Fiche Résumé 13-AEP-07

Les stations d'alerte installées sur les ressources superficielles en amont des prises d'eau des usines de production d’eau potable (UPEP) font partie de la sécurisation de l’eau potable. En raison du risque sanitaire qu’elles peuvent représenter ou des nuisances qu'elles provoquent sur les filières, les algues peuvent être incluses dans les paramètres à suivre. Il est alors nécessaire d’utiliser un analyseur de suivi en continu des algues.

Les méthodes fluorimétriques, développées dans les années 60 et optimisées depuis, sont adaptées à ce type d’utilisation car elles sont rapides, peu coûteuses et automatisables. Leur principe repose sur l’évaluation de l’intensité de fluorescence de la chlorophylle a (Chl a) à 680 nm (longueur d’onde d’émission), après excitation de différents pigments photosynthétiques à diverses longueurs d’onde (longueur d’onde d’excitation) : 470 nm pour les Chlorophycées, 590 et 610 nm pour les Cyanobactéries, 470 et 525 pour les Diatomées/Dinoflagellés et 570 nm pour les Cryptophycées. L’intensité de fluorescence de la chlorophylle a est proportionnelle à la quantité de Chl a dans les cellules du phytoplancton. A l’heure actuelle, il existe un certain nombre d’instruments capables de donner des informations concernant la biomasse du phytoplancton par mesure de fluorescence.

L’AOA (Algae Online Analyser) est un fluorimètre qui mesure la concentration en chlorophylle a (Chl a) et distingue simultanément quatre grands groupes phytoplanctoniques sur la base de leur spécificité pigmentaire. Ainsi, l’AOA permet de suivre la dynamique de la biomasse globale du phytoplancton (mesure de la Chl a), celle des Chlorophycées, des Diatomées/Dinoflagellés, des Cyanobactéries et des Cryptophycées. Une mesure des substances jaunes (particules de matière organique) peut également être réalisée. L’intérêt de cet instrument est l’acquisition de mesures toutes les 10 minutes permettant le suivi et l’étude de l’évolution de la biomasse du phytoplancton.

Le SEDIF s'est équipé en 2005 d'une sonde de type AOA, installée sur la prise d'eau de l'usine de Neuilly-sur-Marne (appareil BBE on line). Cet analyseur a montré son intérêt en terme d'exploitation de la filière en situation de crise. Il permet d’adapter au mieux le traitement en fonction de la charge et de la nature du phytoplancton de façon à se prémunir entre autres contre le colmatage des filtres. Cependant, si les résultats sont satisfaisants au niveau qualitatif, ils présentent des faiblesses au niveau quantitatif (sous-estimation ou sur-estimation selon les espèces, donc sous-estimation ou sur-estimation du pouvoir colmatant qui dépend de la taille des algues). Ces faiblesses proviennent du calage initial de l'analyseur qui a été réalisé par le fournisseur sur des populations d'algues standard à dominante de Cyanobactéries. Or, les populations d'algues les plus fréquemment retrouvées dans la Marne sont surtout des Diatomées en début d'année puis des Chlorophycées au printemps et en été, espèces essentiellement unicellulaires de petites tailles donc pouvant colmater rapidement les filtres utilisés en production d’eau potable.

L'objectif de l'étude est de calibrer la sonde en fonction des algues présentes dans le milieu (la Marne) pour obtenir des résultats quantitatifs plus fiables. Les données obtenues avec la sonde ont été comparées à celles obtenues par la méthode normalisée (spectrophotométrie), ce qui a permis d’ailleurs de mettre en évidence que le solvant préconisé dans la méthode normalisée pour extraire la Chl a (acétone 90 %) est à optimiser pour éviter une sous-estimation des résultats. Une démarche a alors été entreprise pour proposer une amélioration de la méthode normalisée existante en remplaçant l’acétone 90 % par l’éthanol 100 %, l’éthanol ayant donné, avec un protocole associé, de meilleurs résultats lors de cette étude.

La calibration réalisée sur la sonde a amélioré les résultats sans toutefois les corriger complètement. Les résultats du suivi de la Marne en 2011 et 2012 ont montré que l’AOA permet de mesurer la dynamique des groupes de phytoplancton majoritaires mais également minoritaires. En dehors des pics de Diatomées/Dinoflagellés observés en hiver, la sonde confirme clairement une augmentation de la biomasse des Chlorophycées en période estivale ainsi que quelques développements de Cyanobactéries en période hivernale. Les pics de Diatomées/Dinoflagellés observés en hiver pourraient être corrélés à l’augmentation du débit et/ou de la turbidité avec une conséquence directe sur l’augmentation du signal des substances jaunes.