Efficacités comparées des processus naturels d'épuration des eaux de surface: unités fonctionnelles lotiques, connectées au Rhin (système île de Rhinau, France)

Comparison between the different self purifying process in surface waters: running waters systems connected with the River Rhine (Rhinau Island, France)

Université Louis Pasteur. CEREG. 74 route du Rhin. B.P 10. F67048 Strasbourg Cedex

Résumé

Les capacités naturelles d'amélioration de la qualité de I'eau (réduction de la pollution organique et réduction de la charge eutrophisante) de différentes unités fonctionnelles lotiques de I'hydrosystème rhénan dans le secteur inondable de l'île de Rhinau ont été estimées et comparées, en fonction du degré d'artificialisation des cours d'eau et de la composition de la végétation aquatique. Les paramètres discriminants de la qualité de I'eau retenus sont les suivants: concentrations en NH₄⁺, PO₄³⁻, NO₃⁻ en ce qui concerne la charge eutrophisante, DBO₅, DCO, comptages bactériens en ce qui concerne la charge en matière organique. Le cours d'eau le plus artificialisé (Rhin canalisé), quasiment dépourvu de toute végétation aquatique supérieure, au tracé rectiligne, aux berges bétonnées et aux eaux turbides, se comporte comme un système inerte: il se révèle incapable (sur 23,5 km) d'amortir ou de réduire les charges polluantes et eutrophisantes. Inversement, les cours d'eau forestiers de tresse, qui sont fortement végétalisés et qui se rapprochent le plus d'un " état naturel ", présentent une remarquable capacité épuratrice, exaltée en période estivale. L'efficacité des processus d'amélioration de la qualité de I'eau est optimisée en période végétative dans les systèmes végétalisés, ce qui confirme le rôle prédominant des biocénoses aquatiques. Les portions de cours d'eau non végétalisées mais dont le lit est limono-vaseux, présentent quant à elles une capacité épuratrice moindre, en raison des processus physico-chimiques d'absorption ou de précipitation dans le sédiment.

Abstract

The self purification capacity (organic matter pollution (BOD₅) and eutrophication (PO₄³⁻, NH₄⁺, NO₃⁻, of some running waters systems has been estimated in an rhenan flooded area. Rhinau Island (Alsace, France) has been chosen because of its particular status as a flooded sector in the Upper Rhine alluvial valley. These capacities were compared, according with the artificialisation level and the composition of the aquatic phytocoenoses, A completely artificial stream (canalised Rhine) or partly artificial stream (straightened Rhine: " Old-Rhine" is also compared to more natural systems, more or less connected to the Rhine wich flows in an alluvial forest. It is concluded by the results, that the improvement of water quality from upstream to downstream in the running waters is accentuated in the less artificial systems, and during the growing season thanks to vegetation action. This fact exhibits the major role of the aquatic vegetation in the self purifying process. By contrast, the canalised Rhine, is an inert system. The water quality does not change over a distance of 23.5 km. The parts of the water bodies which are not vegetated, exhibit lower self purifying capacities than the vegetated area. In this case, the low decrease of phospore can be explained by physico-chemical processes (adsorption, precipitation in the sediment).