Relation concentration-débit et évolution temporelle du nitrate dans 25 rivières de la région Bretagne (France) Relationships between nitrate concentration and river flow, and temporal trends of nitrate in 25 rivers of Brittany (France)

Résumé

La concentration de nitrate dans les 25 principales rivières bretonnes est, dans 90 % des cas, corrélée positivement au débit. Les caractéristiques hydrogéologiques des bassins versants jouent sur les termes de cette corrélation; ainsi, un taux d’écoulement superficiel important (caractéristique des bassins versants peu perméables) renforce cette corrélation et diminue le décalage temporel entre les pointes de crue et de concentration de nitrate.

L’évolution pluriannuelle des concentrations de nitrate dans les rivières bretonnes est caractérisée par un quadruplement durant les trente dernières années. Par contre, depuis le milieu des années 90, on observe sur 80 % des rivières une tendance à la décroissance, indépendamment des évolutions pluriannuelles des débits. Le taux annuel de décroissance est d’autant plus fort que le bassin versant présente une part importante d’écoulements superficiels, et a donc une moins grande inertie hydrogéologique.

Étant donné que les temps de réaction des bassins versants sont relativement courts (2‑10 ans), il se peut que l’on commence à constater l’effet sur les eaux superficielles d’une inversion de tendance concernant la pression agricole (baisse des fumures organiques et minérales azotées depuis le début des années 90). Ces tendances restent à confirmer et ne permettent pas encore d’atteindre, dans de nombreuses rivières, des concentrations de nitrate inférieures au seuil à partir duquel se produisent des proliférations macroalgales en zone côtière, ou de permettre sans problème la production d’eaux destinées à la consommation humaine.

Mots clés:

• Bretagne,
• nitrate,
• évolution pluriannuelle,
• régression multiple,
• débit fluvial,
• eutrophisation

Abstract

The study of the twenty-five largest rivers of Brittany showed that nitrate concentrations are positively correlated with river flow, in 90 % of the cases. The hydrogeological characteristics of the watersheds had an influence on these relationships. In this respect, river basins characterized by prevalent surficial water runoff exhibited higher correlation coefficients and lower lag times between river flow sequences and nitrate concentrations.

The multi-year trend in riverine nitrate concentrations indicated a fourfold increase over 30 years. Nevertheless, 80% of rivers exhibited a recent decrease in nitrate concentrations, independent of inter-annual river flow fluctuations. The highest annual rates of nitrate decrease corresponded to river basins for which rapid surficial runoff, a sign of lower hydrogeological “inertia”, was prevalent. This result may be due to a decrease in agricultural pressure (i.e., a decrease of organic manure and mineral fertilizer use since the 1990’s) in watersheds with a fairly short reaction time (between 2 and 10 years). Nevertheless this decrease in nitrate concentrations must continue in order to reach concentrations low enough to limit macroalgal eutrophication in coastal zones and to attain levels that are safe for human consumption as drinking water.

Keywords:

• Brittany,
• nitrate,
• multi-year trend,
• multiple regression analysis,
• river flow,
• eutrophication