Fiche Résumé 10-AQUA-01

L'estuaire de la Seine est classé parmi les milieux les plus contaminés d'Europe (forte activité économique). Les "matrices intégratrices" tels que les sédiments anciens sont les témoins des pressions du passé qui s'enregistrent dans les dépôts alluviaux. Ainsi, tout remaniement de ce stock sédimentaire renfermant des contaminants peut entraîner une pollution secondaire du milieu, alors que ces dernières années, une nette amélioration de la qualité du milieu est observée pour beaucoup de polluants grâce aux réglementations plus strictes et aux technologies moins polluantes. Cette pollution persistante se déplace avec les flux sédimentaires et les sédiments de dragages vers la baie de Seine. Le panache de la Seine se fait sentir tout aux long des côtes jusqu'à la mer du Nord à cause des courants résiduels puissants.

Pour connaître l'état du milieu, les premiers réseaux de suivi de la qualité de la Seine dans son estuaire ont démarré en 1956 avec des mesures in situ de la température et des matières en suspension (MES). Puis des analyses physico-chimiques ont été ajoutées en 1970 et enfin, le suivi régulier des sédiments a été mis en place à partir de 1980. Ainsi depuis cette date, certains métaux et autres polluants persistants à forte affinité avec le compartiment particulaire (PCB et une dizaine d'années plus tard les HAP) sont mesurés. Il n’y a pas de données sur la période d'après guerre (2e guerre mondiale) quand les pressions, notamment d'origine industrielle et dues au développement du transport routier, étaient très fortes. Par ailleurs, sur une trentaine d'années d'observation, de nouvelles molécules ont été ajoutées à la liste des substances suivies et la précision des techniques analytiques s’est en permanence améliorée au cours du temps. L'interprétation des données historiques pour comprendre entre autres les relations “pression/impact” n'est donc pas aisée en raison des lacunes dans les séries temporelles et des limites de quantification variables.

L'Agence de l'Eau (banque de données de référence pour la physico-chimie des eaux de surface) et ses partenaires sont chargés d'évaluer l'état des milieux aquatiques et d'œuvrer pour améliorer l'état écologique et chimique dans le cadre des dernières réglementations internationales, communautaires et nationales (convention OSPAR, Directive Cadre sur l'eau, Directive Cadre Stratégie Milieu Marin, Grenelle…). La question de la gestion des polluants à long cycle de vie se pose également car nombre de ces polluants ont la propriété de s'accumuler tout au long de la chaîne trophique, avec in fine des effets négatifs au niveau de l'écosystème (l'homme inclus).

Dans le cadre du projet GIP Seine-Aval RHAPSODIS (Reconstitution de l'Historique des Apports Particulaires à la Seine par l'Observation De leur Intégration Sédimentaire), des prélèvements de carottes sédimentaires sont réalisés en 2008 en Seine dans la Darse des Docks au niveau de Rouen. Ce bassin portuaire n'est plus utilisé ni dragué depuis une cinquantaine d'années et renferme des sédiments non remaniés. Les analyses des carottes ont révélé la présence de divers contaminants dont certains font partie des substances prioritaires et dangereuses avec un objectif de réduction affiché dans le SDAGE. Afin de dater la carotte et de reconstituer les flux à l'origine du stockage des polluants métalliques, les objectifs suivants ont été fixés :
- effectuer le premier recensement des sources majeures des contaminants susceptibles de s'accumuler dans les sédiments de l'estuaire dulçaquicole de la Seine ;
- expliquer les variations importantes des concentrations "enregistrées" dans les carottes sur les 50 dernières années en les comparant avec les sources recensées : établir la chronologie des rejets et dater les variations enregistrées dans les sédiments ;
- étudier in fine la relation "pression/impact” sur le milieu.

Les métaux étant parmi les premiers éléments mesurés dans les réseaux de surveillance sur le support "sédiments", une attention particulière est portée à ce groupe. En analysant les facteurs d'enrichissement des éléments détectés dans les carottes, un cortège de métaux est ressorti. La composition métallique (Zn, Cr, Cu, Cd, Ni, Pb, Hg, As, etc.) mais aussi les radionucléides font penser aux impuretés constituant des phosphogypses. Le phosphogypse est le sous-produit de la fabrication de l'acide phosphorique résultant de l'attaque sulfurique d'un minerai de phosphate de calcium naturel (apatites). Ainsi, la première approche est d’établir l'historique de la production des phosphogypses et de suivre l'évolution temporelle du traitement de ce sous-produit (le rejet).

Pour rechercher les contributeurs potentiels de la pollution métallique de l'estuaire, le paysage industriel de la basse Seine est dressé des années 20 du siècle dernier jusqu'à nos jours, en se basant sur des sources bibliographiques et des interviews. Deux usines ont fabriqué des engrais phosphorés sur Rouen : l'une a arrêté ses activités en 1992 et l'autre a fermé l'atelier "acide phosphorique" en 2004. Jusqu'en 1974, les rejets des phosphogypses s'effectuaient directement dans la Seine sans aucun traitement. Entre 1974 et 1984, les deux usines proches de la Darse ont mis en place le transport des phosphogypses par barges et clapage de leur gypse en baie de Seine. A partir de 1984, le stockage à terre des phosphogypses fut adopté avec un traitement des lixiviats acides. Le rejet final, drainant les tas de phosphogypses à Annevillle et à Saint-Etienne-du-Rouvray, s'effectue toujours à 2 km en amont de la Darse des Docks et représente un flux de cadmium très important pour l’estuaire. Quelques autres sources importantes de métaux ont été localisées plus en amont de la zone industrielle de Rouen (ces sources seront étudiées par la suite) à hauteur d'Oissel et d'Elbeuf.

Une base de données a été construite à partir des données archivées par différentes structures sur les volumes rejetés ainsi que sur les teneurs en métaux et autres substances de ces deux usines. La quantification fine des flux arrivant au droit de la Darse des Docks reste néanmoins difficile à cause des lacunes dans les suivis, des pertes d’archives et des incertitudes sur les données. Les grandes tendances temporelles observées dans les carottes sont cependant confirmées et l'empreinte des phosphogypses est visible.