Fiche Résumé 07-AEP-02

Parmi les algues microscopiques, les cyanobactéries, appelées aussi cyanophycées ou algues bleues en raison de leur pigmentation bleue-verte, sont celles qui posent le plus de problèmes aux gestionnaires de plans d’eau destinés à des usages récréatifs ou à la potabilisation. Comme toutes les algues, elles sont caractérisées par un potentiel de développement brutal et foisonnant appelé “bloom” qui se produit dans des ressources stagnantes (lacs, barrages), lorsque la qualité de l’eau se dégrade (eutrophisation) et que température et ensoleillement augmentent fortement et durablement (été-automne). Les cyanobactéries engendrent des problèmes de mauvais goût (terre moisi) et des dysfonctionnements (consommation en oxydant, colmatage) sur les usines de production d’eau potable (UPEP). Mais elles présentent aussi l’inconvénient majeur de pouvoir être toxiques par libération de toxines, comme les microcystines, lors de la lyse des cellules algales ou à leur mort. La forme LR de la microcystine est soumise à une réglementation depuis 2001. Sa limite de qualité de 1 µg/L s’étend depuis janvier 2007 à la microcystine totale.

Les cyanobactéries engendrent des problèmes de mauvais goût (terre moisi) et des dysfonctionnements (consommation en oxydant, colmatage) sur les usines de production d’eau potable (UPEP). Mais elles présentent aussi l’inconvénient majeur de pouvoir être toxiques par libération de toxines, comme les microcystines, lors de la lyse des cellules algales ou à leur mort. La forme LR de la microcystine est soumise à une réglementation depuis 2001. Sa limite de qualité de 1 µg/L s’étend depuis janvier 2007 à la microcystine totale.

Les actions de surveillance réalisées jusqu’ici au niveau des ressources en eau ont mis en évidence que la prolifération des cyanobactéries peut être rapide mais impossible à prévoir ; qu’il n’y a pas de relation entre quantité d’algues totales, toxines et cyanobactéries ; qu’il y a peu de microcystines, les toxines étant très peu sécrétées en dehors des cellules ; que la concentration exogène mesurée correspond donc aux différentes algues mortes et lysées. Il apparaît alors qu’une surveillance en continu des ressources peut s’avérer très utile pour améliorer la maîtrise globale du risque “cyanobactéries”. L’objectif de cette étude est donc de tester trois capteurs susceptibles d’être utilisés sur les UPEP pour la surveillance algale de l’eau brute : la station d’alerte Aquapod de la société Hocer (35000 à 45000 €) ; la sonde MicroFlu Blue de la société Trios (7000 €) et la sonde Fluoroprobe de la société BBE (environ 20 000 €). Les deux sites choisis pour les essais sont exposés aux cyanobactéries : plan d’eau artificiel en Ile-de-France et usine du Lac-au-Duc à Ploërmel alimentée par deux types de ressources, l’eau du Lac-au-Duc (plus grand barrage naturel de Bretagne) et l’eau de l’Oust (rivière).

Aquapod est commercialisé, depuis 2003, pour la détection de micropolluants organiques (pesticides, hydrocarbures) dans les eaux. Le principe consiste en une préconcentration de l’échantillon sur cartouche couplée à une détection par spectrométrie UV. Puisque la microcystine est aussi détectable par UV à 239 nm, il est intéressant d’évaluer si l’appareil peut l’analyser. Une préfiltration à 0,8 µm est requise si l’eau brute est colmatante. Les essais ont montré, après adaptation de l’étape de préconcentration, que Aquapod détecte et quantifie la concentration cumulée de toutes les formes de microcystines (LR, YR, RR...) avec une limite de détection proche de 1 µg/l et une limite de quantification de 2-3 µg/l. Du fait de la présence de la préfiltration, la microcystine mesurée correspond à la part dissoute (extracellulaire) ; la mesure de la microcystine totale (intra et extracellulaire) serait envisageable à condition de mettre en place une étape de lyse par ultrasons en amont de la préfiltration. Aquapod (et les analyses effectuées en parallèle) n’ont pas mis en évidence, au cours des essais 2006 et 2007, la présence de microcystine dans l’eau du Lac au Duc, même si les populations de cyanobactéries ont dépassés le million de cellules/ml. Au niveau du domaine d’application, Aquapod est plutôt destiné aux ressources pour lesquelles une station d’alerte est nécessaire pour la bonne gestion des UPEP et nécessite du personnel compétent.

La sonde fluorimétrique MicroFlu Blue, commercialisée par AquaMS pour la surveillance algale et plus particulièrement pour la surveillance des cyanobactéries, mesure en continu dans l’eau la concentration en phycocyanine, pigment bleu spécifique de la plupart des cyanobactéries. Son utilisation est facile et elle nécessite peu d’entretien mais avant son installation sur site, la linéarité de la réponse doit être vérifiée en laboratoire. Les essais ont montré que l’évolution de la phycocyanine dans l’eau du Lac au Duc, mesurée sur une gamme indispensable de 0-200 µg/l, est bien corrélée à l’évolution de la concentration en cyanobactéries. Cependant, si cette évolution peut être corrélée correctement, il n’en est pas de même de la concentration car les mesures sont perturbées par la turbidité, les turbulences et la hauteur d’eau. Et puisqu’il n’est pas possible de corréler les concentrations en phycocyanine aux paramètres utilisés pour la réglementation (chlorophylle-a et nombre de cellules de cyanobactéries), la sonde ne peut être utilisée pour le suivi des eaux de baignade. Elle constitue pourtant, avec un suivi analytique adapté, un indicateur pertinent pour la gestion des UPEP qui ont peu de moyens. Elle peut alors permettre de détecter un bloom dès son début en vue de renforcer ponctuellement la fréquence analytique parallèle.

La sonde Fluoroprobe, commercialisée par Bionef, est un outil de terrain récent, submersible jusqu’à 100 mètres, et dédié à la surveillance algale de plans d’eau. Elle permet de suivre en continu ou ponctuellement l’évolution des principaux groupes phytoplanctoniques présents en mélange (algues vertes, diatomées, cyanobactéries, substances jaunes). Elle mesure par fluorescence un paramètre réglementaire : la chlorophylle-a totale et la chlorophylle-a de chacun des groupes. Elle est facile à utiliser même si elle nécessite l’utilisation d’un logiciel spécifique. Les essais réalisés sur le plan d’eau d’Ile-de-France sont apparus fiables moyennant l’application d’un facteur correctif de la sous-estimation de la mesure. Mais la turbidité est à surveiller même si elle a moins d’influence que pour la sonde MicroFlu Blue. Les résultats permettent de conclure que la sonde Fluoroprobe est aussi bien adaptée à la surveillance des eaux de baignade (mesure d’un paramètre réglementaire) qu’à la gestion des UPEP qui ont des compétences suffisantes en chimie pour exploiter les informations traitées par le logiciel. Le gestionnaire pourrait alors voir si l’augmentation de la chlorophylle-a est liée ou non aux cyanobactéries et les analyses complémentaires en laboratoire ne seraient alors nécessaires qu’en cas d’inquiétude.