Caractérisation des sources de contaminants dans un bassin versant à usage mixte (agricole, urbain) (Claduègne, Ardèche)

Début février à fin juin 2023, 5 mois

Dans le cadre d’un programme de recherche financé par l’Agence de l’Eau et de la Zone Atelier du Bassin du Rhône, en collaboration avec INRAE Lyon, nous cherchons à caractériser les sources de contaminants dans des bassins où les usages sont mixtes (différents usages agricoles et urbains) et d’évaluer l’état des cours d’eau, en particulier grâce à la recherche d’empreinte d’activités anthropiques. L’originalité du projet proposé ici réside dans le choix d’une approche intégrée : identification a priori des sources de contaminants sur la base de données socio-économiques (enquêtes de terrain et cartographie d’usage des sols), couplées à la mesure de paramètres « low-cost » et à la sélection de signatures chimiques et microbiologiques spécifiques de chaque source. Ceci permettra un diagnostic à moindre coût portant sur l’identification des sources de contaminants lors d’évènements hydrologiques contrastés à l’exutoire de petits bassins. En lien avec le SDAGE, les résultats de ce projet permettront de proposer une méthode « générique » permettant de faciliter la localisation et la quantification des sources principales de contaminants sur un bassin versant de type méso-échelle à usage mixte, pour définir et engager des actions pertinentes de réduction des apports.

Le bassin étudié par l’IGE est le bassin versant de la Claduègne en Ardèche, qui fait partie du service national d’observation OHMCV et instrumenté pour le suivi de débit, et des flux de matières solides et dissoutes en deux points du bassin. L’objectif du stage sera de construire des « empreintes biogéochimiques » spécifiques de chaque source définie comme des sous-bassins élémentaires drainant une zone homogène représentative des différentes utilisations et occupation des sols rencontrées (par exemple, prairie avec élevage, forêt, vignoble). Pour cela, des échantillons de sols seront prélevés à différents états d’humidité sur chaque sous-bassin élémentaire et des échantillons d’eau seront prélevés à l’exutoire du cours d’eau drainant chaque sous-bassin élémentaire. Les choix des sites et les échantillonnages des sources seront effectués en collaboration avec l’antenne CERMOSEM du laboratoire PACTE (UGA) qui a créé une base de données géoréférencées sur les différentes activités sur le bassin. Un protocole de lixiviation sera appliqué sur les sols. Les analyses de ces échantillons (lixiviats de sols et eaux) seront effectuées à l’IGE et au LAMA de l’INRAE à Lyon pour les majeurs et les métaux traces (ICP-MS), la caractérisation des matières organiques (UV-vis et HPSEC-UV/fluorescence) et analyses qPCR de marqueurs ADN. L’ensemble de ces données seront exploitées à l’aide d’outils statistiques (e.g. analyse multivariée, approches bayésiennes) afin de sélectionner un jeu de variables permettant de discriminer les différentes sources et in fine, construire des empreintes biogéochimiques spécifiques de chaque source. Les empreintes biogéochimiques issues des deux approches de prélèvement (eaux et sols) seront aussi comparées afin d’améliorer la stratégie d’échantillonnage permettant une meilleure identification des sources de contaminants.