MINISTÈRE DE L'INDUSTRIE ET DE LA RECHERCHE

AGENCE FINANCIÈRE DE BASSIN SEINE-NORMANDIE

CHAMBRE RÉGIONALE DE L'AGRICULTURE DU CENTRE

• i

RECHERCHES SUR L'ORIGINE DES NITRATESDANS LES EAUX SOUTERRAINES DE LA BEAUCE

Rapport sur la campagne de prélèvements et d'analysesdu 1er semestre 1976

par

G. BERGER, B. BOSCH, N. DESPREZ, R. UETOLLE, A. MARGE, A. MARIOTTI et Cl. MÉGIMIEN

BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES

SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL

B.P. 6009 - 45018 Orléans Cedex - Tél.: (38) 63.00.12

Service géologique régional

BASSIN D E PARIS

65, rue du général-Lee le rc77170 Brie-Com te-Robert

Tél.: 405.27.07

UNIVERSITÉ PIERRE ET MARIE CURIE

U.E.R.SCIENCES DE LA TERRE

Laboratoire de Géodynamique

76 SGN 444 BDP Brie-Comte-Robert, Octobre 1976

RECHERCHES SUR L'ORIGINE DES NITRATES DANS LES EAUX SOUTERRAINES DE LA BEAUCE

Rapport sur la campagne de prélèvement et d'analyses du 1er semestre 1976

par

G. BERGER, B. BOSCH, N. DESPREZ, R. LETOLLE, A. MARCE, A. MARIOTTI et Cl. MEGNIEN

RESUME

La campagne de prélèvements et d'analyses, effectuée au coursdu premier semestre 1976, sur les eaux souterraines de la Beauce indiqueque la minéralisation en nitrates est ancienne, mais que les apports sesont accrus récemment. L'évolution de la composition isotopique de l'azotepermet de déceler la présence d'azote d'origine minérale pouvant provenirdes engrais.

Les travaux doivent se poursuivre par l'étude de la compositionisotopique des eaux de pluie, des eaux de drainage et des engrais azotés.

76 SGN 444 BDP

SOMMAIRE

RESUME

I - ETUDES ENTREPRISES 1

II - OPERATIONS REALISEES 2

III - RESULTATS ANALYTIQUES 3

IV - INTERPRETATION 41 - Teneurs en tritium et types d'eau 42 - Relation entre la teneur en tritium et la minéralisation

de V eau 63 - Comportement des sulfates 64 - Comportement général des nitrates 75 - Teneurs isotopiques en azote 15 7

V - CONCLUSIONS PROVISOIRES 10

FiguresFig. 1 - Relation entre l'activité tritium de l'eau et sa minéralisationFig. 2 - Répartition géographique des teneurs en sulfatesFig. 3 - Relation entre les teneurs en soufre 34 et celles en sulfatesFig. 4 - Répartition géographiques des teneurs en nitratesFig. 5 - Relation entre la minéralisation en nitrates et la somme des

minéralisations non carbonatéesFig. 6 - Relation entre la concentration en azote 15 et la concentration

totale en azote (les chiffres indiquent l'activité tritium en UTdes échantillons).

I - ETUDES ENTREPRISES

Le Service géologique national, en collaboration avec l'Univer-sité Pierre et Marie Curie, a entrepris une étude chimique et isotopique deseaux souterraines de la Beauce en vue de rechercher l'origine des nitratesqui sont particulièrement abondants dans les eaux de cette nappe.

Les travaux de recherche sont faits à la demande et avec l'ap-pui financier :

- de l'Agence financière de bassin Seine-Normandie d'une part,- de la Chambre régional d'Agriculture du Centre et du Ministère de l'Indus-

trie et de la Recherche d'autre part.

Le premier financement concerne 20 points d'eau situés géogra-phiquement dans le Nord de la Beauce, le deuxième financement concerne 10points d'eau situés dans le Sud de cette région.

La présente note est le compte rendu des premiers résultats ob-tenus concernant les eaux souterraines. Elle sera complétée ultérieurementpar des résultats d'analyses concernant les eaux de drainage des sols, leseaux de pluie, ainsi que par l'étude chimique et isotopique des principauxengrais utilisés.

Indépendamment des études ci-dessus, l'Agence financière de bas-sin Seine-Normandie finance une observation hydrochimique dans le temps de10 points d'eau de la Brie et de la Beauce. Ces points sont pris en compteici en tant que valeur géographique mais leur évolution ne pourra être in-terprétée qu'au bout d'une année complète de surveillance.

- 2 -

II - OPERATIONS REALISEES

Une enquête préalable a été effectuée sur le terrain au débutde l'année 1976 pour sélectionner les points d'eau qui devaient faire l'ob-jet des prélèvements. Le choix des points situés dans le bassin de la Seinea reçu au préalable l'agrément de l'Agence.

Les prélèvements ont été effectués par le B.R.G.M. en deux fois :du 16 au 18 mars et les 5 et 6 avril 1976. La température des eaux et la te-neur en oxygène dissous ont été déterminées sur place. Le volume moyen deprélèvements a été de 16,5 litres par forage, réparti en 4 flaconnages dis-tincts :

- 1 pour analyse chimique des éléments majeurs (Université),- 1 pour dosage isctopique de l'azote (Université),- 1 pour dosage isotopique du soufre (B.R.G.M.),- 1 pour dosage de l'activité tritium (B.R.G.M.).

La sécheresse a entravé les prélèvements qui devaient être effec-tués sur la pluie et dans les canaux de drainage (Seule la pluis du 18 marsa pu être recueillie). Ces opérations seront reportées au second semestreainsi que les analyses concernant les engrais.

- 3 -

III - RESULTATS ANALYTIQUES

Les résultats analytiques concernant 36 points d'eau sont consi-gnés de façon globale dans le tableau synthétique ci-après (tableau I).

Les colonnes indiquent successivement :

1. - Le numéro d'ordre du point d'eau dans l'étude,2. - Le numéro d'archivage B.R.G.M. de l'ouvrage,3. - La commune,4. - Le niveau capté (CB = Calcaire de Beauce, Brie * Calcaires de Brie,

SF = Sables de Fontainebleau, CH « Calcaires de Champigny),5. - La date du prélèvement,6. - La profondeur du niveau de l'eau au repos à cette date,7. - La température de l'eau prélevée à la sortie du forage,8. - La teneur en azote ammoniacal (N de NH4 en mg/1),9. - La teneur en azote nitrique (N de NO3 en mg/1),

10. - La teneur en chlorures CCI en mg/1),11. - La teneur en sulfates (SO4 en mg/1),12. - La teneur en sodium CNa en mg/1),13. - La teneur en potassium (K en mg/1),14. - La teneur en oxygène dissous déterminée sur place en mg/1 de O2»15. - La teneur en azote 15 de l'azote des nitrates [en ô % o ) ,16. - La teneur en soufre 34 du soufre des sulfates (en 6 % 0 ) ,17. - L'activité tritium de l'eau (en Unités Tritium U.T.),18. - Le type d'eau (A = ancienne, B = normale, C = polluée).

RESULTATS ANALYTIQUES

rordre]archivage Commune

"T r¡Nappe ¡Date du¡captée]prélèvem,

T—T—r

1 ]328.7.1 jßatilly "ï

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NS ¡ t° ÍNH-(N)!NO, (N)! Cl !S0,! J I ! *

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;r "T"7,95¡13 1.9-15

2.5J 81.7J1513.6J14

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1011121314151617181920212223

2425

2728293031

323334

3536

CB ¡16.03.76 ¡ 7,8¡ 9,6j< 0,,05

¡329.5.1002¡Corbeilles329.7.1001¡Nargis329.6.1002¡Treilles

¡captif]¡CB •CB

328.4.34 ¡Puiseaux

16.03.76¡Craie ¡16.03.76¡Ch.L. ¡16.03.76¡+Craie¡Ch. 16.03.76

¡22 ¡¡12,9¡

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12.9:12,212,2

- 13

328.7.3328.4.4

¡Boynes¡Desmonts

captif;:CB ¡16.03.76

8 ¡293.7.1002¡La Brosse

9 ¡293.7.1029¡Malesherbes

Ch.¡captif¡Briecapt1f¡

- 'l? 516.03.76 ¡62 j 9,8

¡16.03.76 ¡51 Í12.4

¡SF + ¡16.03.76 ¡ - 12,9

293.363.362.362.362.

5.1037¡Sermaise5.195 ¡Ormes7.13.44.44.21.2

¡327.5.372.26.4

(B)CB

¡CB

362.¡363.

¡!

¡Epieds¡Villeneuve s/Con1e(Coinces¡Boulay les Barres ¡CB ¡•Chevilly -r° !

16.03.765.5.5.5.

04.7604.7604.7604.76

327.327.

¡y¡Dambron¡Chaussy¡Tri nay

5.04.765.04.765.04.7618.3.76

¡292.8.1002¡Autruy¡Í327.292,327,

3.72.57.8

OutarvilleGommervilleNeuville aux Bols

292.5.2291.4.1

¡Fresnay¡Ouarville

CB¡CB¡CBCBCBCBCBCB¡CB¡CBCBCBtotal ¡semi-câptifCB ,17.03.76CB+SF ¡17.03.76Craie ¡

!

17.7-

¡¡18.03.76¡17.03.76¡¡17.03.76

7,6¡17.4;

¡21.4¡¡16,6;¡20.8¡17,5¡24,8¡

12,213.212,211,912,2;11,9

- ¡12,11212,312.412

17.03.76 ¡25,5¡12,4¡12,1¡

¡17.03.7623¡21.3

I

13

23

I

12,4¡12.2J

26 ¡292.1.1 ¡Sainville SF + ¡17.03.76 24,3 13.2

¡256.5.255.7.¡291.2.291.7.291

1003jAunay2 ¡Beville-le-Comte24 ¡Sours

Voves

EocèneI

Craie ,¡Craie "

¡17.03.76

291.8.326.8.327.8.

¡Beauvilliers

¡Prasville¡TerminiersChilleurs

CraieMorancêz

¡18.03.76¡18.03.76

-¡12

328.6.4 Courcelles¡365.3.98 ¡Girolles

+Craie,Craie¡CBCBsemi-captifCB {

¡23,5¡24,8¡

¡25 ¡

¡14.8J|15.3¡|20.2¡

11.912 ¡

I!8

1111.5JII.5Jn.6|

4.112.729,5

7,3

¡I7

27

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i»13,4 ¡184,8 ¡25

6.1 ¡12

7.95-13

9,1 ¡143,4 ¡1213,4 ¡13

¡18¡11i 1 4

14

6,8109.15,510,27.58,61011,4 ¡169.5 ¡140,22¡17

15

¡271317

14

11.411.8

0.22Ü1¡20

4.310,73,96,925,1

15¡3011

13|40

Î4.5J¡24¡39

8 ¡6,4¡22,41

23 j 8,3¡ 1,8¡ 9

6 ¡5,6¡

0.9J161,8¡14

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j 6,5¡ 5,9¡ 3.4J14

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6.2

7*7«I'M6,8¡6.6¡6,07,46.57.07.58.9¡7.5¡6,8

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6.710 ¡6,7!

4,1¡ 9

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15,6 ¡2518,6 273.9 ¡15

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7,3¡147.4¡9

34.6J68 ¡15

1512,2

20

,9J 7 I,4¡ 8.2¡.8J40.5J

,6¡31,2J,1 30.3

8.4¡8,68,6¡

,!,

¡0,8;i60,6¡142.5J11

1.6J172 ¡ 82.7¡161 ¡131.9J132,3¡141.9; 83 ¡132.5¡163 123.9¡124,1¡152,6¡161,6¡ 2 ¡

! !

+ 5.4

+ 5.7+ 3.1+ 4,1

+ 4,9

+ 3,2

+ 4,5

+ 4,3

+ 3.8+ 3.3+ 4,432.63.63.63.94,0

+ 4,3• 4.1+ 2,9+ 4.5+ 3,3

5,5(très douteux}j

13.4±O,2

2.7 »56,6 •

0,4 "

11.1 "

4.5 "

11,4 "

4.6 "3,2 "24,9 "26.8 "3.7 "3.9 «18.6 "4,5 "5,2 "0,6 "6,9 "11,3 -8.7 •29.7 "

+ 3.2+ 4,2

!?Echantil1on! insuffisant

+ 2,4+ 1.4

- 21.9

0,9¡1213,4¡13

! 0.6J15

3,6

4.68,5

1I 12.2 ¡25,l¡30.3¡ 7,7¡ 1.1¡11 j

12,2 10 ¡127.7¡ .!

+ 3+ 3+ 8,7

+ 4.3+ 4.4

1.35,411.2

9,3

1.7- 27,6

+ 5.4

± 2

1 1

< 1

< 124 ± 343 ± 4

< 1

< 1< 1

3 1 1

< 1

< 1< 112

< 12

< 1< 15 ± 2

< 1< 15 ± 27 ± 25 ± 28 ± 2

3 1 110 ± 2

4 ± 1

4 ± 132 ± 42 ± 12 ± 147 ± 5

3 ± 132

13 ±4 ±

3620

1 4± 3

AABAAAABAABBBB

1 Février 1975

- 4 -

IV - INTERPRETATION

L'examen des activités tritium des eaux prélevées et de leur mi-néralisation globale amène à considérer trois types d'eau : un groupe "A"d'eaux relativement anciennes et peu minéralisées, un groupe "C" d'eaux plusrécentes et assez minéralisées, enfin un groupe "B" intermédiaire qui pour-rait éventuellement résulter d'un mélange entre des eaux appartenant auxdeux groupes précédents.

TYPE "A"

Les activités tritium de l'eau de la nappe des Calcaires de Beau-ce se sont révélées dans l'ensemble particulièrement basses, puisque sur 36échantillons :

- 13 sont inférieurs ou égaux à 1 U.T.,- 22 au total étant inférieurs à 5 U.T.

Ceci indique que près des 2/3 des eaux analysées sont en faitrelativement anciennes. Elles sont certainement antérieures à 1954, date despremiers essais thermonucléaires, car une eau qui se serait infiltrée depuiscette époque, as/ec une activité minimum de 200 UT, aurait encore maintenantune activité d'au moins 50 UT. Par contre, si l'on suppose des eaux infiltréesentre 1940 et 1950 avec une teneur naturelle de 10 UT, on aurait actuellementune activité résiduelle de 1 à 2 UT, ce qui est proche des observations effec-tuées sur les points considérés.

Les eaux du type "A" sont en général peu minéralisées, sur 22échantillons la composition moyenne est :

Cl"s o 4 "N03

NaK

- 14.7= 9,3» 32,1» 6.8- 1.8

mg/1.mg/1.mg/1 (ou 7,3 mg/1 de N],mg/1,mg/1.

Si l'on exprime ces teneurs en milliéquivalents, la minéralisa-tion "non carbonatée" ci-dessus représente au total 1,45 méq/1, ce qui estfaible. La concentration en nitrates est cependant importante.

- 5 -

TYPE "C

On peut observer que les 4 captages dont l'eau dépasse l'acti-vité de 30 UT sont également ceux sur lesquels l'eau est abondamment miné-ralisée : les valeurs moyennes sont :

- Cl" - 39.5 mg/1.- S 0 4 ~ - 47,8 mg/1.- NO," =91,5 mg/1 (20,1 mg/1 en N),- Na* » 20,8 mg/1,- K+ - 18,8 mg/1

soit pour ces ions un total de 4,97 méq/1.

Il 3'agit des captages suivants :

n° 4 - TREILLES. Ouvrage situé en Gâtinais dans le bassin du Fusain. La pro-fondeur total est de 34,75 m et l'avant-puits est de 17,50 m. La nap-pe de Beauce est captée au niveau des Calcaires de Château-Landon etl'ouvrage intéresse également la craie.

n°28 - BEVILLE LE COMTE. Forage situé en Eure-et-Loir dans le bassin del'Eure. Profondeur totale de 64,50 m avec avant-puits de 11,30 m.L'eau captée se trouve dans la craie.

n°31 - BEAUVILLIERS. Situé en Eure-et-Loir dans le bassin du Loir. Profon-deur totale 36 m. Capte la base de la série calcaire et la craie enzone urbaine.

n°35 - COURCELLES. Situé dans la vallée de la Rimarde ce forage de 57 m deprofondeur capte la nappe des Calcaires de Beauce.

Ces ouvrages subissent une pollution qui se manifeste notammentpar des teneurs élevées en nitrates.

TYPE "B"

Les eaux de ce groupe ont une activité tritium située entre 5 et30 UT. Il s'agit vraisemblablement d'un mélange entre des eaux "anciennes"et une part d'eau plus récente et plus minéralisée.

Les 10 échantillons qui constituent ce groupe donnent les valeurs

moyennes suivantes :

- Cl" - 20 mg/1,- S04~- = 14,6 mg/1- N03~ = 48.4 mg/1 (11 mg/1 en N),- Na+ = 7.8 mg/1,- K+ - 2,5 mg/1.

ce qui représente pour ces seuls ions, une minéralisation de 2,05 méq/1

- 6 -

souterraine et sa minéralisation, nous avons reporté sur le graphique 1 :

- en abscisse la minéralisation non carbonatée exprimée par la somme desmilliéquivalents Cl + SO4 + NO3 + Na + K,

- en ordonné l'activité tritium des échantillons.

Le nuage de points est très étiré et il indique une relationqui s'établit autour d'une droite de régression linéaire

y(UT) - 10.04 x ( m é q ) - 11.45

Le calcul donne un coefficient de corrélation r = 0,93 ce quiconfirme bien la liaison étroite qui existe entre la minéralisation et lateneur en tritium. On doit donc admettre que la minéralisation est provo-quée par un apport d'eau récente et qu'il se constitue un mélange progres-sif avec le stock constitué par les eaux anciennes.

Du point de vue géographique, si l'on excepte les eaux polluéesdu groupe C, on constate que les teneurs en sulfates des eaux souterrainessont plus élevées dans les régions situées au N.E. d'Orléans et au N deMontargis (figure 2).

On ne voit pas de relation directe entre la minéralisation to-tale et les teneurs en sulfates. Néanmoins très globalement la minéralisa-tion sulfatée (SO^""] représente 34,6 % de la minéralisation non carbona-tée CCI" + SO4 + NO3 + Na + K) des eaux du groupe A et 37 % de celle dugroupe B. Elle tombe à 29,7 % pour le groupe C.

Les déterminations des teneurs isotopiques en soufre 34 ontdonné des résultats très dispersés entre <53I*S = - 29,7 %o. Ô

3"S = + 13,4 %o.

Si l'on porte sur un graphique ffig. 3) les teneurs en soufre34 par rapport aux teneurs totale en sulfates, on observe trois famillesde points :

Famille 1 : Valeurs fortement négatives de points, ou Ô3"s < - 15 % o Cn° 11,16, 23, 26, 34). La teneur en S0 4 varie de 7 à 40 mg/1, l'acti-vité tritium reste assez faible et surtout les nitrates sont entrès faibles quantités (1 à 17 mg/1 NO3). On constate que ceseaux ont des teneurs plus basses en oxygène dissous. Il s'agitd'eau à renouvellement lent, avec peu d'apports de surface. Lacomposition fortement isotopique négative du soufre 34 pourraitindiquer qu'il y a eu une activité bactérienne avec réductiondes sulfates.

- 7 -

Famille 2 : Elle comporte des points ayant des teneurs en SO4 supérieuresà 20 mg/1 et des valeurs positives du soufre 34. Elle regroupeles points pollués "C" qui ont été définis précédemment Cn° 4,28, 31, 35) et ceux de Nargis et de Puiseaux Cn° 3 et 5).

Famille 3 : La majorité des points appartiennent à cette famille. Il s'agitde teneurs faibles en SO4 (< 10 mg/1) avec des 63**S compris en-tre - 12 ho et + 14 %o.

4. - COMPORTEMENT GENERAL DES NITRATES

La figure 4 indique qu'il n'y a pas de variation géographiquedes teneurs en nitrates de l'eau souterraine qui soit discernable à l'échel-le considérée 1 la répartition est apparemment aléatoire, et des pointsd'eau assez proches peuvent donner des teneurs très différentes en nitra-tes.

La minéralisation en nitrates est liée par contre à l'ensemblede la concentration en éléments minéralisants non carbonates.

Sur le graphique 5 nous avons porté la teneur en milliéquivalentsde NO3 par rapport à la somme des milliéquivalents en Cl" + NO3" + SO4"" +Na+ + K présents dans les échantillons.

On retrouve toujours en position anormale les points polluésde Treilles (4). Béville [28), Beauvilliers (31) et Courcelles (35). Parcontre pour les autres points qui constituent la grande majorité de la po-pulation, on remarque une assez bonne corrélation linéaire. Le coefficientde corrélation est r => 0,86 ce qui est très significatif.

On a donc une corrélation directe entre le tritium, la minéra-lisation non carbonatée et les nitrates qui peut s'exprimer de la façonsuivante : "Plus les eaux sont récentes, plus elles sont minéralisées enéléments non carbonates et plus elles sont riches en nitrates".

5. - TENEURS ISOTOPIQUES EN AZOTE 15

Les études menées par le Laboratoire de géologie dynamique etle Service géologique national sur les eaux souterraines de la Brie ontpermis de distinguer :

1.- Les nitrates produits dans des sols forestiers par la minéralisationde la matière organique du sol ; ils sont caractérisés par de faiblesconcentrations et des Ô15N situés autour de + 5 \0>

2.- Les nitrates produits par les mêmes voies biochimiques dans des solscultivés : faible concentration, 615N autour de + 8 % o,

3.- Les nitrates des engrais dont 18 ô15N est situé en moyenne autour de• 2 *o.

- 8 -

4.- Des nitrates d'origine domestiques ou agricoles Cjus de fumier, purin)à <515N plus élevé que les 3 sources précédentes (supérieur à 11 %).Dansla suite du texte nous désignerons cette pollution sous le vocablepollution "organique".

En Brie, la plupart des points analysés en milieu agricole s'ali-gnent, dans un diagramme concentration en nitrate - composition isotopiquede ces nitrates, sur une droite d'équation

Ô15N-N03 = 8.85 - 0,32

où C|yjQ est la concentration en nitrate (généralement exprimée en mg N/13A notre avis, cette droite traduit un mélange en proportion variable dessources 2 et 3 ci-dessus définies.

Pour la Beauce, les résultats des teneurs relatives en azote 15,sont portés en fonction des concentrations totales en azote nitrique sur legraphique de la figure 6. Les échantillons ayant une activité supérieure à5 UT sont représentés en noir, les autres par un cercle évidé.

On remarque d'abord que sur les 34 points étudiés, 24 ont une ac-tivité tritium inférieure ou égale à 5 UT : ces eaux n'ont pas subi d'apportnotable d'eau moderne depuis 30 ou 40 ans. On doit donc considérer séparémentles eaux de ce type et celles qui ayant une activité supérieure à 5 UT, ont,au contraire, une part non négligeable d'eau récente.

- EAUX DONT L'ACTIVITE TRITIUM EST SUPERIEURE A 5 UT

On constate sur le diagramme de la figure 6 que les eaux à com-posantes récentes notables tendent à se rapprocher de la droite de mélangedes eaux étudiées en Brie. Pour ce groupe, on peut penser que les fortesteneurs en nitrates sont dues à la présence de nitrates artificiels (en-grais) car leur composition isotopique 15N décroit avec les teneurs en azo-te.

Les eaux à très forte concentration en nitrates et à activitétritium élevée comme Beauvilliers et Treilles doivent être examinées à part.Les compositions isotopiques élevées pour les teneurs en nitrates enretis-trées peuvent s'expliquer par l'apport de nitrates d'origine domestique ouagricole (purin, fumier). Ceci est très net pour Beauvilliers, dans le casde Treilles on peut être en présence d'un mélange "nitrate-entrais" - "nitra-te organique". Dans ces deux exemples, les analyses chimiques confirment laprésence d'une pollution de type "organique" (fortes teneurs en Cl", Na+, K + ) ,

On peut constater sur le diagramme que les échantillons lesplus riches en tritium sont ceux qui contiennent le plus de nitrates dontl'origine peut être :

- des engrais: composition isotopique basse autour de 3 %o,- des pollutions "organiques", domestriques ou agricoles à composition iso-

topique élevée,- des mélanges de ces deux sources, éventuellement.

- 9 -

- EAUX DONT L'ACTIVITE TRITIUM EST INFERIEURE OU EGALE A 5 UT

Pour les parties de la nappe contenant peu ou pas de tritium,on constate en moyenne moins de nitrates que dans le groupe précédent,mais les concentrations peuvent rester importantes, voisines de 7 mg N/1et même atteindre 15 mg N/1, c'est-à-dire très au-delà des normes admisesde potabilité.

On peut constater sur le diagramme de la figure 6 que les va-leurs correspondantes forment un nuage de points qui accepte statistique-ment une droite de régression :

615N-NO3 - 6.08 - 0,25 C N Q 3

Le calcul donne un coefficient de corrélation de 0,67, ce quin'est pas parfait, mais significatif. On a donc comme pour le groupe pré-cédent une droite de mélange qui indique des compositions isotopiques 15Ndécroissantes avec la teneur en azote et plaide en faveur de l'introduc-tion dans le milieu de nitrates provenant d'engrais minéraux.

La position légèrement plus basse de la droite de mélange pour-rait indiquer un sol ancien de composition isotopique plus faible influencéepar exemple par des défrichements anciens ayant libéré de l'azote à 615Nvoisin de 5 %o. Il peut s'agir également d'azote nitritique provenant defertilisants d'application antérieure à une trentaine d'années (Nitrates duChili, Ô15N voisin de - 3.5 % o ) .

Enfin, il est possible que des eaux souterraines de la Beauce,relativement anciennes, aient été prélevées par forage pour utilisationdans des industries sucrières et rejetées dans la nappe après usage. Onaurait alors des eaux minéralisées en nitrates sans qu'il y ait réellementd'eaux récentes marquées par le tritium.

- 10 -

V - CONCLUSIONS PROVISOIRES

La campagne de prélèvements et d'analyses effectués au premiersemestre 1976 donne déjà des résultats extrêmement positifs que l'on peutrésumer assez schématiquement de la façon suivante :

1. - Les eaux souterraines de la Beauce sont, dans l'ensemble, relativementanciennes et leur renouvellement lent,

2. - Les nitrates sont déjà présents dans ces eaux, ce qui indique que ledébut de la minéralisation remonte à plusieurs décennies,

3. - Cependant plus les eaux sont récentes et plus elles sont minéraliséeset riches en nitrates. Ce qui est le signe de l'accroissement récentdes apports,

4. - Enfin l'évolution isotopique de l'azote 15 vers des valeurs basses,lorsque la teneur en nitrates augmente est un facteur qui plaide enfaveur d'une origine minérale, artificielle de l'azote, c'est-à-direà partir des engrais azotés. Ceci s'applique aussi bien pour leseaux récentes que pour les eaux anciennes, mais selon des droites demélange apparemment différentes.

En conclusion, le couplage de différentes méthodes d'analyse s'estrévélé productif, cependant les résultats de la première phase d'étudedevront être confirmés par les travaux entrepris au second semestre 1976,notamment par les analyses chimiques et isotopiques de référence (pluies,drainages et engrais minéraux]. En second lieu, il sera nécessaire d'exa-miner plus en détail les eaux anciennes riches en nitrates, à l'aide dedatations au carbone 14 et éventuellement avec une étude isotopique del'oxygène des nitrates.

so

3HUT

35 -

30

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10

NAPPE

-

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2 9 .

DES CALCAIRES DE

** 2 3 2 /

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BEAUCE

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MARS

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1

BEAUVILUERS

LES

AVRIL 1976

3 * 5

MINERALISATION Cl * SO,,* N03*Na*K meq/l

FIG. 1_ Relation entre l'activité tritium de l'eau et sa minéralisation

W k. •

so*

00

= mg/L

0-10

10-20

20-30

>30

300 O? 22O 7

ECHELLE 1/500 000

FIG. 2 _ Répartition géographique des teneurs en sulfates

NAPPE DES CALCAIRES DE BEAUCENiK

•10 4-

i!il

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11 * • «ft• < • j

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126

-3010

4 -TREILLES

l35XOUDCtUSS

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BEAUVIUIERS

BEVILLE

I_ 1

.23

20 30 50.1.60 mg/l

70

FIG. 3-Relation entre les teneurs en soufre 34 et celles en sulfates

NdeNO3 mg/L

O*05-/0

ECHELLE 1/500000

FIG. 4 _ Répartition géographique des teneurs en nitrates

N 0 3meq/l

1.5

0.5

NAPPE DES CALCAIRES DE BEAUCE

meq/l

FIG. 5_ Relation entre la minéralisation en nitrates et La s o m m e des minéralisations non carbonatées

10

Ô 1 5NNO 3

%o

g

NAPPE DES CALCAIRES DE BEAUCE

10 15 2 5 NNO3 mg/l 3 0

FIG. ,6 . Relation entre la concentration en azote 15 et la concentration totale en azote( Les chif-fres indiquent l'activité tritium en UT des échantillons)

RECHERCHES SUR L'ORIGINE DES NITRATES DANS LES EAUX SOUTERRAINES DE LA BEAUCE

Rapport sur la campagne de prélèvement et d'analyses du 1er semestre 1976

par

G. BERGER, B. BOSCH, N. DESPREZ, R. LETOLLE, A. MARCE, A. MARIOTTI et Cl. MEGNIEN

RESUME

La campagne de prélèvements et d'analyses, effectuée au coursdu premier semestre 1976, sur les eaux souterraines de la Beauce indiqueque la minéralisation en nitrates est ancienne, mais que les apports sesont accrus récemment. L'évolution de la composition isotopique de l'azotepermet de déceler la présence d'azote d'origine minérale pouvant provenirdes engrais.

Les travaux doivent se poursuivre par l'étude de la compositionisotopique des eaux de pluie, des eaux de drainage et des engrais azotés.

76 SGN 444 BDP