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Echelles limnimétriques emportée par la Loire (Orléans, 2012). © BRGM - Benjamin Francois

Développement d’un outil intégré d’aide à l’évaluation des tendances d’évolution des concentrations en polluants dans les eaux souterraines

01.09.2013
Dans le cadre de la Directive Cadre sur l’Eau, le BRGM et ses partenaires ont préparé des fiches de tendances d’évolution des concentrations en nitrates par masse d’eau et développé un outil complet de caractérisation des séries temporelles et d’identification des tendances d’évolution des contaminants dans les eaux souterraines.

La Directive Cadre sur l’Eau (DCE) impose aux États membres de caractériser le niveau de la contamination des eaux souterraines et aussi d’étudier les tendances d’évolution des concentrations des polluants. Les méthodes disponibles pour le calcul des tendances ont été discutées et testées lors de travaux précédents réalisés par le BRGM en 2010 et 2011.

En 2012, il a été préparé des fiches de tendances d’évolution des concentrations en nitrates par masse d’eau et développé un outil complet de caractérisation des séries temporelles et d’identification des tendances d’évolution des contaminants dans les eaux souterraines.

Contexte

Dans le cadre de la Directive Cadre sur l’Eau, l’évaluation des tendances des concentrations de polluants dans les eaux souterraines est nécessaire dans différents exercices distincts de mise en œuvre au niveau français :

  • pour les tests "captages d’alimentation en eau potable" et "intrusion saline" de l'évaluation chimique de l'état des Masses d’Eau SOuterraine (MESO) ;
  • pour déterminer si une MESO est à risque ou pas ;
  • pour identifier les MESO ayant des tendances à la hausse significatives et durables de concentration de polluants qu'il est nécessaire d’inverser conformé-ment à l'article R.212-21-1 du Code de l'environnement ;
  • pour vérifier que les panaches de pollution au sein des MESO, en particulier ceux provenant de sources ponctuelles, ne s'étendent pas et ne dégradent pas l'état chimique de la masse d'eau.

Une première étude, menée en 2010 avec l’ONEMA, a permis de faire le point sur les méthodes statistiques d’identification des tendances des séries temporelles existantes et d'examiner leur applicabilité au domaine des eaux souterraines.

Objectifs

Les travaux réalisés durant cette nouvelle étude proposent :

  • d’aider les agences de l’eau à rendre compte des tendances d’évolution des nitrates dans les eaux souterraines ;
  • de mettre en œuvre un outil complet de caractérisation des séries temporelles et d’identification des tendances d’évolution des contaminants dans les eaux souterraines.

Programme des travaux

Dans un premier temps, les tendances d’évolution des nitrates dans les eaux souterraines ont été calculées automatiquement.

Dans un deuxième temps, un outil complet de caractérisation des séries temporelles et d’identification des tendances d’évolution des contaminants dans les eaux souterraines a été développé à l’aide du langage de programmation "R" dans la perspective d’être ensuite intégré au SEEE (Système d’Evaluation de l’Etat Ecologique).

Présentation de la fiche "Tendance d’évolution des concentrations en nitrates dans les eaux souterraines" pour la masse d’eau AG001 de la craie de l’Audomarois

Présentation de la fiche "Tendance d’évolution des concentrations en nitrates dans les eaux souterraines" pour la masse d’eau AG001 de la craie de l’Audomarois.

Télécharger la fiche au format pdf

Résultats

Les fiches "Tendance d’évolution des concentrations en nitrates dans les eaux souterraines par masse d’eau" sont  proposées  au format PDF et comportent :

  • une carte avec le résultat du test statistique Mann-Kendall aux points de la masse d'eau (code couleur en fonction de la pente) ;
  • le résultat de la méthode "généralisation" selon la DCE ;
  • le test statistique Kendall régional à l'échelle de la MESO ;
  • un indice de confiance de l'évaluation (probabilité d'erreur dans la définition de la pente).

L’outil de caractérisation des séries temporelles et d’identification des tendances d’évolution des contaminants dans les eaux souterraines permet de traiter une ou plusieurs chroniques de qualité.

Un premier module permet d’extraire les principales caractéristiques des chroniques (moyenne, écart-type, fréquence de quantification, etc).

Un deuxième module permet d’appliquer des tests statistiques de tendance et de rupture sur des chroniques.

Les autres modules permettent des analyses plus fines de tout ou partie des chroniques :

  • Test de tendance saisonnier qui permet de rechercher des tendances dans des chroniques présentant des cycles saisonniers ;
  • Test régional qui permet de traiter des ensembles de chroniques ;
  • Ré-échantillonnage qui permet d’extraire d’une chronique les analyses effectuées avec une périodicité particulière.

Ces modules peuvent être mis en œuvre indépendamment.

PARTENAIRES

  • ONEMA,
  • MEDDE
BRGM - 3 avenue Claude-Guillemin - BP 36009 45060 Orléans Cedex 2 - France Tél. : +33 (0)2 38 64 34 34