Dossier d enquête publique

Procédure de révision des périmètres de protection autour de la prise d'eau du Lac de la Sorme Dossier d enquête publique Pièce n 7 : Synthèse technique Mai 2018 Ver 1.1

Ce dossier a été réalisé par : Sciences Environnement Agence de Besançon Pour le compte : de la Communauté Urbaine Creusot Montceau Personnel ayant participé à l'étude : Ingénieur de projet et rédacteur : Sébastien LIBOZ Révisons du dossier : Version 1.0 de mars 2018 : Version minute initiale Version 1.1 de mai 2018 : Version définitive Sciences Environnement Agence de Besançon Dossier n : 2017 177 2

S o m m a i r e 1 Présentation du service d'alimentation en eau potable de la CUCM 5 1.1 Présentation générale 5 1.2 Volumes produits et consommés sur la CUCM 7 2 Caractéristiques de la prise d'eau du Lac de la Sorme 10 2.1 Caractéristique de la prise d'eau 10 2.2 Caractéristique de l'usine de traitement 12 2.3 Débit et volumes de prélèvement 13 3 Présentation du bassin versant du Lac de la Sorme 13 3.1 Contexte géologique et hydrogéologique 14 3.2 Contexte hydrologique 16 4 Qualité de l eau 21 4.1 Paramètres physico chimiques 21 4.2 Paramètres microbiologiques et organiques 22 4.3 Micropolluants organiques et autres substances indésirables 22 4.4 Qualité de l'eau distribuée 24 5 Vulnérabilité de la ressource et occupation du sol 24 5.1 Vulnérabilité 24 5.2 Rôle du phosphore dans le phénomène d'eutrophisation du plan d'eau 25 5.3 Occupation du sol et actions de restauration de la qualité de l eau 26 L i s t e d e s f i g u r e s Figure 1 : Le cycle de l'eau sur la CUCM... 6 Figure 2 : Plan de localisation de la prise d'eau du Lac de la Sorme... 8 Figure 3 : Principe général de fonctionnement de l'usine de potabilisation de la Sorme... 11 Figure 4 : Contexte géologique... 15 Figure 5 : Contexte hydrologique... 17 Figure 6 : Evolution du niveau d'eau dans le lac... 18 Figure 7 : Vulnérabilité des sols au transfert de polluants par ruissellement... 20 Figure 10 : Evolution des teneurs en phosphore total... 21 Figure 11 : Evolution des teneurs en pesticides... 23 Figure 8 : Répartition de l'occupation des sols dans le bassin du versant... 26 Figure 9 : Carte de synthèse de l'occupation des sols et des pressions... 27 Sciences Environnement Agence de Besançon Dossier n : 2017 177 3

La Communauté Urbaine Creusot Montceau (CUCM) qui exploite pour sa production d eau potable plusieurs prises d'eau superficielle, s'est engagée depuis 2011 à la demande de l Agence Régionale de Santé, dans une démarche de révision des périmètres de protection autour du Lac de la Sorme. Cette importante ressource en eau couvre plus de la moitié des besoins en eau de la CUCM. Après sa création au début des années 1970, plusieurs actions ont été conduites dans le plan d'eau et sur son bassin versant pour gérer au mieux les pollutions superficielles responsables d'épisodes récurrents d'eutrophisation, apparus au cours des années 1980. Compte tenu des flux encore importants en nutriments et notamment en phosphore, la qualité générale du plan d'eau est encore fréquemment mise à mal et un nouveau programme d'action est en cours d'élaboration à l'échelle du bassin versant dans le cadre d'une démarche d'étude d'aire d'alimentation de Captage. Le lac de la Sorme bénéficie d une protection mais très ancienne et insuffisante (arrêté préfectoral du 9 janvier 1975) et la révision de cette procédure s impose et constitue l objet de ce dossier d enquête publique. La CUCM a mandaté le groupement des bureaux d'études CPFG Horizon Centre Est et CESAME pour la réalisation des études suivantes : Etudes préalables à la nomination de l'hydrogéologue agréé Réalisation de l'étude d'incidence des prélèvements au titre du Code de l'environnement Etude du Bassin d'alimentation du Captage (BAC) de la Sorme ayant pour finalité l'élaboration d'un programme d'actions de lutte contre les pollutions d'origine diffuse à l'échelle de l'ensemble du bassin versant de la retenue. L'ensemble du contenu de ces études étant pour partie redondant, pour simplifier la lecture et la compréhension des éléments techniques du dossier d'enquête publique, la CUCM en lien avec les services de l'ars, a souhaité présenter ces documents sous la forme d'une synthèse technique. Sciences Environnement Agence de Besançon Dossier n : 2017 177 4

1 Présentation du service d'alimentation en eau potable de la CUCM 1.1 Présentation générale La Communauté Urbaine Creusot Montceau regroupe actuellement 34 communes et compte environ 96 000 habitants. La CUCM dispose de la compétence relative à la production et la distribution d'eau potable pour 28 communes totalisant près de 93 000 habitants soit environ 45 000 abonnés. Liste des communes adhérentes à la CUCM Nom Population Nom Population Blanzy 6347 Saint Eusèbe 1180 Charmoy 253 Saint Firmin 874 Ciry le Noble 2301 Saint Julien sur Dheune 239 Écuisses 1626 Saint Laurent d'andenay 1028 Génelard 1363 Saint Pierre de Varennes 846 Gourdon 921 Saint Sernin du Bois 1885 Le Breuil 3570 Saint Symphorien de Marmagne 848 Le Creusot 21887 Saint Micaud 274 Les Bizots 465 Saint Vallier 8734 Marigny 151 Sanvignes les Mines 4414 Marmagne 1240 Torcy 3046 Montceau les Mines 18772 Essertenne 468 Montcenis 2182 Mary 232 Montchanin 5178 Mont Saint Vincent 334 Morey 207 Perreuil 543 Perrecy les Forges 1660 Pouilloux 1013 Saint Berain sous Sanvignes 1094 Saint Romain sous Gourdon 467 en bleu : compétence eau assainissement CUCM Le territoire de la CUCM est alimenté par un système de ressources en eau complexe, toutes d'origine superficielle, composé de : Retenues : o de la Sorme (Blanzy), o de Saint Sernin (Saint Sernin du Bois), o du Martinet (Antully), o du Haut Rançon (Antully), o de la Noue (Antully) Prises d eau sur cours d eau : o sur les ruisseaux : la Louvetière, Vernes de Lyre, Chevannes, et Montmaison (Broye), o sur le ruisseau du Rançon à Pont d' Ajoux et Haut Rançon (Marmagne). Sciences Environnement Agence de Besançon Dossier n : 2017 177 5

Vers SMEMAC Achat d eau au SMEMAC Saint Pierre de Varennes, Saint Firmin, Saint Sernin du Bois Achat d eau à la commune de Broye Vente à la commune D Uchon Achat d eau au Syndicat Guye et Dheune Saint Julien sur Dheune Vers abonnés CCM sur la commune de Saint Eugène Achat et Vente d eau au Syndicat de la Guye Marigny et Gourdon Vente d eau à la commune de Palinges pour les abonnés du «Minerai» Le Syndicat des Eaux de l Arconce assure le service eau potable à Pouilloux Achat d eau Au Syndicat du Charolais Ciry le Noble et Génelard Achat d eau Au Syndicat de l Arconce Pouilloux et Génelard Figure 1 : Le cycle de l'eau sur la CUCM (Source RPQS) Sciences Environnement Agence de Besançon Dossier n : 2017 177 6

La transformation en eau potable de ces différents points d'eau est assurée par 2 stations de production : L usine d eau potable de la Sorme d'une capacité de 20 000 m 3 /j, alimentée par le lac de la Sorme. L usine d eau potable de la Couronne d'une capacité de 10 000 m 3 /j, alimentée par les ressources Nord, et une partie de l année par le lac de la Sorme (complément). La partie sud du territoire est alimentée par le lac de la Sorme, via l usine de la Sorme. Ce lac constitue ainsi la ressource principale de la CUCM. Notons également qu'une partie des eaux brutes produites par les différentes ressources est vendue sans traitement pour couvrir les besoins en eau brute des industries présentes sur le secteur. 1.2 Volumes produits et consommés sur la CUCM Les volumes mis en jeu pour l'alimentation en eau potable des communes de la CUCM sont présentés dans le tableau de la page suivante. A l'image de la relative stabilité de la population observée depuis ces 10 à 20 dernières années, les volumes prélevés, produits et consommés en matière d eau potable apparaissent relativement stables, respectivement compris entre : volumes prélevés : 6,3 à 6,7 millions de mètres cubes volume produits : 5,5 à 5,7 millions de mètres cubes volume consommés : 4à 4,4 millions de mètres cubes. Le Lac de la Sorme assure environ 60 % des volumes prélevés et produits par la CUCM pour satisfaire ses besoins en eau potable. Les volumes importés (6 % de la production) correspondent principalement à l'alimentation des communes (ou partie de communes) adhérentes non connectés au réseau de distribution de la CUCM, à savoir : Marmagne, Saint Firmin, Saint Pierre de Varennes, St Sernin du Bois par le SME Morvan Autunois Couchois. Saint Julien sur Dheune (pour partie) par le SIE Guye et Dheune. Ciry le Noble (pour partie) par le SIE de l'arconce. Génelard et une partie de Ciry le Noble par le SIE du Charolais. Gourdon et Marigny par le SIE de la Guye. Notons également que près de 20 % des volumes facturés par la CUCM couvrent des besoins non domestiques. Sciences Environnement Agence de Besançon Dossier n : 2017 177 7

Figure 2 : Plan de localisation de la prise d'eau du Lac de la Sorme Sciences Environnement Agence de Besançon Dossier n : 2017 177 8

Volumes d'eau produits et consommés par la CUCM (source RPQS 2017) en m3/an 2015 2016 Volumes prélévés par la CUCM Couronne (mélange captages nord) 2 474 217 2 693 320 Marolle (mélange captages nord) 130 684 0 Sorme (lac de la Sorme) 3 727 238 3 984 690 Sources de Saint Symphorien 15 755 0 Total 6 347 894 6 678 010 Volumes produits par la CUCM Couronne 1 887 047 2 208 525 Marolle 42 379 0 Sorme 3 422 042 3 506 527 Sources de Saint Symphorien 15 755 0 Total 5 367 223 5 715 052 Volumes importés par la CUCM SME Morvan Autunois Couchois 264 222 302 472 SIE Guye et Dheune 3 170 3 610 SIE de l Arconce 645 640 SIE du Charolais 18 801 14 480 SIE de la Guye 100 669 92 705 Total 387 507 413 907 Volumes Exportés par la CUCM Palinges et Uchon 8 968 8 451 SIE de la Guye 18 251 14 937 Total 27 219 23 388 Volumes vendus par la CUCM Volumes facturés aux abonnés 4 183 443 4 200 096 abonnés domestiques 3 216 331 3 454 766 abonnés non domestiques 967 112 745 330 Total 4 183 443 4 200 096 Le rendement du réseau de distribution était de 74,5 % en 2016 et apparaît en légère diminution par rapport à celui calculé en 2015 (77,8 %). Sa valeur oscille depuis une dizaine d'années entre 74 et 79 %, les variations étant également imputables à l'importance des casses et fuites rencontrées selon les années. La mise en place d'un programme de sectorisation en 2017 devrait permettre une détection et une réfection plus rapide des fuites qui devrait permettre d'accroitre le rendement dans les années à venir. Ce rendement est légèrement supérieur à la moyenne de ceux observés à l'échelle du département de Saône et Loire (75 %). Sciences Environnement Agence de Besançon Dossier n : 2017 177 9

2 Caractéristiques de la prise d'eau du Lac de la Sorme 2.1 Caractéristique de la prise d'eau Le Lac de la Sorme se situe au Sud ouest du Creusot et au Nord de Montceau les Mines. Le plan d eau de la Sorme a été mis en eau en 1970 avec pour objectifs : de constituer une réserve pour l alimentation en eau potable de l agglomération de Montceau les Mines ; d'approvisionner en eau industrielle les entreprises du secteur ; d'écrêter les crues de la Sorme. La retenue, composée d'une digue en terre compactée de 13 m de hauteur et d'environ 500 m de longueur, est située sur le territoire de la commune de Blanzy. Le plan d'eau couvre une superficie de l'ordre de 230 ha (à retenue pleine) et présente une profondeur moyenne de 4 à 5 m (10 m près de la retenue). En période normale, le niveau du plan d'eau est maintenu à la côte 296,76 m NGF qui correspond à un volume de retenue de l'ordre de 10 millions de mètres cubes d'eau. Depuis les nouvelles consignes de gestion du niveau de 2007, puis de 2014, le marnage du plan d'eau fluctue en moyenne autour de 1 m mais peut être sensiblement plus important en période de sècheresse (par exemple en 2015 : baisse de 2 m). En 2003, un abaissement du plan d'eau de 3,11 m a été observé, mais les modalités de gestion étaient différentes et la baisse du plan d eau aurait probablement été différente avec les consignes de gestion actuelles (cf. figure 6). La prise d'eau de la CUCM est implantée en rive gauche du Lac à proximité immédiate de la retenue. Elle est équipée de deux conduites de 700 mm connectées à 4 vannes de prise étagées entre 289,5 et 294,5 m NGF ortho. qui assurent la dérivation de l'eau en fonction de la demande en direction de la station de pompage située à l aval du barrage. A sa base, la prise d'eau est munie d'une conduite de vidange de 1000 mm de diamètre, qui permet d assurer le débit réservé pour alimenter la rivière en aval. Ses caractéristiques géographiques sont résumées dans le tableau suivant : Captage Commune N de parcelle Prise d'eau du Lac de la Sorme Coordonnées Lambert 93 x y Z m Blanzy 487 section G 803 614 6 625 056 297,26 Sciences Environnement Agence de Besançon Dossier n : 2017 177 10

Figure 3 : Principe général de fonctionnement de l'usine de potabilisation de la Sorme Sciences Environnement Agence de Besançon Dossier n : 2017 177 11

L'aménagement de la prise d'eau est complété par 4 lignes d aération alimentées par un compresseur d'air débitant jusqu'à 1 000 m 3 /h. Elles ont été mises en place aux points de confluence des deux branches principales du Lac en 1993, afin de limiter les conséquences de l eutrophisation du lac en période estivale et ainsi permettre de conserver un taux d oxygène dissous suffisant, assurant notamment une réduction significative du fer, du manganèse et de l ammonium. A noter que la ligne d'aération située en périphérie de la prise n'est jamais utilisée en raison de la turbidité qu'elle génère lors de sa mise en fonctionnement. 2.2 Caractéristique de l'usine de traitement L'usine de potabilisation de la Sorme dispose d'un débit nominal de 1 000 m 3 /h. En période normale, elle fonctionne en moyenne de 12 à 15 heures par jour à un débit compris entre 500 et 750 m 3 /h. L'eau dérivée depuis la prise d'eau, rejoint une double bâche d'eau brute d'une capacité de 400 et 200 m 3. La réserve la plus importante est utilisée pour le refoulement de l'eau non traitée en direction de la station de la Couronne et la zone industriel de la Fiole. La bâche de 200 m 3, constitue quant à elle le point de départ de la filière de traitement qui assure : une clarification de l'eau par décantation et floculation une reminéralisation de l'eau à la chaux contrôlée par injection de CO 2 une élimination du fer et manganèse biologique sur filtre à sable une oxydation des composées organiques par ozonation une filtration du charbon actif en grain pour l'élimination des micropolluants organiques une désinfection au chlore avant stockage dans les bâches d'eau traitée. La filière de traitement et les process de fonctionnement et de contrôle sont autorisés par l'arrêté préfectoral n 07 4750 du 20 décembre 2007 qui autorise la CUCM à distribuer de l'eau destinée à la consommation humaine ainsi que son traitement avant distribution. Sciences Environnement Agence de Besançon Dossier n : 2017 177 12

2.3 Débit et volumes de prélèvement Les prélèvements d'eau dans le Lac de la Sorme ont fait l'objet d'une d'autorisation de prélèvement en 1972, via un arrêté préfectoral abrogé par erreur par l arrêté de classement du barrage de la Sorme au titre de la sécurité publique. Les volumes autorisés étaient les suivants : 3 700 000 m 3 /an pour les besoins en eau potable de la CUCM. 5 250 000 m 3 /an pour les besoins en eau industrielle sur la CUCM. 1 500 000 m 3 /an entre 1971 et 1978 ramené progressivement à 0 m 3 /an en 1996 pour les besoins des Houillères du Bassin Centre Midi. Le prélèvement doit donc être régularisé au titre du Code de l environnement, en tenant compte des besoins actuels, en situation normale comme de crise : 1 530 m 3 /h : capacité maximale de traitement de la station de pompage de la Sorme (1000 m 3 /h) + refoulement vers l usine de la Couronne (480 m 3 /h) + fourniture eau brute aux industriels (50 m 3 /h) ; 33 000 m 3 /j : débit maximal de traitement durant 20 heures (20 000 m 3 /j) + refoulement eau brute vers l usine de la Couronne (12 000 m 3 /j) + fourniture eau brute aux industriels (1200 m 3 /j) ; 6 600 000 m 3 /an : indisponibilité prolongée des ressources nord de la CUCM (alimentation de toute la CUCM par la Sorme soit 6 400 000 m 3 /an en considérant une consommation identique à aujourd hui) + fourniture eau brute aux industriels (200 000 m 3 /an). 3 Présentation du bassin versant du Lac de la Sorme Le bassin versant du lac de la Sorme couvre une superficie de 62,6 km 2 et concerne essentiellement 5 communes de la CUCM : Blanzy, Charmoy, Les Bizots, Montcenis, Saint Berain sous Sanvignes. Sciences Environnement Agence de Besançon Dossier n : 2017 177 13

Il intègre également une petite partie des territoires des communes appartenant à la Communauté de Communes du Grand Autunois Morvan, situées sur le versant sud des contreforts granitiques dominant le bassin Houiller : Saint Eugène, La Tagnière, Uchon. 3.1 Contexte géologique et hydrogéologique La retenue du Lac de la Sorme est implantée en bordure du Bassin Houiller de Montceau les Mines qui est principalement constitué de formations détritiques d'âge Primaire (grès, schiste, conglomérat, arkose,...). La limite nord du bassin versant du lac s'étend également sur les niveaux granitiques du Massif du Morvan. Au niveau structural, les terrains sont affectés par 2 grandes directions de fractures : NE SO : direction principale de l'axe d'effondrement du bassin houiller ; NNW SSE : direction secondaire liée aux mouvements alpins et soulignée par les axes d'écoulement des cours d'eau. D'un point de vue hydrogéologique, les formations détritiques du Primaire, sont plutôt considérées comme imperméables même si localement certains niveaux peuvent constituer des petits aquifères souvent discontinus et d'extension limitée. A l'image des circulations visibles dans les niveaux d'altération du massif granitique, ceux des grès ou des conglomérats peuvent également donner naissance à des sources au débit généralement assez limité. Les alluvions récentes de la Sorme à l'amont de la retenue sont également susceptibles de renfermer une petite nappe aquifère à l'extension et au potentiel probablement très limités. Ainsi, les sources identifiables sont relativement rares sur le bassin versant du Lac de la Sorme, les plus importantes étant celles à l'origine des principaux affluents du plan d'eau. Il s'agit préférentiellement de mouillères de bas de versant situées dans les dépressions topographiques qui sont alimentées par des accumulations d'eau sur le substrat imperméable pouvant être soutenues par de zone de sources. Citons également les anciennes sources captées pour l'alimentation en eau de Charmoy jusqu'en 2014 (la commune étant alimentée depuis son adhésion à la CUCM par l usine de la Sorme) qui prennent naissance dans les niveaux de grès grossiers du Saxonien au pied des contreforts granitiques morvandiaux. Sciences Environnement Agence de Besançon Dossier n : 2017 177 14

Figure 4 : Contexte géologique Sciences Environnement Agence de Besançon Dossier n : 2017 177 15

3.2 Contexte hydrologique Le plan d eau s étend sur une superficie de 230 hectares et est séparé en deux branches : la branche ouest (branche des Poisses) comportant les queues des Poisses et de Dornans ; la branche est (branche de la Sorme) comportant les queues de Charmoy et des Carrés. Les queues sont des retenues séparées du plan d eau principal par des digues permettant le passage de la circulation automobile (D980, D102 et voies communales). Elles alimentent le plan d eau par le biais de buses métalliques de 3 à 5 m de diamètre environ. Le réseau hydrographique est très ramifié et cinq principaux cours d eau alimentent la retenue par le biais des queues de retenues : La rivière de la Sorme qui alimente la queue de Charmoy ; Le ruisseau de Theurot qui alimente également la queue de Charmoy ; Le ruisseau de Bise qui alimente la queue des Carrés ; Le ruisseau de la Valette qui alimente la queue des Poisses ; Le ruisseau de Dornans qui alimente la queue de Dornans. Le tableau suivant présente les débits moyens estimés de chacun des affluents du plan d'eau. Débit moyen estimé sur chaque affluent (source CESAME) Superficie BV (km 2 ) Module (l/s) Module calculé (l/s) (*) Sorme 24 212 218 Theurot 12 107 109 Bise 57 50 52 R. des Bourgeois 13 12 12 Valotte 48 42 44 Autre 2 18 18 Ru de Dornans 28 25 25 Total affluents 526 466 478 Sorme au barrage 626 554 570 (*) sur base d'un débit spécifique moyen interannuel de 9,1 l/s/km 2 Sciences Environnement Agence de Besançon Dossier n : 2017 177 16

Figure 5 : Contexte hydrologique Sciences Environnement Agence de Besançon Dossier n : 2017 177 17

On constate que la Sorme et le Theurot qui alimentent la queue de Charmoy sont les plus contributifs (58 % de l'alimentation). Le débit moyen interannuel du plan d eau au niveau du barrage est de l ordre de 555 l/s avec un fort écart entre basses eaux (de l'ordre de 20 l/s) et hautes eaux (1 860 l/s). Du fait de la nature de formation en présence favorisant le drainage rapide des eaux de précipitations vers les cours d'eau, les écoulements en période de crues et de fortes précipitations sont importants. Ces cours d eau subissent également fréquemment des réajustements morphologiques intenses qui peuvent conduire à une accumulation d un stock de sédiments et d éléments associés (phosphore) dans leur lit en période d étiage. Le débit d'étiage parvenant au Lac de la Sorme serait de l'ordre de 61,5 l/s. Le débit réservé de la Sorme à l'aval de la retenue était fixé par l arrêté de prescriptions complémentaires de mai 2007 à 70 l/s pour assurer le maintien de l'état écologique de la rivière. Comme pour les volumes prélevés, il s agit de régulariser administrativement ce débit réservé. L'arrêté préfectoral du 8 janvier 2014 fixe les consignes pour la gestion du barrage qui sont résumées dans le graphique de la figure suivante, présentant ces consignes de niveau et l'évolution du niveau d'eau lors des années récentes et au cours d années sèches remarquables (notamment 2003 et 2005, avant l application des nouvelles consignes) 298,00 Barrage de la Sorme déversement à partir de cote 297,26 m NGF 297,00 296,00 295,00 294,00 293,00 292,00 cote mesurée 2017 cote mesurée 2016 cote mesurée 2015 cote mesurée 2014 cote consigne (arrêté préf. 2014) cote mesurée 2013 cote mesurée 2012 cote mesurée 2011 cote mesurée 2005 côte mesurée 2003 291,00 2-janv. 30-janv. 27-févr. 27-mars 24-avr. 22-mai 19-juin 17-juil. 14-août 11-sept. 9-oct. 6-nov. 4-déc. 1-janv. Figure 6 : Evolution du niveau d'eau dans le lac (source CUCM) On constate qu'en règle générale, les niveaux d eau commencent à diminuer à partir du 15 juin et que les niveaux les plus bas sont observés en novembre. La cote minimale de la retenue est généralement comprise entre 296 et 296,5m NGF. Sciences Environnement Agence de Besançon Dossier n : 2017 177 18

L'épaisseur des sédiments reste globalement peu importante (0,5 à 0,8 m en moyenne) et les principales zones d'accumulation se limitent aux parties amont des queues de retenue (apport par les affluents) et à l embouchure de cours d eaux temporaires. Le volume utile (réserve en eau) de la retenue n est pas menacé, et reste très proche du volume lors de la mise en eau. Epaisseur des sédiments dans la retenue (source CESAME) Profondeur max. (m) Epaisseur max. (m) Retenue 9,7 0,8 Queue de Dornans 5,0 0,5 Queue des Poisses 5,8 0,5 Queue de Charmoy 4,4 0,5 Queue des Carrés 5,2 0,6 L'estimation du temps de séjour théorique moyen de l'eau dans la retenue (par simple différence entre les débits entrant et les débits sortant) donne une valeur de l'ordre de 260 jours. Des mesures courantologiques indiquent néanmoins une possibilité de temps de transfert minimum au droit des veines fluides les plus rapides de 2 à 4 h. Sciences Environnement Agence de Besançon Dossier n : 2017 177 19

Figure 7 : Vulnérabilité des sols au transfert de polluants par ruissellement Sciences Environnement Agence de Besançon Dossier n : 2017 177 20

4 Qualité de l eau 4.1 Paramètres physico chimiques L'eau dérivée du Lac de la Sorme au niveau de la prise d'eau est très légèrement acide et relativement peu minéralisée, ce qui lui confère les caractéristiques d'une eau très douce. La turbidité de l'eau prélevée est relativement variable et oscille entre 3 et 20 NFU. Elle peut ponctuellement atteindre des valeurs supérieures à 30 NFU et est généralement plus importante en fin de période d'étiage. A l'image de la température de l'eau la qualité physico chimique de l'eau évolue fortement en fonction de la saison. Celle varie entre 3 et 25 C Les teneurs en oxygène dissous présentent également des fluctuations saisonnières et décroissent notablement en période estivale. Cet appauvrissement en oxygène dissous favorise la solubilisation du fer et du manganèse dont les teneurs varient de façon importante, mais également la libération de phosphore, responsable des épisodes de blooms de cyanobactéries. La mise en œuvre des lignes d'aération permet une légère augmentation de niveau en oxygène dissous dans l'eau qui limite les teneurs en fer et manganèse dissous. Du point de vue des paramètres azotés, les teneurs en nitrates restent généralement faibles (< à 10 mg/l) et présentent des importantes variations saisonnières qui sont inversement corrélées à celles de teneurs en nitrites et surtout en ammonium qui témoignent également des conditions réductrices dans le plan d'eau en période estivale. Dans l'eau brute, les teneurs en phosphores (phosphore total et orthophosphates) restent également dans des niveaux limités, tout à fait compatibles avec la production d'eau potable, les limites de qualité pour l'eau brute étant relativement élevées. 04/05/2016 14/11/2016 05/09/2017 20/01/2017 Figure 8 : Evolution des teneurs en phosphore total (mg/l) Néanmoins, la présence de phosphore peut engendrer des développements algaires importants, eux même à la source d une augmentation problématique de la matière organique, et des toxines associées à la présence des cyanobactéries (cf. infra.). Sciences Environnement Agence de Besançon Dossier n : 2017 177 21

4.2 Paramètres microbiologiques et organiques La qualité de l'eau du Lac de la Sorme est marquée par la présence quasi systématique de germes bactériologiques pouvant être d'origine fécale. A l'image des paramètres physico chimiques, les teneurs en microorganisme fluctuent selon les saisons et notamment en période estivale où les teneurs en coliformes peuvent être relativement importantes. A noter que les recherches de Salmonelles ont toujours été infructueuses. La présence de protozoaires (parasites intestinaux) de type Giardia intestinalis et Cryptosporidium est ponctuellement détectée sur les analyses d'eau brute. Les différents indicateurs analysés, montrent que la quantité de matière organique présente dans l'eau du Lac de la Sorme reste globalement inférieure aux limites de qualités pour les eaux brutes (10 mg/l) mais oscillent entre des teneurs régulièrement trop importantes pour un traitement satisfaisant de la matière organique. Le développement de la biomasse dans la retenue est en lien avec l'eutrophisation du plan d eau favorisée par un apport important de nutriments (azote et phosphore) charriés depuis l amont par les différents affluents du lac. D'une façon générale, la biomasse cellulaire rencontrée dans le plan d'eau est principalement marquée par la présence de cyanobactéries dont les concentrations enregistrées près du barrage sont souvent importantes. La principale conséquence de la présence de ces organismes qui se concentrent dans la partie supérieure du plan d'eau, est la production de toxines qui sont systématiquement détectées en période estivale dans une gamme de concentration pouvant être importante, comprise entre 0,4 et 2,9 µg/l pour la microcystine. Ces blooms induisent également la production importante de matière organique dans l eau brute. 4.3 Micropolluants organiques et autres substances indésirables Du point de vue des micropolluants organiques, la qualité de l'eau prélevée dans le Lac de la Sorme est principalement marquée par la présence de pesticides et notamment de glyphosate et son sous produit de dégradation (AMPA) qui ont été détectés à plusieurs reprises dans des concentrations pouvant être notablement importantes. Les analyses réalisées sur l'eau brute du Lac de la Sorme témoignent également de la présence sous forme de trace d'autres herbicides utilisés pour la culture de maïs ou de céréales tels le métolachlore et le prosulfocarbe. Les analyses plus anciennes montrent également des détections ponctuelles de substances interdites depuis plusieurs années et notamment d'aldrine et d'atrazine, probablement dues à des relargage de stocks de ces molécules persistantes dans l environnement. Sciences Environnement Agence de Besançon Dossier n : 2017 177 22

23/02/2016 04/05/2016 08/08/2016 12/10/2016 26/05/2017 21/03/2017 28/11/2017 30/05/2017 25/04/2017 Figure 9 : Evolution des teneurs en pesticides (somme de substances en µg/l) Liste des pesticides détectés dans l'eau brute du Lac de Sorme Substance détectée Date Teneur Substance détectée Date Teneur Terbuthylazine 29/02/2000 0,05 µg/l AMPA 25/10/2013 0,434 µg/l Atrazine 30/08/2000 0,053 µg AMPA 10/06/2014 0,104 µg/l HCH Béta 28/11/2000 0,02 µg/l Métolachlore 05/06/2015 0,016 µg/l Vinchlozoline 19/02/2001 0,05 µg/l Fluroxypyr 05/06/2015 0,028 µg/l Aldrine 09/09/2002 0,02 µg/l Métolachlore 24/08/2015 0,006 µg/l Hexachlorobenzène 09/09/2002 0,01 µg/l Dinitrocrésol (DNOC) 04/05/2016 0,01 µg/l Aldrine 03/02/2003 0,02 µg/l Diméthénamide 07/07/2016 0,01 µg/l DDT 4,4' 03/02/2003 0,05 µg/l AMPA 07/07/2016 0,167 µg/l AMPA 05/12/2006 0,51 µg/l Métolachlore 07/07/2016 0,041 µg/l AMPA 13/10/2008 0,92 µg/l Métolachlore 05/09/2016 0,02 µg/l Glyphosate 13/10/2008 0,18 µg/l Prosulfocarbe 14/11/2016 0,017 µg/l Prosulfocarbe 03/11/2009 0,06 µg/l Métolachlore 14/11/2016 0,013 µg/l Glyphosate 03/08/2010 0,281 µg/l Métolachlore 20/01/2017 0,008 µg/l AMPA 15/12/2011 0,075 µg/l Prosulfocarbe 20/01/2017 0,009 µg/l AMPA 27/06/2012 0,055 µg/l Prosulfocarbe 13/11/2017 0,024 µg/l 2,4 MCPA 13/06/2013 0,028 µg/l A noter également la détection ponctuelle (et à des teneurs toujours inférieures aux seuils applicables aux eaux brutes) de composés organo halogénés (notamment de trichloréthylène, de phénols, d'agents de surface et d'hydrocarbures totaux) qui soulignent la sensibilité du milieu vis à vis des activités anthropiques sur le bassin d'alimentation. Concernant les métaux, il convient de noter la présence régulière d'aluminium et d'arsenic qui restent néanmoins à des niveaux tout à fait compatibles pour la production d'eau potable. Sciences Environnement Agence de Besançon Dossier n : 2017 177 23

4.4 Qualité de l'eau distribuée L'usine de traitement de la Sorme dont la filière de traitement a été rénovée et renforcée en 2009 permet la distribution d'une eau parfaitement conforme aux exigences la réglementation actuelle sur l'ensemble des paramètres microbiologiques, organoleptiques, physico chimiques ainsi que vis à vis des micropolluants organiques. Toutefois, l'efficacité de cette dernière a ses limites, notamment en ce qui concerne les pics en matière organique induits par les blooms de cyanobactéries. Par ailleurs, la question des neurotoxines générées par lors de ces épisodes reste posée, malgré les capacités importantes d élimination des micropolluants par l usine de traitement (charbon actif en poudre et en grains), d autant plus que la fréquence de ces phénomènes pourrait s'accroitre dans le futur avec les effets du changement climatique. La démarche de protection de l aire d'alimentation de captage conduite en parallèle à la procédure de protection de captage a pour objectif principal la réduction des apports en nutriments dans la retenue responsables du phénomène d'eutrophisation. 5 Vulnérabilité de la ressource et occupation du sol 5.1 Vulnérabilité Compte tenu de la nature des formations présentes sur le bassin versant du Lac de la Sorme, l'essentiel des écoulements sont de types superficiels, les eaux de précipitation étant principalement véhiculées par le réseau hydrographique. La vulnérabilité de la ressource du Lac de la Sorme est donc principalement liée au risque de transfert des polluants par ruissellement lui même principalement fonction de la pente des terrains et du type de sol en présence. Le bassin versant du Lac de la Sorme présente une topographie assez marquée avec une alternance d'interfluves et de vallons. Le point le plus élevé du bassin versant est au Nord Ouest (657 m) et l'exutoire se situe au sud est à 297 m, soit un dénivelé d'environ 360 m. D'une manière générale, le secteur les plus pentus se concentrent principalement dans la partie nord, au niveau des versants des contreforts granitiques. Les limites Ouest et Est du bassin d'alimentation sont de pente moyenne et le relief du reste du bassin versant se révèle moins accidenté. Les secteurs les plus pentus (pentes supérieures à 10%) et donc les plus vulnérables selon le critère «pente» sont : la partie Nord du bassin versant située sur terrains granitiques, toute la rive gauche du Theurot depuis Montcenis jusqu'au lac, la rive droite de la Sorme, la rive gauche du Lac. Une analyse cartographique croisée a permis d'établir une carte de vulnérabilité des sols au transfert de polluant par ruissellement (figure 7). Sciences Environnement Agence de Besançon Dossier n : 2017 177 24

Celle ci témoigne d'une vulnérabilité modérée à très forte sur l'essentiel de la zone d'alimentation qui suggère que la préservation de la qualité de l'eau nécessite une parfaite maitrise de l occupation du sol et des activités existantes. Le risque de transfert d'une pollution de type accidentelle est également accru par la vitesse de circulation de l'eau dans les différents cours d'eau qui a été évaluée en janvier 2013 par le groupement CESAME CPGF (cf. chapitre 3.2). Les résultats obtenus montrent en effet que les vitesses des cours d eau sont assez élevées et conduisent donc à des isochrones assez étendues. L isochrone 2h (prise en référence au point de confluence avec le plan d'eau) concerne la quasi intégralité des cours d eau hormis la Sorme et le Theurot. 5.2 Rôle du phosphore dans le phénomène d'eutrophisation du plan d'eau Le phosphore est un élément minéral indispensable à la vie des végétaux et qui constitue dans beaucoup de cas le facteur limitant du développement algaire. Dans les conditions naturelles, le phosphore est fréquemment associé à la matière en suspension (phosphore particulaire), sur laquelle il est adsorbé. De ce fait, il a tendance à s accumuler dans les sédiments est reste ainsi peu disponible pour le développement des végétaux. Cependant, en cas de remise en suspension de ces particules riches en phosphore ou plus spécifiquement lorsque les conditions évoluent vers un milieu réducteur une part importante du phosphore peut être remobilisée et ainsi faire entrer la retenue dans un cycle d'eutrophisation important comme cela est régulièrement observé dans le lac de la Sorme. Un suivi de la qualité des eaux des affluents de la retenue a été réalisé par l INRA en 2012 2013 qui ont permis d évaluer les apports en phosphore (P) de l'ordre de 1 900 à 2 700 kg à l'échelle du bassin versant. L INRA estime que la répartition des apports entre les différentes sources est la suivante : Phosphore particulaire (notamment, érosion des berges, surtout en période de crue) : 36 à 43 % ; Introduction directe (bouses dans cours d eau) : 13 à 19 % ; Phosphore dissous (notamment, lessivage des sols dans les zones de bas fonds) : 17 à 21 % ; Assainissement : 14 à 16 % ; Bruit de fond naturel : 9 à 12 %. Le phosphore stocké dans l eau du lac représente environ 500 kg et apparaît globalement stable dans le temps. A noter que ces chiffres correspondent au phosphore qui est effectivement transporté par l eau et que ces valeurs sont très inférieures à celles des apports totaux annuel de phosphore dans le bassin, et celles des stocks présents dans les sols. Sciences Environnement Agence de Besançon Dossier n : 2017 177 25

Cette différence suggère ainsi qu une modification, même faible des pratiques entrainant une faible différence sur la fixation ou la mobilisation du phosphore peut avoir un impact très significatif sur le bilan au niveau de la retenue. Ainsi, l accès du bétail dans les cours d eau, qui est responsable d une partie de l érosion des berges et de la totalité de l introduction directe, apparaît comme l une des causes principales d apport de phosphore dans le réseau hydrographique. Une part significative des apports provient également du pâturage dans les fonds de vallons humides, où les conditions réductrices du milieu favorisent la mobilité du phosphore. Il en ressort ainsi que la lutte contre l'eutrophisation du plan d'eau et notamment la maîtrise du développement des cyanobactéries nécessite des actions sur la limitation des apports de phosphore liés au pâturage, complétées par des mesures de lutte contre l érosion et le ruissellement à l échelle de la parcelle. L amélioration de l assainissement constitue également une voie d action pour diminuer les apports de phosphore. 5.3 Occupation du sol et actions de restauration de la qualité de l eau L occupation des sols au sein du bassin versant du Lac de la Sorme a été établie à partir des données de la Chambre d'agriculture de Saône et Loire et observations de terrain effectuées par le groupement CESAME CPGF. D'une façon générale, il ressort que l'occupation du sol est très majoritairement agricole (75%) où les secteurs en prairies (permanentes ou temporaires), représentent la grande majorité des surfaces (94% de la surface agricole). Les zones urbanisées et les voiries représentent une très faible surface du bassin versant (5%). Figure 10 : Répartition de l'occupation des sols dans le bassin du versant (en ha) Source CESAME Activité agricole Les prairies permanentes dominent largement, elles représentent 68 % de la Surface Agricole Utile (SAU) du bassin versant. Les prairies temporaires (25 % de la SAU) et cultures (5 %) fonctionnent principalement avec des périodes de rotation 3 ou 4 années de prairie temporaire alternant avec une année de culture (maïs mais surtout céréales). Sciences Environnement Agence de Besançon Dossier n : 2017 177 26

Figure 11 : Carte de synthèse de l'occupation des sols et des pressions Environ 1/3 des prairies temporaires sont uniquement pâturées, les autres étant pâturées et fauchées. Les chargements de pâturage sont généralement relativement faibles, compris entre 1 et 1,5 UGB/ha, durant une partie de l année seulement (faible pratique de pâturage hivernal). Sciences Environnement Agence de Besançon Dossier n : 2017 177 27

Les cultures, surfaces potentiellement réceptrices de produits phytosanitaires et plus favorables au ruissellement et à l'érosion, ne représentent que 5% des surfaces du bassin versant et se répartissent surtout sur les secteurs les moins pentus. L'activité agricole est essentiellement tournée vers d'élevage allaitant maigre reposant principalement sur l'exploitation de prairies par pâturage et fauche. En 2012, à l'intérieur du bassin versant, 54 sites d'exploitations avec bâtiments d'élevage répartis en 47 exploitations ont été recensés. Ils regroupaient 5 300 UGB, dans ou en dehors du bassin versant. La fertilisation est surtout orientée vers la valorisation des engrais de ferme et complétée par quelques engrais minéraux. Les bâtiments d'élevage sont quasiment tous aux normes vis à vis des capacités de stockage des effluents. La plupart comportent une cuve de stockage de carburant. L'utilisation des produits phytosanitaires est faible et se résume principalement à l'utilisation d'herbicides sur céréales ou maïs (6 % de la SAU) ou ponctuellement sous les clôtures. Activités forestières Couvrant 16 % de la surface de l'aire d'alimentation du Lac de la Sorme, la majeure partie des zones forestières se concentre sur les versants granitiques de la tête du bassin versant. Plusieurs îlots de forêts de feuillus parsèment le reste du bassin versant et notamment dans sa partie sud ouest. L'activité sylvicole reste limitée dans ce secteur, le bois prélevé actuellement étant principalement destiné à la production de bois de chauffage. Quelques peuplements vont arriver à maturité prochainement et vont vraisemblablement faire l'objet d'une exploitation classique par coupe à blanc et replantation. Autres activités économiques Dans le bassin versant du Lac de la Sorme, il n'y a aucune industrie, pas d'activité artisanale potentiellement très polluante, aucun stockage de produits dangereux, aucune stationservice, aucune carrière en activité, aucun camping. Les activités potentiellement polluantes sont principalement liées au tourisme et notamment à la fréquentation du lac pour la pratique de la pêche. Voies de communication Le franchissement de la retenue par des routes en 5 points distincts constitue le risque principal de pollution accidentelle notamment au niveau des RD 102 et 980 où la circulation est assez importante. Actuellement, ces infrastructures ne disposent d'aucun système de rétention ou d'isolement des queues de barrage en cas d'accident. Les lieux de stationnement sauvages peuvent constituer également un risque. L'utilisation de produits phytosanitaires pour l'entretien des voiries est aujourd'hui inexistante et par ailleurs interdite depuis début 2017. Sciences Environnement Agence de Besançon Dossier n : 2017 177 28

Assainissement Seuls quatre secteurs urbanisés présents dans le bassin versant du Lac de la Sorme disposent d'un système de collecte et de traitement collectif des eaux usées : Bourg des Bizots Bourg de Charmoy Hameau du Calvaire (Charmoy) Commune de Montcenis Les eaux collectées sur le village des Bizots sont dirigées vers un système de lagunage situé en dehors du bassin versant. Celles collectées sur la commune de Montcenis, rejoignent la station d'épuration intercommunale de Torcy, également située en dehors du bassin versant. Des déversements au niveau de déversoirs d orage sur réseau unitaire existent néanmoins, et sont en cours de traitement par la CUCM. Ainsi, seules les deux stations d'épuration de Charmoy, de type filtre à sable, possèdent un point de rejet situé dans le bassin versant de la retenue. Le reste des secteurs urbanisés présents dans l'aire d'alimentation du Lac de la Sorme relève du Service Public d'assainissement Non Collectif piloté par la CUCM. Environ 200 installations ont été recensées sur le secteur avec un taux de conformité sur les installations diagnostiquées d'environ 75 %. Sciences Environnement Agence de Besançon Dossier n : 2017 177 29