Relations générales entre les paramètres

Dans cette section, on explore les relations générales entre les différents paramètres de la qualité de l eau. Cette approche permet d une part de dégager les relations fortes qui existent au sein des BV, et d autre part,de caractériser les stations d une manière différente en supprimant la composante quantitative de l information sur les stations.

Sur la Figure 56, on compare les matrices de corrélations des deux bassins versants par temps sec et par temps de pluie. Il existe peu de différences entre les matrices par temps sec et temps de pluie. Globalement, les relations entre les paramètres physico-chimiques et les concentrations en NO3-N et COD sont faibles. Cependant, la relation Carbone/Nitrate déjà observée dans la section 3.4.2 est très forte (r² > 0,75 ; p < 0,0001) par temps sec et par temps de pluie sur les deux BV. Les autres relations, bien que significatives, ont des

coefficients de corrélation faible. Le taux de saturation en oxygène est toujours corrélé positivement avec la présence de NO3-N et anti-corrélé avec la présence de COD, ce qui confirme les liens entre la relation Carbone/nitrate avec des réactions biologiques dans les cours d eau ou à proximité du cours d eau.

La turbidité est également toujours corrélée négativement avec NO3-N et positivement avec le COD, ce qui pourrait indiquer par temps sec qu une quantité plus importante de carbone disponible implique une turbidité plus importante. Enfin, par temps sec, la conductivité et le p( sont corrélés avec la turbidité positivement sur l )c mais négativement sur le Frémur. Une étude plus approfondie de la relation entre ces paramètres (Turbidité, conductivité et indices UV pourrait permettre d identifier la part assimilable du carbone disponible.

Figure 56 Matrices de corrélation globales sur l'Ic et le Frémur par temps sec et par temps de pluie (seules les corrélations dont p < 0,01 sont affichées. La légende des coefficients de corrélation est affichée à droite : bleu pour une corrélation positive, rouge pour une corrélation négative. Plus le symbole de corrélation est large,

moins il est significatif. Un symbole en forme de droite indique une très forte corrélation extrêmement significative)

3.5 Conclusion

L étude de l évolution temporelle des concentrations en NO3-N et COD au pas de temps d semaine sur stations sur l )c et sur le Frémur pendant l été mai à août permet de proposer une typologie des cours d eau synthétisée sur la Figure 46. Les stations sont classées en 3 groupes.

Le groupe 1 présente généralement une hausse des concentrations en NO3-N et une baisse des concentrations en COD de mai à juin et une stabilisation des concentrations en juillet et août. Ce comportement est interprété comme le résultat d une déconnexion hydrologique progressive des cours d eau avec les horizons de sols riches en carbone organique qui entraine une baisse des concentrations en COD dans la rivière. Le COD étant moins disponible, le potentiel de dénitrification décroit et les concentrations en NO3-N augmentent. Le groupe 2 présente généralement des concentrations en NO3-N qui baissent fortement et en COD qui augmentent fortement. Ce comportement est notamment interprété comme le résultat d un fort potentiel dénitrifiant de ces BV grâce à des « hots spots » de dénitrification (cf. section 1.2.1.3.2.3). Le groupe 3 est constitué de 2 stations fortement influencées par les rejets de STEP pendant l été. A ces stations, les concentrations en NO3-N diminuent pendant l été et le COD augmente, probablement grâce à un apport de carbone facilement assimilable et à la faible teneur en nitrates des rejets

Malgré leurs différences de comportement, toutes les stations, y compris les stations fortement influencées par un rejet ponctuel présentent une très bonne corrélation inverse entre les concentrations en NO3-N et en COD. Ces résultats indiquent que ces deux paramètres sont étroitement liés et que les concentrations en NO3-N pendant l été sont majoritairement contrôlées par la disponibilité en COD.

Ainsi, les actions permettant la restauration/réhabilitation de zones ayant un fort potentiel de dénitrification, notamment en aval du bassin versant, pourraient avoir un impact significatif sur les concentrations en NO3-N pendant la période estivale. L identification de la part de carbone assimilable par les microorganismes dénitrifiants à l aide de l indice AD270 pourrait aider à améliorer la reconnaissance de ces zones dans le bassin versant.

A l échelle du bassin versant, les concentrations en NO3-N par temps sec sont contrôlées par les apports successifs des affluents aux concentrations initiales du cours d eau principal source de l )c et du Frémur . L évolution temporelle est moins importante que l évolution spatiale comme on peut le voir sur la Figure 47. Ainsi, c est la typologie des stations qui

détermine principalement les concentrations en NO3-N dans les rivières pendant l été. La restauration des zones humides potentiellement dénitrifiantes dans les sous-BV, dont l efficacité est souvent questionnée16 pourrait donc être déterminante dans le cadre des actions de remédiation. A l échelle de temps interannuelle, il faut cependant rappeler que cette restauration doit s accompagner d actions permettant de limiter au maximum le lessivage des nitrates dans les eaux souterraines.

Par temps de pluie, les concentrations de toutes les formes d azote sauf les NO3-N) et de carbone ainsi que les MES et la turbidité augmentent, tandis que le pH, la température et la conductivité électrique et les concentrations en NO3-N diminuent. Les concentrations en PO4-P, PP, le taux de saturation en oxygène et le potentiel d oxydo-réduction augmentent ou diminuent en fonction de la présence ou non d une source ponctuelle dans le sous-BV. En effet, les STEP ont une influence limitée sur l export d azote par rapport aux sources diffuses, sauf en cas de dysfonctionnement important ou de bypass (ex : STEP d (enansal et ancienne STEP de Binic), mais ont une influence importante en ce qui concerne le phosphore. Ainsi, sur les sous-BV soumis à des rejets de STEP, les concentrations en P sont importantes en temps sec mais diluées par temps de pluie, tandis qu on observe l inverse dans les sous-BV exclusivement agricoles.

La contribution des formes dissoutes et particulaires reste relativement constante par temps sec et par temps de pluie (en décrue). Les formes dissoutes de N, C et P sont largement majoritaires, et on observe une très bonne corrélation entre les NO3-N et le NT (r² = 0,98) et le COD et le COT (r² =0,98). Ces relations sont observées pour toutes les stations à lexception des stations très influencées par des rejets ponctuels. On observe une corrélation un peu moins forte entre PO4-P et PT (r² = 0,97 et r² = 0,81 pour PT < 0,5 mg.L-1) dans les mêmes conditions, ce qui indique probablement linfluence des rejets de STEP, qui modifient la contribution des formes dissoutes et particulaires par rapport aux sources diffuses. Enfin, on observe sur les deux bassins versants une très forte corrélation entre le COD et les NO3-N quel que soit les stations, par temps sec et par temps de pluie. Ces deux paramètres sont également corrélés avec le taux de saturation en oxygène du cours deau, ce qui confirme que cette relation est due en partie à des transformations biologiques dans le cours d eau ou à proximité du cours d eau.

16 « L intérêt de la mise en place de diverses structures écologiques serait à mieux cerner »

Les transferts rapides : une