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http://www.bretagne-environnement.org/Media/Dossiers/La-pollution-de-l-eau-par-les-nitrates/Le-lessivage-du-sol-principale-voie-de-transfert-dans-l-eau

 

Dernière modification le 02 octobre 2007


comment ça marche ?

Le lessivage du sol, principale voie de transfert dans l’eau

Rédigé par :

Emilie Novince (OEB)

En collaboration avec :

Patrick Durand Institut national de la recherche agronomique - Centre Inra de Rennes (Inra)




Le nitrate est la forme la plus mobile de l'azote dans le sol. Il se présente essentiellement sous forme dissoute dans l'eau et n'interagit donc pratiquement pas avec les minéraux du sol sous une forme particulaire.


Le cycle de l'azote 1 dans les milieux terrestres et aquatiques est complexe. La forme d'azote dans les eaux de surface dépend de plusieurs facteurs, dont le pH, la concentration d'oxygène dissous et les communautés biologiques présentes. Toutes les formes d'azote libérées dans les eaux de surface peuvent se transformer en nitrates sous l'action des bactéries et par la transformation des nitrites en nitrates par l'action chimique.

Les nitrates d'origine agricole atteignent les cours d'eau par deux circuits distincts :

- du fait de leur forme soluble, les nitrates des sols sont lessivés par l'eau de pluie. Sur les versants cultivés, les nitrates sont ainsi transférés par écoulement vertical 2 (infiltration, percolation), des sols vers les nappes. Les écoulements de nappes transfèrent ensuite les nitrates vers les cours d'eau. Pour finir, les cours d'eau transfèrent les nitrates vers les estuaires et la mer ;
- le ruissellement de surface 2 et les écoulements de subsurface, c'est-à-dire dans les premiers centimètres du sol, peuvent également être des vecteurs de transferts horizontaux des nitrates des sols vers les rivières. Néanmoins, dans le contexte breton, le ruissellement de surface n'est pas une voie de transfert importante des nitrates, d'une part du fait de la bonne perméabilité des sols qui favorise l'infiltration, d'autre part parce que les eaux de ruissellement sont souvent très peu concentrées et conduisent généralement à diluer les nitrates des rivières.

Les nitrates, éléments très solubles, traversent les milieux à une vitesse comparable à celle de l'eau de percolation. Cependant, les temps de transfert 3 des nitrates sont très variables en fonction du circuit emprunté :
- dans le réseau hydrographique la vitesse de transfert des nitrates de la source à la mer est rapide, de l'ordre d'une semaine. Exception faite en période d'étiage, l'été et si des retenues d'eau interrompent le parcours de la rivière ;
- dans la nappe, le temps de parcours des nitrates est beaucoup plus long, de l'ordre de plusieurs années. Il est fortement conditionné par les processus hydrologiques de transfert, liés à la vitesse de déplacement de l'eau dans les porosités du sol et dans la nappe. D'autre part, les nitrates peuvent être stockés dans le sol avant qu'ils ne soient infiltrés par l'eau.

Au cours des transferts d'un compartiment de l'environnement à un autre, l'azote est soumis à des réactions microbiennes d'une part, et à des phénomènes de diffusion et de dispersion d'autre part. Ces derniers tendent à homogénéiser les concentrations, surtout dans la nappe. La principale voie de disparition des nitrates au cours de leur transfert est la dénitrification. Il s'agit d'une sorte de respiration pratiquée par certains microbes quand l'oxygène vient à manquer, c'est-à-dire, principalement, dans les zones gorgées d'eau. En surface elle se produit essentiellement dans les zones humides, là où l'humus est important et l'engorgement prolongé (dénitrification hétérotrophe). Parfois, quand le sous-sol contient certains minéraux particuliers (pyrite, par exemple), une autre forme de dénitrification peut intervenir dans les nappes profondes, et aboutir à la production d'eau riche en fer et en sulfate, et pauvre en nitrate (dénitrification autotrophe). Ces réactions conduisent à des pertes d'azote qui peuvent être extrêmement variables selon les milieux. Entre le champ et la rivière de 10 à 80 % des nitrates lessivés peuvent disparaître, avec une moyenne de perte se situant autour de 30 %. Mais les capacités d'épuration du milieu sont difficiles à quantifier et à maîtriser.


Sources

Fiches techniques pour la compréhension des bassins versants et le suivi de la qualité de l'eau - Conseil scientifique de l'environnement de Bretagne - 2005 - 2008