Soutenance mémoire
La Lyonnaise des Eaux exploite une station d’épuration de 50 000 équivalents habitants sur la commune de Presles-en-Brie, située dans la Seine-et-Marne en Ile de France. Après traitement, les eaux épurées sont rejetées dans la Marsange, un petit cours d’eau d’environ 30 kilomètres de linéaire, affluent rive droite de l’Yerres et sous-affluent de la Seine.
Depuis 2008, le bureau d’étude Hydrosphère, spécialisé dans l’étude et l’aménagement des milieux aquatiques (annexe 1), réalise le suivi hydrobiologique de la Marsange pour le compte de la Lyonnaise des Eaux, afin d’évaluer l’impact du rejet de la station d’épuration. Ce suivi relève d’une obligation préfectorale (arrêté n°06 DAIDD/E/023). C’est dans ce contexte de suivi interannuel que s’intègre mon stage. Il consiste à appliquer les protocoles adaptés à l’évaluation de l’incidence du rejet de la station d’épuration de Presles-en-Brie sur la qualité biologique de la Marsange pour l’année 2016 et comprend une comparaison interannuelle. L’évaluation de l’impact est réalisée par l’étude des communautés piscicoles (IPR) et des communautés de macro-invertébrés (IBGN). Afin d’affiner le diagnostic traditionnellement réalisé par Hydrosphère, mon analyse développera aussi une étude des traits écologiques des taxons inventoriés et en concertation avec le bureau d’étude, une troisième station d’analyse supplémentaire a été localisée dans le cadre de ce stage. Ces analyses ont pour objectif de mieux cerner l’impact longitudinal du rejet sur l’état de la rivière et de quantifier cet impact le cas échéant. Avec l’aide d’un technicien, je suis en charge de la réalisation des prélèvements in situ (macro-invertébrés, poissons), du positionnement d’une troisième station d’analyse (en aval éloignée), des identifications taxonomiques, de l’analyse des communautés faunistiques et de leurs traits écologiques respectifs ainsi que de la rédaction d’un rapport qui répond aux objectifs énoncés.
Contexte de l’étude
La station d’épuration
La Lyonnaise des Eaux exploite une station d’épuration d’une capacité nominale de 50 000 équivalents habitants (EH) sur la commune de Presles-en-Brie (Seine etMarne, figure 7). La filière de traitements des eaux usées est celle des boues activées à aération prolongée (tableau 1). La station est conforme en équipement et en performance vis-à-vis de la réglementation. Le rejet s’effectue dans la Marsange à raison de 86 l.s-1 . Le gestionnaire a pour obligation légale de suivre l’incidence du rejet des effluents sur la qualité biologique de la Marsange (arrêté préfectoral n°06 DAIDD/E/023). Les indicateurs biologiques choisis sont l’IBGN et l’IPR. La fréquence d’analyse est annuelle.
La localisation des stations de suivi
Afin d’évaluer l’incidence du rejet de la station d’épuration de Presles-en-Brie sur la qualité biologique de la Marsange, deux stations d’analyses biologiques ont été positionnées en amont (IBGN) et en aval (IBGN et IPR) du rejet (figure 8). De plus, avec la concertation des professeurs de la formation Ingénierie des Milieux Aquatiques (Polytech’ Tours) et Hydrosphère, une nouvelle station d’analyse IBGN a été positionnée en aval éloignée du rejet. Celle-ci est placée à 1,3 kilomètre du rejet dans un environnement forestier. A cette distance de la station d’épuration, l’objectif est à la fois d’observer une éventuelle récupération du milieu (résilience) et de comparer les résultats obtenus au niveau des stations qui encadrent la STEP avec ceux obtenus dans un milieu qui est censé être moins perturbé par le rejet. Au niveau de cette nouvelle station d’analyse, le protocole utilisé est celui de l’IBGN Directive Cadre sur l’Eau (DCE). Il comprend le calcul de l’IBGN classique mais le protocole de prélèvement et de laboratoire présente plusieurs différences. L’application de cette méthode a permis de me former à ce nouveau protocole, ce qui a été très intéressant et enrichissant. Les stations d’analyses sont donc positionnées sur la partie aval du bassin versant. A ce niveau la Marsange occupe un lit d’une largeur de 4,5 mètres à 5,3 mètres au niveau de la station située en aval éloigné.
La Marsange
Le bassin versant
La Marsange est une rivière située dans la Brie française qui s’écoule globalement du nord vers le sud sur un linéaire d’environ 30 kilomètres. Elle prend sa source en forêt de Crécy et traverse cinq communes avant de terminer sa course à la confluence avec l’Yerres (affluent de la Seine). Tout au long de son parcours, la Marsange est alimentée par quinze rus. En tout, son bassin versant regroupe finalement une centaine de kilomètres de cours d’eau (Marsange, 30 km et ses affluents, 60 km). La superficie de son bassin versant est de 170 km². Il regroupe 28 communes et accueille une population d’environ 25 000 habitants (TEST Ingénierie, 2012, Le site de l’eau en Seine-et-Marne). La majorité du bassin versant est occupée par des cultures et des bois ou forêts (figure 9), ce qui lui confère un contexte globalement agricole et a donné lieu à un recalibrage de la Marsange sur la totalité de son linéaire dans les années 80 (Observatoire de l’eau, 2013). Les eaux de la Marsange et de ses affluents sont principalement issues du drainage des cultures et des forêts exploitées. Elles transportent potentiellement des quantités importantes de pesticides. Cette alimentation se fait par à-coups lors des pluies et des orages. Au niveau de sa géologie, le bassin versant de la Marsange s’inscrit dans le plateau de la Brie française. La rivière creuse son talweg dans les calcaires de la Brie qui reposent sur des marnes vertes puis des marnes blanches de Pantin. Ses eaux sont donc plutôt dures et calcaires (données du Ministère chargé de la santé, 2016).
L’eau de pluie qui tombe sur le bassin versant s’infiltre particulièrement bien sur ces sols calcaires (roche perméable). Au niveau de Presles-en-Brie, la Marsange traverse les calcaires de Champigny. A cet endroit les calcaires sont fissurés, ce qui a provoqué la formation de gouffres (Pontignot, Rétal). Cela entraine des pertes hydrogéologiques pour la Marsange qui peuvent provoquer des assèchements complets de certains secteurs, lors des années à étiage sévère (TEST Ingénierie, 2012). En ce qui concerne la continuité écologique, la Marsange et ses affluents ont été modifiés au cours du temps par la construction d’ouvrages transversaux. Actuellement, plus que deux ouvrages sont recensés sur le linéaire de ce cours d’eau dont un qui se situe entre les deux stations d’échantillonnage aval et amont du rejet. Le niveau de qualité pour la continuité écologique est moyen (Observatoire de l’eau, 2013).
L’hydrologie
Les différentes recherches réalisées ont montré qu’il n’existe pas de station hydrologique sur la Marsange. Cependant, dans la bibliographie (TEST Ingénierie, 2012), il est spécifié que le régime hydrologique de la Marsange est soumis à des crues orageuses durant lesquelles la Marsange peut voir son niveau d’eau augmenter très rapidement et son lit se remplir dans sa totalité en quelques heures. Au niveau de sa partie aval, à la période d’échantillonnage (juillet 2016), un débit d’environ 0,3 m3/s a été estimé.
La physico-chimie
La qualité physico-chimique qui sous-tend la biologie est globalement mauvaise à l’échelle du bassin versant de la Marsange (Agence de l’eau Seine-Normandie, Observatoire de l’eau, 2015). Ce constat est issu de données transmises par l’Agence de l’eau Seine-Normandie. Elles sont obtenues au niveau de trois stations de suivi situées en amont des stations d’analyses du rejet (périodes de 2009 à 2015). La qualité physico-chimique de l’eau est notamment dégradée par de fortes concentrations en nutriments, en particulier, phosphorés et azotés. Il est également à souligner que la Seine-et-Marne est classée en Zone de Vulnérabilité aux Nitrates (ZVN). De même en ce qui concerne les pesticides, le niveau de qualité est médiocre à mauvais (Observatoire de l’eau, 2015).
Le contexte réglementaire
La Marsange est un cours d’eau classé en deuxième catégorie piscicole, c’est-à-dire que son peuplement de référence abrite majoritairement des populations de poissons de type cyprinidés (carpe, barbeau, gardon,…).
|
Table des matières
1. Introduction
2. Contexte de l’étude
2.1 La station d’épuration
2.2 La localisation des stations de suivi
2.3 La Marsange
3. Matériels et méthodes
3.1 Indice Biologique Global Normalisé
3.2 Indice Biologique Global Normalisé DCE
3.5 Indice Poisson Rivière
3.6 Remarques liées à la réalisation du terrain
3.7 Outils de description des peuplements hydrobiologiques
3.8 Traits écologiques
3.3 Les stations d’analyses
4. Résultats
4.1 Résultats des IBGN
4.5 Résultats des inventaires piscicoles
5. Discussion
5.1 Interprétation de l’IBGN
5.2 Interprétation de l’IPR
5.3 Lien entre les deux indices : IBGN et IPR
Conclusion
Bibliographie
Liste des figures et liste des tableaux
Annexes
Télécharger le rapport complet
