Eaux souterraines, Suivi des milieux aquatiques : Datation des eaux souterraines de Martinique par l’analyse conjointe des CFC, SF6 et tritium et relation avec les concentrations en nitrates et produits phytosanitaires.

La présence de produits phytosanitaires dans certaines nappes d’eau souterraines est problématique notamment d’un point de vue patrimonial et elle remet en question l’atteinte du bon état des masses d’eau exigé par la DCE à l’horizon 2015. Il est donc nécessaire de mieux comprendre les processus de transfert de ces molécules pour, in fine, mieux gérer le risque de contamination des eaux souterraines.

Les objectifs de cette étude sont les suivants :

• Tester la méthode de datation des eaux par les chlorofluorocarbones (CFC) et l’hexafluorure de soufre (SF6) dans le contexte spécifique volcanique insulaire de la Martinique, ce type d’analyse n’ayant jamais été réalisé en milieu tropical et en contexte volcanique.

• Mieux appréhender la dynamique de circulation des eaux souterraines grâce à la connaissance du temps de résidence des eaux dans les aquifères et la détermination de leur âge apparent.

• S’appuyer sur les résultats de datation pour contribuer à l’évaluation de la vulnérabilité des eaux souterraines face aux nitrates et produits phytosanitaires, et pour estimer le temps de résilience des aquifères.

Les CFC et SF6 ont été mesurés sur 19 sites du réseau de surveillance de la qualité des eaux souterraines au titre de la DCE. L’activité tritium a été mesurée sur 7 de ces sites, afin de déterminer l’âge des eaux notamment dans le cas de mélanges binaires, et de valider les âges calculés par les CFC et SF6 sur ces points.
Les prélèvements et analyses réalisés ont permis d’obtenir des résultats fiables, montrant ainsi que la méthode de datation par les CFC peut être utilisée en milieu volcanique. Concernant les SF6 les résultats sont moins probants compte tenu de leur présence naturelle dans les milieux volcaniques.
Sur les 19 points de mesures, trois groupes d’eau peuvent être mis en évidence :

• Des eaux majoritairement anciennes (<1962)

• Des eaux d’une vingtaine d’années avec une composante d’eau plus actuelle plus ou moins importante (1988-2002)

• Des eaux d’âge intermédiaire

Les résultats obtenus ont été croisés avec les concentrations en nitrates et phytosanitaires mesurées dans le cadre du réseau de surveillance. Une bonne corrélation apparaît entre les concentrations en nitrates des eaux souterraines et les âges estimés des eaux. Les eaux anciennes présentent peu de nitrates et les plus fortes concentrations en nitrates sont mesurées parmi les eaux majoritairement jeunes.
Il apparaît également nettement que les eaux les plus jeunes ont les concentrations les plus élevées en pesticides. On retrouve également des pesticides dans des eaux majoritairement anciennes ; dans ce cas, une contamination localisée et des phénomènes de mélanges avec des eaux jeunes peuvent être envisagés.
Un schéma global de la sensibilité des eaux à la contamination a été proposé et il suggère que, dans la majorité des cas, le système présente un temps de résilience élevé.
Ce projet novateur financé par la DIREN et le BRGM a permis l’amélioration des connaissances des eaux souterraines de Martinique en relation avec la contamination des eaux en nitrates et produits phytosanitaires. Cette connaissance reste toutefois incomplète et la datation des eaux à plusieurs périodes de l’année et un couplage avec une étude des pratiques agricoles passées et une amélioration de la connaissance précise du contexte géologique, hydrogéologique et pédologique de chaque site (et de son bassin versant) est toutefois nécessaire pour apporter des éléments probants quant aux modes et temps de transferts des éléments dissous dans la zone non saturée et saturée en Martinique.