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Présentation travail de thèse. Cyrielle Briand Couplage de l'hydrodynamique et de la biogéochimie isotopique pour la détermination du fonctionnement d'une source captée pour l'AEP en milieu Karstique (Audignon, 40). Plan de la présentation. Contexte et Problématique de l’Etude Financement

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Présentation travail de thèse

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Presentation Transcript


Pr sentation travail de th se

Présentation travail de thèse

Cyrielle Briand

Couplage de l'hydrodynamique et de la biogéochimie isotopique pour la détermination du fonctionnement d'une source captée pour l'AEP en milieu Karstique (Audignon, 40)


Plan de la pr sentation

Plan de la présentation

Contexte et Problématique de l’Etude

Financement

Terrain

Labo

Bureau


Contexte de l tude

Contexte de l’étude

Travail de thèse :

« Détermination de l’origines des nitrates dans une source karstique destinée à l’AEP, dans les Landes (Audignon), via des outils isotopiques »»


Pr sentation de la source du marseillon

Présentation de la Source du Marseillon

Source du Marseillon :

Au Nord d’Audignon

BV Gabas

Alimentation Eau Potable (AEP)

SIEM

~ 20 communes

4 000 foyers (13 000 personnes)

Résurgence de la nappe des Calcaires du Crétacé au niveau de la Structure d’Audignon (karsts)

Bonne qualité 


Probl matique

Problématique

Problèmes de qualité rencontrés dans les eaux du Marseillon

2 NTU

5 NTU

Episodes de bactériologie

Augmentation constante des teneurs en NO3-

Turbidité souvent > 2NTU

(limite potabilité)

01/10

03/10

05/10

07/10

09/10

1990

1995

2000

2005

2010

Eaux du Marseillon = Eaux profonde (crétacé) + Eaux surface


G ologie et r seau hydrographique

Géologie et réseau Hydrographique

Gabas et Laudon circulent sur les calcaires du crétacé, proches de la Station du Marseillon

Laudon

Gabas

Calcaires dans le lit du Laudon :

zone potentielle d’engouffrement

Schéma des cours d’eau et de la géologie à proximité de la Station du Marseillon


Objectifs et outils de l tude

Objectifs et Outils de l’étude

Caractériser les transferts d’eau depuis la surface vers la source

Déterminer l’origine des nitrates mesurés dans la source

Répartition des compositions isotopiques des différentes sources de nitrates

  • Sources potentielles :

  • Engrais : culture de maïs

  • Eaux d’élevage : canards

  • Eaux usées : pas de STEP


Financement

Financement

  • Agence de l’Eau Adour Garonne

    • 50 %

  • +Syndicat des Eaux du Marseillon

  • + DREAL Aquitaine

  • +Géoscience Renne

  • +Institut Pasteur de Lilles

  • + UPMC

    • Sisyphe : laboratoire d’Hydrologie

    • Bioemco : laboratoire de Géochimie des eaux


Terrain

Terrain

Acquisition de données

Campagnes coup de poings

(intervention d’étudiants)

 1 semaine, 4 fois par an

Campagnes Bimensuelles

(aide du Syndicat du Marseillon)

 2-3 jours par mois

+ Suivi de Crue

 Dépendant de la météo

Eaux de la source + eaux rivières proches

Profils en longs des rivières

Campagne sur forages d’irrigation


Terrain1

Terrain

Organisation

  • trouver les points pertinents et accessibles

  • préparer le matériel nécessaire

  • demander les autorisations si nécessaire

  • prendre contact avec les acteurs locaux et les particuliers (agriculteurs, éleveus, direction de l’environnement…)


Terrain2

Terrain

Prélèvements d’échantillons eau, déjections de canards…

Conditionnement des échantillons

: filtrer, acidifier, congeler, fixer

Mesure physico-chimique

(T, pH, Conductivité, alcalinité…)

En fonction des analyses

Rapporter les échantillons au labo ou les envoyer dans d’autres labo

Mesure de débits

(ex : micro-moulinet)


Laboratoire

Laboratoire

  • Cations en flamme

    • D’absorption atomique pour Ca2+ et Mg2+

    • D’émission atomique pour K+ et Na+

  • Anions

    • Nitrates, sulfates, chlorures, phosphates en HPLC

    • Nitrites, Ammonium par dosage colorimétrique

  • Isotopes 15N et 18O des nitrates

    • Réduction NO3 en NO2 sur colonne de Cadmium

    • Transformation NO2 en N2O puis passage sur

      spectromètre de masse atomique

1 bonne semaine pour traiter 1 campagne de ≈ 10 points


Bureau

Bureau

  • Exploitation et interprétation des résultats

  • Recherche de données bibliographique

    • Hydrogéologiques, géologiques, protocoles d’analyses

  • Recherche de données publiques

    • Piézométrie, débits, chimie

  • Etude de chroniques

    • Statistiques

  • Cartographie (SIG)

    • Représenter les résultats…

  • Echanges avec les différents partenaires

  • Organisation des missions …


En r sum

En résumé

Pluridisciplinaire :

hydrologie, hydrogéologie, géochimie

Multi partenaires:

management

Multitaches

terrain

labo

recherches


Travaux pass s et en cours

Travaux passés et en cours

  • [NO3-] élevées ≈ 25 mg/L mais < 50 mg/L

  • δ15N-NO3- [4,7 ; 7,5] ‰

    • mélange à 2 pôles :

  • eau profonde appauvrie / eaux de surfaces (origine organique)

    • mélange à 3 pôles :

  • eau profonde appauvrie / eaux de surface (organique + agri)

Eaux du Marseillon


Travaux pass s et en cours1

Travaux passés et en cours

LPeau 2010 (février)


Travaux pass s et en cours2

Travaux passés et en cours

Suivi bimensuel

Majeurs

Nutriments

Isotopes

Bactériologie

( + datation )

  • 2 points Gabas « amont »

  • 1 point Gabas « aval »

  • 3 points Laudon

  • 1 point Casterra

Carte des prélèvements eaux de surface (UPMC + SIEM)


Travaux pass s et en cours3

Travaux passés et en cours

  • Campagnes Coup de Poing

    Différentes périodes hydro : 1ère en février 2011

    « Profils en longs qualitatifs et quantitatifs des cours d’eau pouvant contribuer au mélange des eaux du Marseillon »

    : 11 points habituels

    + nouveaux points : cours d’eau, eaux souterraines, drains, fermes

Majeurs

Nutriments

Isotopes

Bactériologie

: calculs de flux

: détermination des zones potentielles de pertes

+

Débits


D roulement du projet tuteur

Déroulement du Projet Tuteuré

  • Préparation du matériel, chargement de voiture (vendredi AM)

  • Préparation des solutions : HNO3, HgCl

  • Calibration des appareils de mesures physico-chimiques

1. Semaine avant terrain

  • Prélèvements, filtration, conditionnement

  • Mesures de débits + mesures physico-chimiques

  • Mesures d’alcalinité + échanges entre sous-groupes

2. Semaine pendant terrain

Carnet de terrain (noté)

  • Rangement des échantillons (vendredi AM)

  • Rangement du matériel (lundi matin)

  • Analyses au laboratoire : HPLC, SAA, colorimétrie, isotopie

3. Semaine post-terrain

Cahier de laboratoire (noté)

A l’issu de ces 3 semaines vous devrez fournir un tableau des résultats (Débits et Analyses)

Facilement exploitable et compréhensible


Pr terrain

Pré-terrain

AVANT DEPART  A vous de :

  • Proposer une stratégie d’étude: répartition du travail, points de mesures et de prélèvement…

  • Organisation des prélèvements, conditionnement, filtration…

  • Proposer une liste détaillée du matériel de terrain et de prélèvements

  • Préparer, vérifier et charger le matériel

  • Organisation des analyses (répartition sur les différents appareils)

  • Proposer un schéma décrivant les différentes étapes depuis le prélèvement aux différentes analyses


Sur le terrain

Sur le Terrain

  • Mesures quantitatives :

  • Mesures de débits Micromoulinet, Flotteur, ADCP…

Adapter en fonction des caractéristiques du cours d’eau (profondeur, largeur, hauteur d’eau…)


Sur le terrain1

Sur le Terrain

  • Mesures qualitatives :

Température

pH

Conductivité

  • Prélèvements et conditionnement :

  • Anions(1): NO3-, Cl-, SO42-, F-

  • Cations : Mg2+, Ca2+, K+, Na+

+ Nutriments (2) : NH4+,NO2-

(1)HPLC

(2) Colorimétrie

Filtrer 60 mL à 0.45 µm  congélateur

SAA (flamme)

Filtrer 60 mL à 0.45 µm  + HNO3


Sur le terrain2

Sur le Terrain

  • Prélèvements et conditionnement :

  • Isotopes : 15N et 18O

ICPM

Filtrer 60 mL à 0.45 µm  + HgCl2 (6%)

Titration

  • Alcalinité :[HCO3-]

  • Prélèvement de 50 ml  filtré à 0.45 µm  Mesure sur le terrain (le soir même)


Sur le terrain3

Sur le Terrain

  • Prélèvements et conditionnement :

  • Isotopes : 15N et 18O

ICPM

Filtrer 60 mL à 0.45 µm  + HgCl2 (6%)

Titration

  • Alcalinité :[HCO3-]

  • Prélèvement de 50 ml  filtré à 0.45 µm  Mesure sur le terrain (le soir même)

  • Bactériologie :[E.Coli]

  • Prélèvement dans flacons stériles

  • des eaux de rivières,

  • des déjections fraiches de canards


Notation des echantillons

Notation des Echantillons

Système de notation des échantillons

Nom de l’échantillon

ex: 220211 G01

22/02/2011GabaspK=1 km

+ fixation ou congélation

ex : + HgCl2 = fixé au chlorure mercurique


Retour terrain

Retour terrain

Rangement et Nettoyage du matériel

Analyses (en petits groupes)

Nettoyage du matériel labo et rangement des salles

Rendu : tableau de synthèse des résultats (avec tous les détails de calculs disponibles)


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