L'utilisation de l'eau douce dans le monde a été multipliée par six au cours des cent dernières années et devrait encore augmenter de 20 à 30 % d'ici 2050, au moment même où 3,9 milliards d'êtres humains souffriront d'un accès à l'eau rendu difficile par le réchauffement climatique.
Les eaux non conventionnelles telles que l'eau de pluie, l'eau de source ou les eaux souterraines de sub-surface (à proximité immédiate du sol) pourraient fournir une des solutions nécessaires face à la pénurie d'eau annoncée dans les zones densément peuplées. Cependant, leur qualité peut être dégradée par les émissions de polluants organiques persistants, accompagnant les activités humaines. En particulier, les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) se déposent au sol, où ils sont transportés vers le milieu aquatique par les eaux de ruissellement et d'infiltration. Ces polluants couramment recherchés pour étudier la qualité de l'eau constituent un indicateur des activités humaines en milieu urbain.
Comment retracer une histoire de la pollution organique d'une eau en milieu urbain ? Analogues aux concrétions calcaires (spéléothèmes) des grottes, des dépôts calcaires, plus précisément des « dépôts urbains de carbonates secondaires », présents dans des carrières souterraines ou des aqueducs, commencent à être étudiés en tant qu'archive naturelle de la qualité de l'eau. Ils n'ont cependant pas encore été utilisés pour analyser la pollution organique de l'eau.
L'eau urbaine impactée par les activités humaines
C'est le travail auquel se sont attelés des chercheurs du LSCE et du Laboratoire Edytem (Environnements, dynamiques et territoires de montagne) avec un dépôt urbain de carbonate secondaire bien daté, couvrant les 300 dernières années et provenant du Grand Aqueduc de Belleville, au nord-est de Paris. Leur objectif était de suivre les composés organiques piégés au cours du temps et de déterminer leur origine et leur transport, en lien avec les changements d'occupation du sol et les activités humaines.
Pour ce faire, des analyses d'imagerie par fluorescence UV en phase solide à haute résolution ont été combinées à des analyses chimiques des HAP et du carbone organique réalisées sur des échantillons de petite taille.
- Les HAP sont présents dans les eaux de sub-surface urbaines depuis 300 ans, témoignant sans doute de l'urbanisation massive qu'a connue Belleville entre 1825 et 1900.
- Au cours des dernières décennies, les concentrations en HAP sont multipliées par 7 et la source de pollution est enrichie en HAP dits lourds, les plus toxiques.
- L'évolution de la qualité de la matière organique au cours du temps est directement influencée par des changements dans l'occupation du sol.
Ce travail ouvre ainsi la voie à une meilleure compréhension à long terme de l'impact des activités humaines sur le transfert des polluants vers les eaux souterraines de sub-surface en milieu urbain.