BRGMI'lNTiiriiisi *u SIIVICI Di I* riiai

CHAMP CAPTANT D'EAU SOUTERRAINEde CAPDENAC-GARE (12

Etude hydrogéochimique et hydrobiologiqueen vue de ramélioration de la qualité de l'eau

exploitée dans le champ captant alluvial

R 37 040 J. RICARDMPY 4S 93

TEXTE

MARS 1993

BRGM - MIDI-PYRENEESAvenue Pierre-Georges-Lateeoere BP 4404 - 31405 Toulouse Cedex, France

TéL: (33) 61.53.13.14 -Télécopieur: (33) 61.25.67.76

BRGMI'lNTiiriiisi *u SIIVICI Di I* riiai

CHAMP CAPTANT D'EAU SOUTERRAINEde CAPDENAC-GARE (12

Etude hydrogéochimique et hydrobiologiqueen vue de ramélioration de la qualité de l'eau

exploitée dans le champ captant alluvial

R 37 040 J. RICARDMPY 4S 93

TEXTE

MARS 1993

BRGM - MIDI-PYRENEESAvenue Pierre-Georges-Lateeoere BP 4404 - 31405 Toulouse Cedex, France

TéL: (33) 61.53.13.14 -Télécopieur: (33) 61.25.67.76

TABLE DES MATIERES

1 - INTRODUCTION

2 - FIL CONDUCTEUR

3 - CONTEXTE GEOGRAPfflQUE ET HYDROLOGIQUE

3.1. Situation géographique3.2. Contexte géologique3.3. Contexte hydrogéologique

3.3.1. La rivière Lot3.3.2. Les points d'eau3.3.3. Résultats géophysiques3.3.4. Caractéristiques hydrodynamiques de la nappe

4 - MESURES, ECHANTILLONNAGES ET RESULTATS

4.1. But et types4.2. Méthodologie des analyses microbiologiques

4.2.1. Observations des micro-organismes4.2.2. Détermination du nombre total bactérien4.2.3. Détermination de la biomasse4.2.4. Estimation de la production bactérienne

4.3. Résultats

4.3.1. Généralités4.3.2. Caractéristiques physico-chimiques de la nappe

4.3.2.1. Température4.3.2.2. Conductivité4.3.3.3. Carbone organique dissous4.3.2.4. Oxygène dissous4.3.2.5. Potentiel d'oxydo-réduction. Eh4.3.2.6. Manganèse4.3.2.7. pH4.3.2.8. Nitrates, nitrites et ammonium4.3.2.9. Chlorures4.3.2.10. Sulfates4.3.2.1 1. Pigments photosynthétiques

TABLE DES MATIERES

1 - INTRODUCTION

2 - FIL CONDUCTEUR

3 - CONTEXTE GEOGRAPfflQUE ET HYDROLOGIQUE

3.1. Situation géographique3.2. Contexte géologique3.3. Contexte hydrogéologique

3.3.1. La rivière Lot3.3.2. Les points d'eau3.3.3. Résultats géophysiques3.3.4. Caractéristiques hydrodynamiques de la nappe

4 - MESURES, ECHANTILLONNAGES ET RESULTATS

4.1. But et types4.2. Méthodologie des analyses microbiologiques

4.2.1. Observations des micro-organismes4.2.2. Détermination du nombre total bactérien4.2.3. Détermination de la biomasse4.2.4. Estimation de la production bactérienne

4.3. Résultats

4.3.1. Généralités4.3.2. Caractéristiques physico-chimiques de la nappe

4.3.2.1. Température4.3.2.2. Conductivité4.3.3.3. Carbone organique dissous4.3.2.4. Oxygène dissous4.3.2.5. Potentiel d'oxydo-réduction. Eh4.3.2.6. Manganèse4.3.2.7. pH4.3.2.8. Nitrates, nitrites et ammonium4.3.2.9. Chlorures4.3.2.10. Sulfates4.3.2.1 1. Pigments photosynthétiques

5 - INTERPRETATION DES RESULTATS

5.1. Piézométrie5.2. Température et pH5.3. Carbone organique dissous, oxygène et manganèse5.4. Conclusion

6 - ANALYSES MICROBIOLOGIQUES

6.1. Généralités

6.1.1. Observations6. 1.2. Dénombrement bactérien et biomasse6.1.3. Estimation du taux de synthèse protéique

6.2. Discussion et interprétation

6.2.1. Sur les méthodes6.2.2. Sur les résultats

6.3. Conclusion

7 - CONCLUSIONS GENERALES ET PERSPECTIVES

7.1. Conditions générales de solubilisation du manganèse7.2. Les principaux processus de solubilisation du Mn7.3. L'activité microbiologique7.4. Origine principale du manganèse et solutions

5 - INTERPRETATION DES RESULTATS

5.1. Piézométrie5.2. Température et pH5.3. Carbone organique dissous, oxygène et manganèse5.4. Conclusion

6 - ANALYSES MICROBIOLOGIQUES

6.1. Généralités

6.1.1. Observations6. 1.2. Dénombrement bactérien et biomasse6.1.3. Estimation du taux de synthèse protéique

6.2. Discussion et interprétation

6.2.1. Sur les méthodes6.2.2. Sur les résultats

6.3. Conclusion

7 - CONCLUSIONS GENERALES ET PERSPECTIVES

7.1. Conditions générales de solubilisation du manganèse7.2. Les principaux processus de solubilisation du Mn7.3. L'activité microbiologique7.4. Origine principale du manganèse et solutions

1 - introduction

Jusqu'en 1989, les habitants de la ville de Capdenac-Garc (Aveyron) étaient alimentes en eaupotable par une usine de traitement des eaux de la rivière Lot.

Actuellement, elle est alimentée par un champ captant de 6 forages, situés dans un méandre dela rivière Lot, réalisés en 1988-89 par le BRGM, après étude hydrogéologique du site.

Au cours dc l'ctc 1990, la municipalité a été confrontée à des problèmes de qualité d'eau dansles forages due à une dégradation de la qualité de l'eau prélevée : odeur, goût, présence demanganèse et épisodiquement de fer.

Ces phénomènes, souvent constatés dans des nappes alluviales en relation hydraulique avec uncours d'eau de surface, compromettent l'utilisation de la nappe comme sourced'approvisiormement en eau potable. Ils sont généralement provoqués par une activitémicrobienne qui peut être intense sous certaines conditions (forte température, eutrophisation dela rivière, disponibilité de carbone organique dissous assimilable). Cette activité estgénéralement localisée dans le premier mètre de sédiment de la berge.

Les travaux prévus ont pour objectif d'apporter une solution pratique à ces problèmes, par lamise en oeuvre d'une méthode qui a fait ses preuves depuis une quinzaine d'années en Haute-Garoime et dans les département voisins : la réalimentation artificielle de nappe. Cette techniquepermet de modifier les conditions d'infiltration d'eau de rivière, tout en contrôlant lesphénomènes dans le sol permettant en particulier une meilleure oxygénation de l'eau.

Cependant, pratiquement, la recherche d'une solution technique à ce type de dégradationde la qualité dc l'eau passe nécessairement par une longue période d'auscultation du siteconsistant cn la réalisation de campagnes de mesures in situ ct d'échantillonnages. C'estsur la base de l'interprétation des résultats acquis que des solutions d'amélioration voiredc remédiation seront proposées.

Le présent rapport rend compte de l'interprétation des résultats de cette phase de mesures etd'échantilioimages devant aboutir à la conception du pilote de réalimentation artificielle de lanappe.

Cette étude a été possible grâce au financement du Ministère de l'Environnement (30%), del'Agence de l'Eau Adour-Garonne (50%) et des Conseils Généraux de l'Aveyron et de la Haute-Garorme (20%) et la maîtrise d'ouvrage de la ville de Capdenac-Gare.

Cette étude a bénéficié d'un appui méthodologique de la part du Département Géochimie duBRGM (Orléans) dans le cadre du projet de recherche EG45 (Micropolluants Métalliques dansles Eaux souterraines ; Chef de projet A. Bourg). Cette partie méthodologique, financée par laDirection Scientifique du BRGM s'inscrit dans le cadre spécifique d'une thèse de Doctorat(soutenance prévue fin juin 93) et le cadre plus général des études sur sites "pilotes".

La mobilisation microbiologique du manganèse a fait l'objet d'une étude de D.E.A. "Ecologiedes systèmes aquatiques continentaux" de l'Université Paxil Sabatier ; ce travail dirigé par L.LABROUE, Laboratoire d'Hydrobiologie a été financé par le BRGM.

1 - introduction

Jusqu'en 1989, les habitants de la ville de Capdenac-Garc (Aveyron) étaient alimentes en eaupotable par une usine de traitement des eaux de la rivière Lot.

Actuellement, elle est alimentée par un champ captant de 6 forages, situés dans un méandre dela rivière Lot, réalisés en 1988-89 par le BRGM, après étude hydrogéologique du site.

Au cours dc l'ctc 1990, la municipalité a été confrontée à des problèmes de qualité d'eau dansles forages due à une dégradation de la qualité de l'eau prélevée : odeur, goût, présence demanganèse et épisodiquement de fer.

Ces phénomènes, souvent constatés dans des nappes alluviales en relation hydraulique avec uncours d'eau de surface, compromettent l'utilisation de la nappe comme sourced'approvisiormement en eau potable. Ils sont généralement provoqués par une activitémicrobienne qui peut être intense sous certaines conditions (forte température, eutrophisation dela rivière, disponibilité de carbone organique dissous assimilable). Cette activité estgénéralement localisée dans le premier mètre de sédiment de la berge.

Les travaux prévus ont pour objectif d'apporter une solution pratique à ces problèmes, par lamise en oeuvre d'une méthode qui a fait ses preuves depuis une quinzaine d'années en Haute-Garoime et dans les département voisins : la réalimentation artificielle de nappe. Cette techniquepermet de modifier les conditions d'infiltration d'eau de rivière, tout en contrôlant lesphénomènes dans le sol permettant en particulier une meilleure oxygénation de l'eau.

Cependant, pratiquement, la recherche d'une solution technique à ce type de dégradationde la qualité dc l'eau passe nécessairement par une longue période d'auscultation du siteconsistant cn la réalisation de campagnes de mesures in situ ct d'échantillonnages. C'estsur la base de l'interprétation des résultats acquis que des solutions d'amélioration voiredc remédiation seront proposées.

Le présent rapport rend compte de l'interprétation des résultats de cette phase de mesures etd'échantilioimages devant aboutir à la conception du pilote de réalimentation artificielle de lanappe.

Cette étude a été possible grâce au financement du Ministère de l'Environnement (30%), del'Agence de l'Eau Adour-Garonne (50%) et des Conseils Généraux de l'Aveyron et de la Haute-Garorme (20%) et la maîtrise d'ouvrage de la ville de Capdenac-Gare.

Cette étude a bénéficié d'un appui méthodologique de la part du Département Géochimie duBRGM (Orléans) dans le cadre du projet de recherche EG45 (Micropolluants Métalliques dansles Eaux souterraines ; Chef de projet A. Bourg). Cette partie méthodologique, financée par laDirection Scientifique du BRGM s'inscrit dans le cadre spécifique d'une thèse de Doctorat(soutenance prévue fin juin 93) et le cadre plus général des études sur sites "pilotes".

La mobilisation microbiologique du manganèse a fait l'objet d'une étude de D.E.A. "Ecologiedes systèmes aquatiques continentaux" de l'Université Paxil Sabatier ; ce travail dirigé par L.LABROUE, Laboratoire d'Hydrobiologie a été financé par le BRGM.

2 - FIL CONDUCTEUR DE L'ETUDE

L'objectif est de déterminer les mécanismes hydrochimiques et biologiques qui ont été àl'origine d'une saveur désagréable de l'eau durant 2 à 3 semaines au cours de l'été 1990, del'apparition de manganèse et de fer dissous dans l'eau de certains des forages de production etdepuis l'été 1990, de la formation de dépôts de matière organique dans la bâche de reprisesituée à proximité du forage FE9.

Cette étude a pris en compte le fait que la mise en production du champ captant au printemps1989 modifiant les directions et le sens des écoulements naturels des eaux souterraines, lesrelations hydrauliques qui existaient notamment entre la rivière et la nappe ont évolué. Il estimportant de connaître la nouvelle situation hydraulique induite pour étudier son impactéventuel sur les nouveaux équilibres physicochimiques et biochimiques permanents outemporaires (saisonniers) qui ont eu lieu, dans le but de comprendre les phénomènes observéset de préconiser des solutions efficaces.

On conçoit ainsi l'importance de la compréhension:

- des mécanismes hydrogéologiques du site avant et après exploitation du champ captant- des mécanismes physicochimiques- des mécanismes microbiologiques des eaux concernées.

3 - contexte GEOGRAPHIQUE ET HYDROGEOLOGIQUE

3.1. SITUATION GEOGRAPHIQUE

La ville de Capdenac-Gare (annexe 1.1), située sur la rive gauche du Lot, est construiteprincipalement sur les alluvions des première (Fy, ensemble alluvial de bas niveau) et secondeterrasses (Fx, complexe alluvial de haut niveau) du Lot (annexe 2.1). La basse plaine (Fz,alluvions de basse plaine)- las Fargues - s'étend au Nord de la gare et de la ligne de chemin defer; autrefois essentiellement agricole et inondable, ce secteur tend à devenir une zoneartisanale et industrielle du fait de la place disponible et de la maîtrise des crues du Lot parl'action des barrages.

C'est dans cette zone incluse dans un méandre du Lot qu'ont été réalisées les prospectionsgéophysique et hydrogéologique des alluvions de la basse plaine avant mise en exploitation deseaux souterraines.

3.2. CONTEXTE GEOLOGIQUE

Le site se trouve immédiatement à l'Ouest du contact des formations paléozoïques (siliceuses)et cénozoïques (calcaires) (annexe 2.1) . La coupe géologique AA' (annexe 2.2) permet desituer géométriquement les alluvions dans le contexte géologique général. Les formationsquatemaires: colluvions et alluvions sont en discordance sur les calcaires dolomitiques à litsd'argilites vertes de l'Hettangien inférieur.

Les alluvions Fz, Fy, Fx, reposent sur des niveaux d'érosion de différentes altitudes, ce qui setraduit en surface par des ressauts de terrain; les terrasses sont donc du type superposées.

2 - FIL CONDUCTEUR DE L'ETUDE

L'objectif est de déterminer les mécanismes hydrochimiques et biologiques qui ont été àl'origine d'une saveur désagréable de l'eau durant 2 à 3 semaines au cours de l'été 1990, del'apparition de manganèse et de fer dissous dans l'eau de certains des forages de production etdepuis l'été 1990, de la formation de dépôts de matière organique dans la bâche de reprisesituée à proximité du forage FE9.

Cette étude a pris en compte le fait que la mise en production du champ captant au printemps1989 modifiant les directions et le sens des écoulements naturels des eaux souterraines, lesrelations hydrauliques qui existaient notamment entre la rivière et la nappe ont évolué. Il estimportant de connaître la nouvelle situation hydraulique induite pour étudier son impactéventuel sur les nouveaux équilibres physicochimiques et biochimiques permanents outemporaires (saisonniers) qui ont eu lieu, dans le but de comprendre les phénomènes observéset de préconiser des solutions efficaces.

On conçoit ainsi l'importance de la compréhension:

- des mécanismes hydrogéologiques du site avant et après exploitation du champ captant- des mécanismes physicochimiques- des mécanismes microbiologiques des eaux concernées.

3 - contexte GEOGRAPHIQUE ET HYDROGEOLOGIQUE

3.1. SITUATION GEOGRAPHIQUE

La ville de Capdenac-Gare (annexe 1.1), située sur la rive gauche du Lot, est construiteprincipalement sur les alluvions des première (Fy, ensemble alluvial de bas niveau) et secondeterrasses (Fx, complexe alluvial de haut niveau) du Lot (annexe 2.1). La basse plaine (Fz,alluvions de basse plaine)- las Fargues - s'étend au Nord de la gare et de la ligne de chemin defer; autrefois essentiellement agricole et inondable, ce secteur tend à devenir une zoneartisanale et industrielle du fait de la place disponible et de la maîtrise des crues du Lot parl'action des barrages.

C'est dans cette zone incluse dans un méandre du Lot qu'ont été réalisées les prospectionsgéophysique et hydrogéologique des alluvions de la basse plaine avant mise en exploitation deseaux souterraines.

3.2. CONTEXTE GEOLOGIQUE

Le site se trouve immédiatement à l'Ouest du contact des formations paléozoïques (siliceuses)et cénozoïques (calcaires) (annexe 2.1) . La coupe géologique AA' (annexe 2.2) permet desituer géométriquement les alluvions dans le contexte géologique général. Les formationsquatemaires: colluvions et alluvions sont en discordance sur les calcaires dolomitiques à litsd'argilites vertes de l'Hettangien inférieur.

Les alluvions Fz, Fy, Fx, reposent sur des niveaux d'érosion de différentes altitudes, ce qui setraduit en surface par des ressauts de terrain; les terrasses sont donc du type superposées.

On note aussi la présence d'une faille importante en limite de Fy et Fx qui affecte les formationssous-jacentes; à ce niveau, les formations triasiques ou hettangiennes constituées de grés fins etmarnes gréseuses, grés grossiers, argilites bariolées et grès fins, grès conglomératiques, arkoseconglomératique, conglomérats polygéniques, sont très proches de la surface et notammentdans le secteur des puits PU18 et PU19.

3.3. CONTEXTE HYDROGEOLOGIQUE

3.3.1. La rivière Lot

On notera tout d'abord que la portion du Lot concernée est comprise entre deux sites demicro-centrales. Ainsi, l'aménagement du site aval (altitude de la chaussée : 166m NGF) et sonfonctionnement (débits prélevés) conditionnent quasi-continuellement le niveau du plan d'eaude la rivière en rapport avec cette étude.

De plus, les différents barrages en amont du site régularisent les débits de la rivière tant en étéqu'en hiver; sauf lors de crues exceptionnelles qui ne sont que partiellement écrêtées, le niveaudu Lot, situé entre 3,50 m et 4,00m au-dessous de la surface de la plaine, déborde rarement dulit mineur.

3.3.2. Les points d'enu

La structure hydrogéologique du champ captant est surtout connue par les ouvrages qui y ontété réalisés: puits, forages, sondages, piézomètres. L'annexe 3.1 présente la position del'ensemble des ouvrages inventoriés où des mesures ont été faites:

- puits anciens :

Pul, Pu2, Pu3 (X:579.803-Y:253.534), Pu4, Pu5, Pu6, Pu7, Pu8 (X:579.532-Y:253.461),Pu9 (X:579.364-Y:253.534), PulO (579.577-Y:253.352), Pull, Pul2, Pul3, Pul4, Pul5,Pul6, Pul7, Puis, Pul9, P4, p et p.

- sondages de reconnaissance (printemps 1987) :

Fl, F2, F3 (X:580.157-Y:253.751), F4 (X:579.937-Y:253.903), F5 (X:579.902-Y:253.712),F6 (X:579.875-Y:253.572), F7 (X:579.812-Y:253.688), F8, F9 transformé en FE9, FIO(X:580.178-Y:253.731).

- forages d'exploitation (automne 1987) :

FEl (X:579.679-Y:254.035), FE2 (X:579.742-Y:254.032), FE3 (X:579.867-Y:254.121),FE4 (X:579.513-Y:254.083), FE5 (X:579.840-Y:254.08), FE6 (X:579.814-Y:254.039), FE9(X:579.800-Y:253.800).

- piézomètres étude BRGM (juillet 1992) :

pzl (X:579.866-Y:254.129), pz2 (X:579.789-Y:253.902)

- forages C.E.O.(novembre, décembre 1992) :

puits A (numéroté aussi :I) (X : 579.777-Y : 253.880)puits B (numéroté aussi: II) (X:579.800-Y:253.966)puits C (numéroté aussi: III) (X:579.933-Y:254.022)

On note aussi la présence d'une faille importante en limite de Fy et Fx qui affecte les formationssous-jacentes; à ce niveau, les formations triasiques ou hettangiennes constituées de grés fins etmarnes gréseuses, grés grossiers, argilites bariolées et grès fins, grès conglomératiques, arkoseconglomératique, conglomérats polygéniques, sont très proches de la surface et notammentdans le secteur des puits PU18 et PU19.

3.3. CONTEXTE HYDROGEOLOGIQUE

3.3.1. La rivière Lot

On notera tout d'abord que la portion du Lot concernée est comprise entre deux sites demicro-centrales. Ainsi, l'aménagement du site aval (altitude de la chaussée : 166m NGF) et sonfonctionnement (débits prélevés) conditionnent quasi-continuellement le niveau du plan d'eaude la rivière en rapport avec cette étude.

De plus, les différents barrages en amont du site régularisent les débits de la rivière tant en étéqu'en hiver; sauf lors de crues exceptionnelles qui ne sont que partiellement écrêtées, le niveaudu Lot, situé entre 3,50 m et 4,00m au-dessous de la surface de la plaine, déborde rarement dulit mineur.

3.3.2. Les points d'enu

La structure hydrogéologique du champ captant est surtout connue par les ouvrages qui y ontété réalisés: puits, forages, sondages, piézomètres. L'annexe 3.1 présente la position del'ensemble des ouvrages inventoriés où des mesures ont été faites:

- puits anciens :

Pul, Pu2, Pu3 (X:579.803-Y:253.534), Pu4, Pu5, Pu6, Pu7, Pu8 (X:579.532-Y:253.461),Pu9 (X:579.364-Y:253.534), PulO (579.577-Y:253.352), Pull, Pul2, Pul3, Pul4, Pul5,Pul6, Pul7, Puis, Pul9, P4, p et p.

- sondages de reconnaissance (printemps 1987) :

Fl, F2, F3 (X:580.157-Y:253.751), F4 (X:579.937-Y:253.903), F5 (X:579.902-Y:253.712),F6 (X:579.875-Y:253.572), F7 (X:579.812-Y:253.688), F8, F9 transformé en FE9, FIO(X:580.178-Y:253.731).

- forages d'exploitation (automne 1987) :

FEl (X:579.679-Y:254.035), FE2 (X:579.742-Y:254.032), FE3 (X:579.867-Y:254.121),FE4 (X:579.513-Y:254.083), FE5 (X:579.840-Y:254.08), FE6 (X:579.814-Y:254.039), FE9(X:579.800-Y:253.800).

- piézomètres étude BRGM (juillet 1992) :

pzl (X:579.866-Y:254.129), pz2 (X:579.789-Y:253.902)

- forages C.E.O.(novembre, décembre 1992) :

puits A (numéroté aussi :I) (X : 579.777-Y : 253.880)puits B (numéroté aussi: II) (X:579.800-Y:253.966)puits C (numéroté aussi: III) (X:579.933-Y:254.022)

3.3.3. Résultats géophysiques

Les résultats essentiels de la prospection géophysique par sondages électriques sont présentés enannexe 2.3. La zone de bonne perméabüité des alluvions est mise en évidence. On constate unsecteur plus résistant (argiles, vases...) entre les forages FE3, FEl et la rive du Lot notammentoù les vitesses de l'eau sont faibles favorisant ainsi la sédimentation de fines particules.

3.3.4. Caractéristiques hydrodynamiques de la nappe

Des essais par pompage on été réalisés sur les sondages et les forages. Les interprétations desrésultats des essais sur les sondages foumissent les données suivantes:

- FIO (puits), le 7 et 8 juillet 87, temps de pompage (tp)= 24h, ù:=24h, 13<Q<15 m3/h, T=6.10'^ m2/s, S= 5.10"2, une limite d'alimentation est déterminée par calcul (le Lot).

- F3 (piézo à 50m de FIO), pas d'mfluence du pompage; le niveau suit les fluctuations duniveau imposé du Lot.

- F9 (puits), du 6 au 8 juillet 87, tp= 42h, tr=24h, Q=40m3/h, T=1.10-2 m2/s, S=5.10-2, deuxlimites d'alunentation sont calculées : le Lot de part et d'autre du méandre.

- bl (piézo à 112 m environ oe jf y), i=i.iu-2 rrûJs, S=7.i2-

- F8 (piézo à 13,50 ra environ de F9, T - LIO"" mVs ; S = 5 IQ-".

Les relations hydrauliques de type énergie étaient prouvées par les résultats d'enregistrement desniveaux de la nappe et de la rivière; les relations de type flux sont donc prouvées par les essaispar pompage.

En conclusion:

- l'influence hydraulique du champ captant s'étend sur l'ensemble de la nappe.

- la nappe alimente le champ captant au niveau du secteur du sondage F7 (carte piézométriquede juin 1990) sur un front de 200m environ; le débit d'alimentation peut être évalué à 40m3/h,en prenant T= lO^^ m2/s, i= 0.006 m et 1= 200m. Bien entendu ce débit calculé varie dans letemps en fonction de l'alimentation de la nappe par les coteaux.

- le Lot alimente le champ captant à travers ses berges et les alluvions qui jouent le rôle de filtre.

4 - MESURES ECHANTILLONNAGES ET RESULTATS

4.L BUT ET TYPES

Les paramètres mesurés correspondent:

- aux besoins élémentaires des micro-or^anismcs

3.3.3. Résultats géophysiques

Les résultats essentiels de la prospection géophysique par sondages électriques sont présentés enannexe 2.3. La zone de bonne perméabüité des alluvions est mise en évidence. On constate unsecteur plus résistant (argiles, vases...) entre les forages FE3, FEl et la rive du Lot notammentoù les vitesses de l'eau sont faibles favorisant ainsi la sédimentation de fines particules.

3.3.4. Caractéristiques hydrodynamiques de la nappe

Des essais par pompage on été réalisés sur les sondages et les forages. Les interprétations desrésultats des essais sur les sondages foumissent les données suivantes:

- FIO (puits), le 7 et 8 juillet 87, temps de pompage (tp)= 24h, ù:=24h, 13<Q<15 m3/h, T=6.10'^ m2/s, S= 5.10"2, une limite d'alimentation est déterminée par calcul (le Lot).

- F3 (piézo à 50m de FIO), pas d'mfluence du pompage; le niveau suit les fluctuations duniveau imposé du Lot.

- F9 (puits), du 6 au 8 juillet 87, tp= 42h, tr=24h, Q=40m3/h, T=1.10-2 m2/s, S=5.10-2, deuxlimites d'alunentation sont calculées : le Lot de part et d'autre du méandre.

- bl (piézo à 112 m environ oe jf y), i=i.iu-2 rrûJs, S=7.i2-

- F8 (piézo à 13,50 ra environ de F9, T - LIO"" mVs ; S = 5 IQ-".

Les relations hydrauliques de type énergie étaient prouvées par les résultats d'enregistrement desniveaux de la nappe et de la rivière; les relations de type flux sont donc prouvées par les essaispar pompage.

En conclusion:

- l'influence hydraulique du champ captant s'étend sur l'ensemble de la nappe.

- la nappe alimente le champ captant au niveau du secteur du sondage F7 (carte piézométriquede juin 1990) sur un front de 200m environ; le débit d'alimentation peut être évalué à 40m3/h,en prenant T= lO^^ m2/s, i= 0.006 m et 1= 200m. Bien entendu ce débit calculé varie dans letemps en fonction de l'alimentation de la nappe par les coteaux.

- le Lot alimente le champ captant à travers ses berges et les alluvions qui jouent le rôle de filtre.

4 - MESURES ECHANTILLONNAGES ET RESULTATS

4.L BUT ET TYPES

Les paramètres mesurés correspondent:

- aux besoins élémentaires des micro-or^anismcs

* la source de carbone (carbone organique dissous)^ les sources d'azote (NH4+, N03-)

- à leurs conditions dc vie:

* température* pH* potentiel d'oxydo-réduction* oxygène dissous* chlorures, bicarbonates, sulfates... la conductivité permet :

d'évaluer la minéralisation globale de l'eau et les concentrations en Cl- et S04-de repérer des eaux de minéralisation différentes.

- aux résultats de leur activité :

* manganèse"*" fer soluble'' nitrites

Ainsi'

Les mesures in situ portaient sur :

- température, potentiel d'oxydo-réduction (Eh), potentiel hydrogène (pH), oxygènedissous, alcalinité.

Les échantillonnages concernaient: :

- manganèse (Mn), carbone organique dissous (C.O.D.), chlorures (Cl), niuates (N03),sulfates (S04), bicarbonates (HC03), l'azote ammoniacal (NH4).

- microbiologie.

4.2. METHODOLOGIE DES ANALYSES MICROBIOLOGIQUES(voir annexe 4.15, 3 pages)

4.3. RESULTATS

4.3. L Généralités

Les résultats sont présentés aux armexes suivantes :

- résultats bruts des mesures et analyses physico-chimiques : annexes 4.1 à 4.7.

Les différentes campagnes se sont déroulées aux dates suivantes :

* 5 février 1992* 19 mars 1992* 21 avril 1992* 20 mai 1992* 30 juin 1992* 27 juillet 1992* 20 août 1992* 24 septembre 1992* 17 novembre 1992

* la source de carbone (carbone organique dissous)^ les sources d'azote (NH4+, N03-)

- à leurs conditions dc vie:

* température* pH* potentiel d'oxydo-réduction* oxygène dissous* chlorures, bicarbonates, sulfates... la conductivité permet :

d'évaluer la minéralisation globale de l'eau et les concentrations en Cl- et S04-de repérer des eaux de minéralisation différentes.

- aux résultats de leur activité :

* manganèse"*" fer soluble'' nitrites

Ainsi'

Les mesures in situ portaient sur :

- température, potentiel d'oxydo-réduction (Eh), potentiel hydrogène (pH), oxygènedissous, alcalinité.

Les échantillonnages concernaient: :

- manganèse (Mn), carbone organique dissous (C.O.D.), chlorures (Cl), niuates (N03),sulfates (S04), bicarbonates (HC03), l'azote ammoniacal (NH4).

- microbiologie.

4.2. METHODOLOGIE DES ANALYSES MICROBIOLOGIQUES(voir annexe 4.15, 3 pages)

4.3. RESULTATS

4.3. L Généralités

Les résultats sont présentés aux armexes suivantes :

- résultats bruts des mesures et analyses physico-chimiques : annexes 4.1 à 4.7.

Les différentes campagnes se sont déroulées aux dates suivantes :

* 5 février 1992* 19 mars 1992* 21 avril 1992* 20 mai 1992* 30 juin 1992* 27 juillet 1992* 20 août 1992* 24 septembre 1992* 17 novembre 1992

- représentation graphique (histogramme) des résultats des mesures et analyses physico¬chimiques, pour l'ensemble des campagnes, suivant le profil: Lot, pzl, FE3, FE4, FE5, FE6,pz2, FE9: annexe 5.1 à atmcxc 5.14.

- représentation graphique (histogramme) des résultats des mesures et analyses physico¬chimiques, pour l'ensemble des campagnes, suivant le profil: Lot, FE2, FE6, pz2, FE9, F4, F5,F6: annexe 6.1 à annexe 6.10.

- représentation graphique (profil dc terrain) des résultats des mesures et analyses physico¬chimiques, poiu" chaque campagne, suivant le profil: Lot, pzl, FE3, FE4, FE5, FE6, pz2, FE9:annexe 7.1 à annexe 7.5.

- cartes piézométriques renseignées des diiTérentcs campagnes :

* 1 juillet 1987* 17 mars 1988* 14-15 juin 1990* 23 mars 1991* 31 juillet 1991* 15 octobre 1991* 5 février 1992* 19 mars 1992* 21 avril 1992* 20 mai 1992* 30 jum 1992* 27 juillet 1992* 20 août 1992* 24 septembre 1992* 17 novembre 1992

de l'aimexe 8.1 à 8.15.

4.3.2. Caractéristiques physico-chimiques dc la nappe

4.3.2.1. Températures

Les histogrammes (aimexes 5.6 ct 6.6) et les profils (aimexcs 7.1 à 7.5) montrent clairementl'évolution des températures dans la nappe.

Le Lot, soumis directement aux variations saisonnières, constitue le pôle à grande variabilité, dc5.2°C en février à 19.9°C en juillet soit 14.7°C d'amplitude, tandis que l'eau du forage FE9 nevarie que de 12.6°C en juin à 13.6°C en novembre soit une variation de 1.0°C.

(Dn conçoit ainsi que la températiirc de l'eau des forages sera d'autant plus influencée par lesvariations saisonnières qu'ils seront éloignés du Lot. Ainsi, on peut considérer trois groupesd'ouvrages :

- groupe 1: FE3, FE4, FE5, pzl, C, (dc 6 à 10°C)- groupe 2: FE2, FE6, B, pz2, A (<^ 3 à 6°C)- groupe 3: FE9, F4, F5, F6, ( de 1 à 3°C)

De plus, les variations de températures de l'eau de nappe sc font avec un déphasage dans letemps; l'annexe 5.6 est significative à ce sujet au cours des campagnes enti-e le Lot et le forageFE6:

- représentation graphique (histogramme) des résultats des mesures et analyses physico¬chimiques, pour l'ensemble des campagnes, suivant le profil: Lot, pzl, FE3, FE4, FE5, FE6,pz2, FE9: annexe 5.1 à atmcxc 5.14.

- représentation graphique (histogramme) des résultats des mesures et analyses physico¬chimiques, pour l'ensemble des campagnes, suivant le profil: Lot, FE2, FE6, pz2, FE9, F4, F5,F6: annexe 6.1 à annexe 6.10.

- représentation graphique (profil dc terrain) des résultats des mesures et analyses physico¬chimiques, poiu" chaque campagne, suivant le profil: Lot, pzl, FE3, FE4, FE5, FE6, pz2, FE9:annexe 7.1 à annexe 7.5.

- cartes piézométriques renseignées des diiTérentcs campagnes :

* 1 juillet 1987* 17 mars 1988* 14-15 juin 1990* 23 mars 1991* 31 juillet 1991* 15 octobre 1991* 5 février 1992* 19 mars 1992* 21 avril 1992* 20 mai 1992* 30 jum 1992* 27 juillet 1992* 20 août 1992* 24 septembre 1992* 17 novembre 1992

de l'aimexe 8.1 à 8.15.

4.3.2. Caractéristiques physico-chimiques dc la nappe

4.3.2.1. Températures

Les histogrammes (aimexes 5.6 ct 6.6) et les profils (aimexcs 7.1 à 7.5) montrent clairementl'évolution des températures dans la nappe.

Le Lot, soumis directement aux variations saisonnières, constitue le pôle à grande variabilité, dc5.2°C en février à 19.9°C en juillet soit 14.7°C d'amplitude, tandis que l'eau du forage FE9 nevarie que de 12.6°C en juin à 13.6°C en novembre soit une variation de 1.0°C.

(Dn conçoit ainsi que la températiirc de l'eau des forages sera d'autant plus influencée par lesvariations saisonnières qu'ils seront éloignés du Lot. Ainsi, on peut considérer trois groupesd'ouvrages :

- groupe 1: FE3, FE4, FE5, pzl, C, (dc 6 à 10°C)- groupe 2: FE2, FE6, B, pz2, A (<^ 3 à 6°C)- groupe 3: FE9, F4, F5, F6, ( de 1 à 3°C)

De plus, les variations de températures de l'eau de nappe sc font avec un déphasage dans letemps; l'annexe 5.6 est significative à ce sujet au cours des campagnes enti-e le Lot et le forageFE6:

En février on observe un gradient FE9/Lot de 8°C. En juillet le gradient s'est inversé FE9/Lotde 7°C (le mois dc juin pluvieux a provoqué une diminution de température du Lot)

En août et septembre se produit une nouvelle dynamique d'inversion du gradient qui estaccélérée par les fortes précipitations de septembre qui n'ont point d'ailleurs permis de réalisercorrectement la campagne de mesures.

En novembre, le gradient tend à se rétablir à son niveau de février.

4.3.2.2. Conductivité

On distingue deux pôles de valeurs de conductivité; le pôle Lot (de 97 à 197nS/cm) et le pôleFE9 (de 476 à 549nS/cm), On notera des valeurs importantes mesurées en F6 (1230piS/cm)peut être dues à des pollutions en provenance des activités installées en amont écoulement de lanappe. Cette hypothèse semble confirmée par les concentrations en sulfates en F6.

La conductivité dc l'eau des forages varie en fonction du taux de mélange des caux enprovenance des deux pôles mais aussi en fonction de phénomènes de dissolution des carbonatesen bicarbonates.

4.3.2.3. Carbone organique dissous

On distingue deux pôles très marqués de concentration en COD: le pôle Lot ( de 2.6 à 4.4 mg/l)et le pôle FE9 (pôle nappe) (de 0.0 à l,Omg/l,

On constate donc un abattement important du COD entre le Lot ct la nappe, avec des valeurstoujours fortes en FE2 et des concentrations qui ont généralement tendance à diminuer vers lepôle nappe.

4.3.2.4. Oxygène dissous

On remarque des valeurs maximales de l'eau du Lot accusant une légère diminution cn été de12mg'l à 8mg/l (annexes 5.2 et 6.2) à des valeurs moyennes (5mg/l) plutôt stables des eaux desforages pz2, FE9, F5.

Les forages FE2 et FE6 présentent des concentrations toujours très faibles.

Les forages situés entre le Lot et FE6 accusent une diminution de l'oxygène dissous(consommation) tandis que ceux situés entire FEó et FE9 voient leur concentration en oxygèneaugmenter (réo.xygénation). Ce phénomène est très lisible sur les annexes 7.1 à 7.5.

Le forage F6 ayant des concentrations plus faibles que les autres forages représentatifs du pôlenappe est le reflet de la pollution pressentie en 4.2.2.2.

4.3.2.5. Potentiel d'oxydo-réduction. Eh

Les mesures du potentiel d'oxydo-réduction sont corrélées à ccUes de l'oxygène dissous dansl'eau. Les valeurs les plus faibles sont mesurées à FE2 et FE6.

En février on observe un gradient FE9/Lot de 8°C. En juillet le gradient s'est inversé FE9/Lotde 7°C (le mois dc juin pluvieux a provoqué une diminution de température du Lot)

En août et septembre se produit une nouvelle dynamique d'inversion du gradient qui estaccélérée par les fortes précipitations de septembre qui n'ont point d'ailleurs permis de réalisercorrectement la campagne de mesures.

En novembre, le gradient tend à se rétablir à son niveau de février.

4.3.2.2. Conductivité

On distingue deux pôles de valeurs de conductivité; le pôle Lot (de 97 à 197nS/cm) et le pôleFE9 (de 476 à 549nS/cm), On notera des valeurs importantes mesurées en F6 (1230piS/cm)peut être dues à des pollutions en provenance des activités installées en amont écoulement de lanappe. Cette hypothèse semble confirmée par les concentrations en sulfates en F6.

La conductivité dc l'eau des forages varie en fonction du taux de mélange des caux enprovenance des deux pôles mais aussi en fonction de phénomènes de dissolution des carbonatesen bicarbonates.

4.3.2.3. Carbone organique dissous

On distingue deux pôles très marqués de concentration en COD: le pôle Lot ( de 2.6 à 4.4 mg/l)et le pôle FE9 (pôle nappe) (de 0.0 à l,Omg/l,

On constate donc un abattement important du COD entre le Lot ct la nappe, avec des valeurstoujours fortes en FE2 et des concentrations qui ont généralement tendance à diminuer vers lepôle nappe.

4.3.2.4. Oxygène dissous

On remarque des valeurs maximales de l'eau du Lot accusant une légère diminution cn été de12mg'l à 8mg/l (annexes 5.2 et 6.2) à des valeurs moyennes (5mg/l) plutôt stables des eaux desforages pz2, FE9, F5.

Les forages FE2 et FE6 présentent des concentrations toujours très faibles.

Les forages situés entre le Lot et FE6 accusent une diminution de l'oxygène dissous(consommation) tandis que ceux situés entire FEó et FE9 voient leur concentration en oxygèneaugmenter (réo.xygénation). Ce phénomène est très lisible sur les annexes 7.1 à 7.5.

Le forage F6 ayant des concentrations plus faibles que les autres forages représentatifs du pôlenappe est le reflet de la pollution pressentie en 4.2.2.2.

4.3.2.5. Potentiel d'oxydo-réduction. Eh

Les mesures du potentiel d'oxydo-réduction sont corrélées à ccUes de l'oxygène dissous dansl'eau. Les valeurs les plus faibles sont mesurées à FE2 et FE6.

Globalement les valeurs diminuent de l'hiver vers l'été (aimexes 5.5 ct 6.5) les valeurs extrêmesfortes sont celles du Lot et des forages dits pôle nappe: FE9, pz2, F5.

4.3.2.6. Manganèse

Les concentrations les plus élevées ont été mesurées dans les eaux de FE2 et FE6 (annexes4.1, 5.7, 5.8 et 6.7). Les valeurs sont élevées: FE2 (de 828^g/l à 1346fig/l) et FE6 (de233ng/I à 647ïig/l).

Dans les autres forages les concentrations dépassent rarement la concentration maximalerecommandée de 50fig/l. La production de Mn se situe en août septembre et novembre enFE3 et FE4, cela est bien visible en annexe 7.4 et 7.5 avec un eflbndrement de l'oxygènedissous au niveau de la berge qui avait commencé dès le mois d'avril (annexe7.2).

Le manganèse dissous dans l'eau du Lot, comme le fer, pourrait être sous formecomplexée étant donné la valeur du potentiel Redox.

4.3.2.7. pH

Le pH, stable au cours des campagnes est proche de la neuti'alité dans la nappe. L'eau desforages des berges est cependant plutôt alcaline (>7) tandis que celle des forages FE9, F5 et F6est plutôt acide (<7). L'eau du Lot est nettement alcaline (7.5<pH<8.98).

On a donc un pôle rivière alcalin avec le Lot et im pôle nappe plutôt acide.

4.3.2.8. Nitrates, mtrites et ammonium

n n'y a pas de nitiiles, par contre la présence de nitrates est constatée surtout au niveau des puitspz2, FE9, F5 et F6 alimentés par les coteaux à des taux toujours très inférieurs à la normepréconisée, 50mg/l (annexes 5.3, 6.3).

La concentration en nitrates dans les autres forages est faible et inférieure à 5mg/L

L'ion ammonium est très important en FE2 et FE6, Dans les autres forages ils ont tendance àaugmenter avec la saison chaude ct avec la diminution des ions nitrates; elle est donc liée àl'anaérobiose.

4.3.2.9. Chlorures

Les concentrations les plus élevées sont mesurées au niveau des forages pz2, FE9 (dc 15 à20mg/l) et F6 ou les concentrations sont très fortes (140mg/l) et sûrement témoins d'unepollution de la nappe par les activités installées en amont écoulement nappe (annexes 5.9 et 6,9.

L'étude des concentrations en chlorures permet d'étudier les proportions des eaux composant unmélange car cet anion est un élément dissous très stable.

L'eau pompée dans le champ captant provient en totalité de la nappe. Cette eau a cependant desorigines diverses.

Globalement les valeurs diminuent de l'hiver vers l'été (aimexes 5.5 ct 6.5) les valeurs extrêmesfortes sont celles du Lot et des forages dits pôle nappe: FE9, pz2, F5.

4.3.2.6. Manganèse

Les concentrations les plus élevées ont été mesurées dans les eaux de FE2 et FE6 (annexes4.1, 5.7, 5.8 et 6.7). Les valeurs sont élevées: FE2 (de 828^g/l à 1346fig/l) et FE6 (de233ng/I à 647ïig/l).

Dans les autres forages les concentrations dépassent rarement la concentration maximalerecommandée de 50fig/l. La production de Mn se situe en août septembre et novembre enFE3 et FE4, cela est bien visible en annexe 7.4 et 7.5 avec un eflbndrement de l'oxygènedissous au niveau de la berge qui avait commencé dès le mois d'avril (annexe7.2).

Le manganèse dissous dans l'eau du Lot, comme le fer, pourrait être sous formecomplexée étant donné la valeur du potentiel Redox.

4.3.2.7. pH

Le pH, stable au cours des campagnes est proche de la neuti'alité dans la nappe. L'eau desforages des berges est cependant plutôt alcaline (>7) tandis que celle des forages FE9, F5 et F6est plutôt acide (<7). L'eau du Lot est nettement alcaline (7.5<pH<8.98).

On a donc un pôle rivière alcalin avec le Lot et im pôle nappe plutôt acide.

4.3.2.8. Nitrates, mtrites et ammonium

n n'y a pas de nitiiles, par contre la présence de nitrates est constatée surtout au niveau des puitspz2, FE9, F5 et F6 alimentés par les coteaux à des taux toujours très inférieurs à la normepréconisée, 50mg/l (annexes 5.3, 6.3).

La concentration en nitrates dans les autres forages est faible et inférieure à 5mg/L

L'ion ammonium est très important en FE2 et FE6, Dans les autres forages ils ont tendance àaugmenter avec la saison chaude ct avec la diminution des ions nitrates; elle est donc liée àl'anaérobiose.

4.3.2.9. Chlorures

Les concentrations les plus élevées sont mesurées au niveau des forages pz2, FE9 (dc 15 à20mg/l) et F6 ou les concentrations sont très fortes (140mg/l) et sûrement témoins d'unepollution de la nappe par les activités installées en amont écoulement nappe (annexes 5.9 et 6,9.

L'étude des concentrations en chlorures permet d'étudier les proportions des eaux composant unmélange car cet anion est un élément dissous très stable.

L'eau pompée dans le champ captant provient en totalité de la nappe. Cette eau a cependant desorigines diverses.

- nappe des alluvions des bas niveaux- nappe des alluvions des hauts niveaux- nappe possible du lias ou trias- b-ansit souterrain à travers les berges du Lot

Le mélange se fait dans des proportions variables suivant les potentiels (les niveaux d'eaurelatifs) dans les nappes ct la rivière Lot donc suivant les saisons et les années.

Cette méthode n'est valable que si les concentrations en chlorure des eaux de la nappe (FE9) etdu Lot sont constantes, tout au moins pendant le temps nécessaire au transfert des eaux du Lotvers le forage le plus en aval hydrauliquement (FE6). Cette hypothèse parait justifiée (10,5 mg/lde chlorure au FE9 en 1987, contre 10,8 en 1990 et entre 4 et 6 mg/l dans le Lot a Bouillac enautomne 1987 contre 4 mg/l à Capdenac-Gare en autortme 90), Les teneurs en chlorures du Lotpourraient être sensiblement plus élevées pendant l'été (environ 8 mg/l en 1987 et en 1990), Lecalcul de mélange proposé devra donc être vérifié.

En un instant donné, les proportions des eaux composant un mélange peuvent être calculées àpartir du bilan des chlorures. En effet, cet anion est un élément dissous très stable (très peuréactif chimiquement et biologiquement) qui caractérise parfaitement un type d'eau; laconnaissance des concentrations en chlorure des eaux originelles du mélange permet donc dcconnaître les proportions du mélange.

Si

X est la fraction d'eau pompée en provenance du Lot via les berges et la nappe.

et

- Y la concentration cn chlorure cn mg/l;

forage, désignant ce qui à trait à l'eau d'un point de mesure, et nappe, désignant ce qui a trait aupôle nappe (FE9) (eau de nappe en provenance des coteaux).

On peut écrire la relation suivante:

Yforage = X YLot + (l-X)Ynappe

X = (Ynappe - Yforage) / (Ynappe - YLot)

Ainsi (mesures du 25 et 26/09/1990):

ECHANTILLON

FE2FE3FE4FE5FE6FE9

YNAPPE

10,810,810,810,810,810,8

Y FORAGE

4,34,24,04,55,410,8

Y LOT

4,04,04,04,04,04,0

POURCENTAGEDE MELANGE

95,6%97,0%100%92,6%79,4%

0%

- nappe des alluvions des bas niveaux- nappe des alluvions des hauts niveaux- nappe possible du lias ou trias- b-ansit souterrain à travers les berges du Lot

Le mélange se fait dans des proportions variables suivant les potentiels (les niveaux d'eaurelatifs) dans les nappes ct la rivière Lot donc suivant les saisons et les années.

Cette méthode n'est valable que si les concentrations en chlorure des eaux de la nappe (FE9) etdu Lot sont constantes, tout au moins pendant le temps nécessaire au transfert des eaux du Lotvers le forage le plus en aval hydrauliquement (FE6). Cette hypothèse parait justifiée (10,5 mg/lde chlorure au FE9 en 1987, contre 10,8 en 1990 et entre 4 et 6 mg/l dans le Lot a Bouillac enautomne 1987 contre 4 mg/l à Capdenac-Gare en autortme 90), Les teneurs en chlorures du Lotpourraient être sensiblement plus élevées pendant l'été (environ 8 mg/l en 1987 et en 1990), Lecalcul de mélange proposé devra donc être vérifié.

En un instant donné, les proportions des eaux composant un mélange peuvent être calculées àpartir du bilan des chlorures. En effet, cet anion est un élément dissous très stable (très peuréactif chimiquement et biologiquement) qui caractérise parfaitement un type d'eau; laconnaissance des concentrations en chlorure des eaux originelles du mélange permet donc dcconnaître les proportions du mélange.

Si

X est la fraction d'eau pompée en provenance du Lot via les berges et la nappe.

et

- Y la concentration cn chlorure cn mg/l;

forage, désignant ce qui à trait à l'eau d'un point de mesure, et nappe, désignant ce qui a trait aupôle nappe (FE9) (eau de nappe en provenance des coteaux).

On peut écrire la relation suivante:

Yforage = X YLot + (l-X)Ynappe

X = (Ynappe - Yforage) / (Ynappe - YLot)

Ainsi (mesures du 25 et 26/09/1990):

ECHANTILLON

FE2FE3FE4FE5FE6FE9

YNAPPE

10,810,810,810,810,810,8

Y FORAGE

4,34,24,04,55,410,8

Y LOT

4,04,04,04,04,04,0

POURCENTAGEDE MELANGE

95,6%97,0%100%92,6%79,4%

0%

10

En ce qui concerne l'alimentation de Capdenac les débits de pompage s'organisent ainsi:

- du lundi au vendredi dc 15 à 18 heures par jour, au débit de 230m3/h

- les samedis et dimanches durant 11 heures par jour à raison de 230 m3/h

ce qui correspond à un prélèvement continu dc 144 m3/h. Le calcul montre que l'eau dc nappepompée est issue à 22,5 % d'eau de l'aquifère alluvial en provenance des coteaux et de 77,5 %de l'aquifère alluvial en provenance du Lot transitant par la nappe; ce qui fait un débit defoumihirc de 32,5 m3/h pour l'un ct dc 111,5 m3/h pour l'autre.

4.3.2,10. Sulfates

Les concentrations dans les forages et dans le Lot sont de l'ordre de lOmg/1 tout au long del'année. Cependant de fortes concentrations sont rencontrées au niveau des forages pz2, FE9(de 30 à 50mg/l) ct surtout cn F5 et F6 (de 100 à 200 mg/l). Ces fortes valeurs indiquentquasiment une pollution dc la nappe à partir des activités installées en amont écoulement dc lanappe. Ce phénomène est à surveiller, notamment en cas d'augmentation du prélèvement danste champ captant.

4.3.2.11. Pigments photosynthétiques

Une nette augmentation de la concentration en chlorophylle a été mesurée pendant les mois dejuin et juillet. Un grand pic de phéopigment est apparu lors de la campagne de mai (annexe4.9).

5 - INI ERPRETATION DES RESULTATS

5.1. PIEZOMETRIE

De nombreuses campagnes piézométriques ont été réalisées à partir de celle de juillet 1987 (voir4.2.2), incluant des piézoméùies mensuelles à compter de février 1992.

Antérieurement à la mise en route du champ captant (printemps 1989)), on constate que lanappe alimente le Lot (piézométries de juillet 87 et mars 88, annexes 8.1 et 8.2). Lescaractéristiques physico-chimiques des forages - y compris ceux de la berge : FE3 et FE4, sontcelles dc l'eau de nappe en provenance des coteaux.

Au printemps 1989 le champ captant est exploité à 144m3/h en moyenne.

En juin 90, un régime "d'équilibre hydrodynamique" s'est établi dans la nappe offrant laconfiguration présentée en annexe 8.3. Cet "équilibre" instable n'est en fait fonction que dugradient de la nappe dans sa zone amont non influencée par le pompage puisque les autresparamètres sont constants dans le temps y compris la cote du niveau du Lot qui est quasimentrégulée par l'action des barrages en amont.

Ainsi, la configuration dc la piézométrie sera uniquement fonction du débit de l'alimentation dela nappe par les coteaux donc du régime pluviométrique, c'est ce que l'on constate sur les cartesen annexe 8.3 à 8.15 en repérant notamment la position géographique de la courbepiézométrique 167 m NGF.

10

En ce qui concerne l'alimentation de Capdenac les débits de pompage s'organisent ainsi:

- du lundi au vendredi dc 15 à 18 heures par jour, au débit de 230m3/h

- les samedis et dimanches durant 11 heures par jour à raison de 230 m3/h

ce qui correspond à un prélèvement continu dc 144 m3/h. Le calcul montre que l'eau dc nappepompée est issue à 22,5 % d'eau de l'aquifère alluvial en provenance des coteaux et de 77,5 %de l'aquifère alluvial en provenance du Lot transitant par la nappe; ce qui fait un débit defoumihirc de 32,5 m3/h pour l'un ct dc 111,5 m3/h pour l'autre.

4.3.2,10. Sulfates

Les concentrations dans les forages et dans le Lot sont de l'ordre de lOmg/1 tout au long del'année. Cependant de fortes concentrations sont rencontrées au niveau des forages pz2, FE9(de 30 à 50mg/l) ct surtout cn F5 et F6 (de 100 à 200 mg/l). Ces fortes valeurs indiquentquasiment une pollution dc la nappe à partir des activités installées en amont écoulement dc lanappe. Ce phénomène est à surveiller, notamment en cas d'augmentation du prélèvement danste champ captant.

4.3.2.11. Pigments photosynthétiques

Une nette augmentation de la concentration en chlorophylle a été mesurée pendant les mois dejuin et juillet. Un grand pic de phéopigment est apparu lors de la campagne de mai (annexe4.9).

5 - INI ERPRETATION DES RESULTATS

5.1. PIEZOMETRIE

De nombreuses campagnes piézométriques ont été réalisées à partir de celle de juillet 1987 (voir4.2.2), incluant des piézoméùies mensuelles à compter de février 1992.

Antérieurement à la mise en route du champ captant (printemps 1989)), on constate que lanappe alimente le Lot (piézométries de juillet 87 et mars 88, annexes 8.1 et 8.2). Lescaractéristiques physico-chimiques des forages - y compris ceux de la berge : FE3 et FE4, sontcelles dc l'eau de nappe en provenance des coteaux.

Au printemps 1989 le champ captant est exploité à 144m3/h en moyenne.

En juin 90, un régime "d'équilibre hydrodynamique" s'est établi dans la nappe offrant laconfiguration présentée en annexe 8.3. Cet "équilibre" instable n'est en fait fonction que dugradient de la nappe dans sa zone amont non influencée par le pompage puisque les autresparamètres sont constants dans le temps y compris la cote du niveau du Lot qui est quasimentrégulée par l'action des barrages en amont.

Ainsi, la configuration dc la piézométrie sera uniquement fonction du débit de l'alimentation dela nappe par les coteaux donc du régime pluviométrique, c'est ce que l'on constate sur les cartesen annexe 8.3 à 8.15 en repérant notamment la position géographique de la courbepiézométrique 167 m NGF.

11

Après les fortes pluies de septembre-octobre 92 celle-ci se situe très près du Lot, indiquant laplus forte alimentation de la nappe par les coteaux jamais mesurée.

Ces résultats sont indispensables lors de la modélisation hydrodynamique notamment lors ducalage de ce modèle.

5.2. TEMPERATUIiE ET pH

L'évolution des températures résulte de l'interaction de deux processus:

- élévation de la température du Lot en fonction de la durée d'insolation,- constance de la température dc la nappe qui subit néanmoins l'influence des eauxd'infiltration de nappe en provenance du Lot.

Ainsi, FE4 suit à peu près le Lot, FE2 montre un décalage d'un mois et FE6 de quatre mois lié àson éloignement de la berge comme d'ailleurs FE9. Le réchauffement est d'autant plus précoceque l'on se situe près de la berge.

Le pH des eaux permet de distinguer l'eau dc nappe en provenance des coteaux ayant un pHinférieur à 7 (FE9, F5, F6, pz2, /'l,) et l'eau de nappe en provenance du Lot avec un pHsupérieur à 8; les autres forages ayant des eaux de mélange avec des pH compris entre 7 et 8.Ce phénomène de mélange est confirmé par les mesures de conductivité, d'alcalinité et deschlorures (4.2.2.9). La piézométrie confirme cette conclusion. Avant exploitation de la nappe,celle-ci alimentait le Lot ((annexe 8.1 et 8.2); après la date du début de l'exploitation, l'eau duLot participe à l'alimentation de la nappe (annexes 8.3 à 8.15).

Ce phénomène est volontairement provoqué et utilisé lorsque les capacités des nappes sontinférieures aux besoins à satisfaire; il permet de bénéficier du pouvoir épurateur des filtresnaturels que sont les berges ct le fond de la rivière qui ne sont pas mis en oeuvre à l'occasiond'un pompage au fil de l'eau.

Le piézomètre F4 a un comportement différent, il présente la température de l'eau de nappemais la conductivité et la concentration en chlorures de l'eau cn provenance du Lot, En fait, cepiézomètre est situé dans une zone moins perméable, l'eau de najppe en provenance du Lot, enpériode de recharge crues), y circule lentement pour acquérir facilement des caractères d'eau denappe (température et pH); le temps de séjour est suffisant pour augmenter la température del'eau, de même le pH est diminué par apport d'acide carbonique provenant dc la matièreorganique du sol. En revanche le trajet tirop court impliquant un temps de séjour insuffisantcapable d'acquérir une conductivité d'eau de type nappe,

5.3. CARBONE ORGANIQUE DISSOUS, OXYGENE ET M,îVNG/\NESE

Les valeurs moyennes de pH et de Eh mesurées sur le site de Capdenac-Gare ont été reportéessur le diagramme Eh-pH du manganèse et du fer (annexes 4.13 et 4.14).

n apparaît que le fer ne peut pas être détecté cn solution car il se trouve sous la formed'hydroxyde ferrique solide.

Pour ces valeurs de pH et de Eh, le manganèse, s'il y en a, se trouve à l'état dissous, fl ne peutpas être précipité dans ces conditions par voie physico-chimique au niveau des forages (Stummet Moi^an, 1981). De petites quantités de manganèse ont été dosées dans le Lot soit sous formemicroparticulaire (< 0.45pm), soit sous forme complexée.

Le forage FE2 montre une augmentation de b teneur en manganèse au printemps sansfluctuation avec les variations de potentiel redox, ce qui avait déjà été observé (îviaUessard,1983).

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Après les fortes pluies de septembre-octobre 92 celle-ci se situe très près du Lot, indiquant laplus forte alimentation de la nappe par les coteaux jamais mesurée.

Ces résultats sont indispensables lors de la modélisation hydrodynamique notamment lors ducalage de ce modèle.

5.2. TEMPERATUIiE ET pH

L'évolution des températures résulte de l'interaction de deux processus:

- élévation de la température du Lot en fonction de la durée d'insolation,- constance de la température dc la nappe qui subit néanmoins l'influence des eauxd'infiltration de nappe en provenance du Lot.

Ainsi, FE4 suit à peu près le Lot, FE2 montre un décalage d'un mois et FE6 de quatre mois lié àson éloignement de la berge comme d'ailleurs FE9. Le réchauffement est d'autant plus précoceque l'on se situe près de la berge.

Le pH des eaux permet de distinguer l'eau dc nappe en provenance des coteaux ayant un pHinférieur à 7 (FE9, F5, F6, pz2, /'l,) et l'eau de nappe en provenance du Lot avec un pHsupérieur à 8; les autres forages ayant des eaux de mélange avec des pH compris entre 7 et 8.Ce phénomène de mélange est confirmé par les mesures de conductivité, d'alcalinité et deschlorures (4.2.2.9). La piézométrie confirme cette conclusion. Avant exploitation de la nappe,celle-ci alimentait le Lot ((annexe 8.1 et 8.2); après la date du début de l'exploitation, l'eau duLot participe à l'alimentation de la nappe (annexes 8.3 à 8.15).

Ce phénomène est volontairement provoqué et utilisé lorsque les capacités des nappes sontinférieures aux besoins à satisfaire; il permet de bénéficier du pouvoir épurateur des filtresnaturels que sont les berges ct le fond de la rivière qui ne sont pas mis en oeuvre à l'occasiond'un pompage au fil de l'eau.

Le piézomètre F4 a un comportement différent, il présente la température de l'eau de nappemais la conductivité et la concentration en chlorures de l'eau cn provenance du Lot, En fait, cepiézomètre est situé dans une zone moins perméable, l'eau de najppe en provenance du Lot, enpériode de recharge crues), y circule lentement pour acquérir facilement des caractères d'eau denappe (température et pH); le temps de séjour est suffisant pour augmenter la température del'eau, de même le pH est diminué par apport d'acide carbonique provenant dc la matièreorganique du sol. En revanche le trajet tirop court impliquant un temps de séjour insuffisantcapable d'acquérir une conductivité d'eau de type nappe,

5.3. CARBONE ORGANIQUE DISSOUS, OXYGENE ET M,îVNG/\NESE

Les valeurs moyennes de pH et de Eh mesurées sur le site de Capdenac-Gare ont été reportéessur le diagramme Eh-pH du manganèse et du fer (annexes 4.13 et 4.14).

n apparaît que le fer ne peut pas être détecté cn solution car il se trouve sous la formed'hydroxyde ferrique solide.

Pour ces valeurs de pH et de Eh, le manganèse, s'il y en a, se trouve à l'état dissous, fl ne peutpas être précipité dans ces conditions par voie physico-chimique au niveau des forages (Stummet Moi^an, 1981). De petites quantités de manganèse ont été dosées dans le Lot soit sous formemicroparticulaire (< 0.45pm), soit sous forme complexée.

Le forage FE2 montre une augmentation de b teneur en manganèse au printemps sansfluctuation avec les variations de potentiel redox, ce qui avait déjà été observé (îviaUessard,1983).

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Le manganèse n'est apparu dans les forages FE3 et FE4 qu'à partir du mois de juin. Or lesconditions d'oxydo-réduction ct d'oxygénation antérieures étaient à peu près identiques sansqu'aucune présence de manganèse n'ait été détectée. On peut sc poser la question si cemanganèse provenait directement du Lot.

En avriL la concentration maximum en manganèse de la rivière est atteinte (36 pg/l). Or deuxmois plus tard du manganèse est présent dans les puits les plus proches de la berge; il mettraitdonc deux mois pour migrer jusqu'aux puits FE3 et FE4, ce qui est en désaccord avecl'interprétation des mesures de température.

Une seconde hypothèse est que des bactéries précipitent ce manganèse dissous jusqu'à uncertain niveau; en cas d'excès, il migre jusqu'aux forages où il est mesuré.

Cette hypothèse ne s'applique jamais à FE2, puisque la concentration en manganèse est biensupérieure à celle du Lot. Il faut donc admettre qu'il y a mobilisation in situ du manganèse, cequi est aussi valable pour FE3 et FE4 à partir du mois d'août. Ce phénomène avait déjà été misen évidence l'année précédente.

IL SEMBLE DONC QUE LE xMANGANESE DU LOT SOIT INTERCEPTE PAR L'EFFET BERGE,SOIT PAR ABSORPTION OU PRECIPITATION (SI SOUS FORME DISSOUTE) SOIT PARFILTRATION S'IL EST SOUS FORME PARTICULAIRE. LA MISE EN SOLUTION A PARTIR DESSEDIMENTS DU LOT OU DES ALLUVIONS D'AQUIFERE RESULTERAIT D'UNE ACTTVITEBIOLOGIQUE LIEE A LA PRESENCE DE CARBONE DEGRADABLE ET D'UNE TEMPERATURERELATIVEMENT ELEVEE.

En effet, le long des berges balayées par un courant d'eau (absence de sédimentation) lecarbone dégradable est essentiellement constitué par le carbone organique dissous (COD) del'eau. Alors que la quantité de COD total augmente dans le Lot, de faibles variations sont doséesdans FE3 et FE4; par contre leur concentration en oxygène dissous diminue fortement à partirdu mois d'avril.

Ce déficit cn oxygène s'explique par le fait que les bactéries l'ont consommé en dégradant lamatière organique ( annexes 7.1 à 7.5).

Cette hypothèse a été vérifiée cn juillet 92, un piézomètre ayant été réalisé entre FE3 et le Lotsa concentration en oxygène dissous n'était que de 0.3 mg/l en août contre 2mg/l pour le forageFE3. n faut donc convenir d'une activité bactérienne très intense dans les premiers décimètresvoire premiers centimètres de la berge. D'ailleurs FE4 qui est plus proche de la berge que FE3 aégalement une concentration très faible en oxygène dissous (toujours plus faible que FTi3)(annexes 7.1 à 7.5).

On constate une réoxygénation, entire la berge ct les forages plus éloignés, par diffusion àtravers le sol ou grâce aux arrosages des plantations proches (maïs) ou plus naturellement parles pluies.

Les forages FE9, F5, F6 ne sont pas affectés par ces variations car ils font partie de la famillede type eau dc nappe cn provenance des coteaux totalement indépendante des fluctuations duLot ( annexes 7.1 à 7.5).

Dans une rivière non polluée, ce sont les algues qui sont à l'origine de cette matière organique.Lorsque les résultats des dosages d'oxygène dissous, de COD et de chlorophylle sont mis enparallèle, plusieurs conclusions en découlent:

- la concentration en COD augmente cn mcmc temps que celle de la chlorophylle,- la concentration cn oxygène dissous diminue alors que dans le même temps laconcentration en chlorophylle et la température augmentent

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Le manganèse n'est apparu dans les forages FE3 et FE4 qu'à partir du mois de juin. Or lesconditions d'oxydo-réduction ct d'oxygénation antérieures étaient à peu près identiques sansqu'aucune présence de manganèse n'ait été détectée. On peut sc poser la question si cemanganèse provenait directement du Lot.

En avriL la concentration maximum en manganèse de la rivière est atteinte (36 pg/l). Or deuxmois plus tard du manganèse est présent dans les puits les plus proches de la berge; il mettraitdonc deux mois pour migrer jusqu'aux puits FE3 et FE4, ce qui est en désaccord avecl'interprétation des mesures de température.

Une seconde hypothèse est que des bactéries précipitent ce manganèse dissous jusqu'à uncertain niveau; en cas d'excès, il migre jusqu'aux forages où il est mesuré.

Cette hypothèse ne s'applique jamais à FE2, puisque la concentration en manganèse est biensupérieure à celle du Lot. Il faut donc admettre qu'il y a mobilisation in situ du manganèse, cequi est aussi valable pour FE3 et FE4 à partir du mois d'août. Ce phénomène avait déjà été misen évidence l'année précédente.

IL SEMBLE DONC QUE LE xMANGANESE DU LOT SOIT INTERCEPTE PAR L'EFFET BERGE,SOIT PAR ABSORPTION OU PRECIPITATION (SI SOUS FORME DISSOUTE) SOIT PARFILTRATION S'IL EST SOUS FORME PARTICULAIRE. LA MISE EN SOLUTION A PARTIR DESSEDIMENTS DU LOT OU DES ALLUVIONS D'AQUIFERE RESULTERAIT D'UNE ACTTVITEBIOLOGIQUE LIEE A LA PRESENCE DE CARBONE DEGRADABLE ET D'UNE TEMPERATURERELATIVEMENT ELEVEE.

En effet, le long des berges balayées par un courant d'eau (absence de sédimentation) lecarbone dégradable est essentiellement constitué par le carbone organique dissous (COD) del'eau. Alors que la quantité de COD total augmente dans le Lot, de faibles variations sont doséesdans FE3 et FE4; par contre leur concentration en oxygène dissous diminue fortement à partirdu mois d'avril.

Ce déficit cn oxygène s'explique par le fait que les bactéries l'ont consommé en dégradant lamatière organique ( annexes 7.1 à 7.5).

Cette hypothèse a été vérifiée cn juillet 92, un piézomètre ayant été réalisé entre FE3 et le Lotsa concentration en oxygène dissous n'était que de 0.3 mg/l en août contre 2mg/l pour le forageFE3. n faut donc convenir d'une activité bactérienne très intense dans les premiers décimètresvoire premiers centimètres de la berge. D'ailleurs FE4 qui est plus proche de la berge que FE3 aégalement une concentration très faible en oxygène dissous (toujours plus faible que FTi3)(annexes 7.1 à 7.5).

On constate une réoxygénation, entire la berge ct les forages plus éloignés, par diffusion àtravers le sol ou grâce aux arrosages des plantations proches (maïs) ou plus naturellement parles pluies.

Les forages FE9, F5, F6 ne sont pas affectés par ces variations car ils font partie de la famillede type eau dc nappe cn provenance des coteaux totalement indépendante des fluctuations duLot ( annexes 7.1 à 7.5).

Dans une rivière non polluée, ce sont les algues qui sont à l'origine de cette matière organique.Lorsque les résultats des dosages d'oxygène dissous, de COD et de chlorophylle sont mis enparallèle, plusieurs conclusions en découlent:

- la concentration en COD augmente cn mcmc temps que celle de la chlorophylle,- la concentration cn oxygène dissous diminue alors que dans le même temps laconcentration en chlorophylle et la température augmentent

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D existe donc bien une relation entre ces trois éléments au niveau du Lot. fl apparmt donc quel'eutrophisation de la rivière est responsable de l'aspect négatif de l'effet de berge. Celui-ci setraduit par la consommation de l'oxygène accompagnée de l'abaissement du potentiel redox dontl'intensité varie selon l'activité biologique.

Par contre, les forages FE2 et FE6 présentent des concentrations cn manganèse élevéestoute l'année, donc indépendantes du Lot En effet, lors dc la réalisation du puits FEl,situé entre FE2 et la berge, des vases ont été rencontrées. Il existe à cet endroit un stockde matière organique dans la nappe, ce qui explique que la concentration en carboneorganique dissous dans l'eau de FE2 ne dépend plus uniquement de celle du Lot Cettematière organique et des écoulemcnüi plus lents sont des conditions favorables à laremobilisation du Mn. Ce qui a valu l'abandon du forage FEL

La présence de cette vase (associée à des éléments fins) explique donc la lenteur du transit,l'absence permanente d'oxygène et la présence constante de manganèse. D'autre part, cetteberge (intrados aval d'une boucle) à très faible courant est un lieu d'accumulation de sédimentsfins et d'éléments organiques.

Le forage FE6, sihié à mi-chemin des deux types de berges fourni un mélange des deux typesd'eau, ce qui se traduit par une concentration cn manganèse moindre que FE2. Sa teneur enoxygène dissous est intermédiaire enù-e FE2 et FE5 et sa concentration en COD aux alentoursde lmg/1-1 représente, sûrement, le résidu plus ou moins réfractaire de l'eau du Lot.

La faible concentration en oxygène des forages FE2 et FE6 fait que l'oxydation de la matièreorganique par les micro-organismes libère des ions NH4+ suite à la réduction des nitrates : c'estpourquoi ils ne sont dosés qu'au niveau de ces puits. Cette réduction des nitrates est nécessaireavant qu'intervienne celle des oxydes de manganèse; ainsi, on trouve du manganèse et peu denitrates en FE2 et FE6. H en est de même pour FE3 et FE4 au mois d'août

Malgré des conditions physico-chimiques pratiquement identiques entre FE5 et FE6, jamais demanganèse n'a été détecté au niveau de FE5. Plusieurs raisons peuvent être invoquées, soit qu'ily ait eu recharge en oxygène dissous - ce qui inhiberait les bactéries susceptibles de réduire lemanganèse et favoriserait celles qui l'oxydent - soit que le COD résiduel n'est plus dégradable -soit que le Mn de FE6 provient de FE2.

Cependant, la DB05 de l'eau de ce puits indique que le carbone dissous reste dégradable avecnéanmoins une faible consommation; on en déduit que le facteur limitant serait doncprincipalement l'oxygène et qu'il n'y a pas de ttansfert de FE6 vers FE5 mais de FE2 vers FE6.

5.4. CONCLUSION

- En été le Lot s'enrichit de matière organique soluble provenant essentiellement de laprolifération algualc qui va croissant avec l'augmentation de la durée des journées et de latempérature.

- L'eau de nappe en provenance des coteaux - pôle nappe - représentée par l'eau des foragesFE9, F4 et F5 est totalement indépendante de l'eau de nappe en provenance du Lot Elle estpratiquement dépourvue en COD dégradable. De plus, l'oxygène dissous en provenance de lasurface et la présence dc nitrates protègent l'installation de conditions sufiQsamment réductricesdans la nappe pour mettre en solution le manganèse et à fortiori le fer,

- La mise en solution du manganèse est liée à l'activité biologique ; les conditions de Eh-pH del'eau pompée permettant son maintien en solution ; sa précipitation n'intervenant que grâce auxbactéries spécifiques au niveau des bâches ou des crépines des puits.

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D existe donc bien une relation entre ces trois éléments au niveau du Lot. fl apparmt donc quel'eutrophisation de la rivière est responsable de l'aspect négatif de l'effet de berge. Celui-ci setraduit par la consommation de l'oxygène accompagnée de l'abaissement du potentiel redox dontl'intensité varie selon l'activité biologique.

Par contre, les forages FE2 et FE6 présentent des concentrations cn manganèse élevéestoute l'année, donc indépendantes du Lot En effet, lors dc la réalisation du puits FEl,situé entre FE2 et la berge, des vases ont été rencontrées. Il existe à cet endroit un stockde matière organique dans la nappe, ce qui explique que la concentration en carboneorganique dissous dans l'eau de FE2 ne dépend plus uniquement de celle du Lot Cettematière organique et des écoulemcnüi plus lents sont des conditions favorables à laremobilisation du Mn. Ce qui a valu l'abandon du forage FEL

La présence de cette vase (associée à des éléments fins) explique donc la lenteur du transit,l'absence permanente d'oxygène et la présence constante de manganèse. D'autre part, cetteberge (intrados aval d'une boucle) à très faible courant est un lieu d'accumulation de sédimentsfins et d'éléments organiques.

Le forage FE6, sihié à mi-chemin des deux types de berges fourni un mélange des deux typesd'eau, ce qui se traduit par une concentration cn manganèse moindre que FE2. Sa teneur enoxygène dissous est intermédiaire enù-e FE2 et FE5 et sa concentration en COD aux alentoursde lmg/1-1 représente, sûrement, le résidu plus ou moins réfractaire de l'eau du Lot.

La faible concentration en oxygène des forages FE2 et FE6 fait que l'oxydation de la matièreorganique par les micro-organismes libère des ions NH4+ suite à la réduction des nitrates : c'estpourquoi ils ne sont dosés qu'au niveau de ces puits. Cette réduction des nitrates est nécessaireavant qu'intervienne celle des oxydes de manganèse; ainsi, on trouve du manganèse et peu denitrates en FE2 et FE6. H en est de même pour FE3 et FE4 au mois d'août

Malgré des conditions physico-chimiques pratiquement identiques entre FE5 et FE6, jamais demanganèse n'a été détecté au niveau de FE5. Plusieurs raisons peuvent être invoquées, soit qu'ily ait eu recharge en oxygène dissous - ce qui inhiberait les bactéries susceptibles de réduire lemanganèse et favoriserait celles qui l'oxydent - soit que le COD résiduel n'est plus dégradable -soit que le Mn de FE6 provient de FE2.

Cependant, la DB05 de l'eau de ce puits indique que le carbone dissous reste dégradable avecnéanmoins une faible consommation; on en déduit que le facteur limitant serait doncprincipalement l'oxygène et qu'il n'y a pas de ttansfert de FE6 vers FE5 mais de FE2 vers FE6.

5.4. CONCLUSION

- En été le Lot s'enrichit de matière organique soluble provenant essentiellement de laprolifération algualc qui va croissant avec l'augmentation de la durée des journées et de latempérature.

- L'eau de nappe en provenance des coteaux - pôle nappe - représentée par l'eau des foragesFE9, F4 et F5 est totalement indépendante de l'eau de nappe en provenance du Lot Elle estpratiquement dépourvue en COD dégradable. De plus, l'oxygène dissous en provenance de lasurface et la présence dc nitrates protègent l'installation de conditions sufiQsamment réductricesdans la nappe pour mettre en solution le manganèse et à fortiori le fer,

- La mise en solution du manganèse est liée à l'activité biologique ; les conditions de Eh-pH del'eau pompée permettant son maintien en solution ; sa précipitation n'intervenant que grâce auxbactéries spécifiques au niveau des bâches ou des crépines des puits.

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Cette mobilisation dépend donc essentiellement de l'apport de matière organique dégradabledont l'oxydation enti-aîne la consommation de l'oxygène et des niffates, s'il y en a. L'accepteurd'élecù-ons suivant, cn l'occurrence le manganèse (Mn (IV)) n'est utilisé que pendant l'été dansles premiers décimètres des berges ; c'est l'effet "beige", fl est lié à l'eutrophisation du Lot.

Les conditions réductrices permettant la mise cn solution du manganèse et du fer existentdans les sédiments et les alluvions fines contenant de la matière organique. Si de l'eau estpompée à travers ce type de dépôt, il peut y avoir l'obtention d'une eau enrichie en élémentsmétaJliques solubles à l'état réduit : c'est l'effet "sédiment".

L'eau victime de l'effet sédiment (FE2 et FE6) est à rejeter pour éviter l'intervention d'untraitement supplémentaire afin d'éliminer le manganèse.

L'eau, susceptible d'être enrichie en Mn par im effet de berge en été, peut être améliorée par unpompage assez éloigné de la berge type FE5, Une autre solution consisterait en une injectiondans la nappe de l'eau faiblement manganeuse par l'intermédiaire d'un filtre à sable. Cecipermettrait d'obtenir une réoxygé'nation par la surface afin de précipiter biologiquement lemanganèse et d'éliminer le carbone dégradable résiduel.

Les principaux responsables de la consommation du Carbone Organique Dissous, de l'oxygèneet donc de la mise en place de conditions favorables à la remobilisation du manganèse sont lesmicro-organismes. C'est pourquoi une étude supplémentaire a été entreprise pour confirmer leurimpact

6 - ANALYSES MICROBIOLOGIQUES

6.L GENERALITES

6.1.1. Observations

La mise en culture d'échantillons d'eau provenant des forages FE2 ct FE6 dans le milieu pourbactéries hétérotrophes au citrate fcniqrie (Clark et al, 1967) n'a pas pennis d'obtenir undéveloppement bactérien. Par contre, dans le milieu pour Leptothrix des bactéries ont pu êtreobservées au microscope à immersion après 8 jours de culture.

EUes se développent en plus grand nombre à 12°C qu'à 20°C. Cependant à 20°C les bactériesobservées étaient en général de plus grandes tailles.

Tous les micro-organismes observés sont gram -, ce qui est normal pour des bactériesnaturelles.

Malgré un frottis énergique effectué lors du montage entre lame et lamelle des échantillonsd'eau, les bactéries avaient tendance à rester en amas, cependant aucune gaine n'a été observée.

Le nettoyage du forage FE6 par hydrojet au mois de mars a pennis d'observer directement desbactéries fixées sur les tubages du puits. Ces bactéries étaient entourées d'un mucus blanchâtreabondant Les observations au microscope électronique ont fait penser que ces bactéries étaientdu genre Crénothrix (annexe 4.10, photos 1, 2 et 3).

6.L2. Dénombrement bactérien et biomasse

La berge joue bien son rôle de filti-e naturel car le nombre total bactérien est nettementsupérieur dans le Lot que dans les forages (annexe 4.11, figure 1). Cependant, le nombre totalbactérien n'est pas constant au niveau de chaque puits. Malgré tout, une certaine homogénéité

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Cette mobilisation dépend donc essentiellement de l'apport de matière organique dégradabledont l'oxydation enti-aîne la consommation de l'oxygène et des niffates, s'il y en a. L'accepteurd'élecù-ons suivant, cn l'occurrence le manganèse (Mn (IV)) n'est utilisé que pendant l'été dansles premiers décimètres des berges ; c'est l'effet "beige", fl est lié à l'eutrophisation du Lot.

Les conditions réductrices permettant la mise cn solution du manganèse et du fer existentdans les sédiments et les alluvions fines contenant de la matière organique. Si de l'eau estpompée à travers ce type de dépôt, il peut y avoir l'obtention d'une eau enrichie en élémentsmétaJliques solubles à l'état réduit : c'est l'effet "sédiment".

L'eau victime de l'effet sédiment (FE2 et FE6) est à rejeter pour éviter l'intervention d'untraitement supplémentaire afin d'éliminer le manganèse.

L'eau, susceptible d'être enrichie en Mn par im effet de berge en été, peut être améliorée par unpompage assez éloigné de la berge type FE5, Une autre solution consisterait en une injectiondans la nappe de l'eau faiblement manganeuse par l'intermédiaire d'un filtre à sable. Cecipermettrait d'obtenir une réoxygé'nation par la surface afin de précipiter biologiquement lemanganèse et d'éliminer le carbone dégradable résiduel.

Les principaux responsables de la consommation du Carbone Organique Dissous, de l'oxygèneet donc de la mise en place de conditions favorables à la remobilisation du manganèse sont lesmicro-organismes. C'est pourquoi une étude supplémentaire a été entreprise pour confirmer leurimpact

6 - ANALYSES MICROBIOLOGIQUES

6.L GENERALITES

6.1.1. Observations

La mise en culture d'échantillons d'eau provenant des forages FE2 ct FE6 dans le milieu pourbactéries hétérotrophes au citrate fcniqrie (Clark et al, 1967) n'a pas pennis d'obtenir undéveloppement bactérien. Par contre, dans le milieu pour Leptothrix des bactéries ont pu êtreobservées au microscope à immersion après 8 jours de culture.

EUes se développent en plus grand nombre à 12°C qu'à 20°C. Cependant à 20°C les bactériesobservées étaient en général de plus grandes tailles.

Tous les micro-organismes observés sont gram -, ce qui est normal pour des bactériesnaturelles.

Malgré un frottis énergique effectué lors du montage entre lame et lamelle des échantillonsd'eau, les bactéries avaient tendance à rester en amas, cependant aucune gaine n'a été observée.

Le nettoyage du forage FE6 par hydrojet au mois de mars a pennis d'observer directement desbactéries fixées sur les tubages du puits. Ces bactéries étaient entourées d'un mucus blanchâtreabondant Les observations au microscope électronique ont fait penser que ces bactéries étaientdu genre Crénothrix (annexe 4.10, photos 1, 2 et 3).

6.L2. Dénombrement bactérien et biomasse

La berge joue bien son rôle de filti-e naturel car le nombre total bactérien est nettementsupérieur dans le Lot que dans les forages (annexe 4.11, figure 1). Cependant, le nombre totalbactérien n'est pas constant au niveau de chaque puits. Malgré tout, une certaine homogénéité

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Ils correspondent à l'eau de nappe en provenance des coteaux. Les mois de mai et juin sontnettement déficitaires pour le lot alors que pou les puits aucun déficit ne peut êti-e généralisé.Pcmr le forage FE2, le déficit est en mars, pour FÈ3, FE4 et FE5 aux mois dc mai, juillet etaoût. Le nombre bactérien décroît en juillet et août au niveau de FE6. De même, la biomasse,calculée pour les campagnes de mars et de juin, n'est pas homogène (annexe 4. 11, figure 2).

En mars : FE2, FE6 et FE9 sont du même niveau, FE3 et FE4 ont une biomassc légèrementsupérieure, FE5 sc distingue par sa biomasse élevée surtout par rapport à tous les autres puits cnparticulier les piézomètres F4 et F5. Le Lot reste nettement supérieur.

En juin : la biomasse du forage FE2 a fortement augmenté, celle des autres forages égalementmais dc façon plus modeste. Pour Le Lot, un fort déficit de la biomasse a été enregistré.

6. 1.3. Estimation du taux dc synthèse protéique

L'essai de mesure du taux d'incorporation de thymidine au niveau de FE9, c'est à dire dans unenappe, a été négatif En revanche l'incorporation de leucine a donné de meilleurs résultats. Lesdroites de la fi¿ire 36 (annexe 4.12) sont obtenues en plaçant :

- en ordonnée, le rapport de la quantité de radioactivité ajoutée sous forme d'acidesaminés sur la quantité de radioactivité incorporée dans les protéines (Qaj/Qin),

- en abscisse, les différentes concentrations de leucine froide ajoutées à chaqueéchantillon (leu froide NM).

L'inverse de la pente dc ces droites représente la vitesse réelle de synthèse protéique (Vp)Servais, 1990). Le pool de leucine préexistant est représenté par la valeur absolue obtenue auniveau de l'intersection de la droite avec l'axe des abscisses. Elle permet de calculer le degré departicipation des 2,09 nivl de leucine radioactive ajoutée à la synthèse protéique (DP). SelonServais (1990) la production bactérienne peut être exprimée en carbone ; pour cela il utilise lavaleur de 1 545 g de carbone par mole de leucine incorporée dans les protéines. Cela permetalors de calculer le temps de renouvellement théorique de la biomasse des forages ou de larivière Lot (Temps).

CAMPAGNE EVp

(nmol.l-l.h-1)Pb

(uC.I-l.h-l)DP(%)

Temps(mn)

LOT

1,090.10-1

0,168

31

22

FE3

2,38.10-3

3,67.10-3

12

180

FE6

1,67.10-3

2,58.10-^

99

360

F9

8,60.10-3

1,33. 10-2

100

29

15

Ils correspondent à l'eau de nappe en provenance des coteaux. Les mois de mai et juin sontnettement déficitaires pour le lot alors que pou les puits aucun déficit ne peut êti-e généralisé.Pcmr le forage FE2, le déficit est en mars, pour FÈ3, FE4 et FE5 aux mois dc mai, juillet etaoût. Le nombre bactérien décroît en juillet et août au niveau de FE6. De même, la biomasse,calculée pour les campagnes de mars et de juin, n'est pas homogène (annexe 4. 11, figure 2).

En mars : FE2, FE6 et FE9 sont du même niveau, FE3 et FE4 ont une biomassc légèrementsupérieure, FE5 sc distingue par sa biomasse élevée surtout par rapport à tous les autres puits cnparticulier les piézomètres F4 et F5. Le Lot reste nettement supérieur.

En juin : la biomasse du forage FE2 a fortement augmenté, celle des autres forages égalementmais dc façon plus modeste. Pour Le Lot, un fort déficit de la biomasse a été enregistré.

6. 1.3. Estimation du taux dc synthèse protéique

L'essai de mesure du taux d'incorporation de thymidine au niveau de FE9, c'est à dire dans unenappe, a été négatif En revanche l'incorporation de leucine a donné de meilleurs résultats. Lesdroites de la fi¿ire 36 (annexe 4.12) sont obtenues en plaçant :

- en ordonnée, le rapport de la quantité de radioactivité ajoutée sous forme d'acidesaminés sur la quantité de radioactivité incorporée dans les protéines (Qaj/Qin),

- en abscisse, les différentes concentrations de leucine froide ajoutées à chaqueéchantillon (leu froide NM).

L'inverse de la pente dc ces droites représente la vitesse réelle de synthèse protéique (Vp)Servais, 1990). Le pool de leucine préexistant est représenté par la valeur absolue obtenue auniveau de l'intersection de la droite avec l'axe des abscisses. Elle permet de calculer le degré departicipation des 2,09 nivl de leucine radioactive ajoutée à la synthèse protéique (DP). SelonServais (1990) la production bactérienne peut être exprimée en carbone ; pour cela il utilise lavaleur de 1 545 g de carbone par mole de leucine incorporée dans les protéines. Cela permetalors de calculer le temps de renouvellement théorique de la biomasse des forages ou de larivière Lot (Temps).

CAMPAGNE EVp

(nmol.l-l.h-1)Pb

(uC.I-l.h-l)DP(%)

Temps(mn)

LOT

1,090.10-1

0,168

31

22

FE3

2,38.10-3

3,67.10-3

12

180

FE6

1,67.10-3

2,58.10-^

99

360

F9

8,60.10-3

1,33. 10-2

100

29

16

6.2. DISCUSSION ET INTERPRETATION

6.2.1. Sur les méthodes

L'échantillon provenant du forage FE5 de juin (campagne E, juin) ayant été perdu, uneestimation de sa biomasse a été faite. D'après les résultats physico-chimiques, FE5 réagit de lamême façon que FE3 et FE4. O enti-c mars ct juin, ces deux puits ont enregistré uneaugmentation de la biomasse des bactéries de 100 pg C.ml"' en moyenne. C'est pourquoi, uneaugmentation supposée identique a été ajoutée à la biomasse bactérienne mesurée en mars auniveau du forage FE5. En admettant que cette biomasse n'ait pas varié de mars à juin, ou qu'elleait diminué elle serait tout de même restée égale ou supérieur à celle déterminée pour les puitsFE3 ct FE4.

L'estimation du biovolume puis de la biomasse bactérienne correspond à une estimationgrossière : l'utilisation et l'enregistrement du signal vidéo sur papier Üiermosensible n'est passufSsamment sensible pour permettre la mesure de biovolume inférieur à 0,02 )im3. Or pourl'eau de nappe c'est un volume qui semble courant.

6.2.2. Sur les résultats

Les puits FE9, F4, F5 représentant le "pôle nappe" ont un nombre total bactérien relativementconstant et faible (1,6. 10^ bactéries ml^ en moyenne). En FE2 le dénombrement apparaîtégalement plutôt constant mais nettement plus élevé (a 5.10^ bactéries m.l"^). En FE6, malgréquelques pics de croissance, le nombre bactérien semble assez stable comme en FE2. Enrevanche FE3, FE3, FE4, FE5, mais aussi le Lot montrent un nombre bactérien totalementdésordonné en apparence.

Le Lot accuse une nette décroissance du nombre bactérien juste au moment des cruesexceptionnelles de mai ct juin (campagne de mai et de juin), fl est possible dc parler de"dilution", car, par la suite, ce taux bactérien retrouve cn jiullet et août le niveau atteint dès lemois d'avril. Cette dilution des bactéries du Lot est accompagnée d'une augmentation de COD(FE3 et FE4) se prolongeant en juillet cn FE5, plus éloigné de la berge. Ceci confirme que bmatière organique influence la présence de bactéries libres dans la nappe. Cependant, elles nereflètent qu'une faible partie de b microflorc adhérant aux particules (Harvey et al, 1984).

Bien que FE2 ne montre pas une augmentation du nombre de bactéries aussi important quedans les autres forages, sa biomasse croît nettement, comme pour les auti^cs forages (annexe4.11, figure 2).

L'essai d'estimation de synthèse protcHque montre qu'en juin le métabolisme bactérien est actif.Toujours les deux mêmes pôles se dessinent :

- le Lot où la croissance, la biomasse ct la vitesse de synthèse protéique sont importantes,

- la nappe (FE9) avec une croissance, une biomasse et une synttièsc protéique assez faible.

Cependant, la synthèse protéique dans la nappe n'est pas la plus faible. La plus faible se situe auniveau de FE3 et surtout FE6. Comme l'incorporation de leucine dans les protéines mesure, enquelque sorte, l'accroissement dc la biomasse bactérienne, deux hypothèses peuvent expliquerce phénomène :

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6.2. DISCUSSION ET INTERPRETATION

6.2.1. Sur les méthodes

L'échantillon provenant du forage FE5 de juin (campagne E, juin) ayant été perdu, uneestimation de sa biomasse a été faite. D'après les résultats physico-chimiques, FE5 réagit de lamême façon que FE3 et FE4. O enti-c mars ct juin, ces deux puits ont enregistré uneaugmentation de la biomasse des bactéries de 100 pg C.ml"' en moyenne. C'est pourquoi, uneaugmentation supposée identique a été ajoutée à la biomasse bactérienne mesurée en mars auniveau du forage FE5. En admettant que cette biomasse n'ait pas varié de mars à juin, ou qu'elleait diminué elle serait tout de même restée égale ou supérieur à celle déterminée pour les puitsFE3 ct FE4.

L'estimation du biovolume puis de la biomasse bactérienne correspond à une estimationgrossière : l'utilisation et l'enregistrement du signal vidéo sur papier Üiermosensible n'est passufSsamment sensible pour permettre la mesure de biovolume inférieur à 0,02 )im3. Or pourl'eau de nappe c'est un volume qui semble courant.

6.2.2. Sur les résultats

Les puits FE9, F4, F5 représentant le "pôle nappe" ont un nombre total bactérien relativementconstant et faible (1,6. 10^ bactéries ml^ en moyenne). En FE2 le dénombrement apparaîtégalement plutôt constant mais nettement plus élevé (a 5.10^ bactéries m.l"^). En FE6, malgréquelques pics de croissance, le nombre bactérien semble assez stable comme en FE2. Enrevanche FE3, FE3, FE4, FE5, mais aussi le Lot montrent un nombre bactérien totalementdésordonné en apparence.

Le Lot accuse une nette décroissance du nombre bactérien juste au moment des cruesexceptionnelles de mai ct juin (campagne de mai et de juin), fl est possible dc parler de"dilution", car, par la suite, ce taux bactérien retrouve cn jiullet et août le niveau atteint dès lemois d'avril. Cette dilution des bactéries du Lot est accompagnée d'une augmentation de COD(FE3 et FE4) se prolongeant en juillet cn FE5, plus éloigné de la berge. Ceci confirme que bmatière organique influence la présence de bactéries libres dans la nappe. Cependant, elles nereflètent qu'une faible partie de b microflorc adhérant aux particules (Harvey et al, 1984).

Bien que FE2 ne montre pas une augmentation du nombre de bactéries aussi important quedans les autres forages, sa biomasse croît nettement, comme pour les auti^cs forages (annexe4.11, figure 2).

L'essai d'estimation de synthèse protcHque montre qu'en juin le métabolisme bactérien est actif.Toujours les deux mêmes pôles se dessinent :

- le Lot où la croissance, la biomasse ct la vitesse de synthèse protéique sont importantes,

- la nappe (FE9) avec une croissance, une biomasse et une synttièsc protéique assez faible.

Cependant, la synthèse protéique dans la nappe n'est pas la plus faible. La plus faible se situe auniveau de FE3 et surtout FE6. Comme l'incorporation de leucine dans les protéines mesure, enquelque sorte, l'accroissement dc la biomasse bactérienne, deux hypothèses peuvent expliquerce phénomène :

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- la première hypothèse est que ces bactéries étaient à ce moment là, plutôten phase de division cellulaire. Elles augmentaient leur nombre cellulaireplutôt que leur volume. Ce qui n'était pas le cas en FE9 : l'essai de mesure dutaux d'incorporation de thymidine fût négatif Donc les bactéries, en ce moisde juin particulier, augmentaient leur biomasse en utilisant au maximum cetapport d'acide aminé. Le degré de participation va également dans ce senspour les aub-es forages

- la deuxième hypothèse, complémentaire de la première, porte sur laconcentration en oxygène dissous très faible au niveau de FE6. En situationde carence, les bactéries ont alors tendance à ralentir leur métabolisme, cecipeut expliquer une vitesse de synthèse très faible en FE3 et surtout en FE6.Le temps de renouvellement de la biomasse le confirme : il faudrait 6 heurespour que la totalité de la biomasse bactérienne de FE6 soit entièrementrenouvelée.

En revanche, au niveau de la nappe, l'activité bactérienne est aussi importante que dans leLot : 29 minutes pour renouveler la biomasse bactérienne dans la nappe contre 22 minutespour le Lot. En mars, si la vitesse de synthèse protéique est inchangée, le temps derenouvellement de la biomasse des bactéries du forage FE9 serait pratiquement identique ;celui des bactéries du Lot serait faible (5 heures), ce métabolisme ralenti pourrait être dû àl'action limitante du Carbone Organique Dissous.

En mars, les temps de renouvellement des forages FE3 et FE6 sont environ deux fois pluscourts qu'au mois de juin : le facteur limitant ici est plutôt l'oxygène dissous.

6.3, CONCLUSION

L'étude des bactéries présentes dans l'eau des captages ne donne qu'ime vue très fi^agmentairede la microflore de l'aquifère, dont l'essentiel est fixé sur les particules du imlieu poreux.Cependant, cette étude permet de donner une idée de l'importance du carbone biodégradable etdonc de la possibilité d'une contamination organique des eaux av^ec les problèmes que celasuppose :

- dans les captages : développement bactérien, obturation des crépines ...- dans les réseaux de distribution la formation dc biofilm bactérien pouvant aboutir audéveloppement des organismes supérieurs (Asellus, Nais, etc ...). De plus la chlorationrendue nécessaire s'accompagne de la formation de composés organochlorés conférant àl'eau distribuée odeurs et mauvais goût.

On conçoit tout l'intérêt de l'effet berge car si on le réduisait voire l'éliminait, les inconvénientsmajeurs, ci-dessus décrits, du carbone biodégradable résiduel se substitueraient au problème dumanganèse.

Les mesures de productivité par la méthode d'incorporation dc leucine marquée sont tropfragmentaires pour que des conclusions précises en soient tirées. De phis, de nombreuses étudesont montré que l'activité microbienne était concentrée à la suríace des éléments solides.Cependant, la présence de ces bactéries prouve l'importance de la matière organique dégradableet dc l'oxygène dans l'eau. En l'absence d'oxygène et en présence de carbone dégradablel'activité décroît mais l'utilisation d'auttes accepteurs d'électrons entraîne la solubilisation dumanganèse.

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- la première hypothèse est que ces bactéries étaient à ce moment là, plutôten phase de division cellulaire. Elles augmentaient leur nombre cellulaireplutôt que leur volume. Ce qui n'était pas le cas en FE9 : l'essai de mesure dutaux d'incorporation de thymidine fût négatif Donc les bactéries, en ce moisde juin particulier, augmentaient leur biomasse en utilisant au maximum cetapport d'acide aminé. Le degré de participation va également dans ce senspour les aub-es forages

- la deuxième hypothèse, complémentaire de la première, porte sur laconcentration en oxygène dissous très faible au niveau de FE6. En situationde carence, les bactéries ont alors tendance à ralentir leur métabolisme, cecipeut expliquer une vitesse de synthèse très faible en FE3 et surtout en FE6.Le temps de renouvellement de la biomasse le confirme : il faudrait 6 heurespour que la totalité de la biomasse bactérienne de FE6 soit entièrementrenouvelée.

En revanche, au niveau de la nappe, l'activité bactérienne est aussi importante que dans leLot : 29 minutes pour renouveler la biomasse bactérienne dans la nappe contre 22 minutespour le Lot. En mars, si la vitesse de synthèse protéique est inchangée, le temps derenouvellement de la biomasse des bactéries du forage FE9 serait pratiquement identique ;celui des bactéries du Lot serait faible (5 heures), ce métabolisme ralenti pourrait être dû àl'action limitante du Carbone Organique Dissous.

En mars, les temps de renouvellement des forages FE3 et FE6 sont environ deux fois pluscourts qu'au mois de juin : le facteur limitant ici est plutôt l'oxygène dissous.

6.3, CONCLUSION

L'étude des bactéries présentes dans l'eau des captages ne donne qu'ime vue très fi^agmentairede la microflore de l'aquifère, dont l'essentiel est fixé sur les particules du imlieu poreux.Cependant, cette étude permet de donner une idée de l'importance du carbone biodégradable etdonc de la possibilité d'une contamination organique des eaux av^ec les problèmes que celasuppose :

- dans les captages : développement bactérien, obturation des crépines ...- dans les réseaux de distribution la formation dc biofilm bactérien pouvant aboutir audéveloppement des organismes supérieurs (Asellus, Nais, etc ...). De plus la chlorationrendue nécessaire s'accompagne de la formation de composés organochlorés conférant àl'eau distribuée odeurs et mauvais goût.

On conçoit tout l'intérêt de l'effet berge car si on le réduisait voire l'éliminait, les inconvénientsmajeurs, ci-dessus décrits, du carbone biodégradable résiduel se substitueraient au problème dumanganèse.

Les mesures de productivité par la méthode d'incorporation dc leucine marquée sont tropfragmentaires pour que des conclusions précises en soient tirées. De phis, de nombreuses étudesont montré que l'activité microbienne était concentrée à la suríace des éléments solides.Cependant, la présence de ces bactéries prouve l'importance de la matière organique dégradableet dc l'oxygène dans l'eau. En l'absence d'oxygène et en présence de carbone dégradablel'activité décroît mais l'utilisation d'auttes accepteurs d'électrons entraîne la solubilisation dumanganèse.

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7 - CONCLUSION GENERALE ET PERSPECTIVES

7.L CONDITIONS GENERALES DE SOLUBILISATION du MN

Les conditions nécessaires à la mise en solution du manganèse ont été confirmées : il faut queles premiers accepteurs d'électrons (oxygène puis nitrate) aient disparu avant que le manganèse(Mn IV) solide ne soit réduit en Mn2+ soluble. Dans les eaux naturelles, où les pH sont prochesde la neutralité et les potentiels redox inférieurs à 450 mV, l'ion manganeux ainsi mobilisé nepeut être précipité que par les sidéro-bacté'ries (Leptothrix, Crénothrix, etc. ...) mises enévidence dans les bâches et sur les crépines des forages

7.2. LES PRINCIPAUX PROCESSUS DE SOLUBILISATION du MN

Dans le champ captant de Capdenac-Gare, deux processus de solubilisation ont été mis enévidence :

a) - le premier, qualifié "d'effet sédiment" met en cause la matière organiqueparticulaire enfouie dans les alluvions perméables ou à la surface dessédiments actuels, dans les zones de calme ou de retour. L'eau pompée à traversce type de milieu moins perméable est désoxygénée toute l'année, dénitrifiée, cequi indmt une solubilisation locale du Mn voire du Fe, Le manganèse reste ensolution le long du trajet vers les forages et se retrouve au niveau de FE2 et FE6,avec une atténuation en FE6 due au mélange des eaux. Le fer, quand à lui s'il estsolubilisé, précipite au cours de ce même parcours.

b) - le deuxième processus, qualifié "d'effet de berge", fait intervenir de lamatière organique en provenance du Lot sous forme soluble. La berge se

comporte comme un réacteur à bactéries fixées. La mobilisation du manganèseprésent dans les alluvions dépendra du rapport entire le COD dégradable (etvariable) et la concentration en oxygène de l'eau du Lot (moins variable). Lesnitrates sont trop peu abondants dans l'eau du Lot pour intervenir (ils auraient,paradoxalement, un effet positif). On observe donc dans la nappe, cn bordure dela berge, une consommation de l'oxygène et une mise en solution du manganèselorsque la concenù-ation en Carbone Organique Dissous devient suffisante, parsuite d'une croissance alguale importante dans la rivière (eutrophisation) etlorsque la température favorise l'activité biologique.

Lorsque le carbone biodégradable est épuisé, on observe une réoxygénation naturelle de l'eaupar la surface, par diffusion ou lors des pluies. Ceci permet aux bactéries de précipiter lemanganèse, qui disparaît C'est le processus, observé le long du ù-ajet Lot, FE4, FE3, FE5.

c) - enfin le forage FE9 représente les eaux de l'aquifère en provenance des

coteaux et ainsi non influencées par le Lot, c'est un eau de bonne qualité, bienque riche en nitrates.

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7 - CONCLUSION GENERALE ET PERSPECTIVES

7.L CONDITIONS GENERALES DE SOLUBILISATION du MN

Les conditions nécessaires à la mise en solution du manganèse ont été confirmées : il faut queles premiers accepteurs d'électrons (oxygène puis nitrate) aient disparu avant que le manganèse(Mn IV) solide ne soit réduit en Mn2+ soluble. Dans les eaux naturelles, où les pH sont prochesde la neutralité et les potentiels redox inférieurs à 450 mV, l'ion manganeux ainsi mobilisé nepeut être précipité que par les sidéro-bacté'ries (Leptothrix, Crénothrix, etc. ...) mises enévidence dans les bâches et sur les crépines des forages

7.2. LES PRINCIPAUX PROCESSUS DE SOLUBILISATION du MN

Dans le champ captant de Capdenac-Gare, deux processus de solubilisation ont été mis enévidence :

a) - le premier, qualifié "d'effet sédiment" met en cause la matière organiqueparticulaire enfouie dans les alluvions perméables ou à la surface dessédiments actuels, dans les zones de calme ou de retour. L'eau pompée à traversce type de milieu moins perméable est désoxygénée toute l'année, dénitrifiée, cequi indmt une solubilisation locale du Mn voire du Fe, Le manganèse reste ensolution le long du trajet vers les forages et se retrouve au niveau de FE2 et FE6,avec une atténuation en FE6 due au mélange des eaux. Le fer, quand à lui s'il estsolubilisé, précipite au cours de ce même parcours.

b) - le deuxième processus, qualifié "d'effet de berge", fait intervenir de lamatière organique en provenance du Lot sous forme soluble. La berge se

comporte comme un réacteur à bactéries fixées. La mobilisation du manganèseprésent dans les alluvions dépendra du rapport entire le COD dégradable (etvariable) et la concentration en oxygène de l'eau du Lot (moins variable). Lesnitrates sont trop peu abondants dans l'eau du Lot pour intervenir (ils auraient,paradoxalement, un effet positif). On observe donc dans la nappe, cn bordure dela berge, une consommation de l'oxygène et une mise en solution du manganèselorsque la concenù-ation en Carbone Organique Dissous devient suffisante, parsuite d'une croissance alguale importante dans la rivière (eutrophisation) etlorsque la température favorise l'activité biologique.

Lorsque le carbone biodégradable est épuisé, on observe une réoxygénation naturelle de l'eaupar la surface, par diffusion ou lors des pluies. Ceci permet aux bactéries de précipiter lemanganèse, qui disparaît C'est le processus, observé le long du ù-ajet Lot, FE4, FE3, FE5.

c) - enfin le forage FE9 représente les eaux de l'aquifère en provenance des

coteaux et ainsi non influencées par le Lot, c'est un eau de bonne qualité, bienque riche en nitrates.

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7.3. L'ACTIVITE MICRIOBIOLOGIQUE

L'étude de b microflore de l'eau de pompage n'est pas complète dans la mesure où dansl'aquifère la biomasse b plus importante et b plus active, se trouve fixée à b surface desparticules. Cependant, son importance est un signe de présence de matière organiquedégradable et son acth/ité de conditions aérobies ou aux mêmes bactéries d'agir en sens inverse(Gounot, 1991).

Lorsqu'une modification des conditions intervient, le manganèse ct le fer peuvent être mobilisésou précipités en fonction des activités microbiennes. La mobilisation intervient lorsque lesmicro-organismes sont en présence de matière organique biodégradable et en l'absenced'oxygène. La précipitation a lieu à b faveur d'une réoxygénétation permettant à d'autres micro¬organismes de se développer.

7.4 . ORIGINE PRINCIPALE DU MANGANESE ET SOLUTION

Différemment de ce qui avait été pressenti en début d'étude, il faut donc admettre que b plusforte production de manganèse est due " à l'effet sédiment" qui est plus important que "l'effetberge" (de 500 à 1000 fois plus important en concentration). Ainsi, quelle que soit l'origine deb nappe, b cause première de b production de manganèse est inteme à b nappe. En effet, l'eaude nappe en provenance du Lot n'induit que des concentrations en manganèse rarementsupérieures à b norme des paramètres indésirables (50 fig/1), limite de qualité des eaux destinéesà b consommation humaine).

Cette réalité nous conduit à :

- proposer une solution immédbte d'élimination du manganèse du à "l'effetsédiment", en provenance du secteur de FEl et FE2,

- abandonner l'expérimentation de traitement du manganèse du à "l'effet berge"par suite de l'absence de manganèse dans le forage FE5. La réoxygénationnaturelle et sur une courte distance de l'eau de nappe en provenance du Lot (Ex:FE5) est b cause principale de l'inutilité d'une telle expérimentation.

Ainsi, dans le but de diminuer voire éliminer "l'effet sédiment" et ainsi ramener la concentrationen maganèse à des valeurs accepbbles, il convient d'éviter l'arrivée d'eau en provenance dusecteur de FE2 vers FE6,

A/ Dans un premier temps et pour pallier cet effet, il convient donc de :

- poursuivre le pompage dans FE2 (au précédent débit de pompage),- rejeter ces eaux de pompage dans le Lot en aval de FEl,- poursuivre l'exploitation de FE6 au débit souhaité,- maintenir l'écoulement de b nappe de FE6 vers FE2,

La maintenance du gradient entre FE6 et FE2 s'obtiendra donc par le résultat de l'effet d'unpompage sur FE2 et d'une injection d'eau à proximité de FE6 à un débit au moins égal au débitde pompage dc FE6.

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7.3. L'ACTIVITE MICRIOBIOLOGIQUE

L'étude de b microflore de l'eau de pompage n'est pas complète dans la mesure où dansl'aquifère la biomasse b plus importante et b plus active, se trouve fixée à b surface desparticules. Cependant, son importance est un signe de présence de matière organiquedégradable et son acth/ité de conditions aérobies ou aux mêmes bactéries d'agir en sens inverse(Gounot, 1991).

Lorsqu'une modification des conditions intervient, le manganèse ct le fer peuvent être mobilisésou précipités en fonction des activités microbiennes. La mobilisation intervient lorsque lesmicro-organismes sont en présence de matière organique biodégradable et en l'absenced'oxygène. La précipitation a lieu à b faveur d'une réoxygénétation permettant à d'autres micro¬organismes de se développer.

7.4 . ORIGINE PRINCIPALE DU MANGANESE ET SOLUTION

Différemment de ce qui avait été pressenti en début d'étude, il faut donc admettre que b plusforte production de manganèse est due " à l'effet sédiment" qui est plus important que "l'effetberge" (de 500 à 1000 fois plus important en concentration). Ainsi, quelle que soit l'origine deb nappe, b cause première de b production de manganèse est inteme à b nappe. En effet, l'eaude nappe en provenance du Lot n'induit que des concentrations en manganèse rarementsupérieures à b norme des paramètres indésirables (50 fig/1), limite de qualité des eaux destinéesà b consommation humaine).

Cette réalité nous conduit à :

- proposer une solution immédbte d'élimination du manganèse du à "l'effetsédiment", en provenance du secteur de FEl et FE2,

- abandonner l'expérimentation de traitement du manganèse du à "l'effet berge"par suite de l'absence de manganèse dans le forage FE5. La réoxygénationnaturelle et sur une courte distance de l'eau de nappe en provenance du Lot (Ex:FE5) est b cause principale de l'inutilité d'une telle expérimentation.

Ainsi, dans le but de diminuer voire éliminer "l'effet sédiment" et ainsi ramener la concentrationen maganèse à des valeurs accepbbles, il convient d'éviter l'arrivée d'eau en provenance dusecteur de FE2 vers FE6,

A/ Dans un premier temps et pour pallier cet effet, il convient donc de :

- poursuivre le pompage dans FE2 (au précédent débit de pompage),- rejeter ces eaux de pompage dans le Lot en aval de FEl,- poursuivre l'exploitation de FE6 au débit souhaité,- maintenir l'écoulement de b nappe de FE6 vers FE2,

La maintenance du gradient entre FE6 et FE2 s'obtiendra donc par le résultat de l'effet d'unpompage sur FE2 et d'une injection d'eau à proximité de FE6 à un débit au moins égal au débitde pompage dc FE6.

20

L'eau sera prise directement dans le Lot et sera injectée dans un bassin de réinfiltration situéentre FE2 et FE6 ; "l'effet berge" sera donc joué par b couche sableuse de surface du bassinsans avoir l'inconvénient d'une remobilisation du manganèse absent à l'état solide dans lessables,

La sittiation du bassin de réinjection et le débit d'injection seront calculés à l'aide del'exploitation d'un modèle mathématique du site. L'expérimentation sera mise en oeuvre en find'été lorsque le COD sera important dans l'eau du Lot.

AINSI, SI L'ENSEMBLE DES DISPOSITIONS QUE NOUS PRECONISONS SONT REALISEES, ONPREND CONSCIENCE, EN PARTICULIER, QUE L'EFFET DE BERGE JOUE PLEINEMENT SONROLE ET APPORTE UNE CONTRIBUTION IMPORTANTE VIS A VIS D'UNE SIMPLEEXPLOITATION AU FIL DE L'EAU D'UN COURS D'EAU.

AINSL SI CES HYPOTHESES SE CONFIRMENT, L'ENSEMBLE DES RESSOURCESMOBILISABLES D'UNE REGION SERA UTILISEE DANS LA MEILLEURE CONFIGURATIONPOSSIBLE.

20

L'eau sera prise directement dans le Lot et sera injectée dans un bassin de réinfiltration situéentre FE2 et FE6 ; "l'effet berge" sera donc joué par b couche sableuse de surface du bassinsans avoir l'inconvénient d'une remobilisation du manganèse absent à l'état solide dans lessables,

La sittiation du bassin de réinjection et le débit d'injection seront calculés à l'aide del'exploitation d'un modèle mathématique du site. L'expérimentation sera mise en oeuvre en find'été lorsque le COD sera important dans l'eau du Lot.

AINSI, SI L'ENSEMBLE DES DISPOSITIONS QUE NOUS PRECONISONS SONT REALISEES, ONPREND CONSCIENCE, EN PARTICULIER, QUE L'EFFET DE BERGE JOUE PLEINEMENT SONROLE ET APPORTE UNE CONTRIBUTION IMPORTANTE VIS A VIS D'UNE SIMPLEEXPLOITATION AU FIL DE L'EAU D'UN COURS D'EAU.

AINSL SI CES HYPOTHESES SE CONFIRMENT, L'ENSEMBLE DES RESSOURCESMOBILISABLES D'UNE REGION SERA UTILISEE DANS LA MEILLEURE CONFIGURATIONPOSSIBLE.

BIBLIOGRAPHIE

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íi\CHAP-t> Yv ^fii^T^^'i-L£., r>i nv&£i'eno:r.j ci^rxr. f-l'ify)- L.^ i^^^^-

J<. Sou 6^es.- T.$>.H L'^fi^ , i>U ^, f>p. ^o7-.?yv.

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J<. Sou 6^es.- T.$>.H L'^fi^ , i>U ^, f>p. ^o7-.?yv.

BRGMI'INTIIMISI AU SIIVICI DI IA TII«I

CHAMP CAPTANT D'EAU SOUTERRAINEde CAPDENAC-GARE (12

Etude hydrogéochimique et hydrobiologiqueen vue de ramélioration de la qualité de l'eau

exploitée dans le champ captant alluvial

R 37 040 J. RICARDMPY 4S 93

ANNEXES

MARS 1993

BRGM - MIDI-PYRENEESI Pi«rr*-0«or9e«-Laté<o«r« - BP 4404 - 31405 TouIoum Cadax, Franc*

TéL : (33) 61.52.12.14 - Têté<op!«ur : (33) 61.25.67.76

BRGMI'INTIIMISI AU SIIVICI DI IA TII«I

CHAMP CAPTANT D'EAU SOUTERRAINEde CAPDENAC-GARE (12

Etude hydrogéochimique et hydrobiologiqueen vue de ramélioration de la qualité de l'eau

exploitée dans le champ captant alluvial

R 37 040 J. RICARDMPY 4S 93

ANNEXES

MARS 1993

BRGM - MIDI-PYRENEESI Pi«rr*-0«or9e«-Laté<o«r« - BP 4404 - 31405 TouIoum Cadax, Franc*

TéL : (33) 61.52.12.14 - Têté<op!«ur : (33) 61.25.67.76

TABLE DES ANNEXES

Annexe 1.1Annexe 2.1Annexe 2.2Annexe 2.3Annexe 2.4

Annexe 3.1Annexe 4. 1

Annexe 4.2

Annexe 4.3Annexe 4.4

Annexe 4.5

Annexe 4.6

Annexe 4.7Annexe 4.8Annexe 4.9

Annexe 4.10

Annexe 4. 1 1

Annexe 4.12

Annexe 4.13

Aimexe 4.14

.'Vime.'îe 4.15Annexe 5.1.Annexe 5.2.Annexe 5.3Annexe 5.4Annexe 5.5Annexe 5,6Annexe 5.7Annexe 5.8Annexe 5.9

Plan de situation du méandre du LotExtrait de la carte géologique à 1/50 000 de FigeacCoupe géologiqueCarte de résistivitéTableau 1 : facteurs récents de convertion du biovolume en biomaaseTableau 2 : Facteurs de convertion du violume en biomasse en fonctiondes tailles des bactériesSituation des points d'eauRésultats d'analyse du manganèse (pg/l)Résultats d'analyse du carbone organique dissous total (mg/l)Résultats des mesures des températures (°C)Résultats des mesures du potentiel d'oxydo-réduction (mv)Résultats d'analyse de l'oxygène dissous (mg/I)Résultats de mesures de conductivité (pS/cm)Résultats d'analyse des chlorures (mg/l)Résultais d'analyse des nitrates (mg/l)Résultats d'analyse des bicarbonates (mg/l)Résultats d'analyse des sulfates (mg/l)Résultats d'analyse de l'ammoniac (mg/l)Résultats de mesure du pHLoi de mélange physique entre les eaux des deux pôles (nappe et Lot)Figure 25 : dosage des pigments photosynthétiques du Lot en fonctiondes campagnes A à G,Photo 1 : observations au microscope électronique des bactériesdeFE6Photo 2 : bactéries de FE6Photo 3 : bactéries de FE6Fig. 1 : Dénombrement bactérien des forages et du Lot en fonction descampagnes A et G.Fig. 2 : Evolution de la biomasse entre mars et juinFig, 3 : Droites d'incorporation de leucine des différents forages pour lacampagne E.Valeurs du pH et du potentiel redox des différents forages et du Lotsuivant les différentes campagnesDomaine de stabilité des différentes formes du fer en fonction dupotentiel redoxMéthodologie des analyses microbiologiquesGraphique : carbone organique dissousGraphique : oxygène dissousGraphique : nitratesGraphique : AmmoniumGraphique : EhGraphique : TempératureGraphique : ManganèseCjraphique : ManganèseGrraphique : Chlorures

TABLE DES ANNEXES

Annexe 1.1Annexe 2.1Annexe 2.2Annexe 2.3Annexe 2.4

Annexe 3.1Annexe 4. 1

Annexe 4.2

Annexe 4.3Annexe 4.4

Annexe 4.5

Annexe 4.6

Annexe 4.7Annexe 4.8Annexe 4.9

Annexe 4.10

Annexe 4. 1 1

Annexe 4.12

Annexe 4.13

Aimexe 4.14

.'Vime.'îe 4.15Annexe 5.1.Annexe 5.2.Annexe 5.3Annexe 5.4Annexe 5.5Annexe 5,6Annexe 5.7Annexe 5.8Annexe 5.9

Plan de situation du méandre du LotExtrait de la carte géologique à 1/50 000 de FigeacCoupe géologiqueCarte de résistivitéTableau 1 : facteurs récents de convertion du biovolume en biomaaseTableau 2 : Facteurs de convertion du violume en biomasse en fonctiondes tailles des bactériesSituation des points d'eauRésultats d'analyse du manganèse (pg/l)Résultats d'analyse du carbone organique dissous total (mg/l)Résultats des mesures des températures (°C)Résultats des mesures du potentiel d'oxydo-réduction (mv)Résultats d'analyse de l'oxygène dissous (mg/I)Résultats de mesures de conductivité (pS/cm)Résultats d'analyse des chlorures (mg/l)Résultais d'analyse des nitrates (mg/l)Résultats d'analyse des bicarbonates (mg/l)Résultats d'analyse des sulfates (mg/l)Résultats d'analyse de l'ammoniac (mg/l)Résultats de mesure du pHLoi de mélange physique entre les eaux des deux pôles (nappe et Lot)Figure 25 : dosage des pigments photosynthétiques du Lot en fonctiondes campagnes A à G,Photo 1 : observations au microscope électronique des bactériesdeFE6Photo 2 : bactéries de FE6Photo 3 : bactéries de FE6Fig. 1 : Dénombrement bactérien des forages et du Lot en fonction descampagnes A et G.Fig. 2 : Evolution de la biomasse entre mars et juinFig, 3 : Droites d'incorporation de leucine des différents forages pour lacampagne E.Valeurs du pH et du potentiel redox des différents forages et du Lotsuivant les différentes campagnesDomaine de stabilité des différentes formes du fer en fonction dupotentiel redoxMéthodologie des analyses microbiologiquesGraphique : carbone organique dissousGraphique : oxygène dissousGraphique : nitratesGraphique : AmmoniumGraphique : EhGraphique : TempératureGraphique : ManganèseCjraphique : ManganèseGrraphique : Chlorures

Annexe 5.10Annexe 5.11Annexe 5.12Annexe 5.13Annexe 5.14Annexe 6,1Annexe 6.2Annexe 6.3Annexe 6.4Annexe 6.5Annexe 6.6Annexe 6.7Annexe 6.8Annexe 6.9Annexe 6.10Annexe 7.1Annexe 7.2Annexe 7.3Annexe 7.4Annexe 7.5Annexe 8.1Annexe 8.2Annexe 8.3Annexe 8.4Annexe 8.5Annexe 8.6Annexe 8.7Annexe 8,8Annexe 8,9Annexe 8.10Annexe 8.11Annexe 8.12Annexe 8.13Annexe 8.14Annexe 8.15

Graphique : ConductivitéGraphique : ChloruresGraphique : SulfatesGraphique : BicarbonatesGraphique : pHGraphique : carbone organique dissousGraphique : oxygène dissousGraphique : nitratesGraphique : ammonium : NH4Graphique : potentiel d'oxydo-réduction : EhGraphique : températuresGraphique : manganèseGraphique : conductivitéGraphique : chlroruresGraphique : sulfatesEvolution d'éléments dissous dans l'eau de la nappeEvolution d'éléments dissous dans l'eau de la nappeEvolution d'éléments dissous dans l'eau de la nappeEvolution d'éléments dissous dans l'eau de la nappeEvolution d'éléments dissous dans l'eau de la nappeCarte piézométrique du 1er juillet 1987Carte piézométrique du 17 mars 1987Carte piézométrique du 14-15 juin 1990Carte piézométiique du 23 mars 1991Carte piézométrique du 31 juillet 1991Carte piézométiique du 15 octobre 1991Carte piézométrique du 5 février 1992Carte piézométrique du 19 mars 1992Carte piézométrique du 21 avril 1992Carte piézométrique du 20 mai 1992Carte piézométrique du 30 juin 1992Carte piézométrique du 27 juillet 1992Carte piézométiique du 20 août 1992Carte piézométrique du 24 septembre 1992Carte piézométrique du 17 novembre 1992

Annexe 5.10Annexe 5.11Annexe 5.12Annexe 5.13Annexe 5.14Annexe 6,1Annexe 6.2Annexe 6.3Annexe 6.4Annexe 6.5Annexe 6.6Annexe 6.7Annexe 6.8Annexe 6.9Annexe 6.10Annexe 7.1Annexe 7.2Annexe 7.3Annexe 7.4Annexe 7.5Annexe 8.1Annexe 8.2Annexe 8.3Annexe 8.4Annexe 8.5Annexe 8.6Annexe 8.7Annexe 8,8Annexe 8,9Annexe 8.10Annexe 8.11Annexe 8.12Annexe 8.13Annexe 8.14Annexe 8.15

Graphique : ConductivitéGraphique : ChloruresGraphique : SulfatesGraphique : BicarbonatesGraphique : pHGraphique : carbone organique dissousGraphique : oxygène dissousGraphique : nitratesGraphique : ammonium : NH4Graphique : potentiel d'oxydo-réduction : EhGraphique : températuresGraphique : manganèseGraphique : conductivitéGraphique : chlroruresGraphique : sulfatesEvolution d'éléments dissous dans l'eau de la nappeEvolution d'éléments dissous dans l'eau de la nappeEvolution d'éléments dissous dans l'eau de la nappeEvolution d'éléments dissous dans l'eau de la nappeEvolution d'éléments dissous dans l'eau de la nappeCarte piézométrique du 1er juillet 1987Carte piézométrique du 17 mars 1987Carte piézométrique du 14-15 juin 1990Carte piézométiique du 23 mars 1991Carte piézométrique du 31 juillet 1991Carte piézométiique du 15 octobre 1991Carte piézométrique du 5 février 1992Carte piézométrique du 19 mars 1992Carte piézométrique du 21 avril 1992Carte piézométrique du 20 mai 1992Carte piézométrique du 30 juin 1992Carte piézométrique du 27 juillet 1992Carte piézométiique du 20 août 1992Carte piézométrique du 24 septembre 1992Carte piézométrique du 17 novembre 1992

ê^KM^Ki Î1^

i

ANNEXE/).^BRCM

580

254

253

z:xtroJut ccu^te, tp-^o 1/ZÇOOo, P'6^Ac 3-f. Csord^. U^^t 3^ BCll.

légende

O-m,i

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579

254-

253-

Extrait carte topo 1/25000, Figeac 3-4. Coocd.Lambert 3

légende

F1 yUrrtJjLaa. aie. licon/ieuÀio^ci. FZ. /\i¿utñotA/i (Ás. -^t^w- -^toù.^^.

o p ¿:ujXs OAaen.

O P4 ^«¿¿5e&4

ANNEXE I.KBRCM

579

254-

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Extrait carte topo 1/25000, Figeac 3-4. Coocd.Lambert 3

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échelle horizontale 1/25 000

échelle verticale 1/5 000

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Alluviowi de ^mr*o. -f^êaC't^t. an^tPe^

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1^

254-^

253 H

579

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ANNEXE l.-t,BRCM

Extrait carte topo 1/25000, Figeac 3-4. Coord.Lambert 3

légende

Ech.

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O PU .^uihs f t\\/ilJj3jLlt ¿u. -íif-oé^ío)

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ANNEXE l.-t,BRCM

Extrait carte topo 1/25000, Figeac 3-4. Coord.Lambert 3

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ANNEXE 2.UBRCM

Tableau 1 : Facteurs récents de convertion du biovolume en bio¬masse (d'après Fry, 1988)

Test bacteria used

Eicherkhia coli

Anlirübacier globiformisEnterobncter aerogeties9 Soil isolates

BncilUts siiblilisEscherkhin coliPseiidütiicitas pulidaPseudoirionns pulidaMixed estuarine

bacteriaMixed lacustrine

bacteriaMixed estuarine

bacteria

Density(}» VVPt VVI-lj'llI

cm'^)

1.09

1.131.091.12

Drv weiplit/Wl-I Wfij',1ll

ratiu

0.33

0.5150.314Ü.4S4

Coll ailry wcij'Jil

ratio

0.3690.423

0.4880.4800.463

Convrr.'<i\)ni.uliir

(fgCpim"

130

374355

284164251478

') Authors

Watson el al.(1977)'-Van Veen andPaul (1979)^Bakken andOlsen (1983)*Bratback andDundas (1984)

Braibak (1985»'

650

307

dm

, Bjornsen.(19Sóc I

' Authors estimated conversion factors directly fror.i mean cell volumes and carbon.^ Value calculated from authors' results.' Conversion factors calculated from authors' value? for density, estimated as g dry weight cm"'* {A. ^iofci/ormi's = 0.85; Ç

aerogeiies= 1.01) and cell Odry weight ratios. Authors do not recommend a conversion factor.* Authors do not estimate cell carbon so a carbon conversion factor cannot be calculated.

Tableau 2 : Facteurs de convertion du biovolume en biomasse enfonction des tailles des bactéries (d'après Simon ei Azam, 1989).

Volume

|iim')

Protein" Cell wall'' Cell DNA"* RNA' dry v»l Citbon' Carbonmembrane* volume

(fg) (7. vol) ex. dw) (Ig) (7, vol) (7. dw) ((g) ((y) (fg) (fg) (fy) (7, dw) (mg ml"')

0.0260 0350.0500.0700.1000.2000.400

12.t14.717.721.62C.740.360.5

45..';40.835.430.926.720.215.2

61.462.563.062.862.863.563.3

2.53.13.94.86.29.9

15.8

9.68.67.86.96.25.04.0

12.713.213.914.014.615.616.5

0.70.91.21.5i.93.04.9

2.52.52.53.03.54.05.0

1.9

2.32.83.54.2

6.395

19.723.528.134.442.563.595.8

10.412.615.218.723.335.053.3

53.053.554.254.354.755.155.7

40035030Í267233175133

Calculated by Ihe power (unction with cell volume and corrected (or Ihe amount of amino acids not delected by HPLC(18 7»,

Reeck 1983)" Calculated for a coccus as.^uming a thickness of 1 1 nm and corrected (or the protein porportion (44 7.. Stanier et al. 1985)' Calculated for a coccus assuming a thickness of 8 nm and corrected (or the protein proportion (75 7., Slanier el al. 1986)

'' Hoffman et al. (unpubl.)11 7. of dry weight (Herbert 1970)

' Reconstituted from the 7. carbon of all macromclecules (protein 53 7.. cell will and membrane 77 7- (assuming to bee.tclusively lipids), nucleic acids 35 7.; Herbert 1976)

ANNEXE 2.UBRCM

Tableau 1 : Facteurs récents de convertion du biovolume en bio¬masse (d'après Fry, 1988)

Test bacteria used

Eicherkhia coli

Anlirübacier globiformisEnterobncter aerogeties9 Soil isolates

BncilUts siiblilisEscherkhin coliPseiidütiicitas pulidaPseudoirionns pulidaMixed estuarine

bacteriaMixed lacustrine

bacteriaMixed estuarine

bacteria

Density(}» VVPt VVI-lj'llI

cm'^)

1.09

1.131.091.12

Drv weiplit/Wl-I Wfij',1ll

ratiu

0.33

0.5150.314Ü.4S4

Coll ailry wcij'Jil

ratio

0.3690.423

0.4880.4800.463

Convrr.'<i\)ni.uliir

(fgCpim"

130

374355

284164251478

') Authors

Watson el al.(1977)'-Van Veen andPaul (1979)^Bakken andOlsen (1983)*Bratback andDundas (1984)

Braibak (1985»'

650

307

dm

, Bjornsen.(19Sóc I

' Authors estimated conversion factors directly fror.i mean cell volumes and carbon.^ Value calculated from authors' results.' Conversion factors calculated from authors' value? for density, estimated as g dry weight cm"'* {A. ^iofci/ormi's = 0.85; Ç

aerogeiies= 1.01) and cell Odry weight ratios. Authors do not recommend a conversion factor.* Authors do not estimate cell carbon so a carbon conversion factor cannot be calculated.

Tableau 2 : Facteurs de convertion du biovolume en biomasse enfonction des tailles des bactéries (d'après Simon ei Azam, 1989).

Volume

|iim')

Protein" Cell wall'' Cell DNA"* RNA' dry v»l Citbon' Carbonmembrane* volume

(fg) (7. vol) ex. dw) (Ig) (7, vol) (7. dw) ((g) ((y) (fg) (fg) (fy) (7, dw) (mg ml"')

0.0260 0350.0500.0700.1000.2000.400

12.t14.717.721.62C.740.360.5

45..';40.835.430.926.720.215.2

61.462.563.062.862.863.563.3

2.53.13.94.86.29.9

15.8

9.68.67.86.96.25.04.0

12.713.213.914.014.615.616.5

0.70.91.21.5i.93.04.9

2.52.52.53.03.54.05.0

1.9

2.32.83.54.2

6.395

19.723.528.134.442.563.595.8

10.412.615.218.723.335.053.3

53.053.554.254.354.755.155.7

40035030Í267233175133

Calculated by Ihe power (unction with cell volume and corrected (or Ihe amount of amino acids not delected by HPLC(18 7»,

Reeck 1983)" Calculated for a coccus as.^uming a thickness of 1 1 nm and corrected (or the protein porportion (44 7.. Stanier et al. 1985)' Calculated for a coccus assuming a thickness of 8 nm and corrected (or the protein proportion (75 7., Slanier el al. 1986)

'' Hoffman et al. (unpubl.)11 7. of dry weight (Herbert 1970)

' Reconstituted from the 7. carbon of all macromclecules (protein 53 7.. cell will and membrane 77 7- (assuming to bee.tclusively lipids), nucleic acids 35 7.; Herbert 1976)

Champ captant de Capdenac-Gare (12|Résultats d'analyse du manganèse ifLQlW.

AB

cD

E

F

G

H

1

JK

L

M

12/02/199218/03/199221/04/199209/05/199230/06/199227/07/199220/08/199224/09/1992

17/11/1992

FE2

828,00907,00

1 034,001 053,001 341,001 346,001 336,001 235,00

1 321,00

FE3

12,003,705,005,4015,6018,0031,0075,00

74,00

FE4

11,000,600,000,009,60

30,0059,0066,00

50,00

FE5

1,702,302,402,702,503,203,503,80

4,60

FE6

233,00301,00408,00647,00511,00477,00479,00475,00

475,00

FE9

0,001,300,000,6060,00.8,401,005,30

0,90

F4

0,001,100,001,501,000,000,500,00

0,00

F5

0,700,800,000,500,000,000,500,60

0,00

F6

1,00 .

0,001,00

pzl

3,604,401,40

0,60

pz2

30,1029,0028,00

4,70

Lot14,8020,8036,006,6011,6012,008,1017,00

14,00

Champ captant de Capdenac-Gare (12)Résultats d'analyse du carbone organique dissous total (mg/l)

AB

C

D

E

F

G

H

1

JK

L

M

12/02/199218/03/199221/04/199209/05/199230/06/199227/07/199220/08/199224/09/1992

17/11/1992

FE2

0,802,002,601,300,801,001,100,90

0,90

FE3

1,101,101,301,401,001,401,300,90

1,00

FE4

0,901,701,101,201,001,001,100,80

0,00

FE5

0,901,101.100,902,701,200.900,70

0,70

FE6

0,901.100,900,900,901,001,000,60

0,60

FE9

0,000,900,000,600,501,000,600,00

0,00

F4

0,701,700,500,000,000,000,600,00

0,90

F5

0,001,400,500,003,000,000,700,00

0,00

F6

1,000,500,00

pzl

2,001,001,00

1,10

pz2

1,500,700,50

0,60

Lot2,802,903,403,304,402,603,203,00

2,30

RCM

>ZzmXm

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Champ captant de Capdenac-Gare (12|Résultats d'analyse du manganèse ifLQlW.

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17/11/1992

FE2

828,00907,00

1 034,001 053,001 341,001 346,001 336,001 235,00

1 321,00

FE3

12,003,705,005,4015,6018,0031,0075,00

74,00

FE4

11,000,600,000,009,60

30,0059,0066,00

50,00

FE5

1,702,302,402,702,503,203,503,80

4,60

FE6

233,00301,00408,00647,00511,00477,00479,00475,00

475,00

FE9

0,001,300,000,6060,00.8,401,005,30

0,90

F4

0,001,100,001,501,000,000,500,00

0,00

F5

0,700,800,000,500,000,000,500,60

0,00

F6

1,00 .

0,001,00

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0,60

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30,1029,0028,00

4,70

Lot14,8020,8036,006,6011,6012,008,1017,00

14,00

Champ captant de Capdenac-Gare (12)Résultats d'analyse du carbone organique dissous total (mg/l)

AB

C

D

E

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G

H

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M

12/02/199218/03/199221/04/199209/05/199230/06/199227/07/199220/08/199224/09/1992

17/11/1992

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0,802,002,601,300,801,001,100,90

0,90

FE3

1,101,101,301,401,001,401,300,90

1,00

FE4

0,901,701,101,201,001,001,100,80

0,00

FE5

0,901,101.100,902,701,200.900,70

0,70

FE6

0,901.100,900,900,901,001,000,60

0,60

FE9

0,000,900,000,600,501,000,600,00

0,00

F4

0,701,700,500,000,000,000,600,00

0,90

F5

0,001,400,500,003,000,000,700,00

0,00

F6

1,000,500,00

pzl

2,001,001,00

1,10

pz2

1,500,700,50

0,60

Lot2,802,903,403,304,402,603,203,00

2,30

RCM

>ZzmXm

-rr.:b>

Champ captant de Capdenac-Gare (12)Résultats des mesures des températures (°C)

AB

C

D

E

F

G

H

1

J

K

L

M

12/02/199218/03/199221/04/199209/05/199230/06/199227/07/199220/08/199224/09/1992

17/11/1992

FE2

10,809,809,9010,2012,1012,4013,9015,40

14,10

FE3

7,407,408,9011,9013,1014,8018,6017,40

12,00

FE4

7.708,109,0011,2012,5013,9017,2016,60

12,80

FE5

10,709,008,609,3012,2013,1015,8016,70

14,30

FE6

12.3010,9010,4010,0011,4012,5013,3014.70

14,70

FE9

13,1012,6012,3012,1012,3012,9013,2013,40

13,60

F4

13,3013,0013,2013,0012,6012,7012,9012,90

12,80

F5

12,8012,3012,6012,6013,8014,4014.7015,00

14,20

F6

13,7013.6012,80

pzl

17.2019.4017.10

11.70

pz2

13,1013,5013,50

13,60

Lot5,208,2012,5018,0014,0019,9018,6015,70

9,60

Champ captant de Capdenac-Gare (12)Résultats des mesures du potentiel d'oxydo-réduction (mv)

AB

C

D

E

F

G

H

1

JK

L

M

12/02/199218/03/199221/04/199209/05/199230/06/199227/07/199220/08/199224/09/1992

17/11/1992

FE2

392359325326354307274355

205

FE3

505430372339388371327395

313

FE4

483436385347446370328427

324

FE5

492396374320502368343397

292

FE6

443401365310445346274370

331

FE9

494592396358437387374413

376

F4

415431425409315389319423

320

F5496495424397312391359432

450

F6

570384 .

356

pzl

344362380

365

pz2

351320387

426

Lot474442376347390395431467

411

coxto¿

>7zmXm

c

^

Champ captant de Capdenac-Gare (12)Résultats des mesures des températures (°C)

AB

C

D

E

F

G

H

1

J

K

L

M

12/02/199218/03/199221/04/199209/05/199230/06/199227/07/199220/08/199224/09/1992

17/11/1992

FE2

10,809,809,9010,2012,1012,4013,9015,40

14,10

FE3

7,407,408,9011,9013,1014,8018,6017,40

12,00

FE4

7.708,109,0011,2012,5013,9017,2016,60

12,80

FE5

10,709,008,609,3012,2013,1015,8016,70

14,30

FE6

12.3010,9010,4010,0011,4012,5013,3014.70

14,70

FE9

13,1012,6012,3012,1012,3012,9013,2013,40

13,60

F4

13,3013,0013,2013,0012,6012,7012,9012,90

12,80

F5

12,8012,3012,6012,6013,8014,4014.7015,00

14,20

F6

13,7013.6012,80

pzl

17.2019.4017.10

11.70

pz2

13,1013,5013,50

13,60

Lot5,208,2012,5018,0014,0019,9018,6015,70

9,60

Champ captant de Capdenac-Gare (12)Résultats des mesures du potentiel d'oxydo-réduction (mv)

AB

C

D

E

F

G

H

1

JK

L

M

12/02/199218/03/199221/04/199209/05/199230/06/199227/07/199220/08/199224/09/1992

17/11/1992

FE2

392359325326354307274355

205

FE3

505430372339388371327395

313

FE4

483436385347446370328427

324

FE5

492396374320502368343397

292

FE6

443401365310445346274370

331

FE9

494592396358437387374413

376

F4

415431425409315389319423

320

F5496495424397312391359432

450

F6

570384 .

356

pzl

344362380

365

pz2

351320387

426

Lot474442376347390395431467

411

coxto¿

>7zmXm

c

^

Champ captant de Capdenac-Gare (12)Résultats d'analyse du:

AB

C

D

E

F

G

H

1

JK

L

M

12/02/199218/03/199221/04/199209/05/199230/06/199227/07/199220/08/199224/09/1992

17/11/1992

FE2 FE3 FE4 FE5 FE6 FE9 F4 F5 F6 pzl pz2 Lot

Champ captant de Capdenac-Gare (12)Résultats d'analyse de l'oxygène dissous (mg/l).

AB

C

D

E

F

G

H

1

JK

L

M

12/02/199218/03/199221/04/199209/05/199230/06/199227/07/199220/08/199224/09/1992

17/11/1992

FE2

0,700,200,600,000,600,300,100,10

0,30

FE35,407,402,602,004,602,302,004,20

4,50

FE4

9,304,503,401,503,201,100,200,50

2,10

FE5

3,909,002,701,901,801,500,901,20

2,00

FE6

2,401,601,701,101,700,800,800,70

0,70

1

FE9

4,302,902,903,104,003,903,803,20

4,40

F41.301,201.702,304.102.302,601,80

1,20

F5

5,307,204,104,107,005,606,005,80

5,50

F6

2,802,802,80

pzl

1.500,300,90

7,20

pz2

9,105,005,20

5,40

Lot11,9011,5011,008,909,909,108,708,80

10,50

BRGM

>ZzmXm

-cu->

Champ captant de Capdenac-Gare (12)Résultats d'analyse du:

AB

C

D

E

F

G

H

1

JK

L

M

12/02/199218/03/199221/04/199209/05/199230/06/199227/07/199220/08/199224/09/1992

17/11/1992

FE2 FE3 FE4 FE5 FE6 FE9 F4 F5 F6 pzl pz2 Lot

Champ captant de Capdenac-Gare (12)Résultats d'analyse de l'oxygène dissous (mg/l).

AB

C

D

E

F

G

H

1

JK

L

M

12/02/199218/03/199221/04/199209/05/199230/06/199227/07/199220/08/199224/09/1992

17/11/1992

FE2

0,700,200,600,000,600,300,100,10

0,30

FE35,407,402,602,004,602,302,004,20

4,50

FE4

9,304,503,401,503,201,100,200,50

2,10

FE5

3,909,002,701,901,801,500,901,20

2,00

FE6

2,401,601,701,101,700,800,800,70

0,70

1

FE9

4,302,902,903,104,003,903,803,20

4,40

F41.301,201.702,304.102.302,601,80

1,20

F5

5,307,204,104,107,005,606,005,80

5,50

F6

2,802,802,80

pzl

1.500,300,90

7,20

pz2

9,105,005,20

5,40

Lot11,9011,5011,008,909,909,108,708,80

10,50

BRGM

>ZzmXm

-cu->

Champ captant de Capdenac-Gare (12)Résultats des mesures de conductivité (pS/cm)

AB

C

D

E

F

G

H

1

JK

L

M

12/02/199218/03/199221/04/199209/05/199230/06/199227/07/199220/08/199224/09/1992

17/11/1992

FE2

228232241232242245236217

241

FE3

188223233207196192192170

207

FE4

202220224214234220208193

238

FE5

197203221207229224203188

245

FE6

270267272267295292261238

282

FE9

476477496489529532511486

548

F4254267264259264285252243

257

F5

517510503505564518491740

551

F6

1 1891 1841 230

pzl

162192175

190

pz2

490574579

676

Lot143197161

15713414910494

154

Champ captant de Capdenac-Gare (12)Résultats d'analyse des chlorures (mg/l)

AB

C

D

E

F

G

H

1

JK

L

M

12/02/199218/03/199221/04/199209/05/199230/06/199227/07/199220/08/199224/09/1992

17/11/1992

FE2

5,505,106,005,405.305,405,305,40

5,40

FE3

5,806,005,305,205,005,005,105,10

4,80

FE4

5,505,105,405,305,404,205,105,20

5,20

FE56,105,105,705,305,405,405,005,20

5,50

FE6

6,106,006,105,806,406,606,206,00

6,60

FE9

14,4014.1015,3016,5017,2018.3016,6015,60

19,50

F4

6,407,006,806,806,506,606,607,00

6,90

F513,0013,6014,4014,40

12,4011,8014,40

17,60

F6

142.601 50,00165,00

pzl

4,805,004.90

4,70

pz2

10,5014,3013,80

18,60

Lot5,905,405,305,205,005,004,904,80

4,50

m

a<

>ZZmXm«rxr

Champ captant de Capdenac-Gare (12)Résultats des mesures de conductivité (pS/cm)

AB

C

D

E

F

G

H

1

JK

L

M

12/02/199218/03/199221/04/199209/05/199230/06/199227/07/199220/08/199224/09/1992

17/11/1992

FE2

228232241232242245236217

241

FE3

188223233207196192192170

207

FE4

202220224214234220208193

238

FE5

197203221207229224203188

245

FE6

270267272267295292261238

282

FE9

476477496489529532511486

548

F4254267264259264285252243

257

F5

517510503505564518491740

551

F6

1 1891 1841 230

pzl

162192175

190

pz2

490574579

676

Lot143197161

15713414910494

154

Champ captant de Capdenac-Gare (12)Résultats d'analyse des chlorures (mg/l)

AB

C

D

E

F

G

H

1

JK

L

M

12/02/199218/03/199221/04/199209/05/199230/06/199227/07/199220/08/199224/09/1992

17/11/1992

FE2

5,505,106,005,405.305,405,305,40

5,40

FE3

5,806,005,305,205,005,005,105,10

4,80

FE4

5,505,105,405,305,404,205,105,20

5,20

FE56,105,105,705,305,405,405,005,20

5,50

FE6

6,106,006,105,806,406,606,206,00

6,60

FE9

14,4014.1015,3016,5017,2018.3016,6015,60

19,50

F4

6,407,006,806,806,506,606,607,00

6,90

F513,0013,6014,4014,40

12,4011,8014,40

17,60

F6

142.601 50,00165,00

pzl

4,805,004.90

4,70

pz2

10,5014,3013,80

18,60

Lot5,905,405,305,205,005,004,904,80

4,50

m

a<

>ZZmXm«rxr

Champ captant de Capdenac-Gare (12)Résultats d'analyse des Nitrates (mg/i)

AB

C

D

E

F

G

H

1

JK

L

M

12/02/199218/03/199221/04/199209/05/199230/06/199227/07/199220/08/199224/09/1992

17/11/1992

FE2

0,350,273,722,260,350,000,000,00

0,00

FE3

3,893,543,812,613,543,101,952,50

3,50

FE4

4,253.713,851,242,782,431,461,80

2,60

FE5

2,302,082,213,402,521,860,881,00

2,10

FE6

3.363,36

24,786,063,764,203,543,10

4,30

FE9

23,8923,2324,3326,9935,4035,4030,0826,60

34,50

F4

3,004,513,766,426,196,646,865,80

5,60

F527,4327,213,72

27,617,354.60

41.5929,60

56,00

F6

23,453,2727,00

pzl

2,90

4,30

pz2

53,20

64,00

Lot3,543,413,851,533,632,882,522,70

4,30

Champ captant de Capdenac-Gare (12)Résultats d'analyse des bicarbonates (mg/l)

AB

C

D

E

F

G

H

1

JK

L

M

12/02/199218/03/199221/04/199209/05/199230/06/199227/07/199220/08/199224/09/1992

17/11/1992

FE2

119586156656062115

129

FE3

894851

4446454597

92

FE4

95485347575451

97

131

FE5

984451

46545551

97

136

FE6

140666765757567122

149

FE9

19791

8991

101

100100134

213

F4

120595755606556109

114

F5

146717071

7671

68146

164

F6

9798102

pzl

85

103

pz2

274

302

Lot654632322831

2036

78

Champ captant de Capdenac-Gare (12)Résultats d'analyse des Nitrates (mg/i)

AB

C

D

E

F

G

H

1

JK

L

M

12/02/199218/03/199221/04/199209/05/199230/06/199227/07/199220/08/199224/09/1992

17/11/1992

FE2

0,350,273,722,260,350,000,000,00

0,00

FE3

3,893,543,812,613,543,101,952,50

3,50

FE4

4,253.713,851,242,782,431,461,80

2,60

FE5

2,302,082,213,402,521,860,881,00

2,10

FE6

3.363,36

24,786,063,764,203,543,10

4,30

FE9

23,8923,2324,3326,9935,4035,4030,0826,60

34,50

F4

3,004,513,766,426,196,646,865,80

5,60

F527,4327,213,72

27,617,354.60

41.5929,60

56,00

F6

23,453,2727,00

pzl

2,90

4,30

pz2

53,20

64,00

Lot3,543,413,851,533,632,882,522,70

4,30

Champ captant de Capdenac-Gare (12)Résultats d'analyse des bicarbonates (mg/l)

AB

C

D

E

F

G

H

1

JK

L

M

12/02/199218/03/199221/04/199209/05/199230/06/199227/07/199220/08/199224/09/1992

17/11/1992

FE2

119586156656062115

129

FE3

894851

4446454597

92

FE4

95485347575451

97

131

FE5

984451

46545551

97

136

FE6

140666765757567122

149

FE9

19791

8991

101

100100134

213

F4

120595755606556109

114

F5

146717071

7671

68146

164

F6

9798102

pzl

85

103

pz2

274

302

Lot654632322831

2036

78

Champ captant de Capdenac-Gare (12)Résultats d'analyse des sulfates (mg/l).

AB

C

D

E

F

G

H

1

JK

L

M

12/02/199218/03/199221/04/199209/05/199230/06/199227/07/199220/08/199224/09/1992

17/11/1992

FE2

12,6012,3010,108,108,307,707.106,40

7,60

FE314,2016,7012,5012,1010,008,909,509,00

9,60

FE4

12,9014,4011.8011.1012.1010,209,909.70

11,20

FE5

15,3015,7014,4011,8013,6011,409,909,40

12,60

FE6

15,5014,1013,7012,2014,6013,6011,009,90

12,30

FE9

50,8050,9051,4050,3055,6056,0016,8047,20

55,70

F4

23,2017,6017,0016,4016,4016.3015,3016,60

17.20

F597.0093.5088.5091,00

14,4014,0078,80

72,40

F6

211,00187.00206,80

pzl

8,509,008,80

8,50

pz2

24,2020.5021,30

35,70

Lot10,4012,4011,1010,607,6016,305,606,60

7,30

Champ captant de Capdenac-Gare (12)Résultats d'analyse de l'ammoniac (mg/l)

AB

C

D

E

F

G

H

1

J

K

L

M

12/02/199218/03/199221/04/199209/05/199230/06/199227/07/199220/08/199224/09/1992

17/11/1992

FE2

45,0095,0096,00154,00127,50168,00140,00

FE3

10,000,000,004,600,000,000,60

FE4

0,000,004,0014,000,008,3018,20

FE5

7,500,0014,0034,000,000,000,00

FE6

0,0064,0054,5059,0066,0069,5057,00

FE9

10,000,006,0025,0010,500,000,00

F4

0,0026,007,300,0020,000,000,00

F5

0,0082,5010,20

. 0,000,000,000,00

F617.500,000,800,00

pzl pz2 Lot

25,0017,000,0018,500,005,00

coxtoi

>VzmXm

-cro^

Champ captant de Capdenac-Gare (12)Résultats d'analyse des sulfates (mg/l).

AB

C

D

E

F

G

H

1

JK

L

M

12/02/199218/03/199221/04/199209/05/199230/06/199227/07/199220/08/199224/09/1992

17/11/1992

FE2

12,6012,3010,108,108,307,707.106,40

7,60

FE314,2016,7012,5012,1010,008,909,509,00

9,60

FE4

12,9014,4011.8011.1012.1010,209,909.70

11,20

FE5

15,3015,7014,4011,8013,6011,409,909,40

12,60

FE6

15,5014,1013,7012,2014,6013,6011,009,90

12,30

FE9

50,8050,9051,4050,3055,6056,0016,8047,20

55,70

F4

23,2017,6017,0016,4016,4016.3015,3016,60

17.20

F597.0093.5088.5091,00

14,4014,0078,80

72,40

F6

211,00187.00206,80

pzl

8,509,008,80

8,50

pz2

24,2020.5021,30

35,70

Lot10,4012,4011,1010,607,6016,305,606,60

7,30

Champ captant de Capdenac-Gare (12)Résultats d'analyse de l'ammoniac (mg/l)

AB

C

D

E

F

G

H

1

J

K

L

M

12/02/199218/03/199221/04/199209/05/199230/06/199227/07/199220/08/199224/09/1992

17/11/1992

FE2

45,0095,0096,00154,00127,50168,00140,00

FE3

10,000,000,004,600,000,000,60

FE4

0,000,004,0014,000,008,3018,20

FE5

7,500,0014,0034,000,000,000,00

FE6

0,0064,0054,5059,0066,0069,5057,00

FE9

10,000,006,0025,0010,500,000,00

F4

0,0026,007,300,0020,000,000,00

F5

0,0082,5010,20

. 0,000,000,000,00

F617.500,000,800,00

pzl pz2 Lot

25,0017,000,0018,500,005,00

coxtoi

>VzmXm

-cro^

Champ captant de Capdenac-Gare (12)Résultats de mesure du pH

AB

C

D

E

F

G

H

1

JK

L

M

12/02/199218/03/199221/04/199209/05/199230/06/199227/07/199220/08/199224/09/1992

17/11/1992

FE2

7,277.437,307,457,437,297,316,85

7.39

FE3

7,667,387,187,467,397,317,347,30

7,29

FE4

7,457,327.137.277.177,137.347,11

7,16

FE5

7,357.417,277,367,257.197.167.15

7,23

FE6

7,087,257.177.257,197.087.137.10

7.08

FE9

6.796,916,856,926,927,096,836,80

6,88

F4

6,717,017,077,157,147,047.067,04

7.14

F5

6.576.796,846,816,796,696,736,69

6,68

F6

6,796,406,78

pzl

7,167.367,45

7,50

pz2

6,687,117,04

6,96

Lot8,308,668,288,987,988,327,827,50

7,95

m¡0

S>ZZmXm

hJT-

-f

Champ captant de Capdenac-Gare (12)Résultats de mesure du pH

AB

C

D

E

F

G

H

1

JK

L

M

12/02/199218/03/199221/04/199209/05/199230/06/199227/07/199220/08/199224/09/1992

17/11/1992

FE2

7,277.437,307,457,437,297,316,85

7.39

FE3

7,667,387,187,467,397,317,347,30

7,29

FE4

7,457,327.137.277.177,137.347,11

7,16

FE5

7,357.417,277,367,257.197.167.15

7,23

FE6

7,087,257.177.257,197.087.137.10

7.08

FE9

6.796,916,856,926,927,096,836,80

6,88

F4

6,717,017,077,157,147,047.067,04

7.14

F5

6.576.796,846,816,796,696,736,69

6,68

F6

6,796,406,78

pzl

7,167.367,45

7,50

pz2

6,687,117,04

6,96

Lot8,308,668,288,987,988,327,827,50

7,95

m¡0

S>ZZmXm

hJT-

-f

ANNEXE V-i'BRCM

Loi de mélange physique entre les eaux des deux pôles (nappe et Lot)

valeur pour le pôle nappe

valeur pour le pôle Lot

Lot% mélange des eaux

A : iJroite le mélange physique : pas de réaction biogéoc.niniiqutí

valeurs iuperieurss .1 celles ilu .melange physique : productiondu paramètre chimique '^dissolution, désorption, productionbiologique de gaz

valeurs inférieures à celles du mélange physique :

consommation ou disparition du paramètre chimique('précipitation, adsorption, consom.iiatiün biologique de gaz)

ANNEXE V-i'BRCM

Loi de mélange physique entre les eaux des deux pôles (nappe et Lot)

valeur pour le pôle nappe

valeur pour le pôle Lot

Lot% mélange des eaux

A : iJroite le mélange physique : pas de réaction biogéoc.niniiqutí

valeurs iuperieurss .1 celles ilu .melange physique : productiondu paramètre chimique '^dissolution, désorption, productionbiologique de gaz

valeurs inférieures à celles du mélange physique :

consommation ou disparition du paramètre chimique('précipitation, adsorption, consom.iiatiün biologique de gaz)

ANNEXE í/. 6BRCM

IS Chlorophylle

EU Phéopigments

A 8 C D E F GFigure 25 : Dosage des pigments photosynthéUques du Lot en fonctiondes campagnes AkG.( de ^eVn^CA, à. a-odb 4^31)

ANNEXE í/. 6BRCM

IS Chlorophylle

EU Phéopigments

A 8 C D E F GFigure 25 : Dosage des pigments photosynthéUques du Lot en fonctiondes campagnes AkG.( de ^eVn^CA, à. a-odb 4^31)

ANNEXE y. ^o|BRCM

r

Photo 1 : Observations au microscope électronique des bactériesde FB6 (Gx 4000).

,^' -.T^y t bactérie

filament

Photo 2 : bactéries de FE6 (Gx 4000).

bactérie

Photo 3 : Bactéries de FE6 (Gx 20 000)

ANNEXE y. ^o|BRCM

r

Photo 1 : Observations au microscope électronique des bactériesde FB6 (Gx 4000).

,^' -.T^y t bactérie

filament

Photo 2 : bactéries de FE6 (Gx 4000).

bactérie

Photo 3 : Bactéries de FE6 (Gx 20 000)

ANNEXE ítJ'fBRCM

4,OOE + 06 -r

3.50E+06 --

3.00E + 06 --

_ 2.50E+05 --E

= 2.00E+05 --

1,50E+06 --

1.00E+06 --

.iMiJiyi5,00E*

O.OOEtOO -i"

Ba

Hc

De

Dg

fe.vnsj- (M.

Mar£

Avrii

Août

T I ! 1 I I

Fe2 Fe3 Fe4 Fe5 Fe6 F9 F4 F5 F6 Lot

Figure 1 : Dénombrement bactérien des forages et du Lot enfonction des campagnes A à G.

Evolution de la biomasse bactérienne

9.00E-01

S,OOE-Ot

7,O0E-O1

6.00E-01

ê 5,ooe-oiOo 4,00E-01

3,00E-01

2,OOE-01

1.00E-01

O.O0E*OO

2.50E-02

2,00E-02

Ê 1.50E-02Üa l.OOE-02s.

5.00E-03

O.0OE»OO

^+ H <=^^ (-

Fe2 Fe3 Fe4 Fe5 Fe6 F9 F4 F5 Loi

nb

DeH I I

wJJLJLilJJLl^^Fe2 F93 Fe4 Fe5 FeS F9 F4 F5

r^s.rj

Figure 2 : Evolution de la blomassa entre mars (B) et juin (E).

ANNEXE ítJ'fBRCM

4,OOE + 06 -r

3.50E+06 --

3.00E + 06 --

_ 2.50E+05 --E

= 2.00E+05 --

1,50E+06 --

1.00E+06 --

.iMiJiyi5,00E*

O.OOEtOO -i"

Ba

Hc

De

Dg

fe.vnsj- (M.

Mar£

Avrii

Août

T I ! 1 I I

Fe2 Fe3 Fe4 Fe5 Fe6 F9 F4 F5 F6 Lot

Figure 1 : Dénombrement bactérien des forages et du Lot enfonction des campagnes A à G.

Evolution de la biomasse bactérienne

9.00E-01

S,OOE-Ot

7,O0E-O1

6.00E-01

ê 5,ooe-oiOo 4,00E-01

3,00E-01

2,OOE-01

1.00E-01

O.O0E*OO

2.50E-02

2,00E-02

Ê 1.50E-02Üa l.OOE-02s.

5.00E-03

O.0OE»OO

^+ H <=^^ (-

Fe2 Fe3 Fe4 Fe5 Fe6 F9 F4 F5 Loi

nb

DeH I I

wJJLJLilJJLl^^Fe2 F93 Fe4 Fe5 FeS F9 F4 F5

r^s.rj

Figure 2 : Evolution de la blomassa entre mars (B) et juin (E).

Q a]7Q in.(coups/h)

LOTCtmpagn* E (OS/1992)

700 n

600-

Drolle de régreislon :

y 365,70 * 9.1823( R'Z > 0.830

40leu (rolda nM

Forage Fe3Campagne E (06/1992)

0 a);Q In.(coups/h)

30000

20000

10000

drolta de régression :

y - 7392.8 + 419,04x R»2 > 0.970

1

40leu (roldo nM

QalVQ In.(coups/h)

30000

20000

10000

Forages Fe 6Campagne E (06/1992)

Droits (ja régression ;

y - 1428.7 + 597.1SX R''2 - 0.949

40leu (rolde nM

Q z\JQ In.(coups/h)

Forage F9Campagne E (06/1992)

droite do régression :

y - 992.08 '+ 115.60X R*2 - 0.989

Figure 3 : Droites d'incorporation de leucine des différentsforages pour la campagne E.

1

50Leu (rolda nM

CD

o¿

>ZzmXm-Ç-.i^v^

Q a]7Q in.(coups/h)

LOTCtmpagn* E (OS/1992)

700 n

600-

Drolle de régreislon :

y 365,70 * 9.1823( R'Z > 0.830

40leu (rolda nM

Forage Fe3Campagne E (06/1992)

0 a);Q In.(coups/h)

30000

20000

10000

drolta de régression :

y - 7392.8 + 419,04x R»2 > 0.970

1

40leu (roldo nM

QalVQ In.(coups/h)

30000

20000

10000

Forages Fe 6Campagne E (06/1992)

Droits (ja régression ;

y - 1428.7 + 597.1SX R''2 - 0.949

40leu (rolde nM

Q z\JQ In.(coups/h)

Forage F9Campagne E (06/1992)

droite do régression :

y - 992.08 '+ 115.60X R*2 - 0.989

Figure 3 : Droites d'incorporation de leucine des différentsforages pour la campagne E.

1

50Leu (rolda nM

CD

o¿

>ZzmXm-Ç-.i^v^

-îoo

ANNEXE ^.^3BRCM

4ûo

4oa

4oo

Hoo

-300

FE6

+400

.^(oa

-^co

+ 100

0

-4 \^

nn="

i^*"-^^,^^

"^°?--^^

nnC03

4400

-ttO-J

130

FE3¿4 FE5

+*oa

40a

+1,00

0 -

-''

Mn'*

r."0*r~-.«.v,_^

X. "V?^^^""^^,^^

nnCOj

4^00

iéoo

4400^^ 1

>ç

^.cLU

.

41joo

0 -

*9aa .

iN

nn=-

>N^^\ ri<» n->v^

>v ' '^^"^^

nnCO-

mFE9 LOT

Valeurs du pH et du potentiel redox des différents forageset du Lot suivant les différentes campagnes.

-îoo

ANNEXE ^.^3BRCM

4ûo

4oa

4oo

Hoo

-300

FE6

+400

.^(oa

-^co

+ 100

0

-4 \^

nn="

i^*"-^^,^^

"^°?--^^

nnC03

4400

-ttO-J

130

FE3¿4 FE5

+*oa

40a

+1,00

0 -

-''

Mn'*

r."0*r~-.«.v,_^

X. "V?^^^""^^,^^

nnCOj

4^00

iéoo

4400^^ 1

>ç

^.cLU

.

41joo

0 -

*9aa .

iN

nn=-

>N^^\ ri<» n->v^

>v ' '^^"^^

nnCO-

mFE9 LOT

Valeurs du pH et du potentiel redox des différents forageset du Lot suivant les différentes campagnes.

ANNEXE ¡i.-ltjBRCM

-^800

600

+400

>

LJ

+ 200 -.

-200 4

pH

Domaine de stabilité des différentes formes du fer enfonction du potentiel redox. () : valeurs moyennes obtenues depuis ledébut des campagnes.

ANNEXE ¡i.-ltjBRCM

-^800

600

+400

>

LJ

+ 200 -.

-200 4

pH

Domaine de stabilité des différentes formes du fer enfonction du potentiel redox. () : valeurs moyennes obtenues depuis ledébut des campagnes.

ANNEXE U.^^BRCM

Annexe 4. 15

4.2. METHODOLOGIE DES ANALYSES MICROBIOLOGIQUES(voir annexe 4.15, 3 pages)

4.2. 1 Observations des micro-organismes

- Des dilutions décimales (de lO-l à 10-5) de l'eau de deux forages (FE2 et FE6) ont étéensemencées dans deux milieux de culture liquide (Gouy, 1983) :

* un milieu pour Leptothrix (Mulder ct Van Veen, 1972)* un milieu pour bactéries hétérotrophes au citrate ferrique (Clark, Scott, Bone, 1967).

Pour chaque dilution deux échantillons ont été préparés pour pouvoir incuber soit à 12°C soit à20°C. Après 8 jours d'incubation des observations au microscope optique ont été effectuéesaprès coloration au bleu de méthylène et coloration de gram.

- D'autres échantillons fixés à la formaldehyde à 2% ou à la glutaraldéhyde ont été examinés aumicroscope électronique à transmission. Une goutte d'eau a été déposée sur des grilles en cuivrede 200 trous préalablement recouvertes d'im film de parlodion,

4.2.2. Dénombrement bactérien total

Les échantillons prélevés dans des piluliers stériles de 30ml étaient conservés par l'ajoutimmédiat de formaldehyde filtré sur 0.2 \mi (concentration finale de 2%). Cela permit de faireultérieurement des comptages directs de l'abondance bactérienne (Fiye, 1988; Schallenberg etal, 1989).

Le principe est de colorer un volume connu d'échantillon avec un fluochrome (en l'occurrencele DAPl) avant de le filtrer sur un filtre nuclépore noir (pore : 0.22pm, diamètre : 25mm). Il estalors monté enti-c deux gouttes d'huile à immersion. Le microscope utilisé est im microscopeLeitz-Dialux 22 à épi fluorescence (lampe de mercure 100 watts). Le dénombrement bactériendoit se faire au hasard, mais il doit cependant couvrir tout le filtre; pour cela il s'effectue le longd'une croix ayant pour centre celui du filtre.

Le nombre de champs à examiner dépend de la densité bactérienne et du degré de précisionsouhaité. Une grille intégrée dans l'oculaire facilite ce comptage.

La connaissance du rapport entre la superficie du filti-c ct celle d'un champ permet d'estimer lenombre de bactéries.

En général, deux sous-échantillons sont comptés à raison d'une vingtaine de champ par filtre(Kirchman ct al, 1982).

Le calcul de l'intervalle de confiance (IC) à 95% de la moyenne a été effectué selon la formuled'Emoi et Décamps (1973).

IC=X±to.oj.

X = moyeime de l'échantillon (bactéries, ml-1)

ANNEXE U.^^BRCM

Annexe 4. 15

4.2. METHODOLOGIE DES ANALYSES MICROBIOLOGIQUES(voir annexe 4.15, 3 pages)

4.2. 1 Observations des micro-organismes

- Des dilutions décimales (de lO-l à 10-5) de l'eau de deux forages (FE2 et FE6) ont étéensemencées dans deux milieux de culture liquide (Gouy, 1983) :

* un milieu pour Leptothrix (Mulder ct Van Veen, 1972)* un milieu pour bactéries hétérotrophes au citrate ferrique (Clark, Scott, Bone, 1967).

Pour chaque dilution deux échantillons ont été préparés pour pouvoir incuber soit à 12°C soit à20°C. Après 8 jours d'incubation des observations au microscope optique ont été effectuéesaprès coloration au bleu de méthylène et coloration de gram.

- D'autres échantillons fixés à la formaldehyde à 2% ou à la glutaraldéhyde ont été examinés aumicroscope électronique à transmission. Une goutte d'eau a été déposée sur des grilles en cuivrede 200 trous préalablement recouvertes d'im film de parlodion,

4.2.2. Dénombrement bactérien total

Les échantillons prélevés dans des piluliers stériles de 30ml étaient conservés par l'ajoutimmédiat de formaldehyde filtré sur 0.2 \mi (concentration finale de 2%). Cela permit de faireultérieurement des comptages directs de l'abondance bactérienne (Fiye, 1988; Schallenberg etal, 1989).

Le principe est de colorer un volume connu d'échantillon avec un fluochrome (en l'occurrencele DAPl) avant de le filtrer sur un filtre nuclépore noir (pore : 0.22pm, diamètre : 25mm). Il estalors monté enti-c deux gouttes d'huile à immersion. Le microscope utilisé est im microscopeLeitz-Dialux 22 à épi fluorescence (lampe de mercure 100 watts). Le dénombrement bactériendoit se faire au hasard, mais il doit cependant couvrir tout le filtre; pour cela il s'effectue le longd'une croix ayant pour centre celui du filtre.

Le nombre de champs à examiner dépend de la densité bactérienne et du degré de précisionsouhaité. Une grille intégrée dans l'oculaire facilite ce comptage.

La connaissance du rapport entre la superficie du filti-c ct celle d'un champ permet d'estimer lenombre de bactéries.

En général, deux sous-échantillons sont comptés à raison d'une vingtaine de champ par filtre(Kirchman ct al, 1982).

Le calcul de l'intervalle de confiance (IC) à 95% de la moyenne a été effectué selon la formuled'Emoi et Décamps (1973).

IC=X±to.oj.

X = moyeime de l'échantillon (bactéries, ml-1)

ANNEXE //.VS"BRCM

S^I = écart type de la moyenne

V n

tgoj = t du test de stiident (= 2 pour les grands échantillons)

4.2.3 Détermination de la biomasse

- Estimation indirecte :

elle nécessite la mesure d'im indicateur chimique spécifique des bactéries vivantes par exempleles lipopolysaccharides (LPS), l'acide muramique ou les marqueurs lipidietis. Il existe d'autresmarqueurs moins spécifiques comme l'adénosine triphosphate (ATP) ou les phospholipides.

- Estimation directe :

elle se fait par des observations au microscope. Il y a comptage puis estimation du biovolumequi est alors converti en biomasse par im facteur.

L'estimation du biovoltmie peut être donnée par un analyseur d'image ou par d'autres systèmesassistés par ordinateur. Bien que les performances restent encore à améliorer, il est probableque ces méthodes seront de plus en plus utilisées.

Le biovolume peut également être estimé par l'intermédiaire de photographies. C'est cettetechnique a été employée.

Sur les lames préparées pour le dénombrement bactérien ont été pris des photographies grâce aime caméra vidéo (Hamamatsu). Le signal vidéo d'abord envoyé sur un écran, est ensuiteimprimé par ime imprimante graphique vidéo monochrome (Sony). De par la sensibilité desdifférents appareils, leur résolution (nombre de pixels) ainsi que celle du papier, toutes lesbactéries n'apparaissent pas sur les clichés.

C'est pourquoi, sur un champ donné, le pourcentage des différentes classes de taille desbactéries été établi, puis sur le cliché correspondant le comptage des bactéries non visibles. Il aété alors appliqué à tous les autres clichés au moment des la détermination du biovolumemoyen. Pour chaque bactérie visible, la longueur et la largeur ont été mesurées afin de calculerleur volume cellulaire selon la fonnule dc Bratbak (1985). Il assimile les bacilles à des cylindresterminés par une demi-sphère (pi) et les cocci à des sphères (n).

71 /V = -l

4V = volume cellulaire (fmi3)1 = largeur de la cellule (iun)L = longueur de la cellule (pm)

L--i)

Le biovolume moyen bactérien ainsi déterminé doit être converti en biomasse. Il est préférabled'exprimer cette biomasse en pg de carbone (C) par litre car le volume bactérien moyen est trèsvariable selon les saisons, ce qui ne permet pas de faire des comparaison. En revanche, laquantité de carbone contenue dans les micro-organismes est plus constante.

B = m.b.F

B = biomasse (pg Cl""-)m = abondance cellulaire moyenne (bactéries l'^)b = biovolume moyen individuel (prn3. bactéries '^)F = facteur de conversion (pg C. fun'-^)

ANNEXE //.VS"BRCM

S^I = écart type de la moyenne

V n

tgoj = t du test de stiident (= 2 pour les grands échantillons)

4.2.3 Détermination de la biomasse

- Estimation indirecte :

elle nécessite la mesure d'im indicateur chimique spécifique des bactéries vivantes par exempleles lipopolysaccharides (LPS), l'acide muramique ou les marqueurs lipidietis. Il existe d'autresmarqueurs moins spécifiques comme l'adénosine triphosphate (ATP) ou les phospholipides.

- Estimation directe :

elle se fait par des observations au microscope. Il y a comptage puis estimation du biovolumequi est alors converti en biomasse par im facteur.

L'estimation du biovoltmie peut être donnée par un analyseur d'image ou par d'autres systèmesassistés par ordinateur. Bien que les performances restent encore à améliorer, il est probableque ces méthodes seront de plus en plus utilisées.

Le biovolume peut également être estimé par l'intermédiaire de photographies. C'est cettetechnique a été employée.

Sur les lames préparées pour le dénombrement bactérien ont été pris des photographies grâce aime caméra vidéo (Hamamatsu). Le signal vidéo d'abord envoyé sur un écran, est ensuiteimprimé par ime imprimante graphique vidéo monochrome (Sony). De par la sensibilité desdifférents appareils, leur résolution (nombre de pixels) ainsi que celle du papier, toutes lesbactéries n'apparaissent pas sur les clichés.

C'est pourquoi, sur un champ donné, le pourcentage des différentes classes de taille desbactéries été établi, puis sur le cliché correspondant le comptage des bactéries non visibles. Il aété alors appliqué à tous les autres clichés au moment des la détermination du biovolumemoyen. Pour chaque bactérie visible, la longueur et la largeur ont été mesurées afin de calculerleur volume cellulaire selon la fonnule dc Bratbak (1985). Il assimile les bacilles à des cylindresterminés par une demi-sphère (pi) et les cocci à des sphères (n).

71 /V = -l

4V = volume cellulaire (fmi3)1 = largeur de la cellule (iun)L = longueur de la cellule (pm)

L--i)

Le biovolume moyen bactérien ainsi déterminé doit être converti en biomasse. Il est préférabled'exprimer cette biomasse en pg de carbone (C) par litre car le volume bactérien moyen est trèsvariable selon les saisons, ce qui ne permet pas de faire des comparaison. En revanche, laquantité de carbone contenue dans les micro-organismes est plus constante.

B = m.b.F

B = biomasse (pg Cl""-)m = abondance cellulaire moyenne (bactéries l'^)b = biovolume moyen individuel (prn3. bactéries '^)F = facteur de conversion (pg C. fun'-^)

ANNEXEi^.-Zs-BRCM

Plusieurs facteurs existent, ceux utilisés ici correspondent aux facteurs déterminés par Simon etAzam (1989), (annexe 2.4, tableaux 1 et 2).

4.2.4. Estimation dc la production bactérienne

Les mesures d'incorporation de thymidine et de leucine tiitiées sont actuellement les méthodesles plus utilisées pour estimer la production bactérienne en milieu naturel.

Les essais d'incorporation de leucine ont été faits sur des échantillons du Lot et les forages FE3,FE6 et FE9. Des essais d'incorporation de thymine ont été uniquement faits stir des échantillonsdu forage FE9 potir savoir si les bactéries des aquifères l'incorporaient.

L'incorporation de leucine radioactive, dans les protéines, permet d'évaluer le taux de synthèseprotéique des bactéries. L'estimation de la production de biomasse bactérieime est ainsi possible.Pour obtenir directement des estimations indépendantes de la dilution isotopique, 5 ou 6concentrations sont utilisées : à 2,9 nM de leucine tritiée ont été ajoutées, successivement : 0, 9,18, 27, 36, et 45 nM de leucine froide.

L'incubation de 30 minutes pour le Lot et 60 minutes pour les forages à la température du site aété stoppée par addition de formol neutralisé puis de TCA froid (concentration finale 5%).Leséchantillons ont été chauffés à 85°C pendant 30 minutes et d'autres maintenus à 0°C pendant lamême durée. Puis, ils ont été refroidis si nécessaire et filtrés sur filtre nuclépore (0,2 m). Laradioactivité retenue fut comptée par scintillation liquide.

Le traitement à chaud permet de considérer l'incorporation de leucine tritiée dans les protéinespar rapport à l'incorporation dans la totalité des macromolécules obtenues par le traitement àfroid.

Incorporation de thymidine d'après Fuhrman et Azam (1982)

L'incorporation de thymidine tritiée dans le DNA bactérien permet d'estimer le taux de divisionbactérien, car cette méthode mesure le taux de synthèse du matériel génétique.

La concentration saturante de thymidine tritiée est de 9,4 nM. L'incubation de 60 minutes insitii a été stoppée par l'addition de NaOH (concentration finale 2.10^ N).

Après neutralisation puis addition dc TCA glacial (concentration finale 5%), trois protocoles ontété utilisés :

- un lot d'échantillons a été maintenu dans la glace pendant 20 à 30 mn, filtré sur filtrenuclépore 0,2 pm puis la radioactivité associée aux macro-molécules a été mesurée.

- un lot a été incubé à 85°C pendant 30 nm; filtré sur Clù-e nuclépore 0,2 pm, puis laradioactivité associée aux protéines a été mesurée.

- un lot a été maintenu dans la glace pendant 30 mn, filtré, puis le filti-e a été traitépendant 5 mn avec du KHCO3 glacé et pendant 60 nm par une solution enzymatiquede DNAse à 37°C. Cela correspond à la mesure de la radioactivité incorporée dans lesmacromolécules.

Cette dernière estimation du taux d'incorporation est faite pour confirmer et affiner les résultatsobtenus après une simple précipitation des macromolécules au TCA. De plus, la différenceentre ces deux méthodes permet d'obtenir la quantité incorporée uniquement dans le DNA. Lecalcul du taux de division cellulaire est alors possible.

ANNEXEi^.-Zs-BRCM

Plusieurs facteurs existent, ceux utilisés ici correspondent aux facteurs déterminés par Simon etAzam (1989), (annexe 2.4, tableaux 1 et 2).

4.2.4. Estimation dc la production bactérienne

Les mesures d'incorporation de thymidine et de leucine tiitiées sont actuellement les méthodesles plus utilisées pour estimer la production bactérienne en milieu naturel.

Les essais d'incorporation de leucine ont été faits sur des échantillons du Lot et les forages FE3,FE6 et FE9. Des essais d'incorporation de thymine ont été uniquement faits stir des échantillonsdu forage FE9 potir savoir si les bactéries des aquifères l'incorporaient.

L'incorporation de leucine radioactive, dans les protéines, permet d'évaluer le taux de synthèseprotéique des bactéries. L'estimation de la production de biomasse bactérieime est ainsi possible.Pour obtenir directement des estimations indépendantes de la dilution isotopique, 5 ou 6concentrations sont utilisées : à 2,9 nM de leucine tritiée ont été ajoutées, successivement : 0, 9,18, 27, 36, et 45 nM de leucine froide.

L'incubation de 30 minutes pour le Lot et 60 minutes pour les forages à la température du site aété stoppée par addition de formol neutralisé puis de TCA froid (concentration finale 5%).Leséchantillons ont été chauffés à 85°C pendant 30 minutes et d'autres maintenus à 0°C pendant lamême durée. Puis, ils ont été refroidis si nécessaire et filtrés sur filtre nuclépore (0,2 m). Laradioactivité retenue fut comptée par scintillation liquide.

Le traitement à chaud permet de considérer l'incorporation de leucine tritiée dans les protéinespar rapport à l'incorporation dans la totalité des macromolécules obtenues par le traitement àfroid.

Incorporation de thymidine d'après Fuhrman et Azam (1982)

L'incorporation de thymidine tritiée dans le DNA bactérien permet d'estimer le taux de divisionbactérien, car cette méthode mesure le taux de synthèse du matériel génétique.

La concentration saturante de thymidine tritiée est de 9,4 nM. L'incubation de 60 minutes insitii a été stoppée par l'addition de NaOH (concentration finale 2.10^ N).

Après neutralisation puis addition dc TCA glacial (concentration finale 5%), trois protocoles ontété utilisés :

- un lot d'échantillons a été maintenu dans la glace pendant 20 à 30 mn, filtré sur filtrenuclépore 0,2 pm puis la radioactivité associée aux macro-molécules a été mesurée.

- un lot a été incubé à 85°C pendant 30 nm; filtré sur Clù-e nuclépore 0,2 pm, puis laradioactivité associée aux protéines a été mesurée.

- un lot a été maintenu dans la glace pendant 30 mn, filtré, puis le filti-e a été traitépendant 5 mn avec du KHCO3 glacé et pendant 60 nm par une solution enzymatiquede DNAse à 37°C. Cela correspond à la mesure de la radioactivité incorporée dans lesmacromolécules.

Cette dernière estimation du taux d'incorporation est faite pour confirmer et affiner les résultatsobtenus après une simple précipitation des macromolécules au TCA. De plus, la différenceentre ces deux méthodes permet d'obtenir la quantité incorporée uniquement dans le DNA. Lecalcul du taux de division cellulaire est alors possible.

GCOD.XLC

CHAMP CAPTANT DE CAPDENAC-GARE (12)

Carbone organique dissous

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1992inoeno

1992

SoCO

1992

o

CJ

1992

00ooCM

1992

eno

CJ

date des échantillonnages

Page 1

CDXIO¿

>ZZmXm

^-Q

COND.XLS Graphique 1

CHAMP CAPTANT DE CAPDENAC-GARE (12)conductivité

CM

Lot

Dpzl

FE2

FE3

mFE4

DFE5

^FE6

ilpz2

FE9

COo

M-q

CM

ino

S88

r^o

cg

00o s

CJ

date des mesures

Page 1

ODX¡(.1

>ZzmXm^t

...^

i>

COND.XLS Graphique 1

CHAMP CAPTANT DE CAPDENAC-GARE (12)conductivité

CM

Lot

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FE2

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DFE5

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FE9

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CJ

date des mesures

Page 1

ODX¡(.1

>ZzmXm^t

...^

i>

GCL.XLC

CHAMP CAPTANT DE CAPDENAC-GARE (12)

Chlorures

Lot

Dpzl

FE3

FE4

SFE5

DfE6

M pz2

ÜFE9

T"

SioO)

1992coo00

1992ST

cg

1992ino

S

1992

S8

1992

o

CJ

1992

00o

8

1992

enO

CJ

date des échantillonnages

Page 1

09XtnS,

>lzZmXm

y^s.>b

GCL.XLC

CHAMP CAPTANT DE CAPDENAC-GARE (12)

Chlorures

Lot

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FE3

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1992

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1992

enO

CJ

date des échantillonnages

Page 1

09XtnS,

>lzZmXm

y^s.>b

S04.XLS Graphique 1

20.00

10.00

0.00

CHAMP CAPTANT DE CAPDENAC-GARE (12)

Sulfates60.00

50.00

40.00

1 30.00

â IIS!g;T

cjoCM

COooci

cgOîenT

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CM

Lot

Dpzl

FE3

FE4

DFE5

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I1FE9

en^~

niqeno

SiOîen

dco

CJ

o

cg

00o 8

CJ

date des échantillonnages

Page 1

ODXIaS

>ZzmXm

V^::i.r*

S04.XLS Graphique 1

20.00

10.00

0.00

CHAMP CAPTANT DE CAPDENAC-GARE (12)

Sulfates60.00

50.00

40.00

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â IIS!g;T

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date des échantillonnages

Page 1

ODXIaS

>ZzmXm

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HC03.XLS Graphique 1

CHAMP CAPTANT DE CAPDENAC-GARE (12)

bicarbonates

Lot

Dpzl

FE3

FE4

Í3FE5

DFE6

gpz2

I1FE9

date des échantillonnages

Page 1

BRCM

>ZzmXmr*..^iM

HC03.XLS Graphique 1

CHAMP CAPTANT DE CAPDENAC-GARE (12)

bicarbonates

Lot

Dpzl

FE3

FE4

Í3FE5

DFE6

gpz2

I1FE9

date des échantillonnages

Page 1

BRCM

>ZzmXmr*..^iM

PH.XLS Graphique 1

CHAMP CAPTANT DE CAPDENAC-GARE (12)

pH

Lot

Dpzl

FE3

FE4

ISfes

DFE6

^pz2

Í1FE9

CJocg

coo

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CM

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c\jenen

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date des mesures

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>ZzmXm

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*^-C

PH.XLS Graphique 1

CHAMP CAPTANT DE CAPDENAC-GARE (12)

pH

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E

4.50

4.00

3.50

3.00

2.50

2.00

1.50

1.00

0.50

0.00

CHAMP CAPTANT DE CAPDENAC-GARE (12)

carbone organique dissous

JJItLIf Irl 1 lt 1 III

Lot

DFE2

FE6

FE4

[Üpz2

FE9

^F4

1I11IF5

F6

CM

1992coo00

1992o

CM

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1992

S8

date des

1992

o

CM

échantillonnages

199208

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1992

eno

CJ

1992

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Xm

Page 1

G2C0D.XLC

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CHAMP CAPTANT DE CAPDENAC-GARE (12)

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1992

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Xm

Page 1

202.XLS Graphique 1

CHAMP CAPTANT DE CAPDENAC-GARE (12)

oxygène dissous12.00 1

CJ

g;CM

g;CM

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CMen<n

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CM

g|

CM

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cg

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o

CM

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Cl3

Page 1

mXm

202.XLS Graphique 1

CHAMP CAPTANT DE CAPDENAC-GARE (12)

oxygène dissous12.00 1

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Cl3

Page 1

mXm

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CHAMP CAPTANT DE CAPDENAC-GARE (12)

nitrates

cg

1992coo00

1992SCM

1992

moenO

1992

eoOoco

19921^o

CM

1992

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1992

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CJ

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DFE2

FE6

FE4

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M FA

I1F5

F6

date des échantillonnages

Page 1

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yo

G2N03.XLG

CHAMP CAPTANT DE CAPDENAC-GARE (12)

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date des échantillonnages

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ODXIOs

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180.00

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140.00

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100.00

80.00

60.00

40.00

20.00

0.00

CHAMP CAPTANT DE CAPDENAC-GARE (12)

ammonium : NH4

- 1:1

IL.lml .[

1 1

1 J L J -

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cg

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CJ

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SCJ

cg

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CM

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8

cg

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cg

Lot

DFE2

FE6

FE4

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^F6

date des échantillonnages

Page 1

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-c-

G2NH4.XLG

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ammonium : NH4

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date des échantillonnages

Page 1

ODXiCî3

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CHAMP CAPTANT DE CAPDENAC-GARE (12)

potentiel d'oxydo-réduction : Eh

600

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CM

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enO

CJ

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FE6

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date des mesures

Page 1

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Page 1

CD

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G2TEMP.XLC

CHAMP CAPTANT DE CAPDENAC-GARE (12)

températures

Lot

DFE2

FE6

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CM

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Page 1

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1 200.00

1 000.00

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0.00

CHAMP CAPTANT DE CAPDENAC-GARE (12)

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Lot

DFE2

FE6

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1992

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CM

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Page 1

>ZZmXm

On»

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CHAMP CAPTANT DE CAPDENAC-GARE (12)

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^

1400

1200

1000

800

600

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200

cg

g

cg

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Lot

DFE2

FE6

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CJ

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1992

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1992

O

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CM

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>ZzmXm

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>ZzmXm

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0.00

CHAMP CAPTANT DE CAPDENAC-GARE (12)chlorures

MmM

i

-

i

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"

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CJ

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FE6

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M FA

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date des échantillonnages

Page 1

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G2CL.XLC

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CHAMP CAPTANT DE CAPDENAC-GARE (12)chlorures

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Page 1

OD

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150.00

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DFE2

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date des échantillonnages

Page 1

>ZzmXm

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CHAMP CAPTANT DE CAPDENAC-GARE (12)sulfates

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date des échantillonnages

Page 1

>ZzmXm

CHAr-lP CAPTANT DE C A P D E N AC- G A RET ( 12.)

EvoluliOTX. «jL' ¿Iltíví-TiU <ÜMouA .da/»»^ .t'cevu. da. íA. nxaff^

ANNEXE },ABRGM

AtUîluù.I'm. Ñ6F)

CHAr-lP CAPTANT DE C A P D E N AC- G A RET ( 12.)

EvoluliOTX. «jL' ¿Iltíví-TiU <ÜMouA .da/»»^ .t'cevu. da. íA. nxaff^

ANNEXE },ABRGM

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CHAt-lP CAPTANT OE CA P D E N AC- G A RET ( -IZ )

Evoluticn. ei' ¿It-mcnJU «UmouA .<ia/»*S t'eau. cía. u». /Tvaff e.

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ANNEXE If^BRCM

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CHAMP CAPTANT DE CAP D E N AC- GA RE Í 11 )

EvolulioTL d.' iiJi'rrJ.'M <iÍMou4 .da/tt^ HtAu.. A*, u». oux^e

ANNEXE 3-, t,BRCM

AiUtuU(-m. r4&F)

m*iam.c*. (fl)de-Uùi ¿z íei^ídJUt. '^

20.08.91

CHAMP CAPTANT DE CAP D E N AC- GA RE Í 11 )

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20.08.91

CHAMP CAPTANT DE C A P D E N A C- G A R E ( 12. )

EvolulioTV ei' ¿iLTTUtTvU <ÜM0UA Ao/r^ft l'taJUL cAfl- U». /Kcvf^ft

ANNEXE ^^.S"

BRCM

AtLiiuù.c-m. M6r)

CHAMP CAPTANT DE C A P D E N A C- G A R E ( 12. )

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ANNEXE i?.-!

BRCM

254-

253-

Extrait carte topo 1/25000, Figeac 3-4. Coord.Lambert 3

légende

# FE2 Fo'ZAqe. í¿'-e<b^o¿uxÁ'o'y^

Fl ^-ûnJaqe. cLz. lecor^.tuix^cvrt.c^

O P Buibs (XAccn.

o P4 Fu¿ts

O PU JE'uCis n'/\.vcii.éiult du. -ftt.O&^^o)

/ tsopiezc (^66 NCrF)

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Extrait carte topo 1/25000, Figeac 3-4. Coord.Lambert 3

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O PU JE'uCis n'/\.vcii.éiult du. -ftt.O&^^o)

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A FoiA^«. CX.O (n»^, ?^3%)

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