Les teneurs en ammonium relevées dans les stations du bassin versant présentent une cyclicité marquée. Des pics pouvant atteindre entre deux et dix fois la valeur moyenne de chaque station sont observés entre décembre et janvier, mais également de manière plus spectaculaire en juillet. La variabilité saisonnière des conditions de température et d’humidité expliquent la plupart des pics observés. Il convient donc de les différentier de l’évolution des teneurs en ammonium dues aux pratiques agricoles.
L’augmentation du lessivage par les pluies d’automne et d’hiver sur des sols peu couverts ou présentant des reliquats d’azote non valorisés par les cultures favorise le transfert de l’azote vers le cours d’eau. Le phénomène est toutefois beaucoup moins important pour l’ammonium, moins soluble que le nitrate. En période estivale, l’augmentation de la température et à la diminution de l’humidité des sols favorisent le processus d’ammonification dont le produit est l’ammonium, et défavorisent le processus de nitrification qui en consomme.
1. Evolution des teneurs en ammonium sur la Seille
Graphique
Figure N°23 : Evolution des teneurs en ammonium dans le bassin versant de la Seille
Interprétation
Les teneurs en ammonium relevées dans la Seille sont relativement élevées et présentent des fluctuations importantes. La valeur minimale constatée est de 0,11 mg/L à Metz en 2002 et la valeur maximale de 1,85 mg/L à Mulcey en 2004. Trois pics se démarquent et concernent la station Mulcey en amont du bassin versant : 1,38 mg/L en 1993, 1,41 mg/L en 1996 et 1,85 mg/L en 2004.
Sur l’ensemble des stations, quatre phases se distinguent :
– De 1992 à 1997 : des fluctuations d’amplitude importante précèdent la mise en place de mesures agri-environnementales d’envergure. Les teneurs en ammonium ne semblent pas maitrisées sur les différentes stations, bien que les premières parcelles ACNAT soient en place.
– De 1998 à 2002 : les fluctuations se stabilisent significativement et les teneurs sont à la baisse sur l’ensemble des stations. Cette phase peut être imputable aux premiers effets positifs des mesures ACNAT et MAE, ainsi qu’au développement des CTE de 1999 à 2001.
– De 2003 à 2004 : toutes les stations connaissent une recrudescence spectaculaire des teneurs en ammonium. Il est probable qu’elle soit liée à une synergie de facteurs climatiques et anthropiques. En effet, l’été 2003 est marqué par la canicule et des extrêmes de température et de sécheresse favorables à la persistance de l’ammonium dans le milieu. De même, les hivers 2003 et 2004 ont montré une pluviométrie importance favorable au lessivage des reliquats d’azote vers le cours d’eau. Enfin, cette période succède à l’arrêt de la contractualisation des CTE au profit de la mise en oeuvre des CAD dont le succès n’a pas été à la hauteur des espérances des gestionnaires. Il est donc possible que le pic d’ammonium mesuré puisse correspondre à une période de transition « moins encadrée » en termes d’élevage et d’épandage.
– Depuis 2005 : les teneurs en ammonium semblent se stabiliser à la baisse avec une amplitude réduite et laissent penser à une meilleure gestion de la pollution par l’ammonium. Cette amélioration pourrait être le fruit du programme Agri-Mieux Aquae Seille initié en 2005 et des MAEt développées progressivement depuis 2007. Un pic à 0,6 mg/L à Metz en 2008 est à noter, tout en rappelant que la station n’est pas réellement concernée par les mesures agri-environnementales. Une valeur 2011 à la hausse à Mulcey se démarque également. Il conviendrait de suivre l’évolution de la station en 2012 et 2013.
De manière générale, la pollution par l’ammonium sur le bassin versant de la Seille montre une amélioration peu marquée, comme en témoignent les droites de tendance des stations Mulcey, Salonnes, Chambrey et Nomeny. La baisse des valeurs maximales et des fluctuations est relativement significative tandis que la baisse des teneurs annuelles moyennes est plus limitée. Seule la station Metz ne suit pas cette tendance, probablement à cause de sa particularité de station urbaine aval soumise aux rejets urbains et industriels. Il semblerait toutefois que les dispositifs agri-environnementaux mis en oeuvre sur le bassin versant de la Seille aient un impact général relativement significatif sur la pression exercée par les effluents organiques issus de l’élevage et donc sur la pollution exercée par cette forme non-stable de l’azote qu’est l’ammonium.
2. Evolution des teneurs en ammonium par zone
Les graphiques par secteur en plus grand format sont disponibles en annexe.
Le secteur amont : Mulcey et Haboudange
Figure N°24 : Evolution de la teneur en ammonium dans le secteur amont
Le secteur amont, le plus soumis à la pression de l’élevage, présente les teneurs les plus élevées du bassin versant avec des valeurs moyennes jusqu’à deux fois plus hautes que dans les autres secteurs. Les fluctuations sont importantes de 1992 à 1997 avant le dispositif ACNAT et les MAE. De 1998 à 2002, les teneurs baissent et se stabilisent, peut-être en réponse au développement du dispositif et à la mise en place des CTE dès 2001. L’ammonium connait une hausse spectaculaire en 2003 et 2004, probablement en réponse aux conditions climatiques décrites précédemment. Une deuxième cause peut être avancée : l’arrêt de la contractualisation des CTE au profit des CAD qui a pu occasionner une année de transition en termes de gestion raisonnée de l’élevage. En 2005 et 2007, le programme Agri-Mieux Aquae Seille et les MAEt qui concernent essentiellement ce secteur semblent stabiliser les teneurs et réduire les valeurs maximales.
Seuls mai 2006 et avril – octobre 2011 rompent la tendance en raison de conditions climatiques particulièrement chaudes et sèches (parmi les plus extrêmes des cinquante dernières années). Les droites de tendance sont difficilement exploitables en raison de données discontinues à Haboudange, et de la valeur extrême de 10 mg/L en aout 2010 à Mulcey qui fausse la tendance générale. En testant l’influence de cette valeur sur la droite de tendance – en la remplaçant par exemple par une valeur moyenne haute de 0,5 mg/L – on obtiendrait une différence significative de la pente associée :
– En conservant 10 mg/L : Y = -0,000004 X + 0,565175 R² = 0,000146
– En prenant 0,5 mg/L : Y = -0,000032 X + 1,570372 R² = 0,035350
Avec ou sans cette valeur extrême, les dispositifs agri-environnementaux concernant la pression d’élevage sur le secteur de la Seille semblent avoir une influence « au moins relativement significative » sur les teneurs en ammonium.
La petite Seille : Salonnes et Haboudange
Figure N°25 : Evolution de la teneur en ammonium sur la petite Seille
La petite Seille subit une pression liée aux effluents d’élevage moins marquée que les stations en tête de bassin versant et présente des teneurs en ammonium jusqu’à deux fois plus faibles qu’à Mulcey. Les quatre phases décrites sur le secteur amont sont présentes avec des fluctuations moins marquées. L’allure générale du tracé depuis 2005 permet de penser que les dispositifs agri-environnementaux ont un impact relativement significatif sur l’évolution des teneurs en ammonium.
Le secteur médian : Nomeny et Chambrey
Figure N°26 : Evolution de la teneur en ammonium dans le secteur médian
Le secteur médian subit une pression liée à l’élevage comparable à la petite Seille. Les teneurs en ammonium du même ordre de grandeur le confirment. Les fluctuations sont toutefois plus marquées qu’ailleurs et discrétisent les périodes caractéristiques visibles sur le graphique compilé. L’allure particulièrement irrégulière du tracé jusqu’en 2007 laisse penser que les dispositifs agri-environnementaux ont une influence moins significative que sur la petite Seille, un secteur pourtant similaire.
Le secteur aval : Metz et Cheminot
Figure N°27 : Evolution de la teneur en ammonium dans le secteur aval
Les deux stations disponibles pour le secteur aval appartiennent à des paysages différents : Cheminot dans un paysage agricole où la pression liée à l’élevage est moins importante qu’en amont, et Metz dans un paysage urbain où la qualité de l’eau est éventuellement influencée par les rejets urbains et industriels.
Les deux tracés sont corrélables mais leur irrégularité ne permet pas de mettre en évidence les phases caractéristiques d’une meilleure gestion de la pression agricole. Les dispositifs agri-environnementaux n’ont ici pas d’effet significatif sur l’ammonium. Metz présente même la particularité de voir ses teneurs augmenter depuis 2002. L’origine agricole ou industrielle/urbaine des rejets d’azote ne peut être évaluée ici.
La zone Natura 2000 : Mulcey et Salonnes
Figure N°28 : Evolution de la teneur en ammonium dans la zone Natura 2000
Les deux stations choisies représentent respectivement le secteur amont et l’aval de la petite Seille et possèdent les caractéristiques propres à ces zones. Rassembler ces deux stations permet de mettre en évidence des caractéristiques propre à la zone Natura 2000. Les deux tracés sont relativement indépendants, Salonnes étant plutôt dominée par l’influence de la zone amont de la petite Seille. On observe également un effet amont-aval avec des concentrations plus faibles pour Salonnes. Les quatre phases caractéristiques recherchées sont présentes et permettent d’apprécier l’influence des mesures ACNAT et MAE dans un premier temps, du dispositif CTE dans un second temps et du dispositif Aquae Seille et MAEt dans une troisième période. La zone Natura 2000 est le seul secteur de l’étude où la significativité de l’influence des dispositifs agri-environnementaux concerne les deux stations.
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