Projet ANR CHYPSTER

Integrated biogeochemical, geographical and hydrological approaches to track sources of contaminants in mixed land-use watersheds

Projet ANR 2021-2025
INRAE : Marina Coquery (PI), Matthieu Masson, Flora Branger, Cécile Miège, Christelle Margoum, Isabelle Braud

PACTE : Pauline Dusseux, Nicolas Robinet

Objectifs :
La présence de nombreux contaminants chimiques et microbiologiques dans les écosystèmes aquatiques, y compris les contaminants toxiques (par exemple les perturbateurs endocriniens) et/ou persistants tels que les pesticides, les produits pharmaceutiques et les métaux, peut entraîner une dégradation importante de l’état écologique des eaux naturelles et accroître l’exposition des humains et des animaux à ces contaminants par le biais de l’eau potable, de l’irrigation des cultures ou des usages récréatifs ; elle peut également déclencher une augmentation des gènes de résistance aux antimicrobiens (RAM) et des agents pathogènes bactériens dans les hydrosystèmes. Les bassins versants à méso-échelle ( 10-103 km²), caractérisés par une utilisation mixte des sols et des géologies hétérogènes, sont particulièrement sensibles à ces contaminations. Les masses d’eau de surface sont de petits cours d’eau, souvent intermittents, et très proches de multiples sources de contamination diffuses ou ponctuelles liées au développement urbain, au tourisme et à l’agriculture. Ces cours d’eau ont une très faible capacité de dilution, exacerbée par des étés secs plus longs, et ils réagissent souvent rapidement à de forts épisodes de pluie, qui deviennent également plus fréquents. Dans un avenir proche, l’artificialisation croissante des surfaces ainsi que le changement climatique pourraient aggraver ces impacts et entraîner une dégradation critique de la qualité de l’eau dans ces bassins versants. Les sources de contaminants dans ces hydrosystèmes sont nombreuses. Elles comprennent le transport des contaminants associés au ruissellement et à l’érosion des terres perméables et des surfaces imperméables, les rejets de sources ponctuelles provenant des déversoirs d’orage, des stations d’épuration des eaux usées et des émissions industrielles. Alors que les sources ponctuelles sont relativement faciles à identifier, les sources diffuses de contaminants sont plus difficiles à détecter, en particulier dans les bassins versants à méso-échelle à usage mixte, comme le montre le bassin versant de la Claduègne dans un récent projet coordonné par le partenaire IGE (projet PHARMA-BV). Dans ce projet ANR, nous prévoyons d’évaluer les sources de contamination des rivières et de prédire les trajectoires de la qualité de l’eau en utilisant une approche interdisciplinaire comme illustré dans la Figure 1.

Nous proposons de tester l’hypothèse de relations fortes entre (i) l’utilisation du sol et les activités anthropiques, (ii) la co-occurrence des contaminants chimiques et microbiologiques dissous, et (iii) les processus hydrologiques et les trajectoires de l’eau dans un bassin versant. En outre, nous supposons que ces ensembles de corrélation peuvent être utilisés pour mettre en œuvre un modèle indirect capable de prédire l’état d’une rivière en termes de contamination et en tenant compte des scénarios d’évolution possibles dans le bassin versant (par exemple, les activités humaines et le changement climatique).