Libération de contaminants présents dans les sédiments de la Sélune (50)

Le barrage de Vezins. © BRGM – Ingrid Girardeau

Contexte de réalisation

Les ouvrages de production hydroélectriques se trouvent au croisement de deux enjeux : la production d'énergies renouvelables et l'amélioration de l'état des cours d'eau.

La directive cadre sur l'eau 2000/60/CE fixe un objectif de non dégradation et d'atteinte du bon état des cours d'eau d'ici à 2015. Le bon état des cours d'eau étant fondé sur l'évaluation de l'état chimique et écologique (paramètres physico-chimiques et biologiques, comme la diversité et l'abondance d'espèces animales et végétales) des cours d'eau.

Afin de préserver la biodiversité, le Grenelle de l'environnement a conclu à la nécessité de mettre en place les trames vertes et bleues, permettant d'assurer une continuité territoriale indispensable à la réalisation d'un cycle de vie complet des espèces. Suite à l’expiration de la concession EDF pour l’exploitation des chutes hydroélectriques de Vezins et de la Roche-Qui- Boit (Département de la Manche), l’Etat a décidé de procéder à l’effacement des deux barrages. Mais l’exondation de sédiments euxiniques chargés par endroits en métaux lourds et cyanures , peut constituer une source potentielle de pollution qu’il faut contrôler. Ainsi tout cycle d’exondation, après effacement de barrage, doit faire l’objet d’une évaluation de l’impact potentiel sur la qualité des eaux et du milieu naturel, en relation avec l’exposition du site aux aléas liés aux cycles climatiques, à l’érosion et à la recolonisation végétale.

Objectifs

Les études réalisées précédemment ayant mis en évidence la présence d’éléments traces métalliques (Cr, Zn, Cd, Ni, Pb essentiellement) et de cyanures dans certaines zones de la retenue, l’Agence de l’eau Seine Normandie a confié au BRGM le soin d’évaluer la potentialité de ces massifs de sédiment à devenir source de contaminants pour les eaux superficielles.

Pour ce faire, deux processus majeurs ont été visés :

• le transfert de l’eau porale des sédiments vers la rivière ;
• l’oxydation progressive des sédiments et la solubilisation des polluants.

Programme des travaux

La démarche adoptée comporte deux phases successives :

• la caractérisation de l’eau interstitielle des sédiments en espèces cyanurées, ETM et contaminants organiques grâce au prélève-ment par carottage sur toute la hauteur du dépôt de sédiment actuellement sous eau ;
•   l’étude de la mobilité des polluants  après effacement des barrages, grâce à une expérience de forçage réaliste de l’oxydation des sédiments ramenés au laboratoire.

Résultats obtenus

Douze carottes non perturbées de sédiments (114 mm et jusqu’à 3,5 m de profondeur) ont été prélevées et ramenées au laboratoire pour analyse. Les eaux interstitielles des sédiments ont été recueillies. Les analyses exhaustives (ETM, cyanures, anions et cations majeurs, carbone organique …) ont porté sur les eaux recueillies et sur les solides correspondant à la profondeur d’échantillonnage des eaux.

D’une manière générale, les analyses des échantillons montrent une faible solubilité relative des contaminants métalliques et des composés cyanurés dans l’eau interstitielle des sédiments. Ce résultat permet de conclure que les eaux d’égouttage ne seront pas une source majeure de contaminants dissous pour la rivière dans les jours qui suivront l’exondation des sédiments.

Toutefois, une fois émergés, ces derniers pourraient libérer une grande quantité de contaminants dans la rivière en un laps de temps très court (quelques semaines) en raison de la forte instabilité des phases suspectées de contrôler la spéciation des ETM en milieu oxydant. Les espèces suspectées sont peu solubles en milieu réducteur mais particulièrement instables en milieu oxydant. D’ailleurs, l’effet de l’oxydation est confirmé par l’expérience de forçage de l’oxydation des sédiments en laboratoire. Le protocole utilisé est inspiré des travaux de Piou (2005)* qui ont permis de mettre en évidence l’augmentation de la toxicité de sédiments de canaux contaminés, suite à leur mise en dépôt à proximité de leur lieu d’extraction.

La suite du travail viserait à étudier l’amplitude de la libération de contaminants suite à l’oxydation.

*Piou Stéphanie (2005) - Caractérisation des processus de vieillissement des matrices polluées : étude couplée des réponses de la toxicité et de la migration des polluants métalliques associés. 273 p. Thèse de doctorat Université de Metz

Partenaires

Agence de l’Eau Seine-Normandie (AESN).