Suivi 2006 de la qualité des eaux de la retenue de Villerest

Le bureau d’études Eco-Hydro-Services a été chargé par l’Etablissement Public Loire : - d’assurer le suivi de la qualité des eaux de la retenue de Villerest, - d’interpréter les résultats fournis par les mesures réalisées dans le cadre du RNB sur la Loire au niveau des stations de Balbigny et de Villerest, - de faire le bilan des informations obtenues par la station de mesures en continu installée par l’Etablissement Public Loire dans le proche aval du Barrage.

Le présent rapport fait la synthèse des données de l’année 2006

1 Suivi 2006 de la qualité des eaux de la retenue de Villerest

Sommaire

A- / Matériel et Méthodes 1-/ Qualité des eaux de la retenue 1 2-/ qualité des eaux de la Loire 2

B-/ Gestion de la retenue 3

C-/ Qualité des eaux de la retenue 1-/ Qualité physico-chimique des eaux 4 2-/ Evolutions des paramètres biotiques 20

D-/ Qualité des eaux de la Loire 1-/ Station de Balbigny 24 2-/ Station de Villerest 28 3-/ Charges en N, P, C et MES à Balbigny et Villerest 32 4-/ Flux de nutriments à l’entrée et à la sortie de la retenue 33 5-/ Qualité des eaux de la Loire au niveau de la station de mesures en continu 34

E-/ Résumé et Conclusions 1-/ Qualité des eaux de la Loire 37 2-/ Qualité des eaux de la retenue 40

Annexes Figures Tableaux Rapport Ecole des Mines de Paris Rapport final 2005 Rapport intermédiaire 2006 Indices Oligochètes

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A-/ Matériel et Méthodes

1-/ Qualité des eaux de la retenue Le suivi de la qualité des eaux de la retenue de Villerest a été défini dans le protocole établi par l’Etablissement Public Loire et l’Agence de l’Eau Loire-Bretagne lors de l’appel d’offres de 2005, selon le schéma de mesures et prélèvements précisés ci-dessous.

Ce suivi porte sur 2 stations : - le Pont de Presle situé à 23 km de l’amont de la retenue et à 12 km de la digue ; en période de remplissage normal, la profondeur de cette station est voisine de 27 m, - le Barrage, la profondeur maximale, à la verticale de notre point de prélèvements (au niveau de la ligne de bouées) est de 45 m.

Fréquence des Nombre d’échantillons Paramètres à analyser Mesures in situ campagnes - - + Pont de Presle 3 6 NO2 , NO3 , NH4 , NKJ, Profil vertical : et de novembre à mars échantillons intégrés P total, ortho-P O2, t°, pH, Barrage zone euphotique SiO2 conductivité, - - + Pont de Presle 14 28 NO2 , NO3 , NH4 , NKJ, potentiel et d’avril à octobre échantillons intégrés P total, ortho-P d’oxydo- Barrage fréquence zone euphotique SiO2 réduction bimensuelle COD, transparence Chlorophylle a et phéopigments Pont de Presle de 4 à 10 de 8 à 20 Dénombrement et et de mars à octobre échantillons intégrés identification du Barrage fréquence dans la zone phytoplancton et biomasse bimensuelle de euphotique juillet à octobre - - + Barrage 12 12 NO2 , NO3 , NH4 , NKJ, Fond- 0.5 m de mai à octobre échantillons ponctuels P total, ortho-P fréquence SiO2 bimensuelle Fe, Mn Pont de Presle 4 échantillons intégrés Microcystine et d’avril à octobre Barrage Barrage 1 1 Oligochètes

De plus : - le suivi thermique de la retenue et de la Loire au niveau de Balbigny est assuré par l’Ecole des Mines de Paris en la personne de Michel Poulin. Les mesures de températures sont effectuées toutes les heures. Dans la retenue, la ligne thermique installée à proximité du Barrage comporte 11 thermistances réparties régulièrement entre la surface et le fond de la colonne d’eau. Le rapport correspondant est fourni en annexes.

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- La qualité de la faune benthique (Indice Oligochètes) a été étudiée dans le secteur du Barrage. Les prélèvements ont été faits par nos soins le 23 octobre 2006 sur 3 stations différentes à 34 m (au niveau de la ligne de bouée) à 24 m et 11m de profondeur. Les coordonnées GPS de ces stations figurent en annexes. Les échantillons ont été adressés, pour déterminations et interprétation au bureau d’études BURGEAP. Nous joignons ce rapport d’étude au présent dossier.

En 2006, les prélèvements dans la colonne d’eau de la retenue ont été effectués aux dates suivantes :

31 janvier 15 mars 5 avril 19 avril 4 mai 29 mai 12 juin 26 juin 12 juillet 26 juillet 7 août 21 août 4 septembre 25 septembre 11 octobre 23 octobre 19 décembre

Le phytoplancton a été prélevé sur le terrain par le bureau d’études Eco-Hydro- Services et adressé pour déterminations et quantification au bureau d’études Bi-Eau. Les résultats sont intégrés et commentés dans ce dossier.

2-/ Qualité des eaux de la Loire à l’amont et à l’aval de la retenue La qualité des eaux de la Loire est définie, dans le cadre des mesures mensuelles du réseau National de Bassin, sur les 2 stations : - de Balbigny (RNB 011300) à l’amont de la retenue, - de Villerest (RNB 013000) à l’aval de la retenue.

Les débits journaliers du fleuve à l’entrée et à la sortie de la retenue nous ont été fournis par l’Etablissement Public Loire. Ils sont également disponibles (Banque HYDRO) au niveau des stations de : - Feurs K 0700010, située à l’amont de Balbigny, - Villerest K 0910010.

En complément de ces stations, l’Etablissement Public Loire a installé, à l’aval immédiat de la retenue, une station de mesures en continu du pH, de la température et de la concentration en oxygène dissous. Cette station est gérée par le personnel d’EDF présent au Barrage. En 2006, ces paramètres ont été suivis de janvier à décembre

Notre mission est d’interpréter l’ensemble des données acquises à la fois dans la retenue et dans la Loire à l’amont et à l’aval du plan d’eau.

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B-/ Gestion de la retenue

La retenue de Villerest est intégrée dans le programme d’aménagement de la Loire permettant : - de soutenir les étiages du fleuve en garantissant 8 m3/s à Roanne à l’automne et 12 m3/s pendant le restant de l’année, - d’écrêter les crues dont le débit est supérieur à 1000 m3/s à l’amont.

L’altitude maximale du miroir du plan d’eau en exploitation normale se situe à la cote 315 NG. Dans ce cas : - la superficie de la retenue est proche de 770 ha, - la capacité du plan d’eau est de 128 Mm3, - la profondeur maximale au pied de la digue est de 45 m.

Les lâchures de restitution se font par l’intermédiaire de l’une ou l’autre des 2 vannes situées : - à la cote 290 NGF pour la vanne haute, - à la cote 280 NGF pour la vanne basse, soit 8 m au-dessus du fond du plan d’eau.

Le protocole d’ouverture et de fermeture de ces vannes est identique chaque année : - la vanne haute est ouverte entre le 1er jour ouvrable de mai et le dernier jour ouvrable de juillet, - la vanne basse assure les écoulements entre le 1er jour ouvrable d’août et fin avril.

Afin de pouvoir assurer son rôle de barrage écrêteur de crue, et en prévision des pluies automnales, le niveau de la retenue est ramené tous les ans à la cote 304 NGF entre le 15 septembre et le 1 décembre. En 2006, le niveau de remplissage de la retenue a été abaissé de 5 m (soit en moyenne 10 cm par jours) entre le 20 juillet et le 10 septembre dans le cadre de la mission de soutien d’étiage. Puis, les débits des lâchures se sont fortement accrus et la cote 303.6 NGF a été atteinte le 19 septembre (figure 1)

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La cote de la retenue au moment des prélèvements est rappelée dans le tableau ci- dessous date 31/01 15/03 5/04 19/04 4/05 29/05 12/06 26/06 12/07 cote 314.86 313.84 313.79 313.86 313.82 313.49 314.66 312.62 313.73 date 26/07 7/08 21/08 4/09 25/09 11/10 23/10 19/12 312.86 311.20 310.68 310.43 303.66 303.58 303.63 313.41

Les débits mensuels de la Loire à l’entrée et à la sortie de la retenue sont indiqués dans le tableau ci-dessous :

Mm3 J F M A M J Ju A S O N D Feurs 102 169 219 276 89 37 38 29 72 68 114 118 Villerest 78 173 221 275 88 30 43 35 108 61 114 50

Globalement, les débits de la Loire (fournis par l’Etablissement Public Loire: 1331 Mm3/an) permettent le renouvellement de la retenue 10 fois au cours de l’année. Cependant les variations sont importantes (figure 2). Ainsi : - en avril les volumes entrant correspondent 2 fois la capacité de la retenue, - de juin à fin août, ces mêmes volumes égaux à 104 Mm3 sont inférieurs à la capacité maximale du plan d’eau (à la cote 314).

Comme nous l’avons déjà indiqué dans les rapports précédents, les quantités d’éléments nutritifs disponibles dans la retenue et donc la qualité des eaux au printemps sont étroitement dépendantes de la qualité des eaux de la Loire dans les semaines précédantes alors que, l’activité biologique globale des masses d’eau de fin d’été est encore partiellement influencée par les apports du début de l’été. Toutefois, l’impact de la charge entrante estivale : - diffère entre l’amont et l’aval de la retenue, - est fortement déterminé par le niveau de remplissage de la retenue en été. En effet, dans la mesure où les volumes de la retenue sont faibles en été et particulièrement en septembre et octobre, les nutriments transportés par la Loire sont moins dilués (en particulier dans le secteur amont) qu’au printemps.

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C-/ Qualité des eaux de la retenue

1-/ Qualité physico-chimique des eaux

1-1-/ Transparence (tableau 1) La transparence des eaux varie entre : - 0.5 m et 3.5 m au Barrage, - 0.7 m et 3.3 au Pont de Presle.

Globalement en tenant compte des 17 campagnes de prélèvements, les eaux sont plus claires au Barrage. Les valeurs moyennes de la transparence sont égales à 2.4 m au Barrage et 1.8 m au Pont de Presle. C’est en été (à partir de début juillet) et à l’automne, que cette plus grande clarté se manifeste au Barrage parallèlement à une moindre concentration en chlorophylle.

4 P. de Presle 3,5 Barrage

3

2,5

2

1,5 transparenceen m 1

0,5

0 J M A1 A2 M1 M2 J1 J2 Ju1 Ju2 A1 A2 S1 S2 O1 O2 D

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Les valeurs minimales sont mesurées : - le 4 mai au Barrage, en présence d’un peuplement algal extrêmement abondant très majoritairement constitué de Cryptophycées - le 7 août au Pont de Presle, avec une densité algale proportionnellement faible et un peuplement de Chlorophycées.

Si l’on se réfère à la classification des plans d’eau proposée par l’O.C.D.E, il apparaît que la retenue présentait au niveau des 2 stations : - les caractéristiques d’un milieu hyper-eutrophe si l’on prend comme base d’évaluation les valeurs minimales de la transparence des eaux, - les caractéristiques d’un milieu eutrophe si l’on prend comme base les valeurs moyennes annuelles de la transparence.

Ce résultat ne met pas en évidence une évolution significative de la qualité des eaux de la retenue par rapport aux années précédentes.

L’épaisseur de la zone euphotique, égale à 2.5 x transparence, est calculée ci-dessous pour chaque campagne et chaque station.

31/01 15/03 5/04 19/04 4/05 29/05 12/06 26/06 12/07 26/07 7/08 21/08 4/09 25/09 11/10 23/10 19/12 Pont de 6.2 8.2 3.7 4.7 4.2 5.2 5.0 6.2 2.7 3.2 1.7 4.0 3.7 2.7 3.2 3.5 8.0 Presle Barrage 8.7 7.5 3.7 5 1.2 6.5 5.0 8.7 7.7 6.2 6.2 4.2 5.5 4.7 4.7 6.2 8.0

1-2-/ Evolutions des valeurs de la température des eaux (tableaux 2a et 2b, figures 3a et 3b) Sur les 2 stations, les températures des eaux de surface sont minimales le 31 janvier et maximales le 26 juillet (après un mois de très fortes chaleurs). Elles varient entre : - 2.8 °C et 28, 1 °C au Barrage, - 2.2°C et 29, 4°C au Pont de Presle. Elles sont supérieures à 20°C entre le 12 juin et le 4 septembre.

A l’automne, à partir du 4 septembre, en raison de la plus grande profondeur de la retenue dans sa partie aval et de l’éloignement maximal de cette zone par rapport aux eaux de la Loire, les eaux de surface sont plus chaudes au Barrage qu’au Pont de Presle. La différence de températures entre les 2 stations est maximale le 25 septembre et le 23 octobre (respectivement 1.5 et 1.6°C).

Au printemps, le réchauffement rapide des eaux superficielles favorise la stratification thermique de la colonne d’eau et la mise en place d’une thermocline. Cette thermocline est observable d’abord le 29 mai au Pont de Presle, puis, dès le 12 juin sur les 2 stations. Son niveau supérieur se situe alors dans la partie haute de la colonne d’eau : - entre 4 et 5 m de fin mai à fin juin au Pont de Presle, - entre 5 et 6 m de début juin à mi-juillet au Barrage.

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A partir de début juillet, au Pont de Presle, et de fin juillet, au Barrage, avec le réchauffement des eaux de profondeur moyenne, cette thermocline s’enfonce dans la colonne d’eau. Son niveau supérieur est localisé à 16 m sur les 2 stations le 26 juillet, puis à 25 m au Barrage et à 22 m (soit à 3 m du fond de la station) au Pont de Presle, le 7 août.

Début août, les eaux superficielles se refroidissent (consécutivement aux modifications des conditions météorologiques) alors que le réchauffement des eaux profondes se généralise. Le 21 août, la thermocline n’est plus observable au niveau de la station du Pont de Presle où le gradient de températures n’est que de 2°C entre la surface et le fond de la retenue (à 24 m de profondeur). Au Barrage, en raison de la plus grande profondeur du site, les températures des eaux proches des sédiments évoluent peu au cours de l’été (8.2°C le 4 mai et 9.5°C le 11 octobre) favorisant, ainsi, la présence d’une thermocline jusqu’à la fin du mois d’octobre d’abord à 31 m le 4 septembre (à la cote 279) puis à 26 et 28 m de profondeur (au voisinage de la cote 275, soit à 7 m du fond de la retenue) en octobre.

Les évolutions de la profondeur du niveau supérieur de la thermocline au cours de l’été et la cote correspondante figurent dans le tableau ci-dessous.

29/05 12/06 26/06 12/07 26/07 7/08 21/08 4/09 25/09 11/10 23/10 Barrage Profondeur 5 5 6 16 25 29 31 26 28 28 en m cote 309 307 308 297 286 281 279 277 275 275 Pont de Presle Profondeur 4 4 5 11 16 22 en m cote 309 310 307 303 297 289

Ainsi, en juin au Pont de Presle et en juin et début juillet au Barrage, la zone euphotique et l’épilimnion sont confondus. Puis, avec l’enfoncement de la thermocline, les 2 zones se différencient nettement.

1-3-/ Evolutions des concentrations en oxygène dissous (tableaux 3a, b, c et d, figures 4a et 4b)

1-3-1-/ Pont de Presle a) L’ensemble de la colonne d’eau lors des prélèvements de janvier, mars et décembre, ainsi que la zone euphotique d’avril à fin juillet puis le 4 septembre sont bien oxygénés. Le taux de saturation en oxygène est alors égal ou supérieur à 80%.

Entre le 4 mai et le 26 juillet, les eaux superficielles présentent une importante sursaturation en O2 significative d’une forte production algale. Les valeurs maximales de la concentration en oxygène dissous atteignent 15.8 mg/l de O2 soit 213% de saturation dans les

9 Suivi 2006 de la qualité des eaux de la retenue de Villerest eaux de surface le 26 juillet. A cette date, la concentration en chlorophylle est élevée (62 µg/l) mais sans rapport avec une telle sursaturation en O2.

Début août, le refroidissement des températures des eaux superficielles et l’enfoncement de la thermocline entraînent le brassage de la colonne d’eau sur une épaisseur de 15 m affectant les 8 m supérieurs de la zone anoxique. Il en résulte une forte désoxygénation de l’épilimnion (59% de saturation en O2 dans les eaux de surface). Le 21 août, l’écart de températures entre les eaux de surface et les eaux de fond n’est plus que de 2°C, les teneurs en oxygène restent faibles dans les eaux superficielles alors que parallèlement les eaux profondes sont faiblement réoxygénées.

Fin octobre, le taux de saturation en oxygène est voisin de 80% en surface et de 60% au fond.

b) Les eaux profondes sont anoxiques dès le 29 mai. Cette totale désoxygénation affecte d’abord les 4 derniers mètres de la colonne d’eau. Puis la zone anoxique s’étend rapidement atteignant 6 m de profondeur le 12 juillet avec un secteur de faible réoxygénation entre 13 et 16 m probablement due à l’influence des eaux de la Loire. Le 26 juillet, à la suite d’un épisode pluvieux, le niveau supérieur de la zone anoxique s’enfonce de 2 m et la colonne d’eau à partir de 8 m de profondeur est uniformément anoxique. Il est à remarquer que, au cours du mois de juillet, la zone anoxique franchit la « barrière » de la thermocline et s’étend dans la partie inférieure de l’épilimnion sur une épaisseur de 6 puis de 8 m, et restant toutefois en dessous de la zone euphotique. La réoxygénation de l’ensemble de la colonne d’eau (sur une épaisseur de 17 m) se produit pendant le mois d’août parallèlement aux mouvements de masses d’eau induits par le refroidissement des températures, aux épisodes orageux qui se sont succédés à partir de fin juillet et au changement de la hauteur de la vanne de restitution.

250 surface Barrage P. de Presle 200

150

100 O2 O2 % de saturation 50

0 J M A1 A2 M1 M2 J1 J2 Ju1 Ju2 A1 A2 S1 S2 O1 O2 D

Oxygénation des eaux de surface en % de saturation en O2

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1-3-2-/ Au Barrage a) La colonne d’eau - jusqu’à 24 m en janvier, 37 m en mars, 12 m début avril, 26 m le 19 avril et 20 m le 4 mai- ainsi que la zone euphotique de fin mai à fin juillet sont bien oxygénées puisque le taux de saturation de ces masses d’eau est égal ou supérieur à 80%.

Comme au Pont de Presle, les eaux superficielles ont des teneurs élevées en oxygène pendant l’été : entre le 4 mai et le 12 juin puis lors des 2 prélèvements de juillet. Les teneurs maximales en O2 sont enregistrées le 4 mai avec 18.3 mg/l de O2 soit 203% de saturation. Au cours de cette campagne, la concentration en chlorophylle est maximale et égale à 228 µg/l et le peuplement algal, très majoritairement constitué de Cryptophycées, est très abondant.

L’ensemble de la colonne d’eau y compris les eaux superficielles est fortement déficitaire en oxygène de début août à fin octobre sauf le 4 septembre. A cette date les 2 premiers mètres présentent une nette sursaturation en O2 qui, associée à une valeur du pH égale à 8.8 unités en surface, est significative d’un accroissement de l’activité phytoplanctonique.

Au cours des 2 prélèvements d’août, le taux de saturation en oxygène dissous est, à toutes profondeurs, inférieur à 50% . Il est plus élevé, dans les eaux superficielles, de fin septembre à début octobre mais reste faible (de 55 à 66% de saturation dans les eaux de surface) Nous avons déjà décrit, au Pont de Presle, ce phénomène initié par le refroidissement des températures extérieures mais, sur la station amont, la désoxygénation est moins intense et la réoxygénation plus rapide probablement en raison des apports de la Loire.

b) Les eaux profondes sont anoxiques de janvier à fin octobre. Cette anoxie concerne uniquement les masses d’eaux proches des sédiments de janvier à début mai puis elle s’étend rapidement jusqu’à fin juillet. Le 26 juillet, la zone anoxique occupe les 32 derniers mètres de la colonne d’eau jusqu’à la profondeur de 8 m, remontant au-dessus de la thermocline dans l’épilimnion sur une hauteur de 7 m. Contrairement à ce qui a été observé au Pont de Presle entre le 12 et le 26 juillet, l’augmentation des débits de la Loire n’affecte pas l’extension de la zone anoxique. On assiste, à partir de début août (début du brassage des eaux de la partie haute de la colonne d’eau et mouvements des masses d’eau induits par le changement de hauteur de la vanne de soutien d’étiage puis l’abaissement du niveau de remplissage de la retenue) à une réduction progressive de l’étendue de cette zone anoxique mais son épaisseur est encore de 6 m le 23 octobre.

1-4-/ Evolutions des valeurs du potentiel hydrogène, de la conductivité et du potentiel Redox (tableaux 4a, b, c et 5a, b, c, figure 5)

1-4-1-/ Valeurs du pH des eaux a) Au niveau de la station Barrage

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De janvier à début mai, les eaux de la retenue au niveau de la station Barrage sont neutres à faiblement basiques et les valeurs du pH évoluent peu en fonction de la profondeur. De fin mai à début septembre, les différentes profondeurs s’individualisent nettement par rapport à ce paramètre : - les eaux superficielles (de 0 à 5 m de mai à début août et de 0 à 2 m début septembre) ont un caractère basique nettement marqué confirmant, avec à la forte élévation des teneurs en oxygène dissous dans les mêmes masses d’eau, la présence d’une importante activité photosynthétique ; les valeurs maximales du pH sont comprises entre 9 et 9.5 unités, le 12 juin puis les 12 et 26 juillet. - les eaux de fond, à partir de 20 m, s’acidifient faiblement parallèlement à l’installation des conditions d’anoxie. La valeur minimale du pH est égale à 6.48 unités le 25 septembre.

Remarque : Le 26 juillet, avec l’extension de la zone anoxique jusqu’à 8 m de profondeur, le pH des eaux des couches à 7 m et à 10 m diminue nettement et devient comparable à celui des eaux de fond (pH = 6.7 unités à 10 m).

A partir du mois de septembre, le pH des eaux de surface diminue alors que celui des eaux les plus profondes (encore anoxiques) se maintient entre 6.5 et 7 unités jusqu’à fin octobre. En décembre, les eaux sont neutres à très faiblement basiques et les valeurs du pH sont homogènes sur l’ensemble de la colonne d’eau

b) Au Pont de Presle Les évolutions des valeurs du pH sont identiques à celles qui sont observées au Barrage avec une forte élévation des valeurs dans les eaux superficielles de fin mai à début septembre. La valeur maximale, égale à 10.04 unités à été mesurée le 26 juillet à 0 m parallèlement aux teneurs maximales en oxygène dissous. Cependant, cette station étant moins profonde, - les eaux de fond subissent une acidification moins nette qu’au Barrage ; la valeur minimale du pH est égale à 6.95 unités le 26 juillet, - les valeurs du pH sont homogènes sur l’ensemble de la colonne d’eau dès le 25 septembre lorsque le niveau de remplissage de la retenue est stabilisé à la cote 303 après l’abaissement effectué à partir du 8 septembre.

1-4-2-/ Valeurs de la conductivité a) Au Pont de Presle La minéralisation des eaux diminue de janvier à début avril. Les valeurs de la conductivité, alors, peu différentes d’un niveau de la colonne d’eau à l’autre, varient entre 260 µS/cm le 31 janvier, et 168 µS/cm le 5 avril.

Dans la seconde partie du printemps et au cours de l’été (jusqu’à fin août), la minéralisation augmente et des différences apparaissent entre les profondeurs, les eaux de fond (jusqu’à 17 ou 20 m selon les périodes) étant globalement plus minéralisées que les eaux de surface. Cette situation peut avoir 2 origines non exhaustives : - la diffusion de certains éléments dissous à l’interface eau-sédiment en période d’anoxie ou de faible oxygénation,

12 Suivi 2006 de la qualité des eaux de la retenue de Villerest

- les apports de la Loire, dont les eaux, plus riches en éléments minéraux dissous que celles de la retenue, et plus froides que les eaux de surface, se mélangent aux eaux profondes. Les valeurs maximales de la conductivité égales, à 316 µS/cm sont mesurées dans les eaux de fond les 7 et 21 août alors que, au cours de la même période, la conductivité des eaux superficielles est voisine de 270 µS/cm.

En décembre la conductivité est plus faible et voisine de 210 µS/cm dans toute la colonne d’eau.

La minéralisation moyenne des eaux de la retenue (calculée sur l’ensemble de la colonne d’eau) évolue, au cours de l’année, parallèlement à la minéralisation des eaux de la Loire à Balbigny. Sur cette station fluviale, les valeurs de la conductivité sont minimales en période de débits élevés (avril, puis novembre et décembre) et maximales en période d’étiage. Elles sont plus élevées que celles de la retenue lors des campagnes d’août et octobre. Il existe une corrélation significative au seuil de 1% entre les valeurs de la conductivité (moyennée au cours de chaque campagne entre 0 m et le fond) des eaux de la retenue et la conductivité des eaux de la Loire à Balbigny.

330 Balbigny 310 P de P 290

270

250 230

210 conductivitéµS/cm 190 170

150 J F M A M J Ju A S O N D

b) Au Barrage Les évolutions de la minéralisation des eaux sont comparables sur les 2 stations du Pont de Presle et du Barrage. Sur cette station aval, les valeurs de la conductivité sont : - minimales le 19 avril (172 µS/cm en surface et 195 µS/cm dans l’échantillon de fond) - maximales en septembre et octobre dans les eaux de surface (277 µS/cm à 0 m le 25 septembre et le 23 octobre), - maximale fin août dans les eaux profondes (307 µS/cm à 25 m, le 21 août).

Bien que les valeurs moyennes de la conductivité (calculées sur l’ensemble de la colonne d’eau et pour chaque campagne au Pont de Presle et au Barrage) soient plus élevées de mai à fin août au Pont de Presle qu’au Barrage, il existe une corrélation significative au seuil de 1% entre les 2 groupes de valeurs. Le facteur de corrélation est plus élevé si l’on

13 Suivi 2006 de la qualité des eaux de la retenue de Villerest prend en considération, au Barrage, la colonne d’eau 0- 25 m (comme au Pont de Presle) au lieu de toute la colonne 0-45 m..

Il existe également une corrélation entre les valeurs moyennes de la conductivité au Barrage et les valeurs de la conductivité mesurées mensuellement dans la Loire sur la station de Balbigny mais le facteur de corrélation est moins élevé qu’au Pont de Presle et la corrélation n’est significative qu’au seuil de 5%.

Les évolutions de la minéralisation des eaux de la retenue au niveau des 2 stations de mesures sont donc grandement conditionnées par les variations de la minéralisation des eaux de la Loire. Toutefois l’impact du fleuve est plus important au Pont de Presle que sur la station aval.

1-4-3-/ Evolutions du potentiel Redox Les valeurs du potentiel Redox sont relativement difficiles à déterminer avec précision sur le site lors des campagnes de prélèvements dans la mesure où le temps théorique de stabilisation de l’électrode varie entre 15 et 30 m lors de chaque mesure. De ce fait, les données que nous avons obtenues ne doivent pas être considérées comme rigoureusement exactes, elles ne sont qu’indicatrices de l’évolution du milieu.

Sur les 2 stations, le potentiel d’oxydo-réduction (EH exprimé en mVolt) est positif dans les eaux ne présentant pas de sursaturation en oxygène (ensemble de la colonne d’eau en dehors de la période de stratification estivale, zone profonde faiblement oxygénée ou anoxique en été). Il est négatif dans les eaux de surface et principalement dans la zone euphotique en été. L’épaisseur des masses d’eau ayant un potentiel Redox négatif correspond alors à l’épaisseur des masses d’eau présentant une sursaturation en oxygène et un pH voisin ou supérieur à 8. En dessous de la zone de production phytoplanctonique, le potentiel Redox devient très rapidement positif et les écarts de valeurs sont importants en quelques mètres.

Il apparaît que le lien qui existe entre les plus faibles valeurs du potentiel Redox et les plus fortes valeurs du pH est plus général que celui qui existe entre les plus faibles valeurs du potentiel Redox et la sursaturation en oxygène. Ainsi, lors d’évolutions rapides des conditions d’oxygénation des masses d’eau superficielles comme cela se produit le 26 juin et le 7 août au Pont de Presle et au Barrage ainsi que le 21 août et le 4 septembre au Pont de Presle, les valeurs du potentiel Redox sont encore négatives alors que les eaux de surface: - ne présentent plus aucune sursaturation en oxygène et sont même fortement déficitaires en O2 (août et septembre) - ont un caractère basique marqué.

1-5-/ Evolutions des concentrations en carbone organique dissous (tableaux 6 et 7, figure 6) Les teneurs en carbone organique dissous ont été mesurées dans la zone euphotique des 2 stations lors des 14 campagnes de début avril à fin octobre.

Elles évoluent parallèlement au Pont de Presle et au Barrage et sont :

14 Suivi 2006 de la qualité des eaux de la retenue de Villerest

- minimales le 12 juin : 3.8 mg-C/l sur les 2 stations, - maximales le 26 juillet : 11.6 mg-C/l au Pont de Presle et 11.1 mg/l au Barrage. Ces valeurs importantes ne sont reliées à aucun paramètre identifiable comme des modifications du niveau de remplissage de la retenue ou des apports particulièrement importants en provenance de la Loire.

Les valeurs moyennes des concentrations calculées d’avril à octobre au Pont de Presle et au Barrage sont identiques et égales à 6.4 mg-C/l. Elles sont nettement supérieures aux concentrations moyennes annuelles en COD mesurées dans la Loire sur les stations de Balbigny (4.6 mg-C/l) et de Villerest (4.6 mg-C/l).

1-6-/ Evolutions des concentrations en silice (tableaux 6 et 7, figure 6) 1-6-1-/ Dans la zone euphotique Les teneurs en silice évoluent parallèlement dans la zone euphotique des 2 stations. Le coefficient de corrélations qui relie les 2 groupes de valeurs est significatif au seuil de 0.1%. Les concentrations moyennes calculées à partir des 17 campagnes sont légèrement plus faibles au Barrage (5.3 mg/l) qu’au Pont de Presle (5.9 mg/l). Elles sont très inférieures, sur les 2 stations, aux teneurs moyennes calculées dans la Loire à Balbigny (10.3 mg/l)

Les teneurs en silice sont élevées de janvier à fin avril lorsque le temps de séjour des eaux dans la retenue est faible. Voisines de 10 mg /l au Pont de Presle, elles varient entre 8 et 12 mg /l au Barrage.

A partir de début mai, la diminution des concentrations est très rapide. Ce phénomène est du : - à la consommation, en avril, de la silice disponible dans la retenue par les Diatomées printanières notamment au Barrage, - au faible renouvellement du stock à une période où la charge en silice apportée par la Loire est limitée. Les teneurs minimales sont mesurées fin juin dans l’ensemble de la zone euphotique : 0.7 mg/l au Pont de Presle et 0.6 mg/l au Barrage.

Une recharge en silice des eaux superficielles s’opère progressivement à partir du mois de juillet. Cette recharge, restreinte, sur les 2 stations jusqu’en septembre, est cependant plus importante au Pont de Presle en raison : - d’une moindre dilution des apports de la Loire sur cette station, - de la plus faible profondeur de cette station induisant un brassage complet de la colonne d’eau (favorisant la distribution dans la zone euphotique des éléments accumulés au fond de la retenue en période de stratification ) plus précoce qu’au Barrage.

Les teneurs en silice augmentent nettement à la fin de l’automne, parallèlement à l’accroissement des apports de la Loire. En décembre les concentrations sont équivalentes sur les 2 stations et égales à 12 mg/l.

15 Suivi 2006 de la qualité des eaux de la retenue de Villerest

1-6-2-/ Dans les eaux de fond au Barrage Les concentrations en silice évoluent de fin avril à fin octobre entre 12 et 16 mg/l. Dans cette zone profonde qui, en période de stratification, ne participe pas au développement phytoplanctonique, les concentrations sont stables et voisines de 12 mg/l jusqu’à fin juillet. Puis le maintien de la stratification thermique, dans les eaux profondes, favorise l’accumulation dans l’hypolimnion des éléments minéraux qui diffusent à l’interface eau- sédiment et les teneurs en silice augmentent jusqu’à fin octobre (16.7 mg/l le 23 octobre).

D’avril à octobre, la concentration moyenne en silice dans les eaux de fond de la station Barrage est égale à 13.7 mg/l alors que simultanément, la concentration en silice dans la zone euphotique est égale à 3.6 mg/l

1-7-/ Evolutions des teneurs en azote (tableaux 6 et 7, figure 6) 1-7-1-/ Concentrations en nitrates a) Dans la zone euphotique De janvier à mi-décembre, les concentrations moyennes en nitrates dans la zone euphotique des 2 stations sont comparables et égales à 1.20 mg-N/l. Elles varient entre : - 2.34 et 0.02 mg-N/l au Pont de Presle, - 2.51 et 0.14 mg-N/l au Barrage.

Les teneurs en nitrates sont, sur les 2 stations, maximales au printemps (2.34 mg-N/l au Pont de Presle et 2.51 mg-N/l au Barrage le 15 mars). Elles sont, alors, peu différentes des concentrations enregistrées dans la Loire à Balbigny (2.37 mg-N/l soit 10, 5 mg/l de NO3 le 17 mars) et ce, en conséquences du faible temps de renouvellement des eaux de la retenue à cette période de l’année (débits d’entrée 165 Mm3 en mars pour une capacité globale du plan d’eau de 128 Mm3).

Les valeurs minimales sont enregistrées en été, lorsque : - les débits de la Loire sont faibles, - les concentrations dans le fleuve sont minimales en absence de ruissellement sur le bassin versant - une partie des nitrates disponibles est consommée par les algues.

Les évolutions de ce paramètre sur les 2 stations de prélèvements de la retenue sont corrélées au seuil de 0.1% (le facteur de corrélation est égal à 0.97 pour 17 couples de valeurs).

De même, les teneurs en nitrates dans la Loire à Balbigny et les teneurs en nitrates au Pont de Presle présentent des variations temporelles parallèles. Le facteur de corrélation qui relie ces 2 groupes de valeurs est significatif au seuil de 2%. Les teneurs moyennes en nitrates dans la Loire sont légèrement supérieures à celles de la retenue et égales à 1.6 mg/l.

b) Dans les eaux de fond du Barrage Les teneurs en nitrates dans les eaux de fond sont maximales en avril. En absence de stratification thermique de la colonne d’eau, elles sont comparables aux valeurs mesurées dans la zone euphotique.

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Comme dans la zone euphotique, les nitrates sont progressivement moins abondants au cours du printemps et de l’été toutefois, les concentrations restent plus élevées que dans la zone euphotique en raison : - de l’utilisation des nitrates de la zone euphotique par la production phytoplanctonique, - de la diffusion d’azote minéral à partir des sédiments en zone profonde faiblement oxygénée.

En septembre et octobre, avec le maintien de l’anoxie dans les eaux de fond, les conditions d’oxydo-réduction sont telles que l’azote qui diffuse sous forme réduite à l’interface eau-sédiment ne peut être oxydé. Les nitrates sont presque totalement absents du milieu et l’azote minéral est très majoritairement constitué d’azote ammoniacal.

1-7-2-/ Concentrations en azote ammoniacal a) Dans la zone euphotique : L’azote ammoniacal est présent en permanence, en quantité relativement importante, dans la retenue. Les concentrations moyennes sont plus faibles au Pont de Presle (0.19 mg- N/l) qu’au Barrage (0.22 mg-N/l).

Les teneurs en azote ammoniacal sont maximales en dehors de la période d’anoxie estivale des eaux profondes et ne sont donc pas la conséquence des phénomènes de diffusion à l’interface eau-sédiment.: - le 31 janvier (0.42 mg-N/l au Pont de Presle et 0.54 mg-N/l au Barrage) alors que des teneurs élevées en cet élément ont été mesurées le 18 janvier sur la station de Balbigny (0.71 mg-N/l) - le 11 juin (0.44 mg-N/l au Pont de Presle et 0.34 mg-N/l au Barrage).

Elles sont minimales le 26 juillet et voisines de 0.03 mg-N/l sur les 2 stations.

Le 7 août, le refroidissement des eaux superficielles entraîne le mélange des eaux de surface et de la partie supérieure de la zone anoxique favorisant l’accroissement des teneurs en azote ammoniacal dans la zone euphotique (0.12 mg/l au Pont de Presle et 0.19 mg/l au Barrage).

Une valeur exceptionnellement élevée a été enregistrée le 4 mai au Barrage (0.77 mg- N/l) sans correspondance au Pont de Presle ni apport vraisemblable provenant des eaux profondes. Au cours de ce prélèvement : - la concentration en phosphore organique est également importante, - l’activité photosynthétique est particulièrement forte (203 % de saturation en O2), - la concentration en chlorophylle correspond à la valeur maximale enregistrée au cours de l’année 2006 (228 µg/l) en présence d’un peuplement très majoritairement constitué de Cryptophycées.

Sur les 2 stations de prélèvements, les teneurs en azote ammoniacal varient au cours du temps sans qu’une relation avec les teneurs des eaux de fond du Barrage ou avec les teneurs mesurées dans la Loire à Balbigny puisse être, directement, mise en évidence.

17 Suivi 2006 de la qualité des eaux de la retenue de Villerest

Si l’on ne tient pas compte des concentrations en azote ammoniacal mesurées le 4 mai, il apparaît que les évolutions des concentrations de ce paramètre au niveau du Pont de Presle et du Barrage sont corrélées au seuil de 0.1%.

b) Dans les eaux de fond du Barrage Les teneurs en azote ammoniacal sont minimales lors des 2 campagnes de fin avril et début mai (0.54 mg-N/l). Puis, de fin mai à fin octobre, l’anoxie des eaux profondes s’accompagne d’une forte augmentation des teneurs en azote ammoniacal (5 mg-N/l le 25 septembre et 4 mg-N/l le 23 août). En août, le changement de niveau de la vanne de restitution et le soutirage des eaux situées au voisinage de 30 m de profondeur (cote 280), dans la partie profonde de la zone + anoxique, se traduit par une diminution importante des teneurs en NH4 . Mais cette situation ne se prolonge pas au-delà de la stabilisation des masses d’eau qui intervient après l’abaissement de niveau de plan d’eau, mi-septembre.

Ces teneurs élevées en azote ammoniacal dans les eaux de fond de la station proche du Barrage mettent en évidence l’importance du flux d’azote issu des sédiments en période d’anoxie. Toutefois ce flux a un impact très limité sur la zone euphotique sauf lorsque le mélange des eaux superficielles consécutif au refroidissement des températures affecte la partie haute de la zone anoxique (7 août, voir ci-dessus). . De mai à octobre, les concentrations moyennes en azote ammoniacal sont égales à 1.7 mg-N/l au fond de la retenue et égales à 0.18 mg-N/l dans la zone euphotique du Barrage.

1-7-3-/ Evolutions des concentrations en nitrites Les nitrites sont présents en permanence et généralement en faible quantité dans la retenue. Cette forme azotée intermédiaire entre l’azote ammoniacal et l’azote nitrique est généralement instable. Son origine dans la zone euphotique de la retenue est la conséquence : - des apports de la Loire sous forme de nitrites, - de l’oxydation de l’azote ammoniacal provenant de la Loire ou diffusant, dans la colonne d’eau, à partir des sédiments.

a) Dans la zone euphotique Les teneurs moyennes en nitrites sont inférieures à 0.028 mg-N/l au Barrage et égales à 0.034 mg-N/l au Pont de Presle. Les concentrations évoluent parallèlement sur les 2 stations de janvier à début septembre. Puis à l’automne, les valeurs sont stables et inférieures à 0.02 mg-N/l (seuil de quantification de la méthode analytique) au Barrage alors qu’elles sont plus élevées et variables au Pont de Presle (de 0.03 à 0.06 mg-N/l).

b) Dans les eaux de fond du Barrage

18 Suivi 2006 de la qualité des eaux de la retenue de Villerest

Les teneurs en nitrites sont maximales et égales à 0.070 mg-N/l le 29 mai au moment de l’installation des conditions d’anoxie. Elles sont minimales et inférieures à 0.02 mg-N/l de juillet à octobre.

1-7-4-/ Evolutions des concentrations en azote Kjeldahl L’azote Kjeldahl correspond à l’association des 2 formes azotées : azote ammoniacal et azote organique. a) Dans la zone euphotique L’azote Kjeldahl est généralement peu abondant et les teneurs sont inférieures ou égales à 1 mg-N/l sur les 2 stations (sauf le 4 mai au Barrage) lors des prélèvements de janvier à début août. Ces teneurs sont plus élevées à l’automne ; variant entre 1 et 2.2 mg-N/l (le 4 septembre au Pont de Presle), elles sont supérieures aux valeurs qui ont été mesurées dans la Loire sur la station de Balbigny.

Au cours de toutes les campagnes, l’azote organique est le principal constituant de l’azote Kjeldahl.

Le 4 mai, la concentration en azote Kjeldahl est élevée au Barrage (3.1 mg-N/l). Elle correspond, comme déjà indiqué ci-dessus, à la concentration maximale enregistrée en azote ammoniacal (0.77 mg-N/l) mais là encore, l’azote organique est largement majoritaire

b) Dans les eaux de fond au Barrage Les concentrations en azote ammoniacal sont égales à 1 mg-N/l le 19 avril et le 4 mai. Puis, avec la stratification de la colonne d’eau et l’installation de conditions anoxiques, les teneurs en azote Kjeldahl s’accroissent parallèlement à l’augmentation des teneurs en azote ammoniacal.

Dans la majorité des échantillons, sauf dans ceux du 21 août et du 4 septembre (lorsque la concentration en azote Kjeldahl est voisine de 1 mg-N/l), l’azote ammoniacal constitue la forme azotée prépondérante de l’azote Kjeldahl. La concentration maximale en azote Kjeldahl (5.2 mg-N/l) est mesurée le 23 octobre à la fin de la période d’anoxie.

1-7-5-/ Evolutions des concentrations en azote minéral Les teneurs en azote minéral calculées sur les 2 stations au cours de chaque campagne de prélèvements sont regroupées dans le tableau ci-dessous :

31/01 15/03 5/04 19/04 4/05 29/05 12/06 26/06 12/07 26/07 7/08 21/08 4/09 25/09 11/10 23/10 19/12 Zone euphotique Pont de 2.46 2.66 2.21 2.34 1.81 1.41 1.31 1.01 0.73 0.04 0.72 0.70 0.37 1.24 1.04 1.69 2.01 Presle

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Barrage 2.36 2.93 2.28 2.05 2.21 1.60 1.41 1.12 1.25 0.19 0.69 0.76 0.61 0.83 1.07 1.24 1.96 Fond Barrage 2.76 2.76 2.73 2.64 2.52 3.43 2.42 3.95 0.54 0.37 5.04 3.84 4.04

Dans la zone euphotique, les teneurs en azote minéral évoluent parallèlement sur les 2 stations (le facteur de corrélation qui unit les 2 groupes de valeurs est significatif au seuil de 0.1%) Elles sont maximales en hiver et au printemps puis elles diminuent jusqu’à la fin du mois de juillet (0.04 mg-N/l au Pont de Presle et 0.19 mg-N/l au Barrage) et enfin augmentent jusqu’en décembre (avec une interruption début septembre)

Les nitrates constituent la forme minérale azotée principale. Ils assurent plus de 60% (80% dans 12 échantillons sur 17 au Pont de Presle et dans 11 échantillons sur 17 au Barrage) du pool azoté minéral dans l’ensemble des échantillons sauf dans ceux du 26 juillet au Pont de Presle.

Au fond du plan d’eau à proximité du barrage, les teneurs en azote minéral varient de 0.5 à 5 mg-N/l. Elles sont minimales les 21 août et 4 septembre. Les nitrates sont prépondérants jusqu’au 12 juillet puis l’azote ammoniacal devient abondant avec la prolongation de la période d’anoxie.

Les teneurs moyennes en azote minéral calculées, - dans la zone euphotique, de janvier à décembre 2006 sont équivalentes au Pont de Presle et au Barrage, - dans les eaux de fond d’avril à octobre, sont plus élevées que dans les eaux superficielles.

Zone euphotique Fond Pont de Presle Barrage Barrage Janvier à décembre 2006 1.40 1.45 Avril à octobre 2006 1.10 1.16 2.85

1-8-/ Evolutions des concentrations en phosphore (tableaux 6 et 7, figure 6) Les concentrations moyennes en ortho-P et en phosphore total calculées : - de janvier à décembre dans la zone euphotique des 2 stations - de mai à octobre dans la zone euphotique et dans le fond de la station Barrage figurent dans le tableau ci-dessous.

Zone euphotique Fond Pont de Presle Barrage Barrage Ortho-phosphates mg-P/l Janvier à décembre 2006 0.043 0.037 Avril à octobre 2006 0.038 0.028 0.135 Phosphore total mg-P/l Janvier à décembre 2006 0.094 0.096 Avril à octobre 2006 0.096 0.089 0.227

20 Suivi 2006 de la qualité des eaux de la retenue de Villerest

1-8-1-/ Dans la zone euphotique a) Les teneurs moyennes annuelles en ortho-P sont légèrement plus élevées au Pont de Presle qu’au Barrage en raison de la sédimentation progressive des matières en suspension riches en phosphore apportées par la Loire et de la consommation algale. Ce phénomène d’auto- épuration amont-aval est plus marqué d’avril à octobre lorsque la production algale est maximale.

Les concentrations en ortho-P varient sur les 2 stations entre 0.01 et 0.11 mg-P/l. Les valeurs minimales sont, globalement, enregistrées en période estivale lorsque la consommation est importante et que la charge entrante est plus faible (faibles débits).

Les valeurs maximales sont observées le 15 mars sur les 2 stations et le 7 août au Pont de Presle parallèlement à l’élévation des teneurs en azote ammoniacal.

Les évolutions de ce paramètre ne sont pas corrélées d’une station à l’autre en raison de l’existence « pics » de concentrations observés indépendamment au Pont de Presle ou au Barrage : - au printemps : 0.070 mg-P/l le 29 mai au niveau du Barrage, - le 7 août : 0.110 mg-P/l au Pont de Presle lors de l’enfoncement de la thermocline et en conséquence des apports provenant de la zone anoxique arasée. b) Les teneurs moyennes annuelles en phosphore total sont identiques (0.095 mg-P/l) sur les 2 stations et inférieures aux valeurs moyennes des concentrations mesurées dans la Loire à Balbigny (0.120 mg-P/l). Elles sont très nettement supérieures aux teneurs correspondantes en ortho-P.

Au cours des 17 campagnes de mesures, les teneurs en P total varient : - entre 0.03 et 0.17 mg-P/ au Pont de Presle, - entre 0.01 et 0.31 mg-P/l. Les valeurs maximales sont enregistrées : - au Pont de Presle (0.17 mg-P/l), dans les échantillons du 15 mars, du 7 août et du 4 septembre, - au Barrage, dans les échantillons du 15 mars (0.22 mg-P/l) et du 4 mai (0.31 mg-P/l) parallèlement aux teneurs maximales en azote ammoniacal

1-8-2-/ Dans les eaux de fond du Barrage Les teneurs en ortho-P et en P total augmentent : - lentement de mars à fin juillet avec la mise en place de la stratification thermique et l’installation progressive de l’anoxie des masses d’eau profondes, - très fortement à l’automne, atteignant le 23 octobre, à la fin de la période d’anoxie, 0.36 mg-P/l sous forme d’ortho-P et 0.48 mg/l de P total

Cette évolution des teneurs en phosphore dans les eaux profondes met en évidence l’impact du relargage des ortho-P et de la diffusion du phosphore organique à partir des sédiments en période d’anoxie.

21 Suivi 2006 de la qualité des eaux de la retenue de Villerest

2-/ Evolutions des paramètres biotiques

2-1-/ Evolutions des teneurs en chlorophylle et en phéopigments (tableau 8) Les teneurs en chlorophylle et phéopigments ont été mesurées sur les 2 stations entre le 4 avril et le 23 octobre.

Les concentrations moyennes en chlorophylle et en chlorophylle + phéopigments calculées à partir de ces 14 campagnes de prélèvements ainsi que les concentrations maximales mesurées au cours de cette même période figurent dans le tableau ci-dessous.

Concentrations moyennes µg/l Concentrations maximales µg/l chlorophylle chlorophylle + chlorophylle chlorophylle + phéopigments phéopigments Pont de Presle 22 25 63 65 Barrage 27 31 228 258 (sauf 4 mai) (12) (14) (27) (31)

Les teneurs moyennes en chlorophylle sont donc plus élevées au Barrage qu’au Pont de Presle, mais ce résultat est uniquement du à la valeur de la concentration en chlorophylle extrêmement élevée enregistrée le 4 mai. Si l’on excepte cette campagne, la biomasse phytoplanctonique représentée par la concentration en chlorophylle (chiffres entre parenthèses) est, comme au cours des années précédentes, plus faible au Barrage qu’au Pont de Presle.

Les concentrations maximales en chlorophylle sont donc mesurées : - le 4 mai au Barrage en présence d’un peuplement constitué très majoritairement de Cryptophycées, alors que (comme indiqué précédemment) la partie superficielle de la colonne d’eau présente une stratification thermique momentanée, que sont enregistrés les maxima de concentrations en azote ammoniacal et en phosphore total et en dehors de toute implication des eaux de fond, - le 26 juillet au Pont de Presle en présence d’un peuplement de Chlorophycées prépondérantes alors que la zone anoxique s’est enfoncée de 2 m depuis le 12 juillet et qu’à la suite d’un épisode pluvieux, les débits de la Loire à l’amont de la retenue se sont accrus entre le 15 et le 19 juillet (6.6 m3/s le 12 juillet et 33 m3/s le 15 juillet) rehaussant ainsi la cote du plan d’eau de 50 cm.

Les concentrations en chlorophylle sont minimales et inférieures à 5 µg/l : - au cours des 2 campagnes d’avril au Pont de Presle, - le 26 juin et le 23 octobre au Barrage.

Au cours de tous les prélèvements, sauf le 4 mai au niveau du Barrage, les phéopigments sont peu abondants et leurs concentrations sont inférieures à 10 µg/l.

22 Suivi 2006 de la qualité des eaux de la retenue de Villerest

Il faut remarquer qu’en dehors du 4 mai, les amplitudes de variations de concentrations en chlorophylle sont plus faibles au Barrage qu’au Pont de Presle probablement en raison de la plus grande stabilité de cette station de grande profondeur et située à l’aval de la retenue (donc éloignée des apports de la Loire).

Si l’on se base sur les valeurs des concentrations maximales et moyennes en chlorophylle et en se réfèrant aux classes de qualité des plans d’eau proposées par l’OCDE (1982), la retenue de Villerest a présenté en 2006 les caractéristiques d’un milieu : - eutrophe au Pont de Presle, - hyper-eutrophe au Barrage.

Au Pont de Presle, les concentrations moyennes et maximales sont légèrement plus faibles que celles qui ont été mesurées lors du suivi 2005. Au Barrage, les teneurs, à l’exception de la valeur du 4 mai, sont comparables à celles de 2005.

2-2-/ Evolutions du peuplement phytoplanctonique (tableaux 9 à 11, figures 7 et 8)

2-2-1-/ Densités algales, densités cellulaires et biomasse Les maxima de concentrations algales et cellulaires sont mesurés au niveau de la station Barrage, soit 33.6 millions alg/l, pour 34.9 millions cell./l (le 04 mai 2006) ; ces valeurs sont, toutefois, bien en deçà de celles observées en 2005. C’est également au Barrage que l’on trouve la biomasse maximale, 29.7 mg/l, concomitante, d’ailleurs, avec les valeurs précédemment citées (le 4 mai). Il s’agit, comme déjà indiqué, d’un fort développement de la Cryptophycée Cryptomonas (plusieurs espèces, dont C. reflexa et C. erosa), dont les biovolumes cellulaires, assez élevés, entraînent une forte hausse de la biomasse totale. La biomasse spécifique est maximale au Pont de Presle (30 taxons/récolte en moyenne), probablement en raison de l’impact de la Loire, dont les taxons se mélangent avec d’autres à connotation plus lacustre, les premiers ne pouvant pas perdurer dans la partie lacustre de la retenue. Les concentrations algales et la biomasse sont, en moyenne, plus élevées au Barrage qu’au Pont de Presle, mais, dans cette station aval, les concentrations cellulaires et la richesse sont plus faibles que sur la station amont. En effet, au Pont de Presle, les algues provenant de la Loire sont plutôt diversifiées et à tendance unicellulaire alors que, au Barrage, les algues coloniales (Chlorophycées et Cyanobactéries) s’établissent majoritairement (temps de séjour long), avec une diversité taxonomique moins élevée.

2-2-2-/ Successions algales a) Au Pont de Presle La succession algale au Pont de Presle est assez changeante, sans doute en conséquences des variations du régime hydraulique de la Loire (probablement moins stable

23 Suivi 2006 de la qualité des eaux de la retenue de Villerest au cours de l’été 2006, principalement à partir du mois d’août, que lors des années précédentes). Ainsi : Le 1er pic printanier est typique des eaux courantes : il s’agit de la Diatomophycée Stephanodiscus hantzschii (centrique unicellulaire) qui fait une poussée le 4 mai. Un deuxième pic a lieu en juillet, il est très largement marqué par des Chlorophycées qui se développent préférentiellement dans des eaux plus calmes et plus chaudes. Il s’agit pour l’essentiel de Scenedesmus du groupe Desmodesmus puis, d’Oocystis et de Chlamydomonas en fin de mois. Cet épisode entraîne les maxima de biomasse (4.0 mg/l le 26/07 mais 7.5 fois moins qu’au Barrage) et de concentrations cellulaires dans cette station. Début août le peuplement algal diminue brusquement (instabilité des masses d’eau entraînant une désoxygénation de la zone euphotique), il redémarre graduellement ensuite avec des populations très mélangées (maximum de richesse spécifique en septembre) et l’installation des Cyanobactéries. Il s’agit, alors, de Microcystis, le plus souvent en cellules isolées accompagné de Pseudanabaena mucicola, qui vit habituellement à l’intérieur des colonies de Microcystis. Le 23 octobre le peuplement est encore assez concentré (plus de 5 000 cell./ml). b-) Au Barrage

Il semble qu’une stabilité durable ne soit pas parvenue à s’installer au cours de la période d’étude. En avril, la densité algale est déjà plus élevée qu’au Pont de Presle, il s’agit, toutefois, d’effectifs modérés constitués majoritairement par la Diatomophycée Cyclotella atomus var. gracile. Puis, le genre Cryptomonas se manifeste sous la forme d’un bloom très important, le 4 mai (cumul des maxima de toutes les concentrations dans cette station), qui marque une très forte biomasse pour ce site (presque 30 mg/l de biomasse ). Le genre Cryptomonas est assez opportuniste, bactériophage facultatif, mobile, supportant des faibles incidences lumineuses ou des eaux troubles…. C’est la 1ère fois que nous l’observons ici en telle quantité, il perdure ensuite (le 12/07 notamment) mais en moindre densité. En début d’été (à partir du 26/06) les algues vertes s’installent (plutôt pluricellulaires comme des Oocystis, Sphaerocystis…) mais de façon modérée. Dès la fin juillet nous observons des colonies de Microcystis, mais elles ne présentent, à aucun moment, les densités qui ont été observées les années antérieures. Ce genre demeure dans le milieu, mais les colonies se désagrègent et on le retrouve en fin de saison plutôt sous forme de cellules isolées. À noter, le 4 septembre, une nouvelle poussée de la Diatomée Cyclotella atomus var. gracile, qui annonce une approche de l’automne. Si, en termes de concentrations algales et cellulaires cette station reste comparable à celle du Pont de Presle, sa biomasse a affiché, cette année (mais de manière très sporadique début mai), des valeurs très élevées

24 Suivi 2006 de la qualité des eaux de la retenue de Villerest

2-2-3-/ Conclusion L’année 2006 a montré des événements algaux moins excessifs que ceux des années antérieures. Les Cyanobactéries, en particulier, sont restées beaucoup plus discrètes et le genre Aphanizomenon flos-aquae, ne s’est pas réellement développé comme en 2005, par exemple. Il semble qu’une moins grande stabilité des masses d’eau en 2006 puisse être à l’origine de la variabilité temporaire des peuplements algaux repoussant, à l’automne, la dominance des Cyanobactéries La nouveauté de cette année a été, au niveau du Barrage, la prolifération de Cryptomonas qui n’a pas de connotation toxique ni particulièrement inféodée à des milieux très eutrophes.

2-3-/ Quantification de la microcystine La microcystine est une toxine potentiellement présente dans certaines cyanobactéries et en particulier dans Microcystis. Sa forme LR a été quantifiée dans un échantillon d’eau brute prélevé dans les 2 stations du Pont de Presle et du Barrage, le 4 septembre, au début de la phase d’installation des cyanobactéries. Dans les 2 échantillons, les teneurs en microcystine sont faibles et inférieures à 1 µg/l (seuil de quantification) et, de ce fait, bien en-deçà à la valeur de 25 µg/l à partir de laquelle des restrictions doivent être appliquées aux activités de baignade.

25 Suivi 2006 de la qualité des eaux de la retenue de Villerest

D-/ Qualité des eaux de la Loire

La qualité des eaux de la Loire à l’amont de la retenue à Balbigny et à l’aval de la retenue à Villerest fait l’objet d’un suivi dans le cadre du Réseau National de Bassin. Les prélèvements sont effectués mensuellement. Nous avons fait figurer, dans le tableau ci- dessous, les dates de prélèvements sur chaque station de Balbigny (Bal.) et de Villerest (Vil.).

Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Octobre Novembre Décembre Bal. 18 7 7 4 16 13 4 29 27 17 14 5 Vil. 18 22 21 19 22 21 20 29 27 17 14 5

Les données ainsi disponibles pour l’année 2006 servent de base à ce chapitre.

Nous avons indiqué, dans le tableau suivant, pour chaque campagne de prélèvements, les débits de la Loire (en m3/s) à l’entrée et à la sortie de la retenue, tels qu’ils nous ont été fournis par l’Etablissement Public Loire ainsi que les débits mesurés sur les 2 stations de Feurs et Villerest dans le cadre des mesures de la « Banque Hydro »

Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Octobre Novembre Décembre Données EP Loire Qe 28 56 76 124 35 3 12 12 8 17 12 57 Qs 30 102 68 60 18 12 19 12 13 12 12 19 Données « Banque Hydro » Feurs 19 46 65 88 37 2.3 8 7 4 16 12 46 Vil. 30 100 68 68 21 12 21 13 13 16 12 19

1-/ Qualité des eaux de la Loire au niveau de la station RNB 011300 de Balbigny à l’amont de la retenue

Les débits mensuels et annuels de la Loire (en Mm3) à l’entrée de la retenue et ceux qui ont été mesurés au niveau de la station K0700010 de Feurs figurent dans le tableau ci- dessous

26 Suivi 2006 de la qualité des eaux de la retenue de Villerest

Mois 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 Entrée de la retenue Mensuels 102 169 219 276 89 37 38 29 72 68 114 118 Annuels 1331 Feurs Mensuels 64.8 136.9 165.5 189.4 61.0 24.1 29.7 19.4 59.3 53.0 95.6 87.0 Annuels 985.7

La qualité globale des eaux de la Loire au niveau de cette station située à l’amont immédiat de la retenue de Villerest a été définie en fonction des classes de qualité du SEQ- Eau selon 7 types d’Altérations : Matières Organiques et Oxydables, Matières Azotées, Nitrates, Matières Phosphorées, Effets des Proliférations Végétales, Particules en suspension et Température

Les eaux de la Loire à Balbigny sont donc (figures 9 et 11) : - de qualité passable en références à la température des eaux et aux 4 types d’Altérations liées à la qualité physico-chimique des eaux ; les paramètres déclassants sont la concentration en oxygène dissous, l’ammonium et les nitrites, les nitrates, le phosphore total et les ortho-phosphates ; - de bonne qualité par rapport aux 2 Altérations : Effets des Proliférations Végétales et Particules en suspension

Les valeurs moyennes des concentrations de chaque paramètre sont regroupées dans le tableau ci-dessous.

Pour la plupart des paramètres, ces valeurs sont peu différentes de celles qui ont été mesurées en 2005. Toutefois, les ortho-phosphates paraissent légèrement moins abondants qu’en 2004 et 2005.

+ - - DBO5 DCO COD NH4 NKJ NO2 NO3 Ortho- P total Chl + mg-O2/l mg-O2/l mg-C/l mg/l mg/l mg/l mg/l phosphates mg/l Phéo mg/l µg/l Moyennes des concentrations 1.9 14.1 4.5 0.18 <1 0.09 7.3 0.29 0.12 21.3 annuelles

1-1-/ Matières organiques et oxydables Les eaux de la Loire à Balbigny sont généralement assez bien oxygénées. Le taux de saturation en oxygène varie entre 90 et 70% au cours de 8 campagnes sur 11. Les teneurs en oxygène sont : - faibles (6.2 et 5 mg/l de O2 soit 66 et 57 % de saturation) lors des mesures du 13 juin et du 4 juillet lorsque les débits de la Loire sont réduits et les températures supérieures à 20°C,

27 Suivi 2006 de la qualité des eaux de la retenue de Villerest

- supérieures à 100% de saturation le 29 août (11.2 mg/l et 113% de saturation) parallèlement aux valeurs maximales du pH des eaux et des concentrations en chlorophylle confirmant l’existence d’une activité photosynthétique élevée.

La demande Biochimique en Oxygène est inférieure ou égale à 3.3 mg-O2/l. La DCO est comprise entre 8 et 18 mg-O2/l et les concentrations en carbone organique dissous sont inférieures à 5 mg-C/l dans 11 échantillons sur 12 ; elles sont égales à 5.3 mg/l de C le 17 octobre.

Pour ces 3 paramètres DBO5, DCO et COD les eaux sont, très bonnes dans la majorité des prélèvements indiquant que les concentrations en matières organiques sont généralement faibles au niveau de cette station à l’amont de la retenue.

1-2-/ Matières azotées et nitrates Les teneurs en ammonium sont inférieures à 0.10 mg/l de NH4 au cours des 8 campagnes de prélèvements d’avril à novembre. Elles sont plus élevées en période hivernale et au début du printemps. La concentration maximale, égale à 0.92 mg/l de NH4 le 18 janvier, est très supérieure aux valeurs mesurées dans les autres échantillons.

L’azote Kjeldahl qui associe l’azote ammoniacal et azote organique est peu abondant Les concentrations sont inférieures à 1 mg/l dans 11 échantillons et égale à 1.2 mg/l le 29 août. Dans l’échantillon de janvier, l’azote Kjeldahl est presque uniquement constitué d’azote ammoniacal.

Les nitrites sont proportionnellement abondants. Les concentrations de cette forme azotée intermédiaire entre l’azote ammoniacal et les nitrates varient entre 0.05 et 0.13 mg/l de NO2. Les concentrations maximales supérieures à 0.1 mg/l sont mesurées dans les échantillons de mai, juin, septembre et décembre indépendamment de l’évolution des concentrations en ammonium et nitrates.

Les nitrates constituent la forme azotée principale (de 74 à 96% du N minéral total). Les teneurs sont comprises entre 4 et 10 mg/l de NO3. Elles sont minimales et inférieures à 7 mg/l de NO3 en période estivale de mai à septembre lorsque le lessivage des sols agricoles est limité (couverture végétale et précipitations réduites). La concentration maximale (10.5 mg/l de NO3) est mesurée le 7 mars en phase d’accroissement des débits de la Loire.

Les concentrations en azote minéral et les proportions d’azote nitrique dans l’ensemble de l’azote minéral ont été calculées dans le tableau suivant :

18/01 07/02 07/03 04/04 16/05 13/06 04/07 29/08 27/09 17/10 14/11 5/12 N minéral mg-N/l 2.89 2.17 2.51 1.99 1.23 1.54 1.50 1.01 1.53 2.03 1.28 1.91 N-NO3 /Nminé en % 74 87 94 95 94 95 96 94 95 97 93 93

1-3-/ Matières phosphorées 1-3-1-/ Ortho-phosphates Les concentrations en ortho-phosphates varient entre 0.11 et 0.77 mg/l de PO4.

28 Suivi 2006 de la qualité des eaux de la retenue de Villerest

Les valeurs maximales, supérieures à 0.20 mg/l de PO4 (soit 0.066 mg-P/l) sont mesurées lors des prélèvements de janvier puis de mai à octobre et particulièrement le 13 juin et le 4 juillet (0.65 et 0.77 mg/l de PO4 soit 0.21 et 0.25 mg-P/l). Au cours de ces 2 dernières campagnes, les teneurs en oxygène correspondent aux valeurs minimales mesurées en 2006, les débits sont faibles et les températures de l’eau supérieures à 20°C.

1-3-2-/ Phosphore total Comme pour les ortho-phosphates, les teneurs en P total sont : - minimales dans les échantillons de février, mars et avril (0.04 à 0.06 mg-P/l), - maximales le 13 juin et le 4 juillet (0.24 et 0.30 mg-P/l).

Le phosphore minéral est le constituant principal du pool phosphoré global mettant en évidence l’impact des rejets domestiques et industriels dans la qualité des eaux de la Loire Il assure plus de 80% du phosphore total de mai à octobre et 100% du P total en février et mars.

18/01 07/02 07/03 04/04 16/05 13/06 04/07 29/08 27/09 17/10 14/11 5/12 P-PO4/ Ptotal % 67 100 100 62 89 86 85 80 89 88 54 54

1-4-/ Valeurs du rapport N/P Les teneurs en azote Kjeldahl sont inférieures à 1 mg/l dans 11 échantillons. De ce fait, il est impossible de calculer les valeurs du rapport N total/P total avec exactitude. Nous avons donc estimé le rapport N total/P total de 2 façons : - en considérant que la concentration en azote Kjeldahl est égale à 1 mg/l dans les 11 échantillons définis précédemment ; dans ce cas, la concentration en azote total et de ce fait la valeur du rapport N/P sont surestimées, - en tenant compte uniquement des teneurs en azote minéral et dans ce cas la valeur du rapport N total/P total est sous-estimée.

18/01 07/02 07/03 04/04 16/05 13/06 04/07 29/08 27/09 17/10 14/11 5/12 N total / P total 29 73 68 49 24 10 8 18 25 21 21 28 N minéral / P total 26 54 50 33 14 6 5 8 15 14 12 19

Les valeurs du rapport N total/P total sont donc minimales pendant l’été et particulièrement en juin et juillet lorsque conjointement les teneurs en nitrates sont les plus faibles et les teneurs en P total sont maximales. A cette période la majorité des apports polluants est due à des rejets directs d’origine urbaine.

Les valeurs du rapport N minéral/P total augmentent parallèlement à l’accroissement des débits de la Loire et il existe une relation significative au seuil de 5% entre les valeurs du rapport N/P et les débits mesurés lors des 12 campagnes; cette relation devient significative au seuil de 1% lorsque les débits sont inférieurs à 80 m3/s.

29 Suivi 2006 de la qualité des eaux de la retenue de Villerest

1-5-/ Effets des proliférations végétales Comme noté dans le premier paragraphe, le taux de saturation en oxygène est supérieur à 100 uniquement le 29 août parallèlement aux valeurs maximales du pH (8.26 unités).

Les teneurs en chlorophylle et phéopigments sont supérieures à 10 µg/l d’avril à octobre. Dans tous les échantillons la chlorophylle est plus abondante que les phéopigments. La concentration maximale en chlorophylle et phéopigments est enregistrée le 29 août avec 58 µg/l dont 39 µg/l uniquement sous forme de chlorophylle. Cette mesure confirme la présence, à cette date, d’une biomasse algale importante.

1-6-/ Particules en suspension Les teneurs en matières en suspension sont relativement faibles. Elles varient entre 3 et 18 mg/l. Les valeurs minimales (3 et 5 mg/l) ont été mesurées en janvier et février.

2-/ Qualité des eaux de la Loire au niveau de la station RNB 013000 de Villerest à l’aval de la retenue

Les débits mensuels et annuels de la Loire (en Mm3) à l’entrée de la retenue et ceux qui ont été mesurés au niveau de la station K0910010 de Villerest figurent dans le tableau ci- dessous

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 Sortie de la retenue Mensuels 78 173 221 275 88 30 43 35 108 61 114 50 Annuels 1276 Villerest Mensuels 74 162 219 282 88 30 44 34 115 69 122 52 Annuels 1291

Comme au niveau de la station de Balbigny, la qualité globale des eaux de la Loire à Villerest a été définie en fonction des classes de qualité du SEQ-Eau selon les 7 types d’Altérations : Matières Organiques et Oxydables, Matières Azotées, Nitrates, Matières Phosphorées, Effets des Proliférations Végétales, Particules en suspension et Température.

Les eaux de la Loire à Villerest sont donc (figures 10 et 11) : - de mauvaise qualité en fonction de l’altération Matières Organiques et Oxydables, - de qualité passable en fonction des Matières Azotées et des Nitrates,

30 Suivi 2006 de la qualité des eaux de la retenue de Villerest

- de bonne qualité par rapport aux Matières Phosphorées et aux Particules En Suspension, - de très bonne qualité par rapport aux Effets des Proliférations végétales.

Ainsi : - les eaux de la Loire, sont, en été, moins oxygénées au niveau de Villerest qu’à l’amont de la retenue, - les teneurs en phosphore et en chlorophylle sont plus faibles à Villerest qu’à Balbigny.

Les valeurs moyennes des concentrations de chaque paramètre figurent dans le tableau ci-dessous.

+ - - DBO5 DCO COD NH4 NKJ NO2 NO3 Ortho- P total Chl + mg-O2/l mg-O2/l mg-C/l mg/l mg/l mg/l mg/l phosphates mg/l Phéo mg/l µg/l Moyennes des concentrations 0.9 12.5 4.6 0.19 <1 0.11 8.0 0.20 0.08 4.3 annuelles

2-1-/ Matières organiques et oxydables Les eaux de la Loire au niveau de la station de Villerest sont relativement bien oxygénées en période hivernale, toutefois le taux de saturation en oxygène ne dépasse pas 90% de saturation. De mai à octobre, les teneurs en oxygène sont plus faibles (entre 3 et 6.8 mg/l de O2 soit 30 à 65% de saturation) à l’exception de la valeur enregistrée le 29 août (7.2 mg/l soit 75% de saturation). La concentration minimale a été mesurée le 20 juillet. De juillet à novembre, les concentrations en O2 dissous sont plus élevées à Balbigny qu’à Villerest.

La matière organique est peu abondante, les valeurs moyennes de la DBO5 et de la DCO sont inférieures à celles qui ont été mesurées à Balbigny. La DBO5 est inférieure à 2 mg/l de O2 dans les 8 échantillons de mars à octobre. Elle est inférieure au seuil de quantification (0.5 mg/l) en mars, mai et septembre. La DCO varie entre 8 et 15 mg/l et la concentration en carbone organique dissous varie entre 3.6 et 5.5 mg- C/l.

2-2-/ Matières azotées et Nitrates 2-2-1-/ Evolutions des teneurs en ammonium L’ammonium est particulièrement abondant lors des prélèvements d’hiver (0.41 mg- NH4/l en janvier et 0.5 mg/l en février) peut-être en conséquence des apports de la Loire amont (0.92 mg-NH4/l à Balbigny le 18 janvier). Les valeurs minimales, inférieures au seuil de quantification de la méthode analytique (0.05 mg-NH4/l) sont mesurées le 21 juin, le 29 août et le 17 octobre.

31 Suivi 2006 de la qualité des eaux de la retenue de Villerest

Les teneurs en ammonium à Villerest sont : - dans la totalité des échantillons (sauf en janvier), supérieures aux teneurs correspondantes mesurées à Balbigny, - inférieures aux teneurs mesurées dans la zone euphotique de la retenue au niveau du Barrage de mars à novembre ( 0.24 mg-NH4/l au Barrage et 0.12 mg-NH4/l à Villerest).

De mai à novembre lorsque les eaux de la retenue, à la profondeur de la vanne de restitution, sont faiblement oxygénées, les teneurs évoluent en « dents de scie » entre 0.05 et 0.24 mg-NH4/l à Villerest alors qu’elles sont régulièrement faibles (de 0.07 à 0.05 mg-NH4/l) à Balbigny.

2-2-2-/Evolutions des teneurs en azote Kjeldahl Les concentrations en azote Kjeldahl sont inférieures à 1 mg/l dans 11 échantillons et égale à 1.1 mg-N/l le 14 novembre.

2-2-3-/ Evolutions des teneurs en nitrites Les teneurs en nitrites peuvent être temporairement élevées et supérieures à 0.10 mg- NO2/l. Ces valeurs maximales sont enregistrées simultanément sur les 2 stations amont et aval de la retenue. Cette situation est observée : - le 19 avril et le 22 mai ( 0.011 et 0.17 mg-NO2/l) - le 14 novembre et le 5 décembre (0.14 et 0.15 mg-NO2/l) - le 27 septembre (0.34 mg-NO2/l).

2-2-4-/ Evolutions des teneurs en nitrates Les nitrates sont, comme à Balbigny, la forme azotée principale de l’azote minéral.

Les concentrations en azote minéral et la part d’azote nitrique dans l’ensemble de l’azote minéral ont été calculées dans le tableau suivant :

18/01 22/02 21/03 19/04 22/05 21/06 20/07 29/08 27/09 17/10 14/11 5/12 N minéral mg-N/l 2.02 2.39 2.53 2.46 1.75 1.70 2.26 1.13 1.55 1.87 1.39 2.13 N-NO3 /Nminé en % 83 83 93 94 89 97 93 95 86 97 84 92

Les teneurs moyennes annuelles en nitrates sont peu différentes sur les 2 stations (7.3 mg-NO3/l à Balbigny et 8.0 mg-NO3/l à Villerest). Toutefois, les concentrations sont plus élevées à Villerest dans les échantillons prélevés lors des campagnes de mars à août (6.8 mg- NO3/l à Balbigny, 8.4 mg/l à Villerest et 5.4 mg/l dans la zone euphotique du Barrage).

Les concentrations varient, au cours de l’année, entre 4.9 et 10.7 mg-NO3/l. Les valeurs minimales sont mesurées à la fin de l’été et à l’automne ; elles sont alors comparables à celles qui sont enregistrées à Balbigny.

32 Suivi 2006 de la qualité des eaux de la retenue de Villerest

2-3-/ Matières phosphorées Les concentrations moyennes annuelles en ortho-phosphates et en phosphore total sont plus faibles à Villerest qu’à Balbigny (0.20 mg/l d’ortho-phosphates et 0.08 mg/l de P à Villerest et 0.29 mg/l d’ortho-phosphates et 0.12 mg/l de P total à Balbigny).

Sur la station de Villerest, les teneurs en ortho-phosphates sont comprises entre 0.13 et 0.20 mg-PO4/l dans la majorité des échantillons. Ces valeurs sont dépassées seulement au cours de 3 campagnes : le 18 janvier (0.22 mg-PO4/l), le 21 juin (0.29 mg/l) et le 29 août (0.35 mg/l). Les fortes teneurs enregistrées en juin et juillet à Balbigny ne semblent pas avoir de répercussion à l’aval de la retenue. Les concentrations en P total varient entre 0.04 et 0.12 mg-P/l. La valeur maximale correspond au prélèvement du 29 août

Le phosphore minéral est, comme à l’amont de la retenue, le constituant principal du pool phosphoré global. Il assure de 61 à 96% du phosphore total d’avril à décembre et 100% du P total en février et mars (comme à Balbigny).

18/01 22/02 21/03 19/04 22/05 21/06 20/07 29/08 27/09 17/10 14/11 5/12 P-PO4/ Ptotal % 69 100 100 78 73 96 68 88 79 73 61 69

2-4-/ Valeurs du rapport N/P Comme précédemment, nous avons calculé les valeurs du rapport N/P de 2 façons différentes, en prenant successivement comme références : - N total avec la concentration de N Kjeldahl égale à 1 mg/l par excès, - N minéral.

18/01 22/02 21/03 19/04 22/05 21/06 20/07 29/08 27/09 17/10 14/11 5/12 N total / P total 30 68 88 49 34 30 41 18 43 48 28 35 N minéral / P total 20 48 63 35 22 19 28 9 26 31 16 24

Les valeurs du rapport N/P sont maximales au début de l’année lorsque les débits de la Loire sont les plus élevés. Mais, entre les mois de mai et de décembre, en période de débits réduits, le rapport N/P évolue indépendamment des variations des débits.

Les valeurs du rapport N minéral/P total sont plus élevées à Villerest qu’à Balbigny.

2-5-/ Effets des Proliférations Végétales Le taux de saturation en oxygène dissous est toujours inférieur à 100% de saturation et le pH des eaux ne dépasse pas 7.5 unités. Ces 2 mesures ne mettent pas en évidence une activité photosynthétique particulièrement importante. Parallèlement les concentrations en chlorophylle et phéopigments sont faibles. Dans tous les échantillons, sauf dans celui du mois de mars, les phéopigments sont plus abondants

33 Suivi 2006 de la qualité des eaux de la retenue de Villerest que la chlorophylle. La valeur maximale est mesurée le 27 septembre avec 9.7 µg/l (4.0 µg/l de chlorophylle et 5.7 µg/l de phéopigments).

2-6-/ Particules en suspension Les teneurs en matières en suspension sont faibles et inférieures à 5 mg/l dans 10 échantillons sur 12. Elles sont égales à 6.8 mg/l le 20 juillet et à 9 mg/l le 27 septembre sans que ces variations paraissent pouvoir être reliées directement à des modifications récentes du débit de la Loire.

3-/ Charges instantanées en azote phosphore, carbone et matières en suspension au niveau des 2 stations de Balbigny et de Villerest.

3-1-/ Charges instantanées à Balbigny calculée à partir des débits mesurés au niveau de la station de Feurs

Charge en g/s 18/01 7/02 7/03 4/04 16/05 13/06 4/07 29/08 27/09 17/10 14/11 5/12 N-NH4 20.1 14.8 9.5 8.7 1.3 0.2 0.5 0.5 0.3 0.7 0.6 5.3 N-NO2 0.8 1.0 1.8 3.3 1.3 0.1 0.2 0.2 0.2 0.5 0.3 2.2 N-NO3 59.8 105 179 234 40.1 5.8 17.2 11.3 11.7 33.3 14.3 101 N minéral 80.7 121 191 246 42.9 6.2 18.0 12.0 12.3 34.4 15.3 109 P-PO4 2.1 2.2 3.8 4.6 2.8 0.8 3.1 1.1 0.7 2.1 0.7 3.1 P total 3.1 2.2 3.8 7.4 3.1 0.9 3.6 1.5 0.8 2.4 1.3 5.7 COD 101 196 342 570 168 17.6 58.8 60 35.2 90.1 57.6 268 MES 57.9 229 337 1329 515 28 114 130 34 282 112 400

Ainsi, les charges instantanées en azote minéral (toutes les formes sauf l’azote ammoniacal), en phosphore, en carbone organique dissous et en matières en suspension sont maximales le 4 avril alors que les débits instantanés (88 m3/s à Feurs) correspondent à la valeur maximale mesurée au cours des 12 campagnes. Les débits mensuels de la Loire mesurés à Feurs en avril (190 Mm3) sont supérieurs à la capacité totale de la retenue (128 Mm3). De ce fait, les éléments dissous présent dans la retenue pendant les 3 premiers mois de l’année n’ont quasiment pas d’impact sur la qualité estivale des eaux de la retenue. En revanche, et dans la mesure où les débits de la Loire diminuent fortement à partir du mois de mai (135 Mm3 de début mai à fin août), les apports du mois d’avril jouent un rôle non négligeable sur la qualité des eaux de la retenue en été. Avec les apports estivaux de la Loire, ce rôle s’amenuise au cours du temps.

34 Suivi 2006 de la qualité des eaux de la retenue de Villerest

3-2-/ Charges instantanées à Villerest calculée à partir des débits mesurés au niveau de la station de Villerest

Charge en g/s 18/01 22/02 21/03 19/04 22/05 21/06 20/07 29/08 27/09 17/10 14/11 5/12 N-NH4 9.7 39.0 10.7 8.0 2.9 0.4 2.6 0.5 1.4 0.6 2.3 2.5 N-NO2 0.4 2.4 1.8 2.2 1.0 0.1 0.5 0.2 1.3 0.1 0.5 0.9 N-NO3 51.6 198 161 158 32.5 19.6 44.5 13.7 17.6 29.6 14.7 37.6 N minéral 61.8 239 174 168 36.4 20.2 47.7 14.3 20.3 30.3 17.6 41.0 P-PO4 2.3 5.9 3.2 4.2 1.3 1.1 1.3 1.5 0.7 0.8 0.7 1.3 P total 3.0 5 2.7 4.8 1.7 1.1 1.7 1.5 0.8 1.0 1.1 1.7 COD 122 360 274 376 97.7 52.3 90.7 63.5 60.2 84.2 63.0 96.0 MES 61 200 164 314 49.9 23.8 143. 55.9 118 71.3 40.3 42.2

Ainsi : - les charges instantanées en azote et en phosphore minéral sont maximales le 22 février parallèlement aux valeurs les plus élevées des débits mesurés au cours des 12 campagnes, - les charges en phosphore total et carbone organique dissous sont maximales le 22 février et le 19 avril, - la charge instantanée en matières en suspension est maximale le 19 avril.

4-/ Flux d’éléments nutritifs à l’entrée et à la sortie de la retenue

Les flux d’éléments nutritifs transportés par la Loire à l’amont et à l’aval de la retenue ont été calculés à partir des concentrations des différents éléments mesurées dans le cadre du Réseau National de Bassin sur les stations de Balbigny et Villerest et en se référant aux débits journaliers : - mesurés sur les stations de Feurs et de Villerest (banque HYDRO), - estimés à l’entrée de la retenue par l’Etablissement Public Loire.

Les flux annuels sont donc calculés à partir de la formule suivante : F= ((QiCi)/Qi)x Qannuel

Flux annuels en tonnes Débits N-NH4 N-NO2 N-NO3 N miné P-PO4 P total COD MES annuels Mm3 Balbigny- 986 135 28 1813 1976 61 79 4407 9971 Feurs Balbigny- 1331 189 37 2459 2686 82 108 5929 13551 EPL Villerest 1291 265 38 2546 2849 80 85 5688 4200

35 Suivi 2006 de la qualité des eaux de la retenue de Villerest

Ainsi, comme au cours des années 2004 et 2005, la retenue a exporté de l’azote minéral - ammonium et nitrates- (plus ou moins selon les modes d’estimation de la charge entrante). Elle a accumulé du phosphore total et des matières en suspension (entre 5000 et 9000 tonnes selon les modes de calcul).

5-/ Qualité des eaux de la Loire au niveau de la station de mesures en continu

Cette station a été mise en place par l’Etablissement Public Loire à l’aval du Barrage de Villerest et à l’amont de la station RNB. La température des eaux, la concentration en oxygène dissous et le pH sont mesurés toute l’année avec un pas de temps horaire. De plus, le fer et le manganèse sont mesurés ponctuellement de mai à octobre lors des campagnes de prélèvements sur le plan d’eau

5-1-/ Teneurs en fer et manganèse (tableau 12) Les teneurs en fer varient entre 0.049 et 0.326 mg/l. Elles sont maximales et supérieures à 0.200 mg/l le 7 août (concentration maximale au moment du changement de vanne) puis, dans une moindre mesure, en septembre et octobre alors que les eaux de fond sont encore anoxiques mais que, à la cote 280, le taux de saturation en oxygène varie entre 40 et 50%.

Les teneurs en manganèse sont comprises entre 0.005 et 0.178 mg/l. Elles augmentent de début mai à début août ; elles sont plus faibles à l’automne mais les variations d’une campagne de mesures à l’autre sont irrégulières.

Il faut remarquer que le changement de vannes de restitution (utilisation de la vanne basse à la cote 280) s’accompagne entre le 26 juillet et le 7 août, d’un accroissement brusque les teneurs en fer et manganèse.

5-2-/ Températures des eaux (figures 12 a,b,c,d,e) La courbe représentative de l’évolution temporelle des températures des eaux de la Loire au niveau de la station de mesures en continu met en évidence l’existence de variations journalières dont l’amplitude dépend des conditions météorologiques. Les eaux de la Loire au niveau de cette station se réchauffent régulièrement en fonction des températures extérieures jusqu’au 1er août. Les valeurs les plus élevées sont

36 Suivi 2006 de la qualité des eaux de la retenue de Villerest atteintes à la fin du mois de juillet : 21.1 °C pour les températures maximales et 18.7 °C pour les températures minimales journalières.

Début août, le changement de la vanne de restitution (vanne basse à la cote 280) se traduit par une brusque diminution des températures de la Loire qui passent de 19.2°C à 13.7°C en 11 h.. Puis les eaux se réchauffent à nouveau et les températures maximales sont enregistrées le 1er septembre (19,7°C pour les températures minimales et 22.5°C pour les températures maximales journalières).

Début septembre, les températures minimales et maximales diminuent faiblement mais les températures minimales sont encore égales à 20°C le 8 septembre. L’abaissement du niveau de la retenue qui intervient mi-septembre s’accompagne d’une diminution du gradient journalier des températures puis d’une brusque diminution de celles-ci lorsque le niveau de remplissage de la retenue se stabilise à la cote 303.6. A partir de mi-septembre, avec le rafraîchissement des températures extérieures, les eaux de la Loire se refroidissent. Elles sont encore voisines de 7°C le 31 décembre.

D’une manière générale, les températures des eaux de la Loire au niveau de la station de mesures en continu sont déterminées par la température des masses d’eau de la retenue au niveau de la vanne de restitution. A partir de ces valeurs de base, les eaux de la Loire se réchauffent ou se refroidissent en fonction de la saison, des conditions météorologiques et de l’heure de la journée.

5-3-/ pH des eaux (figures 12 a, b, c, d,e) Les eaux de la Loire sont neutres à acides selon les saisons. Le caractère acide est plus marqué au printemps. Le pH est alors compris entre 6 et 6.5 unités juqu’à fin juillet. De début août à mi-septembre, l’acidité des eaux diminue et le pH varie entre 6.5 et 7 unités. Pendant la période de rapide abaissement du niveau de la retenue, mi-septembre, le pH augmente à nouveau: il est alors compris ente 7 et 8 unités. A partir de mi-septembre, le caractère nettement acide réapparaît.

5-4-/ Concentrations en oxygène dissous (figures a, b, c, d, e) Les eaux de la Loire présentent un déficit important en oxygène dès la fin du mois de mai. Les concentrations minimales, égales à 4.8 mg/l de O2, sont toutefois supérieures aux valeurs mesurées dans la retenue à la cote de la vanne de restitution (3 mg/l de O2 à la cote 290 le 29 mai). Cette désoxygénation s’accentue encore en juin et juillet alors que les eaux de la retenue sont anoxiques à la cote 290. A cours de ces 2 mois, les teneurs maximales et minimales journalières en oxygène sont les suivantes :

juin juillet Concentrations maximales mg/l O2 7.58 à 1.31 6.7 à 2.8 Concentrations minimales mg/l O2 4.6 à 0.45 2.8 à 0.78

37 Suivi 2006 de la qualité des eaux de la retenue de Villerest

A partir du 3 août, après le changement de niveau de la vanne de restitution puis l’arrêt du fonctionnement de l’usine au profit de la vanne de faibles débits, l’oxygénation des eaux de la Loire s’améliore nettement. La concentration en oxygène varie alors entre 9.7 et 6.2 mg/l. Début septembre, les teneurs en oxygène dissous diminuent à nouveau. Les valeurs minimales sont inférieures à 3 mg/l entre le 3 et le 11 septembre alors que les valeurs maximales, d’abord comprises entre 5 et 7 mg/l, sont inférieures à 5mg /l entre le 9 et le 13 septembre. A la fin du mois de septembre, et après plusieurs périodes d’instabilité dues à l’abaissement du niveau de remplissage de la retenue et à des alternances de remise en service puis d’arrêt de l’usine, les concentrations en oxygène se stabilisent entre 4.5 et 6 mg/l. En octobre, les teneurs minimales en oxygène s’accroissent, elles évoluent au cours du mois entre 3 et 7.2 mg/l .

38 Suivi 2006 de la qualité des eaux de la retenue de Villerest

E-/ Résumé et Conclusions

La qualité physico-chimique et biologique des eaux de la retenue de Villerest a été définie de janvier à décembre 2006, sur les 2 stations du Pont de Presle et du Barrage. Parallèlement, un suivi thermique horaire des masses d’eau au niveau du Barrage a été assuré par la mise en place d’une ligne thermique avec capteurs à différentes profondeurs de la colonne d’eau. La détermination de l’Indice Oligochètes a permis de déterminer la qualité des sédiments dans le secteur du Barrage à partir de prélèvements effectués au cours d’une campagne automnale.

La qualité des eaux de la Loire a été estimée à l’amont et à l’aval de la retenue à partir des données : - obtenues dans le cadre du Réseau National de Bassin sur les stations de Balbigny et de Villerest, - fournies par la station de mesures en continu mise en place par l’Etablissement Public Loire à l’aval proche du Barrage.

L’été 2006 s’est caractérisé par une période de très fortes chaleurs en juillet, suivie en août et septembre par un temps plus instable et moins chaud et la présence de nombreux orages.

Les débits de la Loire à l’entrée de la retenue ont été estimés à 1330 Mm3 correspondant approximativement à 10 fois la capacité maximale de la retenue. Toutefois les variations de débits sont importantes. A partir des débits entrant pendant le seul mois d’avril, les eaux de la retenue ont été renouvelées 2 fois alors que les débits estivaux de juin à fin août correspondent, à peine, au volume total du plan d’eau.

1-/ Qualité des eaux de la Loire

La qualité des eaux de la Loire au niveau des 2 stations RNB de Balbigny (à l’amont de la retenue) et de Villerest (à l’aval de la retenue) présente les caractéristiques suivantes :

39 Suivi 2006 de la qualité des eaux de la retenue de Villerest

Balbigny Villerest MOOX passable mauvaise Paramètres déclassants O2 mg/l et % de saturation O2 mg/l et % de saturation DBO5 moyen mg /l deO2 1.9 0.9 DCO moyen mg/l de O2 14.1 12.5 COD moyen mg/l 4.5 4.6 AZOT passable passable Paramètre déclassant Ammonium, nitrites nitrites NH4 moyen mg/l 0.18 0.19 NO2 moyen mg/l 0.09 0.11 NKJ moyen mg/l <1 <1 NITR passable passable NO3 mg/l 7.3 8.0 PHOS passable bonne Paramètres déclassants Phosphates et phosphore total PO4 mg/l 0.29 0.20 P total mg/l 0.12 0.08 PRVE bonne très bonne Chlorophylle+phéopigments µg/l 21.3 4.3 Particules en suspension bonne bonne MES mg/l 10.7 <3.5

1-1-/ Qualité des eaux de la Loire à Balbigny Les eaux de la Loire à Balbigny sont bien oxygénées en dehors de la période estivale de faibles débits et de températures élevées. Le taux de saturation en oxygène est supérieur à 70% dans 9 échantillons sur 11. Les plus faibles teneurs en O2 sont enregistrées le 13 juin (66% de saturation) et le 4 juillet (57% de saturation). A l’inverse, une sursaturation des eaux en oxygène est enregistrée le 26 août (113% de saturation) parallèlement aux teneurs maximales en chlorophylle et phéopigments.

Les valeurs des paramètres indicateurs de la présence de matière organique sont faibles. Les valeurs de la DCO et les concentrations en carbone organique dissous sont représentatives d’une eau de très bonne qualité.

L’ammonium est présent dans la Loire en quantité supérieure à 0.05 mg/l dans 9 échantillons sur 12. Les teneurs minimales, inférieures à 0.1 mg/l, sont mesurées d’avril à novembre. Les valeurs maximales sont notées en hiver et principalement le 18 janvier (0.92 mg/l).

Les teneurs en nitrates varient entre 4 et 10.6 mg/l. Elles sont minimales en périodes de faibles débits et maximales en hiver lors du lessivage des sols.

Les ortho-phosphates constituent la forme phosphorée principale. Les teneurs sont maximales en juin et juillet (0.65 et 0.77 mg/ de PO4) et minimales au printemps lorsque les

40 Suivi 2006 de la qualité des eaux de la retenue de Villerest débits élevés de la Loire induisent une dilution importante des apports ponctuels domestiques et industriels. Les teneurs en chlorophylle et phéopigments varient entre 7µg/l le 7 mars et 58 µg/l le 26 août.

1-2-/ Qualité des eaux de la Loire à Villerest Les eaux de la Loire à Villerest sont relativement bien oxygénées en hiver et au printemps. Puis l’on enregistre, comme tous les ans, à partir du mois de mai, une nette diminution des teneurs en oxygène en relation avec le taux d’oxygénation des eaux de la retenue au niveau de la vanne de restitution : anoxie estivale des eaux profondes puis forte désoxygénation de l’ensemble de la colonne d’eau au moment du brassage automnal. Les valeurs minimales de la concentration en oxygène sont mesurées le 20 juillet (3 mg/l de O2) En août l’interruption du fonctionnement de l’usine, a induit une forte augmentation de l’oxygénation des eaux de la Loire. Les teneurs alors mesurées sont équivalentes aux teneurs printanières.

La matière organique est peu abondante. Les valeurs de la DBO5 et de la DCO sont significatives d’une eau de très bonne qualité. Les concentrations en carbone organique dissous sont également faibles et représentatives d’une eau de très bonne qualité sauf lors de 2 prélèvements.

Les teneurs moyennes en ammonium sont comparables à celles de la station amont. Les valeurs maximales sont enregistrées en janvier et février lorsque les teneurs dans la Loire amont sont élevées et que le temps de séjour des eaux dans la retenue est relativement court.

Les nitrates sont, comme à Balbigny, la forme azotée principale. Les concentrations minimales sont enregistrées en fin d’été et à l’automne parallèlement aux valeurs minimales enregistrées dans la zone profonde de la retenue.

Les teneurs moyennes en P total et en ortho-phosphates sont inférieures à celles de la station de Balbigny. Les ortho-phosphates sont, comme à Balbigny, le constituant principal du pool phosphoré global.

Les teneurs en chlorophylle et phéopigments sont faibles. Elles varient entre 0.8 et 9.7 mg/l.

1-3-/ Charges en éléments nutritifs à l’entrée et à la sortie de la retenue En 2006, la retenue a exporté de l’azote ammoniacal et accumulé du phosphore total et des matières en suspension (entre 5000 et 9000 tonnes selon les modes d’estimation)

41 Suivi 2006 de la qualité des eaux de la retenue de Villerest

2-/ Qualité des eaux de la retenue

En 2006, la retenue de Villerest a présenté les caractéristiques d’un milieu : - eutrophe sur les 2 stations du Pont de Presle et du Barrage si l’on se base sur les valeurs moyennes annuelles de la transparence, - eutrophe au Pont de Presle et hyper-eutrophe au Barrage en se référant aux teneurs maximales et moyennes de la concentration en chlorophylle.

La colonne d’eau est thermiquement stratifiée entre le 29 mai et le 21 août au Pont de Presle et entre le 12 juin et fin octobre au Barrage. Le refroidissement des eaux de surface, début août, favorise l’enfoncement de la thermocline et sa disparition au niveau de la station de plus faible profondeur alors qu’elle se maintient au voisinage de la cote 275 pendant l’automne au Barrage.

Les eaux de la zone euphotique présentent une nette sursaturation en oxygène de début mai à fin juillet, puis le 4 septembre. Le taux de saturation en oxygène dans les eaux de surface est maximale le 4 mai au Barrage (203 % de saturation) et le 26 juillet au Pont de Presle (213% de saturation). En août, le brassage des eaux superficielles, qui se traduit par l’enfoncement de la thermocline, concerne une partie de la zone anoxique et entraîne une forte diminution des teneurs en oxygène dans la partie supérieure de la colonne d’eau des 2 stations. Les masses d’eau profondes sont anoxiques de fin mai à fin octobre au Barrage et de fin mai à début août au Pont de Presle. Cette zone anoxique affecte la partie inférieure de l’épilimnion de fin juillet à début septembre au Barrage et de début juillet à début août au Pont de Presle.

Les teneurs moyennes en nitrates sont équivalentes dans la zone euphotique des 2 stations (1.2 mg/l) et leurs évolutions temporelles sont corrélées au seuil de 0.1%. De même les teneurs en nitrates au Pont de Presle évoluent parallèlement aux teneurs en nitrates dans la Loire au niveau de la station de Balbigny ; les valeurs moyennes sont toutefois plus faibles au Pont de Presle qu’à Balbigny (1.6 mg/l).

L’azote ammoniacal est présent en permanence dans la retenue en concentrations relativement élevées. Dans la zone euphotique, les concentrations moyennes sont plus faibles au Pont de Presle (0.19 mg-N/l) qu’au Barrage (0.22 mg-N/l). Dans les eaux de fond, les teneurs en azote ammoniacal sont très élevées (5 mg-N/l) à la fin de la période d’anoxie mettant en évidence l’importance de la diffusion de cet élément à partir des sédiments. Toutefois, ce flux diffusif à l’interface eau-sédiment a un impact limité sur la zone euphotique sauf en période de brassage.

Dans la zone euphotique, les teneurs moyennes en ortho-phosphates directement bio- disponibles sont plus élevées au Pont de Presle (0.0.43 mg-P/l) qu’au Barrage (0.037 mg-P/l). Cet écart se manifeste principalement en fin d’été lorsque, au Pont de Presle, l’activité photosynthétique consomme la majeure partie du phosphore apporté par la Loire. Au fond de la station Barrage, les sédiments relarguent du phosphore minéral et du phosphore organique en période d’anoxie.

42 Suivi 2006 de la qualité des eaux de la retenue de Villerest

D’avril à octobre, les teneurs moyennes en chlorophylle sont égales à 22 µg/l au Pont de Presle et à 27 µg/l au Barrage. Les teneurs maximales sont mesurées : - le 4 mai au Barrage (228 µg/l)en présence d’un peuplement presque exclusivement constitué de Cryptophycées, - le 26 juillet au Pont de Presle (63 µg/l) alors que les Chlorophycées majoritaires.

Les concentrations algales et la biomasse sont en moyenne plus élevées au Barrage qu’au Pont de Presle principalement en raison des valeurs enregistrées le 4 mai au Barrage. Au niveau de la station amont, la richesse spécifique est plus grande car elle intègre des populations algales apportées par la Loire qui, typiques de cours d’eau, ne peuvent se maintenir en milieu lacustre jusqu’au Barrage. Contrairement à ce qui a été enregistré les années précédentes, les Cyanobactéries n’ont pas dominé le peuplement estival. Leur présence majoritaire avec Microcystis ne s’est manifesté qu’à l’automne après l’abaissement de niveau du plan d’eau. Les Diatomées sont abondantes au printemps sur les 2 stations : en avril au Barrage (Cyclotella) et le 4 mai au Pont de Presle (Stephanodiscus hantzschii typique de cours d’eau). Début mai, un bloom de Cryptophycées, remplace les Diatomées au Barrage. Au début de l’été et jusqu’à fin août, les Chlorophycées sont les plus abondantes.

En 2006, la retenue a présenté les caractéristiques d’un milieu eutrophe. Toutefois la faible densité estivale de Cyanobactéries, probablement consécutive aux conditions météorologiques particulières (forte chaleurs de juin et juillet puis orages en août et septembre) a permis la pratique sans restriction des activités touristiques sur la retenue.

ORCET le 9 mai 2007

Françoise RESTITUITO

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