Étude du transfert des nitrates dans la zone non saturée des aires d’alimentation des captages AEP de Ligaine (Deux-Sèvres)

Le Syndicat du Val de Loire (SVL) est un service public chargé de l’approvisionnement (gestion, production et distribution) en eau potable de plus de 83 000 habitants dans 54 communes du Nord Deux-Sèvres. Il exploite notamment les captages AEP   de Ligaine 1 et Ligaine 2, sur la commune de Taizé, près de Thouars (Deux-Sèvres).
Ces deux captages sont classés Grenelle depuis 2009.

Un avis hydrogéologique réalisé en 2015 sur la révision des périmètres de protection des captages de Ligaine a constaté l’excès de nitrates   (concentrations parfois supérieures à 100 mg/L dans les eaux brutes des deux captages) et la forte vulnérabilité du milieu souterrain, notamment vis-à-vis des pollutions diffuses. Cet avis a ainsi préconisé de réaliser une évaluation des stocks de nitrates   encore présents dans la zone non saturée  , ainsi que si possible, des vitesses de transfert, afin d’anticiper les tendances d’évolution en nitrate des prochaines années.

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Géologie secteur des captages de Ligaine et localisation des profils isotopiques

La quantification des stocks de nitrates   a été faite en réalisant trois sondages destructifs sur l’aire d’alimentation des captages de Ligaine, permettant de prélever des horizons géologiques sur la hauteur de la zone non saturée  .

Il a ainsi été possible de caractériser des profils de la teneur en eau et de l’azote sous les différentes formes nitrates  , nitrites et ammonium.
Si les trois sondages présentent des teneurs en nitrites inférieures à la limite de quantification, l’azote est majoritairement présent sous forme de nitrates  .

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profil teneur azote ammonium


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profil teneur azote nitrates

Plusieurs approches ont été croisées pour estimer la vitesse moyenne de transferts des nitrates   : utilisation d’un marqueur de changement de pratiques agricoles, cohérence avec la recharge  , allure attendue des profils en prenant en compte les pratiques agronomiques. Les conclusions issues de chaque approche convergent, avec l’obtention de vitesses moyennes de migration verticale des nitrates   dans la matrice poreuse calcaire comprises entre 0,3 m/an et 0,5 m/an.

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profil azote F2F

Des analyses chimiques (éléments majeurs et traces) et isotopiques ont été effectuées sur les eaux souterraines   prélevées en 8 points (forages, piézomètres, source  ). L’analyse isotopique des échantillons a porté d’une part sur les compositions isotopiques en azote (15N, 18N) et oxygène (18O) des nitrates  , puis sur les compositions isotopiques du bore (10B, 11B) en complément des analyses des concentrations des éléments majeurs et du bore dissous.
Les eaux souterraines   prélevées sur des piézomètres sur le plateau montrent des signes d’une dénitrification active, lors du transport des nitrates  , vers ou dans la nappe  . Ces mécanismes sont susceptibles d’atténuer la contamination nitratée mais ne semblent pas concerner les eaux prélevées aux captages.
Les isotopes de l’azote permettent de rapprocher l’origine des nitrates   des captages de celle d’une source   située en amont dans la vallée du Thouet. Ces signatures se trouvent à la limite des domaines des engrais minéraux et organiques, indiquant des sources mixtes. Cette similitude est confirmée par les isotopes du bore.
Aucun point ne montre les signatures caractéristiques d’eaux usées domestiques ou d’utilisation de certains engrais minéraux riches en bore.

Rapports isotopiques (d15N exprimés en ‰ vs. AIR) de l'azote dissous versus les teneurs en nitrates dans les eaux souterraines du secteur étudié - PNG - 133.7 ko
Rapports isotopiques (d15N exprimés en ‰ vs. AIR) de l’azote dissous versus les teneurs en nitrates dans les eaux souterraines du secteur étudié

Le forage du Grand Bois, très contaminé en nitrates  , montre par contre clairement une signature isotopique (azote, oxygène et bore) et chimique (chlorures) caractéristique des déjections animales. Ceci est à mettre en relation avec les activités d’élevage dans ce secteur. Nous ne trouvons par contre pas de signe d’un impact significatif de cette contamination sur les captages. Elle est néanmoins à surveiller, notamment en aval direct dans la vallée reliant Le Grand Bois à la vallée du Thouet, en mesurant les teneurs en nitrates   et chlorures et, pour confirmation, les isotopes de l’azote sur un nombre réduit d’échantillons.

Le travail et les résultats complet sont consultables dans le rapport :
COMPÈRE F., BARAN N., SURDYK N., KLOPPMANN W., SUBRA P. (2019) – Étude du transfert des nitrates dans la zone non saturée des aires d’alimentation des captages AEP de Ligaine (Deux-Sèvres). Rapport final. BRGM/RP-69023-FR, 66 p., 16 fig., 5 ann.

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