Pour bien définir le périmètre de ce cours il faut se reporter à la première figure qui illustre la place du petit cycle de l’eau, c’est-à-dire celui qui porte sur les grands usages, les prélèvements qu’ils requièrent et, le cas échéant, la contamination de la ressource par les rejets des différentes activités qui retournent vers les milieux. L’ensemble des prélèvements en France étaient en 2004 (rapport de l’IFEN de 2007) de 34 milliards de m3 (sur une totalité de la ressource disponible estimée à 168 milliards de m3), plus de la moitié étant réservée à la production d’énergie. Environ 18% de ceux-ci étaient destinés à l’alimentation en eau potable, un peu moins de 10% pour l’industrie et 15% pour l’irrigation.
Nous allons donc nous intéresser aux trois usages : domestiques, industriels et agricoles et examiner les pressions que peut subir l’environnement par les rejets correspondants. Les pollutions occasionnées par ces rejets peuvent être ponctuelles (une source importante), dispersées (plusieurs sources de moindre importance, qui peuvent être répertoriées) ou diffuses (associées à des pratiques, comme l’agriculture intensive, qui ne peut qu’être estimée globalement). Cette distinction est importante, à la fois pour la surveillance et pour les mesures de gestion.
Dans la caractérisation de l’état des milieux et en conséquence des critères de qualité des effluents, plusieurs paramètres sont surveillés. Nous essayons ici de les énumérer, en donner la signification et, quand c’est possible de les associer à un type de source. Les matières en suspension (MES) et la demande biologique en oxygène (DBO)5 sont liées aux différentes formes de carbone organique total (COT) [1], dont la dégradation par les bactéries hétérotrophes nécessite de l’oxygène (cf. aussi la page sur l’oxygénation). L’azote total réduit ou NTK (le paramètre d’autosurveillance est l’ammoniac) sera pris en charge par les bactéries nitrifiantes (autotrophes) pour l’oxyder en nitrates, avec encore un impact sur la teneur en oxygène de l’eau. L’azote se retrouve aussi sous forme de nitrates. La contamination généralisée des cours d’eau est attribuée aux pratiques agricoles, mais les stations d’épurations contribuent aussi pour une partie [2]. Pour compléter la caractérisation des effluents il faut aussi tenir compte du phosphore, sous forme de phosphates essentiellement d’origine domestique et qui favorise le phénomène d’eutrophisation. A ces paramètres classiques nous pouvons ajouter les substances dangereuses [3] (dont l’origine principale est l’industrie mais à laquelle s’ajoute une part des ménages), éléments traces métalliques (Cd, Hg, Pb, Zn, Ni...) ou micropolluants organiques (HAP et PCB).
Pour bien situer l’ensemble de ces paramètres il faut garder en tête qu’il peuvent être mesurés en entrée de STEP (qualité des eaux usées), en sortie après épuration (qualité des rejets), dans les effluents des industries polluantes (nécessité de traitement autonome) ou directement dans le milieu pour vérifier la qualité, physicochimique, chimique et biologique (les composantes du bon état écologique).
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