Améliorer les stratégies de surveillance des micropolluants dans les milieux aquatiques

Déploiement d'échantillonneurs intégratif passif en rivière © Baptiste Mathon/ Irstea
Déploiement d'échantillonneurs intégratif passif en rivière © Baptiste Mathon/ Irstea

Conduit par le Ministère chargé de l’environnement et l’Agence française pour la biodiversité, le réseau de surveillance prospective vise à faire évoluer les méthodes de suivi de la qualité des eaux pour optimiser la mise en œuvre de la directive cadre européenne sur l’eau et atteindre ses objectifs. Leader des stratégies de suivi des micropolluants, Irstea contribue, à travers le consortium Aquaref, à favoriser le transfert d’outils innovants pour la surveillance des eaux sur le territoire national.

Pour atteindre l’objectif « du bon état des eaux » d’ici 2027, la directive cadre européenne sur l’eau (DCE) impose la réduction des rejets de substances toxiques dans les cours d’eau et les lacs, en s’appuyant sur une liste de 170 micropolluants1 à surveiller (résidus de plastiques, pesticides, médicaments…), dont 45 substances prioritaires. Pouvoir suivre ces micropolluants, par définition présents en faible concentration dans l’eau, est un des principaux enjeux pour les agences de l’eau et les collectivités locales, chargées d’assurer la surveillance des eaux sur le territoire.

Afin de pallier les limites des méthodes et outils actuellement utilisés par les acteurs de terrain, telles que des seuils de détection insuffisants ou la non détection des pics de pollution, le réseau de surveillance prospective (RSP) a été créé en 2016 à l’initiative du Ministère chargé de l’environnement et de l’Agence française pour la biodiversité (AFB), en collaboration avec les agences de l’eau et le consortium Aquaref2. Son but : favoriser le transfert d’outils innovants conçus par et pour les laboratoires de recherche vers la surveillance opérationnelle de l’eau. « Sept projets ont été entrepris dans le cadre du RSP pour faire évoluer les méthodes de suivi. C’est le cas du projet que nous finalisons actuellement, qui visait à évaluer la pertinence des échantillonneurs intégratifs passifs pour contrôler la qualité chimique des eaux. Ces dispositifs sont utilisés depuis longtemps en recherche, notre but était d’étudier leur applicabilité pour la surveillance de terrain de demain », commente Cécile Miège, directrice de recherche en chimie à Irstea et coordinatrice du projet.

Les échantillonneurs passifs, des outils aux multiples avantages

Echantillonneur passif POCIS
Echantillonneur passif (ici POCIS) après récupération dans le cours d'eau (présence de matières en suspension ayant adhéré à la membrane).
© Anice Yari / Irstea

Les échantillonneurs intégratifs passifs (EIP) reposent sur des principes physico-chimiques variés, spécifiques de chaque type de micropolluants ; certains captent les polluants organiques hydrophiles (POCIS) ou hydrophobes (membrane silicone), d’autres les métaux (DGT), etc. Positionnés dans le cours d’eau pendant plusieurs jours, les échantillonneurs passifs fonctionnent comme des filtres qui piègent et accumulent les micropolluants pendant toute la durée d’exposition. Ils permettent ainsi de définir la concentration moyenne de chaque micropolluant présent dans l’eau. « Les EIP ont plusieurs avantages par rapport aux méthodes de suivi classiques, souvent basées sur des prélèvements ponctuels : du fait de la durée d’exposition, ils sont plus représentatifs de l’état de la contamination dans le temps, ils offrent aussi une meilleure sensibilité de détection grâce à l’accumulation des substances. Ils permettent par ailleurs une meilleure conservation des échantillons, très utile dans le cas du suivi de sites éloignés, comme dans les départements d’outre-mer, pour lesquels les échantillons doivent être transportés vers des laboratoires d’analyse en métropole », précise la chercheuse.

Des performances confirmées pour le suivi opérationnel de la qualité chimique de l’eau

Pour évaluer l’intérêt des EIP pour la surveillance opérationnelle, une campagne de déploiement à large échelle de ces dispositifs a été réalisée en 2018 sur plusieurs sites de démonstration, des sites déjà surveillés par les agences de l’eau et choisis pour représenter les différentes pressions de contamination présentes sur le territoire (contextes agricole, urbain...). Concrètement, 3 sites ont été suivis pendant un an (pour une soixantaine de substances), avec des prélèvements d’EIP tous les 15 jours, et 20 autres sites ont fait l’objet d’une exposition unique d’EIP (pour une centaine de substances). « La comparaison des résultats de l’analyse des échantillons issus de la campagne avec les données du suivi classique confirme l’intérêt des EIP ; ils améliorent d’une part le seuil de détection pour la plupart des substances ciblées et d’autre part la représentativité temporelle de la contamination », précise Cécile Miège.

Les conclusions de cette étude (avantages et limites par types d’EIP et par familles de substances suivies) seront présentées aux acteurs de la surveillance, lors du colloque de restitution qui aura lieu le 16 décembre prochain à Lyon. « En complément des formations à l’utilisation des EIP conçues dans le cadre du projet et dispensées lors de sessions pilotes auprès d’un panel d’acteurs, ces résultats nous permettent de démontrer la pertinence des EIP et d’accompagner leur transfert, en tant qu’outils complémentaires pour la surveillance opérationnelle des eaux dans le cadre de la DCE », conclut la chercheuse.

 

En savoir plus


1- Les micropolluants sont des agents chimiques toxiques pour l'homme ou les organismes aquatiques, à des concentrations faibles dans l'eau. Parmi eux : résidus de plastiques, pesticides, détergents, médicaments, hormones, hydrocarbures aromatiques polycycliques, polychlorobiphényles, métaux...

2- Financé par l’AFB, le consortium Aquaref réunit Irstea, le BRGM, l’Ifremer, l’Ineris et le LNE. Il élabore des protocoles innovants de prélèvement et d’analyse de l’eau, et accompagne, en appui au Ministère chargé de l’environnement, la mise en œuvre en France de la DCE.