1.6 - Contrôle du développement phytoplanctonique par les nutriments et leurs ratios (N/P/Si) : Cas du bassin de la Seine (J. Garnier)
Josette GARNIER (Université Pierre et Marie Curie, Paris VI - UMR Sisyphe) - Contrôle du développement phytoplanctonique par les nutriments et leurs ratios (azote/phosphore/silice) : Cas du bassin de la Seine.
Le développement phytoplanctonique des eaux des réseaux hydrographiques, outre l’effet de la dilution par le débit, résulte des apports en nutriments (azote, phosphore et silice notamment). Dans nos rivières, le phytoplancton est dominé par des algues vertes (chlorophycées) et des diatomées. Outre le phosphore et l’azote les diatomées consomment de la silice. Si la silice est en déficit par rapport à l’azote et le phosphore, alors les diatomées laissent place aux non-diatomées, dont certaines espèces coloniales et/ou mucilagineuses ne sont pas consommées par les niveaux trophiques supérieurs et s’accumulant dans le milieu, portent préjudice à la vie aquatique. L’indicateur ICEP, prenant en compte les équilibres entre les différents nutriments permet de renseigner le potentiel d’eutrophisation des eaux.
La silice est essentiellement d’origine diffuse, naturelle, liée au lessivage des roches, alors que le phosphore et l’azote proviennent des activités humaines et peuvent donc être en excès par rapport à la silice. Dans le bassin de la Seine, l’agriculture particulièrement intensive depuis l’utilisation massive des engrais industriels dans les années 1970, a conduit à une contamination nitrique des eaux de surface et des aquifères, contamination qui pose problème pour la production d’eau potable. Les apports ponctuels issus des eaux usées domestiques, incomplètement traitées en stations d’épuration sont surtout connus pour être à l’origine d’un excès en phosphore. Toutefois, depuis la mise en œuvre des directives sur l’eau (Directive des eaux Résiduaires Urbaines, DERU, 1991. 91/271/CEE du Conseil, du 21 mai 1991), les traitements en stations d’épuration ont été nettement améliorés, réduisant considérablement les apports ponctuels domestiques par rapport aux apports diffus agricoles. Il en résulte un très net excès d’azote par rapport à la silice, alors que le phosphore est désormais en équilibre, toutefois fragile, par rapport à cet élément.
Un modèle mathématique a été développé à l’échelle du réseau hydrographique de la Seine prenant en compte sa géomorphologie, les apports ponctuels et diffus et les processus biologiques qui régissent l’azote, le phosphore et la silice. Il permet de simuler le développement phytoplanctonique et de calculer la valeur de l’indicateur d’eutrophisation. Validé, le modèle permet également d’explorer des scénarios qui montrent que la gestion des apports de fertilisants par l’agriculture reste un point d’intervention majeur pour réduire les problèmes de contamination nitriques des eaux et d’eutrophisation. Une modélisation mathématique du cycle de l'azote et du phosphore des écosystèmes côtiers permet, en couplant les résultats du modèle rivière, de documenter l’impact des bassins versant sur la qualité des eaux marines (cf. exposé suivant).
