Présentation travail de thèse

1. Présentation travail de thèse Cyrielle Briand Couplage de l'hydrodynamique et de la biogéochimie isotopique pour la détermination du fonctionnement d'une source captée pour l'AEP en milieu Karstique (Audignon, 40)

2. Plan de la présentation Contexte et Problématique de l’Etude Financement Terrain Labo Bureau

3. Contexte de l’étude Travail de thèse : « Détermination de l’origines des nitrates dans une source karstique destinée à l’AEP, dans les Landes (Audignon), via des outils isotopiques »»

4. Présentation de la Source du Marseillon Source du Marseillon : Au Nord d’Audignon BV Gabas Alimentation Eau Potable (AEP) SIEM ~ 20 communes 4 000 foyers (13 000 personnes) Résurgence de la nappe des Calcaires du Crétacé au niveau de la Structure d’Audignon (karsts) Bonne qualité 

5. Problématique Problèmes de qualité rencontrés dans les eaux du Marseillon 2 NTU 5 NTU Episodes de bactériologie Augmentation constante des teneurs en NO3- Turbidité souvent > 2NTU (limite potabilité) 01/10 03/10 05/10 07/10 09/10 1990 1995 2000 2005 2010 Eaux du Marseillon = Eaux profonde (crétacé) + Eaux surface

6. Géologie et réseau Hydrographique Gabas et Laudon circulent sur les calcaires du crétacé, proches de la Station du Marseillon Laudon Gabas Calcaires dans le lit du Laudon : zone potentielle d’engouffrement Schéma des cours d’eau et de la géologie à proximité de la Station du Marseillon

7. Objectifs et Outils de l’étude Caractériser les transferts d’eau depuis la surface vers la source Déterminer l’origine des nitrates mesurés dans la source Répartition des compositions isotopiques des différentes sources de nitrates • Sources potentielles : • Engrais : culture de maïs • Eaux d’élevage : canards • Eaux usées : pas de STEP

8. Financement • Agence de l’Eau Adour Garonne • 50 % • +Syndicat des Eaux du Marseillon • + DREAL Aquitaine • +Géoscience Renne • +Institut Pasteur de Lilles • + UPMC • Sisyphe : laboratoire d’Hydrologie • Bioemco : laboratoire de Géochimie des eaux

9. Terrain Acquisition de données Campagnes coup de poings (intervention d’étudiants)  1 semaine, 4 fois par an Campagnes Bimensuelles (aide du Syndicat du Marseillon)  2-3 jours par mois + Suivi de Crue  Dépendant de la météo Eaux de la source + eaux rivières proches Profils en longs des rivières Campagne sur forages d’irrigation

10. Terrain Organisation • trouver les points pertinents et accessibles • préparer le matériel nécessaire • demander les autorisations si nécessaire • prendre contact avec les acteurs locaux et les particuliers (agriculteurs, éleveus, direction de l’environnement…)

11. Terrain Prélèvements d’échantillons eau, déjections de canards… Conditionnement des échantillons : filtrer, acidifier, congeler, fixer Mesure physico-chimique (T, pH, Conductivité, alcalinité…) En fonction des analyses Rapporter les échantillons au labo ou les envoyer dans d’autres labo Mesure de débits (ex : micro-moulinet)

12. Laboratoire • Cations en flamme • D’absorption atomique pour Ca2+ et Mg2+ • D’émission atomique pour K+ et Na+ • Anions • Nitrates, sulfates, chlorures, phosphates en HPLC • Nitrites, Ammonium par dosage colorimétrique • Isotopes 15N et 18O des nitrates • Réduction NO3 en NO2 sur colonne de Cadmium • Transformation NO2 en N2O puis passage sur spectromètre de masse atomique 1 bonne semaine pour traiter 1 campagne de ≈ 10 points

13. Bureau • Exploitation et interprétation des résultats • Recherche de données bibliographique • Hydrogéologiques, géologiques, protocoles d’analyses • Recherche de données publiques • Piézométrie, débits, chimie • Etude de chroniques • Statistiques • Cartographie (SIG) • Représenter les résultats… • Echanges avec les différents partenaires • Organisation des missions …

14. En résumé Pluridisciplinaire : hydrologie, hydrogéologie, géochimie Multi partenaires: management Multitaches terrain labo recherches

15. Travaux passés et en cours • [NO3-] élevées ≈ 25 mg/L mais < 50 mg/L • δ15N-NO3- [4,7 ; 7,5] ‰ • mélange à 2 pôles : • eau profonde appauvrie / eaux de surfaces (origine organique) • mélange à 3 pôles : • eau profonde appauvrie / eaux de surface (organique + agri) Eaux du Marseillon

16. Travaux passés et en cours LPeau 2010 (février)

17. Travaux passés et en cours Suivi bimensuel Majeurs Nutriments Isotopes Bactériologie ( + datation ) • 2 points Gabas « amont » • 1 point Gabas « aval » • 3 points Laudon • 1 point Casterra Carte des prélèvements eaux de surface (UPMC + SIEM)

18. Travaux passés et en cours • Campagnes Coup de Poing Différentes périodes hydro : 1ère en février 2011 « Profils en longs qualitatifs et quantitatifs des cours d’eau pouvant contribuer au mélange des eaux du Marseillon » : 11 points habituels + nouveaux points : cours d’eau, eaux souterraines, drains, fermes Majeurs Nutriments Isotopes Bactériologie : calculs de flux : détermination des zones potentielles de pertes + Débits

19. Déroulement du Projet Tuteuré • Préparation du matériel, chargement de voiture (vendredi AM) • Préparation des solutions : HNO3, HgCl • Calibration des appareils de mesures physico-chimiques 1. Semaine avant terrain • Prélèvements, filtration, conditionnement • Mesures de débits + mesures physico-chimiques • Mesures d’alcalinité + échanges entre sous-groupes 2. Semaine pendant terrain Carnet de terrain (noté) • Rangement des échantillons (vendredi AM) • Rangement du matériel (lundi matin) • Analyses au laboratoire : HPLC, SAA, colorimétrie, isotopie 3. Semaine post-terrain Cahier de laboratoire (noté) A l’issu de ces 3 semaines vous devrez fournir un tableau des résultats (Débits et Analyses) Facilement exploitable et compréhensible

20. Pré-terrain AVANT DEPART  A vous de : • Proposer une stratégie d’étude: répartition du travail, points de mesures et de prélèvement… • Organisation des prélèvements, conditionnement, filtration… • Proposer une liste détaillée du matériel de terrain et de prélèvements • Préparer, vérifier et charger le matériel • Organisation des analyses (répartition sur les différents appareils) • Proposer un schéma décrivant les différentes étapes depuis le prélèvement aux différentes analyses

21. Sur le Terrain • Mesures quantitatives : • Mesures de débits Micromoulinet, Flotteur, ADCP… Adapter en fonction des caractéristiques du cours d’eau (profondeur, largeur, hauteur d’eau…)

22. Sur le Terrain • Mesures qualitatives : Température pH Conductivité • Prélèvements et conditionnement : • Anions(1): NO3-, Cl-, SO42-, F- • Cations : Mg2+, Ca2+, K+, Na+ + Nutriments (2) : NH4+,NO2- (1)HPLC (2) Colorimétrie Filtrer 60 mL à 0.45 µm  congélateur SAA (flamme) Filtrer 60 mL à 0.45 µm  + HNO3

23. Sur le Terrain • Prélèvements et conditionnement : • Isotopes : 15N et 18O ICPM Filtrer 60 mL à 0.45 µm  + HgCl2 (6%) Titration • Alcalinité :[HCO3-] • Prélèvement de 50 ml  filtré à 0.45 µm  Mesure sur le terrain (le soir même)

24. Sur le Terrain • Prélèvements et conditionnement : • Isotopes : 15N et 18O ICPM Filtrer 60 mL à 0.45 µm  + HgCl2 (6%) Titration • Alcalinité :[HCO3-] • Prélèvement de 50 ml  filtré à 0.45 µm  Mesure sur le terrain (le soir même) • Bactériologie :[E.Coli] • Prélèvement dans flacons stériles • des eaux de rivières, • des déjections fraiches de canards

25. Notation des Echantillons Système de notation des échantillons Nom de l’échantillon ex: 220211 G01 22/02/2011GabaspK=1 km + fixation ou congélation ex : + HgCl2 = fixé au chlorure mercurique

26. Retour terrain Rangement et Nettoyage du matériel Analyses (en petits groupes) Nettoyage du matériel labo et rangement des salles Rendu : tableau de synthèse des résultats (avec tous les détails de calculs disponibles)