Etat de la contamination phytosanitaire des eaux souterraines de la région Midi- Pyrénées Campagnes de prélèvement

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1 Etat de la contamination phytosanitaire des eaux souterraines de la région Midi- Pyrénées Campagnes de prélèvement Rapport intermédiaire Campagne n 1 BRGM/RP FR Août 2004

2 Etat de la contamination phytosanitaire des eaux souterraines de la région Midi- Pyrénées Campagnes de prélèvement Rapport intermédiaire Campagne n 1 BRGM/RP Août 2004 Étude réalisée dans le cadre des opérations de Service public du BRGM PSP04MPY19 M. Ghyselinck Avec la collaboration de E. Poux

3 Mots clés : prélèvements, phytosanitaires, eaux souterraines, analyses, pompage, métrologie, hydrogéologie, aquifères, qualité de l eau En bibliographie, ce rapport sera cité de la façon suivante : GHYSELINCK M., 2004 Etat de la contamination phytosanitaire des eaux souterraines de la région Midi-Pyrénées Campagnes de prélèvements : Rapport intermédiaire Campagne n 1. Rapport BRGM/RP-, 22p, 4 fig, 4 tabl, 4 annexes. BRGM, 2003, ce document ne peut être reproduit en totalité ou en partie sans l autorisation expresse du BRGM. 2

4 Synthèse La première campagne de prélèvements du réseau d observation des produits phytosanitaires dans les eaux souterraines s est déroulée du 5 au 22 juillet Sur les 77 points réseau, seule la source des Peupliers (point n 148-1) n a pas pu faire l objet d un prélèvement, faute d écoulements à cette période de l année. Au total, 44 pompages ont été réalisés lors des prélèvements, dont 19 effectués avec une pompe mobile de 2 m 3 /h pendant une durée de 45 minutes. La plupart des prélèvements en sources ont été réalisés à l aide d une pompe Amazone, placée au droit de l écoulement principal. Ces manipulations ont permis de garantir la représentativité des eaux prélevées. Afin de conserver les caractéristiques physico-chimiques originelles des eaux prélevées, les échantillons ont été stockés à l abri de la lumière à une température toujours inférieure à 10 C et déposés au laboratoire d analyse en fin de chaque journée. Un journal de bord des tournées réalisées, ainsi que la liste des personnes et organismes à contacter, et les fiches descriptives des 77 stations ont été rédigés, complétés et validés. La prochaine campagne de prélèvement doit être réalisée en période de basses eaux, au mois de septembre/octobre BRGM/RP FR Rapport intermédiaire 3

5 Titre du rapport Sommaire 1. Contexte Introduction Présentation du nouveau réseau d observation des produits phytosanitaires dans les eaux souterraines Organisation de la campagne de prélèvement Préparation de la phase terrain Préparation technique Contact avec les propriétaires de points Contraintes liées aux méthodes d analyse Planning de la tournée Déroulement de la campagne de prélèvement Bilan des prelevements effectues Travaux effectués lors de la tournée de terrain Conclusion BRGM/RP-XXXXX-FR Rapport final, provisoire ou intermédiaire

6 1. Contexte Cette étude a débuté en 2000 à l'initiative et avec le financement de la DIREN Midi-Pyrénées. La phase opérationnelle est pilotée depuis le départ par un groupe de travail composé de Fredec, BRGM, DIREN, DRAF/SRPV et Chambre Régionale d'agriculture, auquel est associé un comité de suivi (Agence de l'eau, UIPP, FRSEA, Chambre d'agriculture du Gers, CEMAGREF, INRA, GIS-ECOBAG). L'objectif de l'étude n'était pas d établir un diagnostic de la pollution observée, mais d'estimer, suivant une méthode établie, la probabilité que l'eau soit contaminée par les produits phytosanitaires afin d adapter le réseau de suivi de la qualité des eaux souterraines et superficielles. Cette probabilité, dénommée "aléa de pollution", résulte de la combinaison des quantités spécifiques de produits phytosanitaires épandues et de la vulnérabilité du milieu. La méthode retenue est celle d'une analyse multicritère spatialisée, au moyen d'un SIG (Système d Information Géographique). Les cartes de vulnérabilité et d aléa des Unités de Gestion sont disponibles dans le rapport : Localisation des zones à risques vis-à-vis du transfert de substances phytosanitaires vers les eaux superficielles et souterraines de Midi-Pyrénées : Méthodologie de travail et annexes de la FREDEC. Le passage de l étude à la phase opérationnelle a conduit à des regroupements d Unités de Gestion, réduisant le nombre de points de suivi des eaux souterraines et superficielles et aboutissant à la définition de : 77 points de suivi théoriques des eaux souterraines et 65 points de suivi théoriques des eaux superficielles. La FREDEC a ensuite procédé à l identification sur le terrain des points de 59 points de suivi effectifs des eaux superficielles (cf. le rapport de la FREDEC intitulé Caractérisation des points du réseau de surveillance en eau superficielle) et le BRGM a identifié 77 points de contrôle pour les eaux souterraines (Cf. Rapport BRGM RP-52862). En juin 2004, la FREDEC procédait à une première campagne de prélèvement sur les points constituant le réseau «eaux superficielles» de la région Midi-Pyrénées afin d analyser les concentrations en produits phytosanitaires. Le présent rapport traite de la campagne de prélèvement effectuée par le BRGM au mois de juillet 2004 sur les points constituant le réseau «eaux souterraine» de la région. Cette étude a été financée par la Fédération REgionale de DEfense contre les organismes nuisibles des Cultures (FREDEC). BRGM/RP FR Rapport intermédiaire 5

7 2. Introduction Suite à une contamination croissante des eaux souterraines par les produits phytosanitaires, le GRAMIP (Groupe Régional d Action de réduction des pollutions par les phytosanitaires de Midi-Pyrénées) s est doté d un outil permettant d estimer la probabilité de pollution des eaux ou «aléa de pollution». La méthode retenue passe par une analyse multicritères spatialisée réalisée à partir d entités géographiques homogènes, définies en fonction des modalités d écoulement des eaux superficielles et souterraines. L aléa de pollution a ensuite été calculé par croisement de la vulnérabilité du milieu et de la pression polluante en produits phytosanitaires. Ce travail a permis d optimiser les outils de veille avec la mise en place d un réseaux de suivi des pesticides représentatif pour les eaux superficielles et souterraines. Suit à la définition du nouveau réseau d observation, une première campagne de prélèvement a été réalisée au mois de juillet 2004 par le BRGM sur les 77 points d observation des eaux souterraines. Une seconde campagne d analyse est prévue en période de basses eaux, au mois de septembre/octobre Ce rapport présente la configuration du nouveau réseau, ainsi que l organisation de la tournée de terrain, et les techniques mises en œuvre pour prélever des échantillons représentatifs de la ressource en eau souterraine. 6 BRGM/RP FR Rapport intermédiaire

8 3. Présentation du nouveau réseau d observation des produits phytosanitaires dans les eaux souterraines Le nouveau réseau d observation des produits phytosanitaires dans les eaux souterraines comprend 77 points de suivi, dont : - 57 nouveaux points, identifiés sur le terrain par le BRGM, - 20 points issus de réseaux d observation existants. Suite à une consultation des services de l état et à une réunion de présentation du nouveau réseau à l ensemble des partenaires concernés, certains ajustement ont été proposés. Ainsi, le point 207.1, captage d eau potable situé sur la commune de Vernet et 144.1, captage AEP de la commune de PINSAGUEL (Jordanys), ont été remplacés par deux puits domestiques situés à proximité. Ces ouvrages étaient en effet réalimentés par la rivière Ariège et n était donc pas représentatifs de la qualité des eaux souterraines. Le nouveau réseau est donc constitué de 58 nouveaux points et de 19 points issus de réseaux existants. D un point de vue hydrogéologique, la répartition des points d observation est la suivante : Type de MUG (Mégas Unités de Gestion) Nombre de points de suivi k Infiltration de type karst prépondérant k + bv Karst et ruissellement pf Infiltration de type poreux prépondérant pf + bv Poreux + ruissellement Mixte La localisation des points de suivi des eaux souterraines est présentée en Figure 1 de l Annexe 1. BRGM/RP FR Rapport intermédiaire 7

9 4. Organisation de la campagne de prélèvement 4.1 PREPARATION DE LA PHASE TERRAIN Préparation technique Pour être totalement représentatifs des nappes d eau souterraine observées, les prélèvements doivent être effectués dans des eaux renouvelées, non stagnantes. Sur certains puits peu utilisés, le prélèvement doit donc être précédé d une phase de pompage, relativement longue. Il était donc nécessaire de pouvoir identifier les points nécessitant un pompage pour évaluer la durée de la campagne de prélèvement et organiser le planning de la tournée. A l aide des informations recueillies dans la base de données «RESEAU PHYTO», créée dans le cadre de la phase 7.1 et 7.2 de «l étude d optimisation du réseau d observation des produits phytosanitaires dans les eaux superficielles et souterraines de la région Midi-Pyrénées», il a été possible d identifier les types de prélèvement à réaliser et notamment de différencier : - les puits ou forages non équipés et peu utilisés, nécessitant l amené et le repli d une pompe mobile et un temps de pompage préalable au prélèvement, - les puits ou forages équipés d une pompe mais peu utilisés. L agent chargé du prélèvement pourra réaliser un pompage avec l équipement en place avant d effectuer le prélèvement, - les puits équipés d une pompe et régulièrement utilisés. Dans ce cas, un prélèvement simple, sans pompage préalable, est réalisé en sortie de pompe, - les sources non équipées, nécessitant l utilisation d une petite pompe mobile pour effectuer les prélèvements en sortie de drain karstique (au droit des écoulements). On estime à 23, le nombre de points nécessitant un pompage avant le prélèvement d eau souterraine (cf. Figure 2 Annexe 1). Pour des eaux stagnant dans un puits, un prélèvement effectué dans les règles de l art nécessite de pomper trois fois le volume d eau stocké dans l ouvrage. A partir des informations collectées dans la phase d identification des points du réseau et notamment des données sur le diamètre du puits, sa profondeur et le niveau statique de la nappe, il a été possible d estimer les volumes d eau à extraire avant la réalisation du prélèvement. Les données sont synthétisées dans le tableau 1 de l annexe 2. 8 BRGM/RP FR Rapport intermédiaire

10 Contact avec les propriétaires de points Les coordonnées des propriétaires ou des exploitants des points d eau ont été complétées sur la base de données «RESEAU PHYTO». L ensemble de ces données ont été synthétisées dans le tableau 2 de l annexe 2. La prise de contact a été effectuée par l agent chargé des prélèvements, au fur et à mesure de l avancement de la campagne d analyse CONTRAINTES LIEES AUX METHODES D ANALYSE Les normes qualité liées aux méthodes d analyse des produits phytosanitaires imposent de garantir le délai le plus court possible entre le prélèvement et l arrivée des échantillons au laboratoire. Par ailleurs, les échantillons doivent être conservés à l abri de la lumière et rester à une température inférieure à 10 C (ou à la température de l eau lors du prélèvement). Ces conditions impliquent un stockage des flacons dans des glaciaires et un dépôt des échantillons au laboratoire en fin de chaque journée PLANNING DE LA TOURNEE L organisation du planning de la tournée a été conçu en tenant compte de plusieurs contraintes : - les contraintes liées aux méthodes d analyse : les échantillons devaient être déposés au L.D.E. 31 situé au nord de l agglomération toulousaine, chaque soir, avant 19h00,, - les méthodes de prélèvement et les temps de pompage, - les problèmes d accès sur certains points (se procurer les clés des captages d eau potable ou prendre rendez-vous avec les exploitants), - avertir les propriétaires en temps et en heure et prendre rendez-vous si nécessaire. Le planning initial prévoyait une tournée de 15 jours pleins, répartis selon la figure 3 de l annexe 1. BRGM/RP FR Rapport intermédiaire 9

11 5. Déroulement de la campagne de prélèvement 5.1. BILAN DES PRELEVEMENTS EFFECTUES La campagne de prélèvement s est déroulée du 5 au 22 juillet 2004, pour un parcours total de 6000 km environ. Le temps de prélèvement nécessaire équivaut à 21 jours travaillés. 76 points sur les 77 du réseau «eau souterraines» ont pu être prélevés, la source n 148-1, située sur la commune de Bouziès étant à sec le 20 juillet Cette source semble tarir fréquemment ; il faudra donc envisager le remplacement de ce point par une autre source située aux environs, en aval de la MUG n 148. Les points de substitution potentiels sont : la source de la Caleille (Cabrerets), la source de Bouzièsbas et la source de Pargouset. Un journal de bord indiquant les prélèvements effectués pour chaque jour de la tournée a été rédigé (cf. Tableau 3 de l annexe 2). La carte d organisation de la tournée de terrain est également présentée dans la figure 4 de l annexe 1. Le décalage existant entre le planning prévisionnel et la tournée réalisée provient essentiellement des contraintes liées à la prise de rendez-vous avec les propriétaires ou les exploitants des points d eau. L agent chargé des prélèvements a parfois été contraint de revenir sur les points, faute d avoir pu rencontrer ces personnes lors de son premier passage TRAVAUX EFFECTUES LORS DE LA TOURNEE DE TERRAIN Les prélèvements ont nécessité la réalisation de 44 pompages, dont : - 19 pompages réalisés avec une petite pompe Amazone, fonctionnant sur une batterie de 12 V avec un temps de pompage d environ 10 minutes. Cette méthode de prélèvement concerne principalement les sources karstiques dont les eaux sont constamment renouvelées ou des puits non équipés dont la configuration ne permet pas l utilisation d une pompe plus volumineuse à débit plus important, - 6 pompages réalisés avec les pompes en place, utilisées par les propriétaires des points d eau, - 19 pompages réalisés avec une pompe Grunfos (Q = 2m3/h H = 34 m), fonctionnant sur un groupe électrogène mobile. La durée des pompages est d environ 45 minutes. Le détail des méthodes de prélèvement utilisées pour chaque point est présenté dans le tableau 4 de l annexe BRGM/RP FR Rapport intermédiaire

12 Lors de chaque prélèvement, le ph, la conductivité et la température des eaux souterraines ont été mesurés in-situ. Ces résultats sont disponibles dans le tableau 4 ou dans la base de données «RESEAU PHYTO MPY», dans les fiches descriptives des points d eau. Pour chaque prélèvement, un bordereau de suivi des prélèvements comprenant des informations sur : - l identification du prélèvement, - le type d eau prélevée, - la localisation du prélèvement, - le matériel et méthodes utilisées, - les conditions météorologiques, - les conditions hydrologiques, - l identité du préleveur, - les remarques et problèmes rencontrés, a été renseigné (cf. modèle de bordereau en Annexe 3). L agent chargé des prélèvements y a également ajouté les résultats des mesures de ph, de conductivité et de température réalisées in-situ, afin que le laboratoire puisse les comparer avec ses résultats. Les échantillons ont été déposés chaque soir au Laboratoire Départemental de la Haute-Garonne, accompagnés de leur bordereau de suivi. La laboratoire a pu vérifier que la température des échantillons déposés était conforme à la norme. BRGM/RP FR Rapport intermédiaire 11

13 Conclusion Les prélèvements d eau souterraine se sont déroulés dans de bonnes conditions, du 5 au 22 juillet Seul le point n a pu être prélevé dans la mesure où la source des Peupliers était à sec durant cette période. Il faudra d ailleurs sans doute envisager de remplacer ce point par une des trois autres sources karstiques situées à proximité. Au total, 44 pompages ont été réalisés lors les prélèvements, dont 19 effectués avec une pompe mobile de 2 m 3 /h pendant une durée de 45 minutes. La plupart des prélèvements en sources ont été réalisés à l aide d une pompe Amazone, placée au droit de l écoulement principal. Un journal de bord des tournées réalisées, ainsi que la liste des personnes et organismes à contacter, et les fiches descriptives des 77 stations ont été rédigés, complétés et validés. La prochaine campagne de prélèvement doit être réalisée en période de basses eaux, au mois de septembre/octobre BRGM/RP FR Rapport intermédiaire

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15 Annexe 1 Documents cartographiques 14 BRGM/RP FR

16 Annexe 2 Tableaux BRGM/RP FR 15

17 Annexe 3 Modèle de bordereau de suivi des prélèvements 16 BRGM/RP FR

18 Centre scientifique et technique 3, avenue Claude-Guillemin BP 6009 BP Orléans Cedex 2 France Tél. : Service géologique régional Midi-Pyrénées Parc technologique du Canal 3, rue Marie Curie Bât. Aruba BP Ramonville-Saint-Agne Cedex Tél. : BRGM/RP FR 17