Diagnostic préliminaire et perspectives d’élimination du phosphore (P) en excès dans le lac de Ribou (Cholet, Maine-et-Loire, France) Preliminary diagnosis and prospects for the elimination of phosphorus (P) in excess in Lake Ribou (Cholet, Maine-et-Loire, France)

Résumé

L’excès de phosphore (P) dans les eaux de retenues est responsable d’une prolifération de cyanobactéries. Cela s’observe fréquemment dans la plupart des pays européens. En France, le lac de Ribou, localisé à Cholet, est un cas typique (Maine-et-Loire) illustrant cette problématique. La présence de P est principalement liée aux rejets des stations d’épuration (STEP), situées sur le bassin versant, non équipées de processus de déphosphatation et également liées aux pratiques agricoles et aux élevages de bovins. Ainsi, la concentration moyenne de P total entrant dans le lac de Ribou par le Trézon sur l’année 2006 a été de 0,34 mg•L^-1, ce qui en fait une eau de qualité « passable » et de nature « mésotrophe » alors que la retenue de Ribou a un caractère eutrophe. De plus, en matière de flux, il se déverse dans le lac de Ribou environ 18,7 tonnes de P•an^-1. Sortir de l’eutrophisation reviendrait à abaisser cette valeur à 1 tonne de P•an^-1, soit une concentration moyenne de P dans les eaux d’alimentation de la retenue de 0,03 mg•L^-1. Pour sortir de cette situation, un plan de gestion dans le cadre du Schéma d’Aménagement de Gestion de l’Eau (SAGE) a démarré en 2006. Il comprend un ensemble de 29 mesures avec, en particulier, la mise en place de contrats agro-environnementaux permettant de réduire les surfaces en cultures au profit de surfaces en prairies, la réalisation de diagnostics agro-environnementaux sur 170 exploitations, l’organisation de journées de formation pour la plantation et l’entretien des haies, la prise en compte du phosphore dans les projets de modernisation des six STEP du bassin versant (non-rejet, déphosphatation, etc.), la mise en place de bandes enherbées, le suivi mensuel de la qualité de l’eau brute sur 16 points de prélèvement du bassin versant, l’organisation de réunions techniques auprès des acteurs concernés permettant la promotion de méthodologies visant à réduire le phosphore et la promotion de la « désintensification » des systèmes de production agricole. Enfin, parmi ces mesures, l’aménagement de zones humides tampons est envisagé dans le but de diminuer d’un facteur 10 les apports actuels d’ici 2010. Ainsi, une démarche de restauration a été mise en oeuvre. En effet, dans un premier temps, un diagnostic du lac de Ribou par analyse en composante principale sur un ensemble de données physico-chimiques a montré que la station la plus anthropisée correspond à la station TR qui doit faire l’objet de priorité dans le cadre d’un aménagement futur. Dans un second temps, au cours de l’année 2006, des inventaires floristiques ont été conduits sur cette zone de confluence entre le Trézon et le lac de Ribou, en appliquant la méthode des quadrats selon l’échelle de Braun-Blanquet. Nous avons mis en évidence 21 espèces végétales en mai et 12 en octobre. Parmi celles-ci, les espèces Juncus effusus, Phalaris arundinacea, Salix caprea, Rorippa amphibia, et Lemna minor ont été répertoriées.

Ces inventaires ont permis, d’une part, de diagnostiquer l’état écologique du milieu aquatique à travers l’observation de la présence d’un ensemble caractéristique d’hélophytes appelé Phalaridaie regroupant les espèces Rorippa amphibia, Lycopus europaeus, Mentha aquatica, Phalaris arundinacea, Alisma plantago-aquatica et Lythrum salicaria. La présence de ce groupe caractéristique traduit une mauvaise qualité de l’eau brute.

D’autre part, ces inventaires ont permis de mettre en évidence des espèces aquatiques potentiellement intéressantes dans l’épuration du phosphore comme Phalaris arundinacea, Salix caprea et Juncus effusus. Ces dernières pourraient être utilisées à moyen terme pour l’aménagement de zones tampons dans un but de restauration de la qualité des eaux du lac de Ribou.

Mots-clés :

• analyse en composante principale,
• zones humides,
• phosphore,
• eutrophisation,
• macrophytes,
• restauration,
• inventaire floristique

Abstract

In wetlands, the accumulation of phosphorus (P) is a consequence of anthropogenic activities. Eutrophication is a serious environmental problem and an important issue in the implementation of the European Water Framework Directive. In our case, cyanobacteria blooms and loss of biodiversity have afflicted Lake Ribou (Cholet town, Maine-et-Loire Department, western France), leading to a production of cyanotoxins higher than acceptable levels. Phosphorus loadings to Lake Ribou are attributable mainly to wastewater treatment processes, which cannot totally remove phosphorus, and to intensive agriculture. The phosphorus concentration in the lake water is frequently above 0.3 mg•L^-1 (10 times higher than the acceptable level). Total phosphorus loadings from the watershed have been estimated to be 18.7 T per year.

As a first step in the restoration of the lake, an initial diagnosis was established. The present paper details the results of a principal component analysis (PCA) of the physicochemical data bank (52 data over six years). This analysis identified station TR as the most eutrophicated, and thus a priority site for restoration. Floristic inventories were conducted during the months of May and October 2006 at station TR. According to these floristic inventories, 21 species were identified in May and 12 species in October; the predominant species were Juncus effusus, Phalaris arundinacea, Salix sp., Rorippa amphibia, and Lemna minor. The observation of Phalaridaie helophytes, including Rorippa amphibia, Lycopus europaeus, Mentha aquatica, Phalaris arundinacea, Alisma plantago-aquatica and Lythrum salicaria, confirmed the eutrophic state of the reservoir. On the other hand, three species identified as Phalaris arundinacea, Salix sp. and Juncus effusus could be used in order to remove excess phosphorus in wetlands as described recently. This original approach could allow the creation of artificial wetlands throughout a watershed using autochthonous macrophytes.

Keywords:

• principal component analysis,
• wetland,
• restoration,
• floristic inventory,
• phosphorus,
• eutrophication,
• macrophytes