Echantillonnage

L’échantillonnage se définit comme une procédure dans laquelle une portion de substance, de matériau ou de produit est prélevée pour fournir un échantillon représentatif de l’ensemble pour les besoins de l’analyse. Cet échantillon peut se décrire selon son état physique (gazeux, liquide ou solide), et d’après sa composition (homogène, par exemple une solution, ou hétérogène, par exemple un sol contaminé). L’échantillonnage ayant en général un but bien précis, la stratégie de prélèvement doit toujours être adaptée aux objectifs de l’étude. En ce qui concerne nos travaux, dont l’objectif est de déterminer les apports des activités anthropiques (dominées principalement par l’agriculture) en PHE dans les cours d’eau de la Gascogne, trois critères vont guider le choix des ruisseaux et des stations de prélèvement : (1) sélectionner des bassins versants représentatifs des disparités régionales, intégrant à la fois sols calcaires et non calcaires ; zones boisées et agricoles ; relief à forte pente et à faible pente ; (2) faire des prélèvements longitudinaux amont-aval de quelques rivières à l’Est, au centre et à l’Ouest de la région; (3) enfin, s’assurer d’une bonne distribution spatiale des stations de prélèvement sur la zone d’étude, en tenant compte de l’occupation des sols (Figure 16), échantillons sous forêt, échantillons en zones agricoles et échantillons en zones mixtes. Au final, cinq bassins versants ont été sélectionnés pour nos travaux: les bassins du Gers et de la Baïse à l’Ouest, le bassin de la Save au centre et les bassins du Touch et de l’Ariège à l’Est de la Gascogne. Dans ces bassins, 25 stations de prélèvement ont été positionnées sur 17 rivières (Tableau 8).

1/ Prélèvement et conditionnement des eaux de surface

Les prélèvements d’eau sont effectués à l’aide d’un sceau, à partir d’un pont ou d’un endroit qui nous évite de descendre dans la rivière et de troubler l’eau, car la représentativité de colonne d’eau pourrait être influencée. L’eau recueillie est ensuite versée dans des bidons de 2 litres préalablement rincés à l’eau de la rivière. Ceux-ci sont soigneusement fermés et conservés au frais sur le terrain dans une glaciaire, puis au laboratoire en chambre froide jusqu’à la phase de filtration.

En plus des échantillons d’eau, certains paramètres physico-chimiques (pH, température et conductivité) des cours d’eau gascons ont été mesurés directement sur le terrain. Afin d’éviter une modification significative de ces paramètres due aux échanges éventuelles que pourraient avoir les échantillons avec l’extérieur, ces mesures sont faites sitôt l’échantillon prélevé à l’aide d’un thermomètre à sonde de platine pour la température, d’un pH mètre portable

KNICK 651 étanche équipé d’une électrode combinée pour la détermination du pH, et d’un conductimètre associé à une électrode pour la conductivité de l’eau. Il est nécessaire d’étalonner le pH-mètre ; deux étalons servent à calibrer l’appareil aux environ de pH 7,0 et 5,0 ou à 9,0 selon le secteur de prélèvement. Ces étalons sont maintenus à la température de la source, et on connaît le pH avec exactitude pour toute température. La lecture se fait immédiatement en terme de pH, à 0,01 unité près. Pour la conductivité, la calibration s’effectue avec une solution étalon de 1278 µS.cm-1.

2/ Prélèvement des sédiments de fond et de la roche mère

Les prélèvements de sédiments sont réalisés après chaque échantillonnage d’eau, à l’aide de piluliers en plastiques de capacité de 180ml. Les prises sont faites dans les deux premiers centimètres de la couche de sédiments, à des endroits accessibles et présentant une certaine quantité de dépôts fin recouverts par la phase aqueuse. Les piluliers remplis de sédiments sont acheminés au laboratoire et stockés en chambre froide avant séchage dans des boites de pétri à température ambiante. Sim Red Gez Lézat-sur-Lèze Vem Vermeil Aur Alt:278 m Alt:213 m Alt:269 m Alt:361 m Alt:178 m

Figure 16 : Positionnement des stations suivant la couverture végétale : a et b, boisées ; c et d, agricoles.

a) b)

Tableau 8 : Caractéristiques des bassins versants et des stations de prélèvement.

Bassins Versants

Rivière ou

ruisseaux Nom des stations Altitude m Latitude Nord Longitude Est

Save Save SA1 305 43,22875 0,65289 SA2 205 43,35297 0,82164 SA3 152 43,54163 0,98500 Montousse Aur 153 43,56477 1,04175 Bourbouride Brb 177 43,63557 1,17276

Rieu Tord Bou 227 43,61890 1,19024

Mérenvielle Mar 165 43,62635 1,15618 Gers Sousson SO1 248 43,38144 0,50517 SO2 184 43,48357 0,52847 SO3 137 43,61902 0,57990 Hay Hay 190 43,47574 0,52375 Naroque Nar 161 43,57402 0,57158 Cedon Ced 158 43,57597 0,57238 Gèze Gez 361 43,27233 0,48171 Badet Bad 306 43,26130 0,50408 Touch Touch TO1 309 43,28738 0,83558 TO2 269 43,32067 0,89420 TO3 228 43,36497 1,11500 TO4 182 43,49310 1,23075 Tpl 162 43,56133 1,29695 Redaou Red 259 43,43175 1,10390 Simoure Sim 278 43,41960 1,09830

Baïse Baïse Bse 170 43,44878 0,41251

Ariège Vermeil Vem 213 43,28664 1,37020

Jasse Jas 222 43,31729 1,42310

En plus des sédiments de fond, des échantillons de roche mère locale (molasse) ont été prélevés à environ 30 cm de profondeur sur des sites affleurant tels que les talus ou les reliefs où les apports anthropiques sont quasiment inexistants. Ces échantillons ont été stockés dans des sachets, puis acheminés au laboratoire pour tamisage.

Environ 83 échantillons de sédiments de fond et 75 échantillons d’eau de rivières ont été prélevés au cours de trois différentes campagnes (Février, Mai et Juillet) en 2004, ainsi qu’une vingtaine d’échantillons de molasse en Juillet 2005 (Bur, 2008). Les échantillons prélevés ont subi une série de traitements et d’analyses (Figure 17), au cours desquels nous avons utilisé que du matériel plastique (bidons, piluliers, éprouvettes graduées, pinces, pissettes, boites de rangement, tamis en nylon, armature du tamis) pour limiter les risques de contaminations. Ces matériels ont été préalablement lavés à l’HCl 1M pendant 48h minimum, puis rincés 3 fois à l’eau Milli-Q avant tout usage.

> 0,45 µm < 0,45 µm

Eau brute

Phase particulaire (MES) Phase Dissoute Filtration(0,45 µm) Sédiments Séchage Quartage Tamisage < 63µm 63µm< >2mm > 2mm Séchage

Attaque biacides: HF/HNO3

Fusion alcaline

Extraction chimique séquentielle

Pesé COP Eléments traces Eléments majeurs Dissolution Eléments traces COD Eléments majeurs Alcalinité

Figure 17 : Différents protocoles de traitement et d’analyse des échantillons prélevés dans les bassins

gascons.