SPAL - Spatial Pollutant Analysis in the Loire
Coordinateurs : F. Curie (EA 6293 GéHCO)
Collaborateurs : C. Grosbois, M. Desmet, P.A. Castel , O. Ursache (EA 6293 GéHCO)
Financement : AE Loire-Bretagne
Contexte et objectifs
Le projet SPAL a été élaboré à la suite de 2 questions principales émanant du projet MétOrg I « Les polluants métalliques et organiques dans le bassin versant de la Loire : sources et évolution spatio-temporelle" (2011-2014). Le matériel d’études dans le projet MétOrg I est essentiellement basé sur des archives sédimentaires. En effet, ces dernières intègrent la variabilité temporelle des contaminants métalliques et organiques en un point selon la dynamique des sources anthropiques situées à l’amont. Il fallait alors (1) replacer ces archives sédimentaires dans un contexte spatial à l’échelle du bassin versant et (2) identifier les foyers de contamination actuels et passés sur l’ensemble de la Loire et ses affluents.
Les objectifs du projet SPAL sont :
- D’identifier les secteurs enrichis en éléments traces métalliques dans les sédiments de fond dans un cadre rigoureux d’analyse spatiale et de déterminer la zone aval sous influence de ces foyers de contamination soumis au transport solide
- De déterminer parmi toutes les sources potentielles de contamination métallique celles qui contrôlent au mieux la variabilité spatiale de la qualité des sédiments en s’appuyant sur le croisement statistique d’informations quantifiées et géoréférencées d’autres bases de données exploitables.
Méthodes
La méthodologie de SPAL est déclinée selon 3 phases :
- Phase I : Validation de l’utilisation de la base de données de l’AELB
- Phase II : Analyse et représentation spatiale de la qualité des sédiments dans la Loire et ses principaux affluents (Allier, Indre, Cher, Vienne, Maine)dans l'objectif de fournir un cadre rigoureux à la représentation cartographique de la contamination métallique
Principaux résultats
- Phase I : Validation de l’utilisation de la base de données de l’AELB
On peut dénombrer un total de 15186 mesures concernant uniquement les ETM mais le nombre de mesures selon les éléments n’est ni homogène ni régulier. En effet, les éléments les plus représentés, comme le cadmium, le plomb, le mercure ou le nickel, ont été mesurés plus de 1600 fois sur la période 1981-2013 alors que l’aluminium ou l’antimoine n’ont, quant à eux, été mesurés respectivement qu’à 637 et 493 reprises.
- Phase II : Analyse et représentation spatiale de la qualité des sédiments dans la Loire et ses principaux affluents (Allier, Indre, Cher, Vienne, Maine)
Les concentrations en ETM varient en moyenne et spatialement de la manière suivante:
- le zinc est l’élément le plus concentré dans tous les sous-bassins de la Loire
- le mercure et le cadmium sont les 2 éléments les moins concentrés
- des maxima très élevés sont relevés en As (>150 ppm) dans l’Allier, en Cr (>300 ppm) et Ni (>50 ppm) en Loire (amont, moyenne et aval), en Hg (>2 ppm) dans la Vienne, en Sb (>5 ppm) dans la Loire moyenne et aval, en Cd (>5 ppm) dans l’Allier et la Vienne, en Pb (>800 ppm) dans l’Allier et en Zn (>400 ppm) en Loire moyenne et aval ainsi que dans le Cher.
La dispersion de ce réseau de mesures selon les années ne permet pas d'avoir une bonne image globale de l'évolution des concentrations sur la période 1980-2013. Entre 1981 et1990 et 1990-2000, seulement 12% des stations ont été mesurées. Par contre, sur la période 2000-2013, 95% des stations ont été suivies au moins une fois.
Sur l’ensemble des stations, seules 14 stations ont été mesurées au moins une fois sur chaque décennie
Le choix de représentation de la variabilité spatiale est essentiel. En effet, ce choix est un outil d'interprétation visuel de la qualité des sédiments à l'échelle du bassin versant.
Les principaux choix ont concerné le type d'implantation et les seuils des différentes classes de valeur à représenter.
La représentation ponctuelle semble le plus appropriée. En effet, il retranscrit le plus fidèlement possible les informations contenues dans la base de données initiale indépendamment du réseau de stations et sans faire d’hypothèse sur le mode de transport ni sur la zone d'influence de la contamination.
Exemples de représentation spatiale (implantation surfacique et ponctuelle)
des concentrations en Pb dans les sédiments de la Loire
à partir des données AELB 2006-2010
