Compréhension de la dynamique particulaire d'un bassin versant périurbain par géochimie multi-élémentaire organique et minérale

Understanding particulate phases role in the global elemental cycles, in particular those of contaminants, becomes necessary to predict the evolution of those cycles under human forcing. In this work, the particulate transport was thus studied at a catchment scale according to a source to sink approach. The peri-urban catchment of the Egoutier stream, flowing into the Loire River and eastern of Orléans, was chosen for these researches. The purpose is to evaluate the peri-urban stream sedimentary dynamic and the factors driving elemental and contaminant cycles. 3 main objectives have been defined: (1) understand sedimentary dynamic of lowland areas in periurban context, (2) identify specific markers of soil erosion dynamic and human activities, and (3) discuss the role of hydrosedimentary processes and land cover in global geochemical cycles including pollutant transfers. Both multi-elemental geochemistry and TMs and PPs contents have been used to track particle sources and pathways. Monitoring stations have been installed to record Egoutier hydrosedimentary dynamic at three locations in the watercourse. Markers evidence distinct patterns of erosion and sedimentary dynamics between the upstream part of the catchment, under forest cover, and the downstream one, under peri-urban context. Indeed, the increase of impervious surfaces leads to flash flood events, promoting particle transport and limiting sediment deposition.Déterminer et quantifier le rôle de la phase particulaire dans les grands cycles géochimiques et le transport des contaminants, est devenu indispensable pour établir des bilans de masse précis et discuter de l’incidence du facteur de forçage d’origine anthropique sur les écosystèmes. Durant ces travaux, le transport particulaire a été étudié à l’échelle du bassin versant périurbain de l’Egoutier selon une démarche sources-puits. Affluent de la Loire situé à l’est de la métropole d’Orléans, l’hydrosystème est défini par un gradient d’anthropisation amont/aval et des rejets anthropiques ponctuels. L’étude a pour objectif (1) de comprendre la dynamique hydrosédimentaire des cours d’eau en contexte peu morphogène et périurbain, (2) d’identifier des traceurs spécifiques des sources de matériel soumis à l’érosion mécanique dans le bassin versant, et (3) de discuter du rôle de la dynamique hydrosédimentaire et de l’occupation du sol dans le cycle géochimique des éléments et des contaminants. Les différents traceurs ont été explorés par géochimie multi-élémentaire et par quantification des ETM et des PPs, afin de discriminer la signature géochimique des sources et les chemins de transfert de la matière particulaire. Le comportement hydro-sédimentaire de l’Egoutier est également suivi en temps réel en trois endroits clés. Des modes d’érosion et une dynamique sédimentaire différente ont été mis en évidence entre la partie amont du bassin versant sous couvert forestier, et la partie aval en contexte périurbain. Dans cette dernière, l’imperméabilisation des surfaces entraîne des évènements de crues plus rapides et intenses, favorisant le transport sédimentaire et limitant l’accumulation des particules. En plus de modifier la géomorphologie et la dynamique sédimentaire des cours d’eau, l’urbanisation croissante modifie les cycles biogéochimiques des éléments et entraîne une propagation des contaminants sur des distances plus importantes

Understanding a peri-urban catchment area sedimentary dynamic by organic and mineral multi-elemental geochemistry

Déterminer et quantifier le rôle de la phase particulaire dans les grands cycles géochimiques et le transport des contaminants, est devenu indispensable pour établir des bilans de masse précis et discuter de l’incidence du facteur de forçage d’origine anthropique sur les écosystèmes. Durant ces travaux, le transport particulaire a été étudié à l’échelle du bassin versant périurbain de l’Egoutier selon une démarche sources-puits. Affluent de la Loire situé à l’est de la métropole d’Orléans, l’hydrosystème est défini par un gradient d’anthropisation amont/aval et des rejets anthropiques ponctuels. L’étude a pour objectif (1) de comprendre la dynamique hydrosédimentaire des cours d’eau en contexte peu morphogène et périurbain, (2) d’identifier des traceurs spécifiques des sources de matériel soumis à l’érosion mécanique dans le bassin versant, et (3) de discuter du rôle de la dynamique hydrosédimentaire et de l’occupation du sol dans le cycle géochimique des éléments et des contaminants. Les différents traceurs ont été explorés par géochimie multi-élémentaire et par quantification des ETM et des PPs, afin de discriminer la signature géochimique des sources et les chemins de transfert de la matière particulaire. Le comportement hydro-sédimentaire de l’Egoutier est également suivi en temps réel en trois endroits clés. Des modes d’érosion et une dynamique sédimentaire différente ont été mis en évidence entre la partie amont du bassin versant sous couvert forestier, et la partie aval en contexte périurbain. Dans cette dernière, l’imperméabilisation des surfaces entraîne des évènements de crues plus rapides et intenses, favorisant le transport sédimentaire et limitant l’accumulation des particules. En plus de modifier la géomorphologie et la dynamique sédimentaire des cours d’eau, l’urbanisation croissante modifie les cycles biogéochimiques des éléments et entraîne une propagation des contaminants sur des distances plus importantes.Understanding particulate phases role in the global elemental cycles, in particular those of contaminants, becomes necessary to predict the evolution of those cycles under human forcing. In this work, the particulate transport was thus studied at a catchment scale according to a source to sink approach. The peri-urban catchment of the Egoutier stream, flowing into the Loire River and eastern of Orléans, was chosen for these researches. The purpose is to evaluate the peri-urban stream sedimentary dynamic and the factors driving elemental and contaminant cycles. 3 main objectives have been defined: (1) understand sedimentary dynamic of lowland areas in periurban context, (2) identify specific markers of soil erosion dynamic and human activities, and (3) discuss the role of hydrosedimentary processes and land cover in global geochemical cycles including pollutant transfers. Both multi-elemental geochemistry and TMs and PPs contents have been used to track particle sources and pathways. Monitoring stations have been installed to record Egoutier hydrosedimentary dynamic at three locations in the watercourse. Markers evidence distinct patterns of erosion and sedimentary dynamics between the upstream part of the catchment, under forest cover, and the downstream one, under peri-urban context. Indeed, the increase of impervious surfaces leads to flash flood events, promoting particle transport and limiting sediment deposition

Macroplastiques issus des eaux urbaines : mesures et enjeux de gestion

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Macrodéchets et déchets plastiques issus du trafic routier

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Flux de macroplastiques issus des eaux urbaines : au plus près des sources

International audienceLes macrodéchets, en particulier plastiques, sont générés par les activités humaines. Or, ces activités sont concentrées dans les zones urbaines. Une petite fraction échappe à la bonne gestion des déchets. Commence alors un transfert chaotique vers la mer. Mais toutes sortes de dispositifs et d’actions sont susceptibles de récupérer ces déchets diffus à toutes les étapes de ce transfert, des villes (avaloirs dégrillés, décanteurs, balayeuses, collectes citoyennes, ect.), jusqu’au littoral (collectes citoyennes, criblage du sable, etc.). A l’échelle des zones urbaines, les réseaux d’eau pluviaux et les déversoirs d’orage constituent des voies de transfert privilégiées des macrodéchets de la voierie vers le milieu par temps de pluie. Les collectivités sont aujourd’hui de plus en plus nombreuses à disposer des filets anti-macrodéchets à l’exutoire de ces réseaux de collecte des eaux urbaines. Plus qu’une solution curative, ces dispositifs constituent une opportunité inédite de mesurer les flux de macrodéchets, dont les plastiques, au plus près de leur source d’émission. Quatre cas d’études seront présentés. Les résultats montrent que les eaux urbaines sont une source majeure de macroplastiques pour les milieux, avec des ordres de grandeur des flux par habitant similaires à ceux estimés dans les rivières. Cependant, il existe des nuances qualitatives et quantitatives liées (i) au type de réseau, (ii) au type d’occupation des sols, ou encore (iii) à des spécificités locales (e.g. activités humaines spécifiques, effort de réduction des déchets en amont, etc…)

Macrolitter dataset from a highly frequented roadway in Nantes, France

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Accumulation des déchets sauvages dans les écosystèmes aquatiques : état des lieux et enjeux

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Amount, composition and sources of macrolitter from a highly frequented roadway

3ème rencontre du GDR Polymères et Océans, BREST, FRANCE, 27-/06/2022 - 29/06/2022De nombreuses recherches mentionnent la nécessité d'identifier les sources continentales de macrodéchets mais paradoxalement, relativement peu de données de terrain sur la composition et les sources de macrodéchets sont disponibles dans la littérature. Décrire et quantifier ces sources est nécessaire à une meilleure estimation des flux dans les milieux et une meilleure définition des stratégies d'atténuation. Si les bords de routes sont perçus comme des zones particulièrement polluées par les macrodéchets, « objectiver » cette pollution demeure important dans une approche systémique. Cette étude, menée dans le cadre du projet Plasti-nium, visait à étudier l'abondance et la composition des macrodéchets issus du trafic routier sur une portion de 800 m du périphérique nantais (90 000 véh/j). Les macrodéchets jusqu'à 1 cm, ont été collectés pendant une année, puis triés et classés selon les classifications OSPAR/TSG-ML. En un an, 88,5 kg de déchets ont été collectés. Au total, 36 439 articles ont été caractérisés, dont 84% en nombre étaient des plastiques. Ce sont surtout des fragments, des mégots et filtres de cigarettes, ainsi que des morceaux de polystyrène liés au chargement des véhicules. L'accumulation de déchets est fortement corrélée au trafic routier. En différenciant les déchets jetés volontairement des déchets perdus accidentellement, cette étude illustre la contribution majeure des chargements non couverts et non sécurisés. Ces données originales permettent d'apporter un autre regard sur les déchets le long des bords de route et, serviront à terme dans l'évaluation des pertes liées au trafic routier aux flux de plastiques vers l'environnement

Dynamique de transfert des macroplastiques en estuaire de Loire : trajectoires et facteurs d'influence

The quantification of macroplastics fluxes transferred by rivers generates increasing researches but a better assessment of these fluxes requires a precise understanding of macroplastics transfer dynamic within estuaries, environments at the land-ocean interface. Following the strategy deployed in the Seine estuary during the Macro-Plast project, this study aims to characterize macroplastics trajectories in the Loire estuary. Plastic bottles with different buoyancy were therefore equipped with GPS-trackers and released at different locations of the estuary between January 2020 and July 2021, during variable conditions of water flow and tidal ranges. 35 trajectories of maximum two months were monitored. Trajectories demonstrated a high spatiotemporal variability with total distances travelled by the tracked bottles ranging from 100 m to 103.6 km. The distances travelled by the tracked bottles were however lower in the Loire estuary that in the Seine one. Indeed, the specific geomorphology of the Loire estuary (riverbanks with gentle slope, submersible areas, reedbeds) lead to a fast stranding and hard remobilization of macroplastics. Bottles buoyancy plays a key role in macroplastics transfer dynamic but their trajectories animated by back and forth movements and stranding/remobilization processes highlighted that they are also influenced by other environmental factors including tides. This complex transfer dynamic and the fact that like in the Seine estuary, no bottle reached the ocean environment, raises questions on the real fluxes transferred from continental environments to oceans estimated with statistical methods.La quantification des flux de macroplastiques transférés par les fleuves fait l'objet de plus en plus d'études scientifiques mais une meilleure appréciation de ces flux nécessite une compréhension fine de la dynamique de transfert de ces déchets en milieu estuarien, interface entre le milieu continental et le milieu océanique. A l'image de ce qui a été réalisé sur la Seine dans le cadre du projet Macro-Plast, cette étude cherche à caractériser la trajectoire des déchets plastiques en estuaire de Loire. Dans ce but, des bouteilles plastiques de flottabilités différentes ont été équipées de balises GPS et lâchées à différents niveaux de l'estuaire entre janvier 2020 et juillet 2021. 35 trajectoires d'un maximum de deux mois ont été enregistrées. Celles-ci présentent une forte variabilité spatiotemporelle avec des distances totales parcourues comprises entre 100 m et 103,6 km. Les distances parcourues en estuaire de Loire sont toutefois plus faibles que celles mesurées en Seine. En effet, la morphologie particulière de l'estuaire de Loire (berges à pentes faibles, zones submersibles, roselières) donne lieu à des échouages rapides et une remobilisation difficile des macroplastiques. La flottabilité joue un rôle important dans la dynamique de transfert des macroplastiques mais leurs trajectoires animées par des allers-retours et des phénomènes d'échouage/remobilisation démontrent qu'elles sont également influencées par d'autres facteurs environnementaux dont la marée. Cette dynamique complexe et le fait que comme en estuaire de Seine, aucune bouteille n'a atteint le milieu océanique, questionne l'évaluation des flux réels de macroplastiques transférés des milieux continentaux vers les océans par des méthodes simplement statistiques