méthode et analyse - Observatoire de l`eau en Bretagne

Document méthodologique | Nitrates dans les cours d’eau| Octobre 2016
Concentration en nitrates dans les cours d'eau :
méthode et analyse
Ce document accompagne le tableau de bord interactif « Nitrates : concentration (Q90) dans les cours d'eau », consultable
à l’adresse suivante : http://www.observatoire-eau-bretagne.fr/Tableaux-de-bord-interactifs/Eaux-de-surface/Nitrates
Rédigé par Élodie Bardon et Émilie Novince (GIPBE),
en collaboration avec Anne-Paule Duboulet (AELB), Marcel Guiho (Dreal Bretagne), Josette Launay (CSEB).
Analyse de l’évolution des concentrations en nitrates1 - percentiles 90 (Q90) - dans les cours d’eau bretons.
En 2015, la concentration moyenne2 en nitrates dans les cours d’eau bretons atteint 33,57 mg/l.
1 Analyse
1.1 Résultat 2015
En 2015, la concentration moyenne en nitrates dans les cours d’eau bretons
continue de baisser pour atteindre, avec 33,57 mg/l (33,83 mg/l pour l’année
hydrologique 2014-2015), le niveau le plus bas jamais enregistré depuis 1995.
Parmi l’ensemble des 384 stations suivies en Bretagne en 2015, 94,8 % sont en
« bon état » selon les valeurs seuil de la DCE (Q90 < 50 mg/l). Pour autant, si l’on
considère les valeurs seuil du SEQ-Eau, 72 % affichent un état médiocre (25 < Q90
≤ 50 mg/l) et 19,8 % un état moyen (10 < Q90 ≤ 25 mg/l). Seules 2 stations (Elorn à
Commana et Cardequin à Vivier-sur-mer) sont en bon état (Q90 ≤ 10 mg/l). Aucune
station n’affiche le très bon état en 2015.
1- Concentration : pour chaque station
de mesure, le Q90 annuel est
déterminé avec l’ensemble des
analyses disponibles, tous dispositifs
de collecte confondus.
2- Concentration moyenne :
correspond à la moyenne des
concentrations (Q90) en nitrates des
stations de mesures rattachées aux
dispositifs de collecte considérés, pour
un périmètre donné.
Seules les analyses dont le résultat est
> seuil de quantification et < au seuil
de saturation ou dont le résultat = 0
sont retenues.
Certains secteurs restent particulièrement sensibles comme le côtier nord
Finistère, le côtier du Jaudy-Guindy-Bizien, les bassins du Gouëssant et Flora-Illet en baie de Saint-Brieuc ainsi que 2 stations
du Couesnon. Au total, 20 stations sont classées en mauvais état en 2015.
Au niveau départemental, les concentrations moyennes annuelles marquent une tendance progressive à la baisse.
En Côtes d’Armor, elles passent de 54,41 mg/l en 1998 à 34,28 mg/l en 2015 (34,4 en 2014-2015). En Finistère, elles passent
de 52,56 mg/l en 2001 à 34,76 mg/l en 2015 (35,15 en 2014-2015). En Ille-et-Vilaine, on note une tendance globale à la baisse
depuis 2005 (38,85 mg/l). Toutefois, cette baisse n’est pas stable et les concentrations moyennes annuelles ont tendance à
évoluer en dents de scie. En 2015, la concentration moyenne est de 32,37 mg/l (32,56 mg/l en 2014-2015), la plus basse de
tous les départements bretons. Juste devant le Morbihan, qui passe de 51,76 mg/l en 1998 à 32,62 mg/l en 2015 (32,65 en
2014-2015).
Observatoire de l’eau en Bretagne
GIP Bretagne environnement 6-A rue du Bignon 35000 RENNES | Tél : 02 99 35 45 80 | [email protected]
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1.2 Évolutions de concentrations en nitrates
La concentration moyenne en nitrate dans les cours d’eau bretons a augmenté de manière constante et significative depuis le
début des années 1980 jusqu’au début des années 1990. Entre 1992 et 1993, elle franchit brusquement la limite
règlementaire des 50 mg/l au-delà de laquelle l’eau est considérée comme non conforme ou en « mauvais état » selon la
nomenclature DCE. En 1998, la concentration moyenne régionale atteint un pic avec 51,6 mg/l de NO3-.
C’est au début des années 2000 que la tendance s’inverse de manière significative, jusqu’à afficher en 2002 une concentration
moyenne de 41,3 mg/l. A noter que la dispersion des Q90 (mesurés sur les différentes stations faisant l’objet de suivis) autour
de la moyenne régionale diminue d’une année sur l’autre, avec des variabilités plus faibles notamment dans les valeurs
élevées de Q90.
Figure 1 : Evolution du Q90 moyen (mg/l) sur le territoire des Sage bretons
Cette tendance s’exprime consécutivement à la transposition en droit français de la directive nitrate (98/83/CE) pour ce qui
concerne la mise en œuvre des programmes d’action (10 janvier 2001). Ces programmes d’action proposent des solutions
techniques afin de réduire les apports et excès de nitrates d’origine agricole dans les eaux. D’autres dispositifs règlementaires
comme la directive cadre sur l’eau (DCE) ou le SDAGE Loire-Bretagne contribuent également à renforcer les actions et les
perspectives d’encadrement dans la lutte contre la pollution des eaux par les nitrates. De 2002 à 2006, la concentration (Q90)
moyenne en nitrates dans les cours d’eau bretons stagne autour d’une moyenne de 43 mg/l. La distribution des données
devient plus symétrique, et la dispersion se concentrent.
De 2006 à 2010, la majorité des stations suivies affichent une qualité relativement constante, la concentration moyenne en
nitrates dans les cours d’eau bretons diminuant lentement. On note que la dispersion des Q90 autour de cette moyenne est
homogène depuis 2006 (symétrie, étendue interquartile, dispersion), et que le pourcentage de stations dépassant le seuil des
50 mg/l est en régression. Depuis 2010, les teneurs en nitrates sont passés sous la barre des 40 mg/l et affichent une pente
dégressive bien marquée au niveau de l’ensemble du territoire Vilaine et côtiers bretons.
Si l’on considère la période 1995-2015, la concentration moyenne en nitrate dans les cours d’eau bretons est de 42,4 mg/l.
La comparaison des valeurs de concentration d’une année à l’autre nécessiterait d’être complétée par une analyse des
conditions hydrologiques d’où l’intérêt de développer les indicateurs de flux d’azote. Les concentrations donnent la charge en
azote d’un litre d’eau à un moment t donné alors que les flux permettent d’évaluer les quantités d’azote annuel (kg N/an)
sortant d’un bassin versant. Ils sont donc fonction de cette charge en azote (concentration) et de la quantité d’eau écoulée
(débit).
À noter : Le nombre de stations de suivi de la qualité des cours d’eau en Bretagne a considérablement évolué depuis 1995,
passant de 105 à 404 en 2013 puis à 277 stations suivies en 2015. Chacune de ces stations est rattachée à un ou plusieurs
dispositifs de collectes (cf. § 3. Récolte des données de mesures).
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2 Contexte Réglementaire
Selon la directive cadre sur l’eau (DCE), les éléments physico-chimiques généraux interviennent essentiellement comme
facteurs explicatifs des conditions biologiques. Pour la classe d'état « bon » et les classes inférieures, les valeurs-seuils de ces
éléments physico-chimiques doivent être fixées de manière à respecter les limites de classes établies pour les éléments
biologiques. En outre, pour la classe d'état « bon », elles doivent être fixées de manière à permettre le bon fonctionnement de
l’écosystème. Dans l’attente des résultats finalisés des travaux de définition des règles d’évaluation de l’état écologique, qui
établiront les valeurs-seuils des éléments physico-chimiques en accord avec les termes de la DCE, les classes de qualité (code
couleur - valeurs seuils) à prendre en compte pour le paramètre nitrate sont :



Rouge - Mauvais ≥ 50 mg/l ;
Vert - Bon ≥ 10 et < 50 mg/l ;
Bleu - Très bon < 10 mg/l.
Parallèlement, le Système d’évaluation de la qualité de l’eau (SEQ-Eau) prend en compte les nitrates pour leurs impacts
biologiques et les usages domestiques (production d’eau potable, abreuvement du bétail, aquaculture…). La grille normalisée
du Seq-Eau douce distingue davantage de classes de qualité que la DCE en se basant sur des seuils de concentrations :





Rouge - Mauvais > 50 mg/l ;
Orange - Médiocre > 25 et ≤ 50 mg/l ;
Jaune - Moyen > 10 et ≤ 25 mg/l ;
Vert - Bon > 2 et ≤ 10 mg/l ;
Bleu -Très bon ≤ 2 mg/l.
La directive nitrate de 1980 (80/778/CE) considérait comme satisfaisant une concentration de 25 mg/l de nitrates dans les
cours d’eau (Valeur guide). Cette valeur est aujourd’hui considérée comme un indicateur environnemental et non comme une
limite réglementaire de santé publique, contrairement aux 50 mg/l. Des eaux non polluées devraient afficher des valeurs en
deçà de 10mg/l, équivalentes au très bon état DCE pour le paramètre nitrate. Des teneurs en nitrates supérieurs à 25 mg/l
indiquent l’existence d’une influence anthropique dans la zone d’approvisionnement.
La directive nitrate de 1991 prévoit des mesures correctives sur les bassins hors norme pour le paramètre nitrate (> 50 mg/l).
L’ensemble de la Bretagne est classée « Zone vulnérable ». Des programmes d’actions sont engagés sur ces territoires
concernant la fertilisation équilibrée et de bonnes pratiques agricoles doivent y être respectées. Les mesures correctives à
appliquer sur les Zones d’Excédent Structurel (programme de stabilisation et de résorptions de cheptels, …), ou sur les Zones
d’Actions Complémentaires en amont des captages dépassant les normes de 50 mg/l (conditions de retournement de prairies,
épandages, couverture de sols…) sont définies dans le programme de mesure du SDAGE Loire-Bretagne. En cas de non-respect
ou de non application de cette directive nitrate, les états membres peuvent voir certains de leurs bassins versants faire l’objet
d’un contentieux européen. En 2007, 9 bassins versants étaient concernés par un contentieux européen en Bretagne pour
l’eau destinée à l’alimentation (l’Horn, le Haut Gouëssant, l’Urne, l’Arguenon, le Guindy, l’Aber Wrach, les Echelles, le Bizien et
l’Ic).
3 Récolte des données de mesures
Les données traitées proviennent de :


AELB : export de la base de données OSUR, plateforme d’accès aux données brutes de l’Agence de l’eau LoireBretagne.
DREAL : export de la BD Hydre/BEA (suivis qualité effectué sur les stations bilans dans le cadre des contrats de
territoire) et de la BD CORPEP.
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
IUEM (Institut Universitaire Européen de la Mer) : export de la BD Ecoflux.
Les critères retenus sont :


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Paramètre Nitrate (1340)
Support Eau (3)
Analyse dans le domaine de validité (Code remarque analyse 1).
Les exports sont réalisés sur l’ensemble des données disponibles sur la période 01/1995 – 12/2015, tous dispositifs de collecte
confondus. Le traitement des doublons de bancarisation est géré par le GIP.
L'intégralité de l'historique des données est reprise à chaque mise à jour, afin que les résultats proposés dans les tableaux de
bord intègrent les corrections apportées par les producteurs dans la base de données. Des évolutions dans l'historique des
résultats sont donc possibles d'une année sur l'autre.
4 Calcul du percentile 90
Pour chaque station, le percentile 90 (exprimé en mg/l) est calculé par année civile (période du 1er janvier au 31 décembre de
l’année n) et par année hydrologique (période du 1er octobre de l’année n au 30 septembre de l’année n+1). L’ensemble des
analyses disponibles sur une station, tous dispositifs de collecte confondus et toutes sources de données confondues
(traitement des doublons de bancarisation), est utilisé pour le calcul du Q90. Le Q90 est calculé, selon le nombre d’analyses
disponibles (na), comme suit :
 na < 6 : pas de calcul de Q90 ;
 na ≥ 6 :
o classement des résultats par ordre décroissant ;
o Rang du résultat à retenir = arrondis (0.9 x na + 0.5)
o Exemple : 10 analyses : Q90 = 9,5 donc valeur de la 10° analyse
15 analyses : Q90 =13,9 donc valeur de la 14e analyse ; 21 analyses : Q90 =19,4 donc valeur de la 19e analyse ; Etc.
La représentation est celle du Seq- Eau :
 Rouge - Mauvais > 50 mg/l ;
 Orange - Médiocre > 25 et ≤ 50 mg/l ;
 Jaune - Moyen > 10 et ≤ 25 mg/l ;
 Vert - Bon > 2 et ≤ 10 mg/l ;
 Bleu -Très bon ≤ 2 mg/l.
Calcul appliqué selon la méthode du SEQ v1, également recommandée dans Le guide technique sur
l'évaluation des eaux douces de surface de métropole, mars 2009.
5 Sources
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Osur web : mesure de la qualité des eaux de surface du bassin Loire-Bretagne
Guide technique - Évaluation de l’état des eaux douces de surface de métropole. Ministère chargé de l'écologie - 2009
Arrêté du 27 juillet 2015 modifiant l'arrêté du 25 janvier 2010 - Méthodes et critères d'évaluation de l'état écologique,
de l'état chimique et du potentiel écologique des eaux de surface
Arrêté du 11 janvier 2007 - limites et références de qualité des eaux brutes et des eaux destinées à la consommation
humaine
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Système d'évaluation de la qualité de l'eau des cours d'eau SEQ-Eau - MEDD & Agences de l'eau - 2003
Directive 2000/60/CE, dite Directive cadre sur l'eau
Directive 91/676/CEE - Directive nitrate
Circulaire DCE 2006/16 - Constitution et la mise en œuvre du programme de surveillance des eaux
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