Nature des MES dans les eaux superficielles

Les MES ont été mesurées sur les 3 types d eaux superficielles prélevées chaque mois lors des campagnes d échantillonnage. Les concentrations dans l étang en période de remplissage sont importantes et atteignent même les concentrations obtenues pour l eau de Seine en périodes de crue (Figure 49). Les concentrations obtenues dans l étang sont dues au mode de remblaiement qui, en brassant les MD, apporte dans l eau de l étang les particules fines faiblement décantables qui étaient présentes dans les MD.

Evolution de l étang du Rouillard pendant la mise en dépôt des matériaux de dragage du bassin de la Seine 0 20 40 60 80 100 1/3/99 1/6/99 1/9/99 1/12/99 1/3/00 1/6/00 1/9/00 1/12/00 1/3/01 1/6/01 1/9/01 1/12/01 MES (m g /L )

MILIEU REJET SEINE

TRES BONNE BONNE PASSABLE MAUVAISE TRES MAUVAISE

Figure 49 : Evolution temporelle des MES pour les eaux superficielles de l étang du Rouillard (Milieu), du rejet en Seine (Rejet), et de l eau de Seine (Seine) et valeurs limites de qualité des eaux superficielles indiquées par le

SEQ-eau (section particules en suspension ).

Selon le SEQ-eau dans la section particules en suspension , les concentrations dans l étang caractérisent une eau de qualité bonne à très mauvaise en fonction des échantillons : les concentrations les plus fortes sont obtenues pour des échantillons collectés en période de remplissage (hors zone grisée) et les concentrations les plus basses sont observées en période de repos (zone grisée). Nous notons par ailleurs que certains échantillons prélevés en période de remplissage présentent des concentrations en MES relativement faibles : ceci pourrait être lié au moment auquel l échantillon a été collecté. En effet, bien qu en période de remplissage, l étang n était pas alimenté en permanence avec des MD. Des temps de repos étaient par exemple observés lors des changements de barge à vider, ou encore lors de l attente des barges transportant les MD depuis des sites éloignés. Nous avons observé au cours du suivi 24h que les concentrations en MES pouvaient passer de 30 à 15 mg/L en moins de 5 heures. Ceci expliquerait donc les différences observées, en particulier au cours de l année 2000. Au cours de cette même année 2000, un autre paramètre a certainement été responsable des faibles concentrations en MES : les MD de nature plutôt sableuse ont servi à aménager la partie extrême ouest de l étang en plage (Figure 50).

La mise en place de ce sable correspond à une opération différente de la mise en dépôt classique puisque les MD n étaient alors pas brassés dans l eau de l étang directement.

Les matières volatiles en suspension (MVS) ou perte au feu ont été mesurées pour chaque échantillon d eau superficielle prélevé chaque mois lors des campagnes d échantillonnage. Cette mesure permet d appréhender la présence de matière organique d origine animale et végétale par différence des poids sec et calciné des MES (550°C). Cette mesure concerne ainsi la fraction particulaire de l échantillon d eau superficielle. Les résultats obtenus (Figure 51) semblent montrer une tendance des eaux de l étang à présenter des particules de nature plus organique que celles de l eau de Seine.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 10/3/99 10/6/99 10/9/99 10/12/99 10/3/00 10/6/00 10/9/00 10/12/00 10/3/01 10/6/01 10/9/01 10/12/01 MVS (% m .s )

MILIEU REJET SEINE

Figure 51 : Evolution temporelle des MVS pour les eaux superficielles de l étang du Rouillard (Milieu), du rejet en Seine (Rejet), et de l eau de Seine (Seine).

En effet, les particules rencontrées dans l étang sont le résultat du brassage des MD, et les particules qui restent en suspension dans l étang sont les particules les plus fines, qui sont beaucoup plus organiques que les particules grossières (Evans et al., 1990b).

Grâce à l échantillonnage des MES par piège à MES ou trappe (cf. Chapitre 3), nous avons pu effectuer des analyses de MVS, HC totaux, métaux lourds, hydrocarbures (les composés azotés n ont pu être mesurés en raison de la quantité limitée de MES recueillies par le piège à sédiments). Une campagne du même type a été réalisée le 21/04/2000 en période de repos. Celle-ci, en raison des faibles concentrations en MES durant la période d échantillonnage, n a permis de recueillir que très peu de matière particulaire. Nous avons cependant mesuré les hydrocarbures aliphatiques et aromatiques.

Nous avons observé des différences entre les MVS d échantillons prélevés de façon classique (après filtration d un échantillon, séchage, puis calcination des MES sur le filtre) et les MVS mesurées sur les échantillons collectés grâce au piège à MES. En effet, pour un échantillon d eau du milieu de l étang prélevé le 29/09/2000 (MVS=42,6 %) et l équivalent prélevé dans le piège à MES le 29/09/2000 (MVS=21,4 %), la différence est réellement significative. Elle semble être essentiellement attribuée au fait que la très faible masse utilisée pour l analyse de MES filtrées (18 mg de MES seulement) ait conduit à une large surestimation du résultat. De plus, la méthode par filtration collecte un échantillon instantané, alors que l échantillon du

Evolution de l étang du Rouillard pendant la mise en dépôt des matériaux de dragage du bassin de la Seine

piège à MES intègre les MES sur plusieurs jours. Ceci pourrait également expliquer la différence entre les résultats obtenus par les deux méthodes. Cette hypothèse est cependant écartée car Estèbe a montré l intérêt et la représentativité des MES obtenues par ce mode d échantillonnage par trappe (Estèbe, 1996).

Les teneurs en métaux lourds observées dans les MES collectées grâce au piège à MES sont présentées dans le Tableau 17, en regard des limites proposées par la circulaire hollandaise. Les teneurs en As, Cr et Ni sont inférieures à la valeur d alerte, ce qui signifie que les MES sont considérées comme non polluées par ces métaux. Les teneurs en Cd, Hg, et Pb se situent entre les valeurs A et (A+I)/2, ce qui traduit une pollution modérée des MES par ces métaux. Pour Zn et Cu, les teneurs sont comprises entre (A+I)/2 et la valeur correspondante d intervention (I), ce qui conduit à considérer les MES comme polluées par ces métaux. Les fortes teneurs en Cu et Zn sont attribuées à une activité industrielle à proximité des zones draguées.

Tableau 17 : Teneurs en métaux lourds des MES collectées au moyen du piège à MES au milieu de l étang du Rouillard du 22/09/2000 au 29/09/2000, et limites d alerte (A) et d intervention (I) de la circulaire hollandaise du 4/2/2000 (voir Tableau 4). As Cd Cr Cu Hg Ni Pb Zn MES (piège) 30 1, 6 83 115 1,2 32 108 436 A (Pays Bas) 29 0,8 100 36 0,3 35 85 140 I (Pays Bas) 55 12 380 190 10 210 530 720 (A+I)/2 42 6,4 240 113 5,2 123 308 430

Pour ce qui concerne les hydrocarbures totaux mesurés par infra rouge, les MES présentent des teneurs de 803 mg/kg. Cette teneur, comparée aux limites imposées par la réglementation hollandaise qui fait à ce jour référence en Europe (cf. Chapitre 1), est inférieure à la valeur (A+I)/2 de 2525 mg/kg qui est considérée comme valeur limite intermédiaire au delà de laquelle les sédiments (ou particules dans le cas présent) sont considérés comme modérément pollués. Cependant, comparativement à la moyenne (302 mg/kg) des teneurs obtenues pour les sédiments avant dragage sur le bassin de la Seine (cf. Chapitre 2), cette valeur pour les MES est plus élevée en raison de l affinité plus prononcée des hydrocarbures pour les particules fines que sont les MES.

Les hydrocarbures aliphatiques (HC_ali) et aromatiques (HAP) ont été mesurés sur l échantillon prélevé par trappes du 14/04/2000 au 21/04/2000 en période de repos. L échantillon de MES collecté de façon instantanée le 21/04/2000 par filtration n a permis de collecter que 9 mg de MES. Ce qui est très largement insuffisant si l on considère que le minimum à extraire pour obtenir un résultat répétable est de 500 mg (Carpentier, 1998 ; Gonzalez et al., 1999). Nous avons également filtré 20 L d eau du milieu de l étang collectés le 25/02/2000 pendant la période de repos. Cette filtration fastidieuse nous a permis de collecter 230 mg de MES et les résultats d analyse d hydrocarbure aliphatiques (114 µg/g) et de HAP (36,5 µg/g) semblent encore surestimés. En effet, la masse extraite se situe toujours en deçà des masses acceptables pour l obtention d un résultat juste. L échantillonnage par piège à MES a permis de collecter 1,2 g de MES, que nous avons extraits afin d analyser les hydrocarbures aliphatiques (33,2 µg/g d hydrocarbures résolus) et les HAP (3,3 µg/g). Les teneurs en HAP se situent entre la valeur d alerte et la valeur intermédiaire (A+I)/2 de la circulaire hollandaise. Ces teneurs, en période de repos, sont faibles comparées aux teneurs moyennes obtenues dans les sédiments avant dragage (qui sont ensuite dragués puis mis en dépôt dans l étang du Rouillard) : 10,9 µg/g. Cette différence s explique aisément par la forte

période de repos ne sont pas composées presque uniquement de MD remis en suspension, comme c est le cas en période de remplissage, mais également et majoritairement de MES composées de végétaux (observation de blooms algaux). Cette prédominance végétale est confirmée par la distribution des HCali (Figure 52) : les hydrocarbures C27 et C29 sont majoritaires, et l indice CPI calculé est de 3,3, ce qui indique une origine végétale des hydrocarbures mesurés (Aboulkassim et Simoneit, 1995 ; Rocher, 2000). Nous avons également mesuré les HAP et les HCali sur les MES collectées avec le piège à sédiment du 22/09/2000 au 29/09/2000 Cet échantillonnage a donc été effectué en période de remplissage. Les teneurs en HAP totaux sont de 6,5 µg/g et les teneurs en hydrocarbures aliphatiques résolus sont de 31,7 µg/g. Les HCali majoritaires sont, comme en période de repos, C15, C17 et C27, C29 et C31 (Figure 52) La prédominance de C15 et C17 indique spécifiquement une origine phytoplanctonique. Celle-ci est confirmée par les concentrations élevées en chlorophylle mesurées à la même période. Les HAP majoritaires (Benzo(b)fluoranthène et le Benzo(k)fluoranthène) quant à eux indiqueraient une source pyrolitique liée à la combustion de carburants (Bouloubassi et Saliot, 1993). Ceci confirme ainsi la présence de sources anthropiques que nous avions observée après analyse des données hydrocarbures des eaux superficielles. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 C1² C1³ C1⁴ C1⁵ C1⁶ C1⁷ pr^ist C1⁸ ph^yt C1⁹ C2⁰ C2¹ C2² C2³ C2⁴ C2⁵ C2⁶ C2⁷ C2⁸ C2⁹ C3⁰ C3¹ C3² C3³ C3⁴ µ g /g Trappe 21/04/2000 Trappe 29/09/2000

* : HCali caractéristiques d une origine phytoplanctonique ; ** : caractéristiques d une origine macrophytes .

Figure 52 : Distribution des hydrocarbures aliphatiques dans les échantillons de MES collectés grâce au piège à MES du 14 au 21/04/2000 et du 22 au 29/9/2000.

Les données obtenues pour les MES des eaux superficielles sont rassemblées sous forme de tableau dans l Annexe 23.