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Hydrologie

Les paramètres

Le réseau de suivi Les paramètres RHLN & DCE

Dans le cadre du Réseau Hydrologique Littoral Normand, différents paramètres ont été choisis afin d'évaluer le degré d'eutrophisation des masses d'eau. Ils sont présentés ci-dessous.

La température est un paramètre fondamental pour l'évaluation des caractéristiques des masses d'eaux car elle joue un rôle important dans la variabilité des cycles biologiques. Dans le cadre du réseau hydrologique, la température est mesurée in situ à l'aide d'une sonde multiparamètre 6600 M YSI dont la précision est de ± 0,15°C.

Mesure réalisée avec une sonde YSI Zoom fenetre Mesure réalisée avec une sonde YSI - source : Ifremer / LERN

La mesure de la salinité est complémentaire à celle de la température pour compléter cette évaluation. Par son influence sur la masse volumique de l'eau de mer, elle permet d'appréhender la circulation océanique, d'identifier les masses d'eaux d'origines différentes et de suivre leurs mélanges au large comme à la côte et notamment dans les estuaires. La salinité représente la proportion des sels minéraux dissous dans l'eau de mer. Elle est définie comme "la quantité totale des résidus solides (en grammes) contenue dans un kilogramme d'eau de mer quand tous les carbonates ont été transformés en oxydes, le brome et l'iode remplacés par le chlore et que toute la matière organique a été oxydée" 1 . L'océan contient en moyenne 35 grammes de sel par kilogramme d'eau, soit 35 (PSS78). A l'origine, la salinité était exprimée en "pour mille" (‰) mais à présent elle est calculée selon l'Echelle de Salinité Pratique 1978 ( Patrical Salinity Scale 1978 ou PSS78). La mesure est réalisée in situ avec la sonde 6600 M YSI (précision de ± 0,1).

L' oxygène dissous est un paramètre vital qui gouverne la majorité des processus biologiques des écosystèmes aquatiques. L'oxygène est peu soluble dans l'eau mais s'équilibre très vite à la surface avec l'atmosphère 2 . Les teneurs en oxygène dissous dans l'eau de mer dépendent de facteurs physiques (température, salinité) et biologiques (photosynthèse, respiration, dégradation des matières organiques). En général, les concentrations en oxygène dissous varient entre 5 et 10 mg/l dans l'eau de mer 2 . Le pourcentage de saturation est également utilisé pour définir la teneur en oxygène dissous dans l'eau de mer. Il s'agit du rapport entre le taux réel en oxygène dans l'eau et celui qu'elle posséderait à saturation à la même température. La mesure est réalisée in situ par la sonde 6600 M YSI avec une précision de ± 2%.

Analyse de la turbidité Zoom fenetre Analyse de la turbidité - source : Ifremer / LERN

La turbidité de l'eau est liée à la présence de fines particules en suspension. Ces particules sont composées de diverses matières organiques et minérales (telles que les argiles et le limon) et de matières végétales ou animales (le plancton vivant ou mort). La turbidité varie en fonction de l'état de la mer, des apports continentaux (par les rivières essentiellement) et de la production planctonique. Elle empêche la propagation de la lumière dans la colonne d'eau et donc conditionne l'épaisseur de la couche photosynthétique 3 . Le laboratoire mesure la turbidité selon la méthode néphélométrique qui consiste à mesurer l'intensité de la lumière dispersée à un angle de 90 degrés par rapport au trajet de la lumière incidente. La précision du turbidimètre HACH 2100A est de ± 0,05 NTU ( Nephelométric Turbidity Unit).

La chlorophylle a est le pigment indispensable à la photosynthèse des algues. Son dosage sert à estimer la biomasse phytoplanctonique du milieu marin où ses teneurs varient de 0 à quelques dizaines de µg/l. Les concentrations en chlorophylle dans les eaux superficielles présentent une variabilité saisonnière : le développement phytoplanctonique est, en effet, tributaire de l'énergie lumineuse, de la concentration en sels nutritifs, de la stabilité des masses d'eaux et de l'intensité de la consommation par le zooplancton et les mollusques. Les principaux produits de dégradation de la chlorophylle sont regroupés sous le nom de phéopigments. Les mesures de chlorophylle et de phéopigments sont réalisées au laboratoire selon la méthode spectrophotométrique de Lorensen (1967) 4 . La précision est de ± 5% pour la chlorophylle et de ± 10% pour les phéopigments.

En zone côtière, les nitrates ont pour principale origine le lessivage des terres agricoles et la dégradation in situ de la matière organique. Les variations saisonnières des teneurs en nitrates sont importantes et liées au développement du phytoplancton et au débit des fleuves. Les eaux océaniques profondes sont riches en nitrates (jusqu'à 45 µmol/l) et peuvent enrichir les couches supérieures dans les zones de remontée d'eau. En eaux côtières, les concentrations hivernales sont en général de l'orde de 10 à 15 µmol/l, la production primaire étant négligeable. Dans les estuaires, lorsque la salinité decroît, l'effet des apports terrigènes devient important et les concentrations en nitrates peuvent atteindre jusqu'à plusieurs centaines de µmol/l 3 .

Autoanalyseur Technicon III Zoom fenetre Autoanalyseur Technicon III - source : Ifremer / LERN

Dans les eaux océaniques, les concentrations en nitrites sont extrêmement basses (souvent inférieures à 0,1 µmol/l) et elles sont de l'ordre de 0,5 à 1 µmol/l en eaux côtières non polluées. Dans les eaux estuariennes où l'on trouve de faibles teneurs en oxygène, la réduction des nitrates peut entraîner des concentrations en nitrites supérieures à 5 µmol/l 5 . Une eau renfermant des nitrites est à considérer comme suspecte car lui est souvent associée une détérioration de la qualité microbiologique 5 . Les échantillons sont analysés sur AutoAnalyser Technicon III selon la méthode décrite par Tréguer et Le Corre (1975) 6 (précision de ± 0,1 µM).

Analyse de l'azote ammoniacal Zoom fenetre Analyse de l'azote ammoniacal - source : Ifremer / LERN

L' azote ammoniacal est présent sous deux formes en milieu aquatique : l'ammoniac NH 3 et l'ammonium NH 4+ dont les proportions relatives dépendent du pH, de la température et de la salinité. L'ammonium est utlisé pour la croissance du phytoplancton. Il peut avoir pour origine les rejets industriels (stations d'épuration), les engrais 5 , la dégradation de la matière organique et l'excrétion du zooplancton. En eaux côtières non polluées et en milieu océanique, les concentrations sont généralement inférieures à 1 µmol/l. Par contre, dans les estuaires, les concentrations sont plus élevées traduisant ainsi l'influence des rejets urbains ou agricoles. Les échantillons sont analysés selon la méthode de Koroleff (1970) (précision de ± 0,05 µM).

La présence naturelle de phosphates dans les eaux douces est liée aux caractéristiques des terrains traversés et à la décomposition de la matière organique. Les eaux de surface peuvent être contaminées par des rejets industriels (industries agro-alimentaires, ateliers de traitement de surface, laveries, etc...) et domestiques (lessives) ou par lessivage des terres cultivées renfermant des engrais phosphatés ou traités par certains pesticides. De plus, les phosphates échappent en majeure partie (80%) au traitement des stations d'épuration biologique classique et, de ce fait, se retrouvent dans les rejets 5 . Le phosphore minéral dissous dans l'eau de mer est essentiellement présent sous forme d'ions orthophosphates (essentiellement HPO 42 - et PO 43 -). La concentration dépend des phénomènes physiques (mélange, adsorption, diffusion) et biologiques (consommation par le phytoplancton, excrétion par le zooplancton, régénération de la matière organique). Les échantillons sont analysés sur AutoAnalyser Technicon III selon la méthode décrite par Tréguer et Le Corre (1975) (précision de ± 0,01 µM).

Le silicium minéral est dissous dans l'eau de mer essentiellement sous la forme d'acide orthosilicique (SiOH 4 -). C'est un élément nutritif qui entre dans la composition des "squelettes" de certaines espèces phytoplanctoniques (diatomées) et peut être un facteur limitant important. Sa régénération dans l'eau de mer provient de la dégradation du silicium organique particulaire mais également de la dissolution des sels minéraux (ex : aluminosilicates). La concentration des eaux océaniques de surface peut être très basse (< 1µmol/l) 3 . Les concentrations s'élèvent progressivement lorsque l'on s'approche des côtes et en particulier des estuaires. Les échantillons sont analysés sur AutoAnalyser Technicon III selon la méthode décrite par Tréguer et Le Corre (1975) (précision de ± 0,05 µM).

Sources :
1 Propriétés physiques du milieu marin
2 FRONTIER S. & PICHOD-VIALE D., 1991, Ecosystèmes : structure, fonctionnement, évolution, Paris, Masson, 392p.
3 AMINOT A & CHAUSSEPIED M., 1983, Manuel des analyses chimiques en milieu marin, CNEXO, 395p.
4 LORENZEN C.J., 1967, Determination of chlorophyll and pheopigments : spectrometric equations, Limnol. Oceanogr., 12, 343-346.
5 RODIER J., 1996, L'analyse de l'eau ' eaux naturelles, eaux résiduaires, eau de mer, 8 ème édition, Paris, Dunod, 1394p.
6 TREGUER P. & LE CORRE P., 1975, Manuel d'analyse des sels nutritifs dans l'eau de mer. Utilisation de l'autoanalyseur II Technicon, 2 ème édition, Université de Bretagne Occidentale Brest, 110p.

Pour en savoir plus

Pour plus d'informations sur les paramètres hydrologiques, voir la partie "RHLN & DCE"

Eau Seine Normandie / Conseil général du Calvados / Conseil général de la Manche / Région Basse-Normandie

 

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