Dans l’estuaire de la Seine, les orages et les crues accentuent ponctuellement la contamination des eaux
Les épisodes de fortes pluies et de crues révèlent et remobilisent la pollution chimique ambiante de l’estuaire de la Seine. C'est le principal enseignement du rapport de recherche TARANIS, mené pendant 2 ans par des scientifiques de l’Ifremer et de l’Université de Reims Champagne-Ardenne dans le cadre du programme Seine-Aval porté et financé par le GIP Seine-Aval. A travers 10 campagnes de terrain, les scientifiques montrent que ces événements météorologiques intenses favorisent les transferts de nombreux contaminants du bassin versant vers le fleuve et son estuaire, avec des effets mesurables sur la qualité de l’eau et sur les organismes aquatiques. Alors que ces épisodes sont appelés à s’intensifier avec le changement climatique, l'étude met en lumière la contamination chimique chronique de la Seine, notamment par des substances persistantes à des niveaux dépassant les seuils environnementaux. Elle plaide pour faire évoluer la surveillance des milieux aquatiques et des listes de contaminants suivis dans le cadre de la Directive Cadre sur l'Eau.
Une qualité de l’eau déjà dégradée
Depuis 40 ans, la qualité de l'eau de la Seine s'est améliorée notamment grâce aux progrès réalisés dans le traitement des eaux usées et à la réduction des émissions industrielles, urbaines et agricoles. Pour autant, la contamination chimique tend aujourd’hui à se stabiliser à des niveaux qui demeurent trop élevés pour garantir un bon état écologique des eaux. Cette pollution persistante est ponctuée de pics de contamination : certains liés à des événements exceptionnels et difficilement prévisibles, comme des accidents industriels ; d’autres à des événements météorologiques récurrents, notamment les orages et les crues, susceptibles de modifier les concentrations de polluants dans le fleuve.
Métaux, hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), polychlorobiphényles (PCB), pesticides, résidus médicamenteux, composés per- et polyfluoroalkylés (PFAS), microplastiques ou encore contaminants microbiologiques coexistent aujourd'hui dans le milieu et impactent l’état de santé des organismes aquatiques présents.
« Dans ce contexte déjà dégradé, les événements météorologiques intenses constituent un facteur aggravant. Mieux comprendre l'impact des orages et des crues est devenu un enjeu majeur dans un contexte où le changement climatique devrait accroître la fréquence et l'intensité des épisodes extrêmes. C’est tout l’enjeu du projet TARANIS, » souligne Florence Menet, chercheuse à l’Ifremer et responsable scientifique du projet Taranis
Trois questions ont guidé les recherches menées dans le cadre de ce projet : les orages et les crues apportent-ils des contaminants chimiques écotoxiques et/ou viraux d’origine fécale dans la Seine ? Certains secteurs ou périodes sont-ils particulièrement à risque ? Et comment faire évoluer la surveillance régulière vers une surveillance adaptée aux évènements exceptionnels ?
Pour observer la contamination au moment où elle survient, les scientifiques ont déclenché les prélèvements lors des orages et des crues. Menées en 2023 et 2024, 10 campagnes ont ainsi permis de suivre la qualité de l’eau de la Seine, depuis Poses jusqu’à la mer lors des crues, et de se concentrer sur la zone rouennaise pour caractériser l’impact des ruissellements urbains et des déversoirs d’orage.
Plusieurs méthodes complémentaires ont été mobilisées : des échantillonneurs passifs pour capter les niveaux moyens de contamination dans l'eau, des moules dreissènes, ou moules zébrées, utilisées comme organismes sentinelles pour mesurer la bioaccumulation de contaminants chimiques, la contamination virale d'origine fécale et des biomarqueurs de toxicité, et enfin des pièges à particules pour analyser les matières en suspension et leur écotoxicité. Cette stratégie a permis de rechercher plus de 200 pesticides et 90 substances pharmaceutiques, ainsi que des métaux traces, HAP et PCB, tout en évaluant leurs effets biologiques.
Un impact net des orages, plus diffus pour les crues : Des résultats chiffrés dans la zone de rouen
L’impact des orages
Les métaux
Lors du premier orage suivi dans la boucle rouennaise en juin 2023, les concentrations cumulées en métaux traces (cadmium, cobalt, cuivre, fer, manganèse, nickel, plomb, zinc) ont atteint près de 40 µg/L, soit près du double du niveau ambiant mesuré quelques semaines plus tard. À la station de Val-des-Leux, pourtant la plus en aval du secteur d’étude, les niveaux de cadmium, cuivre, nickel et zinc étaient jusqu'à 5 fois supérieurs à ceux de Petit-Couronne — un résultat inattendu dans cette zone peu urbanisée, cette pollution pourrait s’expliquer par le lessivage des sols industriels et agricoles du secteur.
Les substances pharmaceutiques et les pesticides
Sur les 227 pesticides recherchés dans l'eau, 84 ont donné des résultats quantifiables*. Après les orages, les concentrations cumulées en métabolites, herbicides et substances non approuvées pour l'usage agricole ont augmenté de +36 % à +98 % selon les stations et les familles de molécules. Ces résultats sont liés au lessivage des sols industriels, agricoles et, dans une moindre mesure, urbains du secteur, qui remobilisent des polluants.
Pour les substances pharmaceutiques (92 molécules recherchées, 60 quantifiables), la station de Petit-Couronne a enregistré lors d'un orage des hausses majeures pour certaines molécules : jusqu'à 45 fois plus de kétoprofène, 32 fois plus de paracétamol, ou encore 10 fois plus de mépivacaïne (anesthésique local) par rapport à la campagne suivante.
La contamination des moules par des bactériophages d’origine fécale
À la suite de l'épisode orageux de 2023, les mesures de surveillance biologique menées sur les moules zébrées — qui filtrent l'eau et accumulent donc les contaminants qu'elle contient — ont mis en évidence, sur la station de Rouen, un pic important de contamination par des bactériophages ARN-F spécifique, des virus qui infectent les bactéries comme Escherichia coli et signalent une pollution d'origines fécales de l’eau. Les concentrations relevées ont atteint jusqu'à 200 UFP*/g, soit un niveau 10 fois supérieur à celui enregistré en amont au point d'Amfreville, avant les principaux déversoirs d'orage. En aval, à la station du Val des Leux, ces indicateurs redeviennent quasiment indétectables. Ces résultats confirment l'impact direct des rejets d'eaux pluviales urbaines sur la qualité microbiologique du milieu aquatique.
Des effets de toxicité chimique sur les moules
Les chercheurs ont observé, dans les jours suivant les épisodes orageux, des signes de dommages sur l’ADN des moules zébrées, particulièrement près de l’agglomération rouennaise. Ces résultats montrent que les orages peuvent provoquer, sur une courte période, une dégradation mesurable de la qualité de l’eau et des effets délétères sur les organismes aquatiques.
L’impact des crues
Lors des crues de novembre à avril 2023-2024, une augmentation de la concentration de certains pesticides a été observée, notamment celle du chlortoluron, en hausse d'un facteur 30 par rapport aux niveaux ambiants. Sa concentration dépasse donc, en période de crue, le seuil de valeur de référence environnementale, qui indique un niveau de pollution impactant pour l’environnement.
Les chercheurs ont également analysé les polluants transportés par les particules en suspension dans l'eau. Dans ces particules, plusieurs substances dépassent elles aussi les valeurs de référence environnementale, notamment 7 métaux (le chrome, le cuivre, le mercure, le nickel, le plomb, le vanadium et le zinc), ainsi que 10 HAP, 5 PCB et un composé utilisé autrefois dans les peintures antisalissures pour bateaux (le TBT).
Autre constat : la pollution liée aux matières fécales s'intensifie elle aussi pendant les crues. En analysant des moules zébrées, les chercheurs ont mesuré une hausse des bactériophages ARN-F spécifiques. Leur présence croissante signale une contamination fécale plus importante et toujours active, autrement dit une eau davantage chargée en germes d'origine fécale (humaine ou animale) au moment des crues.
L’héritage de pollutions anciennes : des contaminants interdits depuis des décennies toujours présents dans l’environnement
L’estuaire de la Seine porte encore aujourd’hui la mémoire de plusieurs décennies d’activités industrielles, agricoles et urbaines. Les chercheurs ont ainsi retrouvé des substances dont l’utilisation est interdite depuis longtemps, comme certains PCB ou pesticides historiques interdits depuis plus de 20 ans. Ces molécules appartiennent à la catégorie des polluants persistants : elles se dégradent très lentement, peuvent rester stockées dans les sols et les sédiments pendant plusieurs décennies et continuer à circuler dans les écosystèmes et exercer une pression toxique, longtemps après l’arrêt des émissions.
Des substances prioritaires identifiées pour la surveillance future
En comparant les concentrations mesurées aux valeurs de référence environnementales, l'équipe a établi une liste de substances à surveiller en priorité : des pesticides aujourd'hui non approuvés (fipronil, imidaclopride, métolachlore), des herbicides encore autorisés (chlortoluron, métazachlore, nicosulfuron), des fongicides (metconazole, tébuconazole, tétraconazole), deux substances pharmaceutiques (oxazépam, sulfaméthoxazole) et un métabolite de l'atrazine, la déséthylatrazine. Le glyphosate et son produit de dégradation, l'AMPA, dépassent quant à eux systématiquement leur seuil de référence lors des orages, avec des concentrations pouvant presque tripler par rapport au niveau ambiant.
Ces résultats soulignent la nécessité de faire évoluer les dispositifs de surveillance de la qualité des eaux utilisés dans le cadre de la Directive Cadre européenne sur l’Eau (DCE), qui définit les substances prioritaires suivies pour évaluer l’état chimique des masses d’eau.
« Dans un contexte de changement climatique où les épisodes de fortes pluies et de crues pourraient devenir plus fréquents et plus intenses, mieux comprendre les transferts de contaminants devient indispensable. Anticiper ces phénomènes, adapter la surveillance et réduire durablement les sources de pollution sont des leviers essentiels pour préserver la qualité des fleuves et des estuaires sur le long terme, » rappelle Cédric Fisson, chargé de mission au GIP Seine-Aval.
----------
*Quantifiable : On parle de résultats « quantifiables » quand l’outil de mesure est assez performant pour quantifier un contaminant. Lorsque ce n’est pas le cas, on est capable de savoir que la substance est présente mais sans pouvoir connaître sa concentration.
** UFP : L’unité formant plage, ou unité formatrice de plage de lyse, est une unité de mesure en virologie qui sert à dénombrer les particules virales infectieuses capables de détruire des cellules.
----------
Lire le communiqué de presse complet en pdf ci-dessus ou sur ifremer.fr
Contacts Presse
Sacha Capdevielle : 06 07 84 37 97 / Lucie Lautrédou : 06 15 73 95 29
[email protected]
|