Périodes de crues

V.4.2.a. Concentration de magnétites en période de crue

D’après les résultats du Chapitre IV et de la partie V.1.1 de ce chapitre, ce sont les périodes de crues qui sont susceptibles d’être mal échantillonnées et de montrer des résultats biaisés. Une attention particulière doit donc être apportée aux échantillons incriminés, qui sont ceux des sites 2, 3, 15, 18, 19 et peut-être 20 de la Seine et le site de l’Yonne (4).

A la différence des débits d’étiages, les débits des campagnes de crues sont très variables selon que les crues étudiées soient majeures (crue hivernale) ou mineures (crue printanière). De plus, la charge sédimentaire ne suivant pas une relation simple avec le débit, il est judicieux de séparer les périodes de montées et celles de descente de crue plutôt que de les regrouper en une valeur moyenne. La Figure V.13 représente l’évolution de la concentration de magnétites en périodes de crues le long de la Seine à partir des valeurs obtenues sur les échantillons des campagnes de crues. La Figure V.13a représente le Mrs moyen par site en

crue et la Figure V.13b, le Mrs par site pour chaque période de crue. De même que dans la

Figure V.12, pour chaque site, la concentration moyenne obtenue à partir de toutes les campagnes est également représentée.

De manière générale (Figure V.13a) les Mrs de crue sont similaires à la moyenne de toutes les

campagnes dans la partie amont de la Seine (sites 1 à 6), la Marne (11), l’Oise (17) et la Seine à Amfreville (20).

Dans l’Orge (8) et dans l’agglomération parisienne (15, 16, 18 et 19), les Mrs de crue sont

significativement plus faibles que la moyenne de toutes les campagnes, à l’inverse des Mrs

d’étiage, significativement plus élevés autour de l’agglomération parisienne.

La seule campagne de crue qui se démarque des autres est celle de février 2012 (campagne 6) qui correspond à la fin d’une crue majeure (Figure V.13b). Dans presque tous les sites, les Mrs

mesurés dans les échantillons de cette campagne sont les plus faibles. Toutefois, étant donné la précision de mesure du Mrs, il est difficile de dire si cette tendance est significative, car à

débit égal, la charge en suspension de la Seine est plus faible lors de la descente que lors de la montée de crue (Estèbe, 1996). Ceci est observé dans une partie des échantillons de MES de la Seine, où la quantité de MES piégées est généralement beaucoup plus élevée lors de la campagne n°5 (montée de crue majeure) que lors de la campagne n°6 (voir Figure V.1 et Annexe E). La capacité de dilution de la Seine devrait donc être moins élevée lors de la descente que lors de la montée. Si les mesures acquises sont suffisamment précises, les Mrs les

plus faibles devraient donc être observés dans les échantillons de la campagne n°5.

Concernant la question du biais d’échantillonnage, la plupart des trappes posées dans l’agglomération parisienne jusqu’à Amfreville a vraisemblablement mal échantillonné les MES. Les sites de l’Orge à Viry-Châtillon (8) et Bougival Pointe (16) ont en revanche été a

priori correctement échantillonnés, et montrent les mêmes tendances de diminution de Mrs

que les sites mal échantillonnés. Il en va de même pour les échantillons de la partie amont, où en général, le fait que les trappes aient bien ou mal intégré les pics de MES ne change pas le fait que le Mrs soit relativement peu variable par rapport aux périodes d’étiages. Il semble que

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l’effet de dilution des magnétites en période de crue, observée dans les zones urbaines et non dans la partie amont ne serait donc pas biaisé par le protocole d’échantillonnage.

Figure V.13: Evolution d’amont en aval (de droite à gauche) de la concentration de magnétite (Mrs) moyenne dans les MES de la Seine (losanges noirs) et les affluents étudiés (triangles colorés) prélevés en période de crues (campagnes n°5, 6, 8, 9 et 12). (a) Moyenne de toutes les campagnes de crue et (b), valeurs mesurées lors de chaque campagne. Les barres verticales représentent l’écart-type σtemps de chaque échantillon. La flèche horizontale représente la Seine dans son sens d’écoulement, les affluents et les différents sites d’échantillonnage. La position de la station Seine Aval (SAV) est représentée par une croix rose. Les sites potentiellement mal échantillonnés en période de crue sont marqués par le symbole « » sur les flèches.

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V.4.2.b. Impact des rejets de Seine Aval en période de crue

Le Tableau V.6 représente, pour chaque campagne de crue, l’estimation du Mrs des MES de la

Seine à Andrésy, avec et sans la contribution de la station SAV. Le Mrs de l’Oise n’est pas

connu pour la campagne n°12 car le site de Pontoise n’a pas été échantillonné. Les résultats des calculs effectués sur les échantillons de crue sont les suivants :

- Les Mrs d’Andrésy de la campagne n°5 (montée de crue majeure/hivernale) sont

surestimés dans les deux cas : 4,11 avec et 4,15 nAm²/mg sans SAV contre un Mrs

mesuré de 2,32 nAm²/mg. Les contributions de la Seine, de l’Oise et de SAV ne suffisent pas à expliquer la diminution de la concentration de magnétites dans les MES de la Seine Nous pouvons toutefois noter que les résultats avec et sans SAV sont très proches (ΔMrs = 0,04 nAm²/mg). Nous pouvons donc a priori considérer que lors de la

montée de crue hivernale de 2012, l’impact de SAV sur la Seine est, dans tous les cas, négligeable.

- Les Mrs calculés pour la campagne n°6 (fin de la crue hivernale) sont surestimés dans

les deux cas par rapport aux mesures (1,98 nAm²/mg) : 2,44 nAm²/mg avec la contribution de SAV et 2,56 nAm²/mg sans SAV.

- Les Mrs calculés de la campagne n°8 (montée de la crue mineure/printanière) sont

surestimés dans les deux cas par rapport aux mesures (2,56 nAm²/mg) : 2,94 nAm²/mg avec la contribution de SAV et 3,03 nAm²/mg sans SAV.

- Les Mrs calculés de la campagne n°9 (fin de la crue printanière) sont surestimés dans

les deux cas par rapport aux mesures (2,69 nAm²/mg) : 3,11 nAm²/mg avec la contribution de SAV et 3,50 nAm²/mg sans SAV.

Pour résumer, le Mrs des MES d’Andrésy n’a pas pu être correctement estimé dans les 4

campagnes de crues étudiées, que ce soit en prenant en compte l’impact des rejets de SAV ou non.

Malgré ces résultats peu satisfaisants, il est intéressant de noter que l’impact théorique de SAV sur le Mrs d’Andrésy est significativement plus faible en crue (ΔMrs < 0,39 nAm²/mg

entre avec et sans la contribution SAV) qu’en étiage (ΔMrs > 0,88 nAm²/mg). Cela s’explique

par le fait qu’en crue, les rejets de SAV ne représentent au mieux qu’entre 2 et 7 % du débit de la Seine à Andrésy, sachant que les concentrations de MES varient de 20 à 150 mg/l selon la campagne. Toutefois, bien que l’impact de SAV sur les magnétites d’Andrésy soit significativement plus faible en période de crue qu’en étiage (en raison de l’augmentation des débits et flux de MES de la Seine et de l’Oise), il explique toujours dans les périodes de crue étudiées la diminution de concentration en magnétites dans les MES de la Seine à Andrésy.

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Tableau V.6: Estimation du Mrs d’Andrésy/Denouval en périodes de crues à partir des débits,

concentration de MES et Mrs de l’Oise, la station SAV et la Seine avant l’Oise et SAV. Les Mrs ont été mesurés sur l’ensemble des échantillons récupérés et fournis par le SIAAP. Les débits de la Seine et de l’Oise ont été estimés à partir des débits des stations de mesure hydrologique de la Seine. Les valeurs de concentrations de MES proviennent des mesures, calculs et références citées de Priadi (2010) pour SAV et Vilmin (2014) pour la Seine et l’Oise. Les Mrs calculés satisfaisants (égaux à Mrs ± ut) sont écrits en bleu et ceux non-satisfaisants en rouge.

Campagne 5 (janvier 2012) Qmoyen (m3/s) [MES] (mg/l) Mrs (nAm²/mg) ± ut

Seine 678 150 4,83 0,81

Oise 209 150 1,92 0,75

SAV 23 39 0,26 0,29

Andrésy / Denouval mesuré 2,32 0,27

Andrésy / Denouval avec SAV 4,11

Andrésy / Denouval sans SAV 4,15

Campagne 6 (février 2012) Qmoyen (m3/s) [MES] (mg/l) Mrs (nAm²/mg) ± ut

Seine 678 25 2,90 0,81

Oise 209 25 1,98 0,75

SAV 16 39 0,26 0,29

Andrésy / Denouval mesuré 1,98 0,27

Andrésy / Denouval avec SAV 2,44

Andrésy / Denouval sans SAV 2,56

Campagne 8 (mai 2012) Qmoyen (m3/s) [MES] (mg/l) Mrs (nAm²/mg) ± ut

Seine 355 50 2,84 0,81

Oise 139 50 3,53 0,75

SAV 23 39 0,26 0,29

Andrésy / Denouval mesuré 2,56 0,27

Andrésy / Denouval avec SAV 2,94

Andrésy / Denouval sans SAV 3,03

Campagne 9 (juin 2012) Qmoyen (m3/s) [MES] (mg/l) Mrs (nAm²/mg) ± ut

Seine 221 20 4,06 ± 0,81 0,81

Oise 82 25 1,96 ± 0,75 0,75

SAV 23 39 0,26 ± 0,29 0,29

Andrésy / Denouval mesuré 2,69 0,27

Andrésy / Denouval avec SAV 3,11

Andrésy / Denouval sans SAV 3,50