synthèse 1996-2001 p.
22
Les quantités de chlorophylle contenues dans les masses d'eau superficielles comprises
entre 0 et 10 m ont été évaluées en fonction:
- des concentrations maximales en chlorophylle dans les échantillons intégrés 0-10 m,
- du volume des masses d'eau concernées au moment de la campagne de prélèvements.
les résultats sont regroupées dans le tableau 13
Les quantités de chlorophylle liées au peuplement printanier de Diatomées (500
et 700 kg de chlorophylle dans les couches supérieures du plan d'eau), ont peu évolué
depuis 1998. Elles sont essentiellement dépendante du stock de phosphore (et
principalement du stock d’ortho-P) et de silice dans la retenue en début d'année.
Avril 1998 Avril 1999 Mai 2000 Mars 2001
Stock d’orthoP en tonnes de P <0.2 0.2 1.1 0.9
Quantité de chlorophylle en kg 503 555 763 605
En revanche, à l'automne, les valeurs maximales varient fortement d'une année à
l'autre. Elles sont élevées en 1996 et 1998 (2000 kg en 1996 et 2900 kg en 1998). Plus
faibles depuis 1999, elles sont, au plus égales à 1200 kg (1999 et 2001). Elles dépendent
de l'abondance des apports issus de l'hypolimnion, des conditions météorologiques et de
la nature du peuplement algal.
II-/ Evolutions du peuplement phytoplanctonique (figures 9 et 10 et tableau14):
Le peuplement phytoplanctonique présente les caractéristiques suivantes:
- le développement des Diatomées (Chromophytes) est prépondérant au printemps: mars
avril, mai avec les genres: Asterionella, Aulacoseira principalement, associés selon les
années à Tabellaria ou Fragilaria,
- la période "d'eaux claires" est observable en juin après la disparition des Diatomées et au
moment de l'installation de la stratification,
- le peuplement estival et automnal, dominé jusqu'en 1996 par les Chlorophytes et en
particulier des algues appartenant à l'ordre des Chloroccocales telles que Sphaerocystis,
Coenococcus, Botryoccocus, qui semblaient particulièrement bien adaptées aux conditions
du milieu, s'est modifié entre 1997 et 2000 en faveur des Cyanophytes fixatrices d'azote
atmosphérique comme Anabaena et Aphanizomenon.
En 2000, les Cyanophytes, et principalement Anabaena, constituent plus de 75% du
peuplement algal de juin à fin octobre et près de 100% début septembre.
En 2001, la structure du peuplement a à nouveau évolué, les Cyanophytes présentes en
faible nombre dès le mois de mars, sont toujours abondantes en été et en automne mais on
assiste au retour des Chlorococcales (avec Coenococcus) en particulier début août et début
septembre. De plus, le genre Anabana n'est abondant qu'en septembre alors que
Aphanizomenon n'est rencontré en quantité importante qu'en mai. Le peuplement de
Cyanophytes est dominé en permanence par Syneccocystis algue non fixatrice d'azote
atmosphérique et non spécifique de milieux à niveau trophique particulièrement évolué.
Qualité des eaux de la retenue de Naussac synthèse 1996-2001 p.
23
Les facteurs déterminants de l'évolution de la structure du peuplement
phytoplanctonique au cours des années ne semblent pas aisés à définir. En effet
l'accroissement des teneurs en azote ammoniacal entre 1996 et 1999, et celui des teneurs
en nitrates depuis 1999, ne sont pas des éléments favorables au développement des
Cyanobactéries fixatrices d'azote.
Il est, par contre, remarquable que:
- la modification du peuplement intervient à partir de 1997, parallèlement à la forte
extension de la zone désoxygénée estivale,
- les Chlorophytes sont présentes en quantité significative en 2001 lorsque la
désoxygénation des masses d'eau concerne, jusqu'en septembre, uniquement les
couches les plus profondes.
III-/ Evolutions du peuplement zooplanctonique (figures 11 et 12)
Les déterminations qualitative et quantitative du zooplancton ont été effectuées sur
des échantillons intégrés entre 0 et 10 m de profondeur, prélevés au filet, sur les 2 stations de
mesures.
Le peuplement zooplanctonique est constitué:
- de Cladocères herbivores appartenant aux genres suivants; Daphnia, Ceriodaphnia,
Bosmina, Diaphanosoma, Holopedium et Chydorus,
- de Copépodes comprenant des Calanoïdes filtreurs et pour la plupart omnivores et des
Cyclopoïdes considérés comme prédateurs mais dont le régime alimentaire dépend de
l'âge des individus et de la nourriture disponible,
- de Rotifères filtreurs ou prédateurs; Asplanchna, Polyarthra, Kelicottia, Keratella,
Synchaeta, Filinia, Conochilus, Brachionus…
III-1-/ Les périodes de développement maximal des Cladocères se succèdent au cours de
l'été:
- tout d'abord Daphnia avec un seul "pic" de développement en juin exceptionnellement
en juillet 996 (station 2), et 2001(station 2), à la période "d'eaux claires" lors de la
disparition des Diatomées et avant l'installation du peuplement phytoplanctonique estival;
depuis 1997, ce genre est peu abondant et les concentrations maximales sont inférieures à
4000 individus/m3
(valeur atteinte en 2001)
- parallèlement Bosmina avec "2 pics" de développement, le premier et le plus intense en
mai/juin, le second: en septembre/octobre; les abondances maximales sont enregistrées en
1999 (10000ind/m3 en juin station 2) et 2000 (13000ind/m
3 en mai station 3),
- ensuite Diaphanosoma en août/ septembre, en période d'eaux chaudes; la densité
maximale est observée en septembre 2000 (9000ind/m3 sur la station 3)
- enfin Ceriodaphnia en août, septembre et parfois octobre selon les années lorsque
l'extension de l'hypolimnion est maximale et au moment du brassage (densité maximale en
septembre 1999: 20000ind/m3).
L'analyse statistique des données montre que l'évolution des Cladocères dans leur
ensemble et de chaque genre pris séparément n'est pas systématiquement corrélée, sur les 2
stations de mesures, lors de chaque année d'études:
Les évolutions sur les 2 stations de mesures sont corrélées et le facteur de corrélation
est significatif au seuil de 1% pour:
- le genre Daphnia en 1997, 2000 et 2001,
Qualité des eaux de la retenue de Naussac synthèse 1996-2001 p.
24
- le genre Ceriodaphnia en 1998,
- le genre Bosmina en 1996, 1999,
- le genre Diaphanosoma en 2000 et en 2001.
Sur les 2 stations de prélèvements l'abondance des Cladocères est minimale en 1998.
Elle est maximale:
- en 1999 sur la station 2 ,
- en 2000 sur la station 3.
De 1996 à 2001, l'abondance maximale des Cladocères ovigères coïncide avec
l'abondance maximale de l'ensemble des Cladocères indiquant que la nourriture est
suffisante et de qualité satisfaisante.
La présence d'œufs de durée de Ceriodaphnia constatée en octobre 1997 et
significative d'une nette détérioration du milieu consécutive à la présence de la zone anoxique
au voisinage de 10 m de profondeur n'a pas été observée depuis.
III-2-/ Les Copépodes représentés par les Calanoïdes et les Cyclopoïdes sont présents en
permanence dans la retenue d'avril à octobre. Leur abondance est maximale en été: de juin à
septembre pour les Calanoïdes et de juin à octobre pour le Cyclopoïdes selon les années.
Les Calanoïdes, omnivores, sont toujours nettement plus nombreux que les
Cyclopoïdes (au moins 10 fois plus nombreux). Leur abondance maximale est enregistrée en
1999 avec 2 périodes de développement en juillet (station 2) et en septembre (stations 2 et 3)
Ils évoluent indépendamment sur les 2 stations de prélèvements sauf en 1997 et en
2001.
III-3-/ Les Rotifères sont présents dans la retenue en nombre globalement réduit et les
différents genres sont présents de façon intermittente ou brève.
Le peuplement de Rotifères ne présente pas de particularité notable. Toutefois
certaines années, des genres représentatifs d'une modification particulière du milieu
apparaissent temporairement. Ce fut le cas
- en août 1998, sur la station 3; le genre Conochilus, consommateur de nanoplancton, de
petits flagellés, de débris organiques et de bactérioplancton, en particulier des bactéries du
fer, est présent au moment où l'oxycline se situe à la profondeur de 8 m sur la station 3 et
lorsque des mouvements des masses d'eaux favorisent la remontée du fer dans les eaux
superficielles;
- en août 1999, sur la station 3: le genre Lecane constitué d'espèces littorales ou benthiques,
se rencontre au moment où le marnage de la retenue découvre une zone littorale
relativement importante en particulier à proximité de la presqu'île;
- en octobre 1999 sur la station 2: le genre Brachionus caractéristique d'un milieu eutrophe
et utilisé comme référence pour définir la qualité d'une masse d'eau à partir du peuplement
de Rotifères, est présent lorsque le brassage de la retenue enrichit les eaux superficielles
en éléments nutritifs minéraux et organiques.
Le peuplement zooplanctonique de la retenue de Naussac est caractéristique d'un
milieu peu anthropisé. Il n'a pas évolué de façon significative depuis 1996 même si
certaines années généralement à l'automne, en réponse à une dégradation momentanée
Qualité des eaux de la retenue de Naussac synthèse 1996-2001 p.
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du milieu, des formes particulières (œufs de durée de Cladocères) ou des genres
spécifiques de Rotifères (Lecane, Conochilus, Brachionus) peuvent être observés
temporairement.
IV-/ Qualité des sédiments, flux d'éléments nutritifs à l'interface eau-
sédiment:
IV-1-/ Qualité des sédiments;
Des prélèvements de sédiments ont été effectués en 2000 sur 4 stations. Les
déterminations analytiques ont porté sur la phase particulaire et sur l'eau interstitielle.
Les sédiments de la retenue contiennent entre 5 et 7% de matière organique constituée
à la fois de matière organique:
- allochtone apportée à la retenue par les affluents et par le ruissellement sur le bassin
versant,
- autochtone provenant de la sédimentation du phytoplancton et du zooplancton. La valeur
du rapport N/P est proche de 10 sur toutes les stations, elle est toutefois plus élevée sur la
station soumise à l'influence du Donozau.
Les teneurs en fer sont élevées de 40 à 65 mg/g de sédiment sec, les valeurs maximales
sont mesurées dans les sédiments des stations les plus profondes. De ce fait, les sédiments
ont un pouvoir de fixation des ortho-P élevé lorsqu'ils sont oxygénés.
Le phosphore assimilable est globalement peu abondant dans la phase particulaire, il
constitue de 6 à 10% du phosphore total.
Dans l'eau interstitielle:
- les teneurs en azote ammoniacal sont relativement importantes; elles varient, au moment
des prélèvements entre 2 et 9 mg-N/l selon les stations,
- les teneurs en ortho-P et en P total s'accroissent avec la profondeur et les ortho-P
constituent environ 50% du P total.
Les sédiments de la retenue constituent donc une réserve d'azote et phosphore pour
les eaux surnageantes . La diffusion de l'azote ammoniacal et le relargage des ortho-P sont
liés à l'anoxie des masses d'eau sus-jacentes.
IV-2-/ Flux à l'interface eau-sédiment
Les mesures réalisées en chambres benthiques en 2001 ont montré que l'évolution des
concentrations en ortho-P en fonction des teneurs en oxygène était caractéristique d'un milieu
mésotrophe. Le pouvoir de fixation des ortho-P par les sédiments est important et ne paraît
pas avoir évolué de façon significative depuis les mesures de 1992.
La consommation en oxygène des sédiments est faible, il est donc possible que
l'anoxie des eaux profondes en période de stratification soit due, en grande partie, à la
décomposition de la matière organique issue du développement algal printanier.
Qualité des eaux de la retenue de Naussac synthèse 1996-2001 p.
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D- RESUME ET CONCLUSIONS
De 1996 à 2001, les prélèvements ont été effectués dans les tributaires de la retenue :
- mensuellement dans l’Allier à l’amont de Langogne et au seuil de Naussac II ainsi que
dans le Réals ou le Chapeauroux,
- de façon journalière dans l’Allier au seuil de Naussac II entre avril 1998 et juin 2000, en
dehors de la période d’étiage
- 4 fois par an dans le Donozau jusqu’en 2000 et 11 fois en 2001.
Le suivi de la qualité des eaux de la retenue a eu lieu :
- de mai à octobre 1996,
- de juillet à novembre 1997,
- d’avril à novembre 1998,
- d’avril à octobre 1999,
- de mars à octobre 2000 et 2001
I-/ Qualité des eaux de l’Allier
La conductivité des eaux, bien que faible, augmente depuis 1999.
L’azote ammoniacal est présent en permanence en concentrations faibles et inférieures
à 0.1 mg/l dans la majorité des échantillons ; toutefois des concentrations élevées ( maximum
0.5 mg/l) peuvent être temporairement enregistrées aussi bien à l’amont de Langogne qu’au
seuil de Naussac II indiquant l’existence de sources d’apports à la fois sur le bassin versant
amont et dans la traversée ou à l’aval de Langogne .
Les teneurs en nitrates sont maximales en hiver, elles sont liées au lessivage des sols.
Les valeurs moyennes annuelles sont voisines de 2 mg/l et ne semblent pas avoir évolué
depuis 1996 ; elles sont comparables sur les 2 stations.
Les teneurs en azote Kjeldahl sont inférieures ou égales à 1 mg/l.
Le phosphore total est généralement peu abondant et les concentrations sont souvent
inférieures à 0.05 mg/l, toutefois, ces concentrations peuvent s’accroître momentanément
(concentration maximale 0.37 mg/l) aussi bien à l’amont qu’à l’aval de Langogne. Lorsque
l’augmentation des teneurs est simultanée sur les 2 stations et provient du secteur amont, le
phosphore organique est le principal constituant du P total. Les mesures journalières réalisées
Qualité des eaux de la retenue de Naussac synthèse 1996-2001 p.
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au seuil montrent que, dans ce cas, les apports en phosphore total sont liés, au printemps, au
ruissellement sur le bassin versant.
En 1999 et en 2000, la concentration en P total était supérieure à 0.05 mg/l dans plus
de la moitié des échantillons ; en 2001, 1 échantillon sur la station amont et 4 échantillons
sur la station aval dépassaient de seuil.
Les concentrations en ortho-phosphates sont, dans la majorité des échantillons,
inférieures au seuil de quantification soit 0.05 mg/l. Toutefois des valeurs plus élevées
(maximum 0.5 mg/l en 1997 et 0.16 mg/l en 2001) peuvent être enregistrées, principalement
en période d’étiage ; les ortho-P sont alors issus de l’amont du bassin. Etant donné le faible
débit de l’Allier à ces périodes, la charge polluante est relativement peu importante même si
les concentrations sont proportionnellement élevées.
II-/ Qualité des eaux du Réals
Lorsque la dérivation du Chapeauroux est ouverte, les eaux du Réals sont légèrement
plus minéralisées que celles de l’Allier et la conductivité augmente depuis 1997.
Depuis 1999, les teneurs en azote ammoniacal sont inférieures au seuil de
quantification (0.1 mg/l) à l’exception d’un prélèvement en 2000 (0.16 mg/l).
Comme dans l’Allier, les teneurs en nitrates sont maximales en hiver ; elles sont
(lorsque la dérivation du Chapeauroux est ouverte) faiblement supérieures à celles de l’Allier,
les valeurs moyennes des concentrations varient entre 2.3 et 2.1 mg/l depuis 1999.
Les teneurs en azote Kjeldahl sont inférieures ou égales à 1 mg/l.
Les concentrations en P total sont généralement inférieures à 0.05 mg/l, cependant, des
valeurs supérieures peuvent être mesurées aussi bien dans le Chapeauroux que dans le Réals
seul. Lorsque les concentrations sont supérieures à 0.2 mg/l le phosphore organique est
majoritaire.
Depuis 1996, les concentrations en P total semblent avoir augmenté dans les
échantillons dont la concentration est supérieure à 0.05 mg/l.
De même, les concentrations moyennes en ortho-P paraissent croître régulièrement.
III- Qualité des eaux du Donozau
Les eaux du Donozau sont plus minéralisées que celles de l’Allier et du Chapeauroux.
Les teneurs en nitrates, phosphore total et ortho-P sont plus élevées que celles des autres
affluents.
Le Donozau, seul affluent permanent de la retenue, est soumis à une pression agricole
supérieure à celle de l’Allier et du Chapeauroux
Qualité des eaux de la retenue de Naussac synthèse 1996-2001 p.
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IV-/ Evolutions de la charge entrante dans la retenue
Bien que la charge en ortho-P apportée par le Réals en période de dérivation du
Chapeauroux soit faible, elle est, pour des volumes entrants comparables, plus élevée de 1999
à 2001 qu’en 1994 et 1995. De la même façon, la charge en nitrates est plus importante
depuis 1998.
De 1998 à 2000, les volumes pompés dans l’Allier ont été faibles, leur impact sur la
charge globale est donc réduite.
V-/ Qualité des eaux de la retenue
La transparence des eaux de la retenue varie entre 1 m et 7 m. Elle n’a pas évolué de
façon significative depuis 1996. Maximale en été et minimale au printemps, elle est la
résultante du développement algal, de la présence de matières en suspension (apportées par le
Réals et le proche bassin versant) et de composés humiques qui colorent la retenue en
permanence.
Si l’on se réfère à ce paramètre, la retenue a un caractère mésotrophe.
Les eaux sont thermiquement stratifiées de juin à septembre ou octobre en fonction
des conditions météorologiques. Depuis 1999, le brassage intervient plus tard entre le 1er
et le
15 octobre. La thermocline qui se situait au voisinage de 12 m en fin d’été de 1996 à 1998
s’enfonce jusqu’à 16 m depuis 1999 en relation avec le brassage plus tardif.
Les eaux profondes sont désoxygénées. L’étendue de la zone anoxique dépend de la
date du brassage automnal et de l’existence de lâchers printaniers d’eaux profondes.
Ainsi, en 1998 et 1999, années au cours desquelles il n’a pas été procédé à des lâchers
de fond ; l’extension de la zone fortement désoxygénée a été rapide et la limite supérieure de
cette zone a atteint la thermocline dès le mois d’août favorisant l’enrichissement de la zone
euphotique en éléments nutritifs issus de l’hypolimnion.
A l’inverse, en 2001, les lâchers printaniers ont été abondants et en juillet, le soutien
de l’étiage de d’Allier a été partiellement assuré par les eaux de fond, l’anoxie n’a concerné
que les 5 derniers mètres de la retenue, début octobre.
De 1992 à 2001, le stock de phosphore total dans la retenue au moment de la fermeture
de la dérivation du Chapeauroux a varié entre 5.9 tonnes (1996) et 0.6 tonnes (1997) et celui
d’ortho-P entre 1.5 et 0.6 tonnes. Aucune évolution régulière ne peut être mise en évidence.
Les teneurs en nitrates et en azote total ont augmenté dans la retenue depuis 1998. Les
concentrations moyennes annuelles en N total, proches de 0.6 mg/ l de 1996 à 1998, sont
depuis 1999 proches de 0.75 mg/l ; parallèlement les concentrations moyennes en nitrates sont
passées de 0.14 mg-N/l en 1997 et 1998 à 0.26 mg-N/l.
Les teneurs en chlorophylle sont maximales :
- au printemps lorsque le développement des Diatomées bénéficie des apports en éléments
nutritifs provenant du Chapeauroux,
Qualité des eaux de la retenue de Naussac synthèse 1996-2001 p.
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- à l’automne lorsque la déstratification des masses d’eau permet l’enrichissement de la
zone trophogène en nutriments issus de l’hypolimnion. En août 1998, l’utilisation
simultanée des 2 vannes les plus hautes (rendue nécessaire par le fort marnage de la
retenue) situées de part et d’autre de la thermocline et à la limite supérieure de la zone
fortement désoxygénée a induit un développement algal important conduisant a la plus
forte concentration en chlorophylle enregistrée dans la retenue depuis 1992 : 53 mg/m3.
Le peuplement phytoplanctonique est caractérisé par :
- le développement des Diatomées au printemps,
- une période « d’eaux claires » en juin et juillet,
- un peuplement estival et automnal qui, dominé par les Chlorophytes jusqu’en 1996 a
évolué en faveur des Cyanophytes fixatrices d’azote atmosphérique (Anabaena) entre
1997 et 2000 ; en 2001, les Chlorophytes sont a nouveau présentes en quantité non
négligeable alors que les Cyanophytes toujours dominantes sont représentées par
Syneccocystis (non fixatrice de N2) en permanence et Anabaena à l’automne seulement.
La dominance des Cyanophytes fixatrices de N2 semble concomittante de l’extension
maximale de la zone profonde faiblement oxygénée, toutefois cette observation sera à vérifier
dans les années à venir.
Le peuplement zooplanctonique est représentatif d’un milieu peu anthropisé. De façon
épisodique, certaines espèces apparaissent, généralement à l’automne, en réponse à des
dégradations temporaires de la retenue.
VI-/ Conclusion
Si l’on se réfère aux valeurs de la transparence et aux teneurs maximales en
chlorophylle, la retenue de Naussac a depuis 1996, un caractère mésotrophe plus ou moins
évolué d’une année à l’autre en fonction des conditions de gestion de la retenue. Si l’on se
base sur la structure du peuplement phytoplanctonique, la présence de Cyanobactéries serait
indicatrice d’un milieu à tendance eutrophe. Cependant, le retour des Chlorophytes en
quantité proportionnellement significative au cours de l’été 2001 ainsi que la présence
d’Anabaena uniquement à l’automne montre que l’évolution du peuplement vers les
Cyanobactéries dominantes n’est pas irréversible.
Si, dans les années futures, la charge en azote et phosphore apportée par le Réals en
période de dérivation du Chapeauroux continue à s’accroître, la qualité des eaux pourrait se
dégrader et en particulier, le développement algal estival, qui semble actuellement limité par
la faible abondance des nutriments, pourrait devenir plus important.
Parallèlement, il est souhaitable, lorsque cela est rendu possible par le bon remplissage
de la retenue au printemps, de procéder à des lâchers d’eau profondes :
- lorsque la dérivation du Chapeauroux est encore ouverte,
- au début de la période de soutien d’étiage et tant que la concentration en oxygène des eaux
n’est pas incompatible avec la vie piscicole dans l’Allier.
Le suivi de la qualité des eaux du Donozau est a poursuivre afin qu’il soit possible
d’envisager des actions visant à réduire les apports à la retenue provenant de cet affluent.
Qualité des eaux de la retenue de Naussac synthèse 1996-2001 p.
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Dans la mesure du possible, il serait préférable que les pompages dans l’Allier soient
effectués relativement tôt dans la saison, et en particulier avant les épandages d’engrais
organiques sur les sols agricoles, afin de réduire les apports en phosphore organique à la
retenue.
ORCET le 2 août 2002
F. RESTITUITO
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