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Délimitation de zones d'action pertinentes pour la protection des captages d'eau potable vis-à-vis de la contamination nitrique. Nouvelle utilisation de la chaîne de modélisation STICS-MODCOU

Délimitation de zones d'action pertinentes pour la protection des captages d'eau potable vis-à-vis de la contamination nitrique. Nouvelle utilisation de la chaîne de modélisation STICS-MODCOU

L'élaboration d'un programme de mesures destiné à protéger un captage d'eau potable de la pollution nitrique est complexe car un certain nombre de questions (zone géographique concernée, efficacité sur la qualité de l'eau...) se pose au gestionnaires. Dans ce contexte, l'utilisation d'outils de modélisation est intéressante car elle permet de répondre à certaines problématiques (provenance de la pollution, délai de réactivité aux ouvrages, évaluation qualitative...) et de cibler les zones les plus pertinentes où mener des actions. Cette étude s'inscrit dans le cadre de l'étude BAC des captages prioritaires de la Fosse de Melun (Grenelle) et de la basse vallée de l'Yerres (SDAGE Seine-Normandie). Ces champs captants prélèvent dans la nappe des calcaires de Champigny, une ressource considérée comme stratégique pour l'alimentation en eau potable de l'Île de France. Au vu de la superficie de leurs bassins d'alimentation de captages (BAC > à 1000 km2), nous avons choisi d'utiliser la chaîne de modélisation STICS-MODCOU pour simuler, à l'échelle régionale, le transfert des nitrates résultant des pratiques agricoles à travers l'hydrosystème. Dans le cas de la modélisation régionale réalisée (3648 km2), le modèle MODCOU permet de simuler la plupart des singularités de l'hydrosystème (infiltrations par les rivières, gouffres en plateaux, débits issus des stations d'épurations). Son application entre 1971 et 2011 a pu mettre en évidence l'importance des échanges nappes-rivières dans le fonctionnement de la nappe et particulièrement sur les BAC, où l'infiltration des rivières représente en moyenne plus de la moitié de la recharge. Pour prendre en compte ces échanges dans la modélisation de la contamination nitrique, un module évaluant les concentrations des nitrates en rivières par bassin versant a été développé dans STICS-MODCOU. Grâce à cette méthodologie et à la reconstitution des pratiques agricoles de ces quarante dernières années, l'évolution de la contamination nitrique a pu être reproduite du passé à l'actuel pour les trois principales nappes. Les scénarios agricoles prospectifs (laisser faire, réduction des intrants, cultures intermédiaires pièges à nitrates (CIPAN)) appliqués sur l'ensemble des terres agricoles modélisées, montrent que seule la mise en place de CIPAN en interculture est susceptible de diminuer notablement les teneurs en nitrates au niveau des captages prioritaires et dans les aquifères. Pour améliorer l'efficacité du programme de mesures, nous avons choisi de cibler des zones pertinentes d'actions en se basant sur la phénoménologie des transferts hydriques. Une méthodologie spécifique a donc été développée en utilisant les modèles précédents. On considère qu'une zone en surface est pertinente si celle-ci contribue à l'alimentation en eau du captage et si la durée de transfert entre le sol et l'ouvrage est inférieure au délai d'efficacité fixé par le programme. La part de contribution de chaque zone en surface à l'alimentation des captages prioritaires en période humide et sèche est estimée au moyen de la modélisation du transport d'un soluté conservatif en régime permanent. La méthodologie développée permet de localiser et de quantifier la contribution de chaque zone ainsi que l'origine de la recharge (percolation de la pluie météorique, infiltrations par les rivières). De la même manière, l'inertie du système est évaluée en régime transitoire pour les zones contributives aux captages prioritaires en calculant des temps de transfert caractéristiques (T25, T50, T75) entre la surface du sol et les ouvrages. Ainsi, en considérant comme un des objectifs du programme d'actions d'atteindre le bon état écologique des eaux (fixé par le SDAGE à l'horizon 2027 pour cette nappe), le croisement des résultats (contribution, T50) conduit à définir une superficie pertinente cumulée pour les deux zones de captages (Fosse de Melun et Basse vallée de l'Yerres) de 326 km2. La réalisation de scénarios agricoles prospectifs (réduction des intrants, CIPAN) appliquée cette fois-ci uniquement sur les terres agricoles incluses dans les zones pertinentes d'actions permet d'évaluer plus précisément l'impact des pratiques, menées sur ces surfaces, sur les concentrations en nitrates aux captages prioritaires. Au final, la zone prioritaire d'action choisie par le comité de pilotage de l'étude BAC a été délimitée en se basant sur la superficie des zones qui contribuent à alimenter à 90% en eau les captages prioritaires. Ramenée à l'échelle communale, elle intègre aussi les zones où les mesures agro-environnementales sont déjà en vigueur sur le BAC. En perspective, ces outils de modélisation seront utilisés pour évaluer l'impact de nouveau scénarios de pratiques agricoles définis par le comité de pilotage sur la qualité de l'eau aux captages prioritaires.

Informations supplémentaires
Type: 
Etude
Créateur: 
Bellier, Sandra
Viennot, Pascal
Schott, Céline
Date de création: 
01/01/2014
Format: 
application/pdf
Sources: 
Colloque annuel du programme PIREN-Seine. 2014; Colloque 2014 du PIREN-SEINE, 38-39
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