Variabilité journalière de la qualité des rivières et son incidence sur la surveillance a long terme : exemple de la Loire moyenne

Daily variability and its implication on long term river water quality surveys : the Middle Loire example

¹ Université François-Rabelais de Tours, CNRS/INSU UMR 6113 ISTO, Université d'Orléans Université François-Rabelais de Tours, Faculté des Sciences et Techniques Parc de Grandmont, F 37200 Tours, Tél : +33 (0)2 47 36 73 16, Fax : +33 (0)2 47 36 70 90
² UMR Sisyphe 7619, Université Paris VI, boite 105 4 place Jussieu, F 75006 Paris, Tél : +33 (0)1 44 27 51 48, Fax : +33 (0)1 44 27 51 48
³ EDF-DTG Grenoble Boui, R 38040 Grenoble

Auteurs de correspondance : florentina.moatar@univ-tours.fr michel.meybeck@upmc.fr alain.poirel@edf.fr

Résumé

La variabilité journalière de la qualité des eaux est une composante importante de la variabilité temporelle générale, mais rarement analysée. Les suivis en continu réalisés aux centrales nucléaires de production électrique (CNPE) depuis leur création permettent d'appréhender les variations de qualité (To, O2, pH, conductivité électrique) aux échelles de temps les plus fines et mettent en évidence les erreurs commises avec des suivis discrets. Dans cette communication, dans un premier temps, nous montrons quelques exemples de cette variabilité temporelle sur la Loire moyenne : influence de la crue de mai 1992 sur la physico-chimie des eaux de la Loire moyenne, cycles nycthéméraux d'oxygène dissous et de pH liés à la photosynthèse algale en Loire Moyenne, influence de la dénitrification sur les teneurs estivales de nitrate en Loire moyenne, influence du réchauffement atmosphérique sur la température des eaux de la Loire moyenne. Dans un second temps, nous montrons les limites du suivi discret tel qu'il est pratiqué couramment dans le cadre réglementaire (INP, RNB, RCS) pour des variations cycliques journalières de l'oxygène dissous, du pH, de la température de l'eau, puis saisonnières et inter-annuelles.

Abstract

The sub-daily water quality variation is an important component of temporal river quality variation, yet rarely considered for lack of continuous records. Such records are available on the Middle Loire from the regular continuous survey at nuclear power plants for temperature, dissolved oxygen, pH and electrical conductivity. Such very fine scale temporal variation is analysed for the Middle Loire circa 40 000 km2 (circa 300 km2) at 4 stations showing : i) diurnal cycles of To, dissolved oxygen, pH and electrical conductivity are forced by daily atmospheric temperature and solar radiation, ii) the amplitude of these cycles increase in spring and summer and are specific to each water quality determinant, iii) eutrophication is intense in this river reach and the daily O2 and pH variations exceeds those of the seasonal variations, iv) late spring floods (e.g. Mai 1992) may destroy the diurnal cycles, v) on summer nitrate levels are close to zero, denitrification is a possible cause in addition to algal uptake, vi) long term temperature increase from 1976 to 2003 2o for the annual mean and 3o for he summer mean only. Discrete regularly monthly and bimonthly surveys of rivers totally ignore fine scale variations of temperature, dissolved oxygen, pH and conductivity and/or result in biases and large uncertainties on averages.