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Etat chimique des eaux souterraines

Indicateur - Actualisation : juillet 2022

4 des 5 masses d’eau souterraine de la Région bruxelloise atteignent le « bon état chimique ». Mais l’une d’entre elles, le Socle, risque d’y échouer en 2027 du fait de l’augmentation significative des teneurs en ammonium. La masse d’eau des Sables du Bruxellien est classée en « état chimique médiocre » en raison de sa contamination par des nitrates et elle le resterait en 2027 à cause de ce paramètre. Moins profonde et en lien plus direct avec les activités humaines, elle présente également des contaminations significatives en certains pesticides, en tétrachloroéthylène, en chlorures et en sulfates. Un point positif mérite cependant d’être souligné : les pesticides totaux et certains pesticides tendent à baisser de manière significative et durable.

Objectif visé : l’atteinte du « bon état chimique »

Des objectifs environnementaux relatifs aux eaux souterraines présentes en Région bruxelloise ont été fixés en application de la directive et de l’ordonnance cadre eau (DCE et OCE) et de la « directive-fille » relative à la protection des eaux souterraines contre la pollution et la détérioration (2006/118/CE) et de son arrêté de transposition. Ils concernent le « bon état quantitatif et chimique » des 5 masses d’eau souterraines. 

L’atteinte du « bon état chimique » implique le respect d’objectifs de qualité (concentrations maximales de certains polluants à ne pas dépasser) : 

  • des normes de qualité pour les nitrates et les pesticides (substances actives et produits de dégradation pertinents);
  • et des valeurs seuils établies pour des polluants estimés à risque pour les eaux souterraines. Celles-ci sont fixées par masse d’eau en fonction des usages de l’eau notamment (qui sont en Région bruxelloise principalement l’alimentation en eau potable, l’utilisation par des activités industrielles ou par le secteur tertiaire).

La notion de « bon état chimique » recouvre également l’absence d’impacts négatifs sur les eaux de surface et les écosystèmes terrestres dépendant directement des eaux souterraines ainsi que sur les zones de protection de captage d’eau destinée à la consommation humaine. Seule la masse d’eau des Sables du Bruxellien est concernée. 

La liste complète des objectifs de qualité en vigueur figure dans la fiche méthodologique ainsi que dans la fiche documentée n°4.

Des polluants… présents naturellement dans les aquifères

Lors de son infiltration à travers les formations géologiques du sous-sol puis lors de son stockage dans l’aquifère, l’eau souterraine peut sous certaines conditions s’enrichir naturellement en éléments chimiques (métaux, métalloïdes, minéraux et molécules organiques). Cet enrichissement naturel se traduit par la présence de concentrations de référence pour les éléments concernés, aussi appelées « fond géochimique ». Il peut parfois s’agir de polluants indésirables voire nocifs pour la santé humaine, rendant l’eau impropre à certains usages sans traitement préalable.

Il est important d’en tenir compte lors de la détermination des objectifs de qualité. Des études menées en 2018 et 2019 pour identifier la présence de fonds géochimiques dans les eaux souterraines bruxelloises ont révélé l’existence de fond géochimique élevé pour trois éléments dans les deux masses d’eau du Système du Socle et des craies du Crétacé et des sables du Landénien (ULg, 2018 et 2019) :

  • en chlorures (Cl-). Polluant à risque, sa valeur seuil a été majorée pour ces deux masses d’eau ; 
  • en fer (Fe) et en manganèse (Mn). Ces deux éléments métalliques ne sont toutefois pas considérés comme des polluants à risque pour les eaux souterraines. Mais ils peuvent générer des désagréments pour certains usages entraînant la coloration de l’eau et la formation de précipités indésirables au sein des installations d’exploitation de l’eau.

Comment surveille-t-on la qualité des eaux souterraines ?  

La surveillance de l’état chimique de ces 5 masses d’eau souterraine, débutée en 2004, s’effectue par l’analyse d’échantillons prélevés au sein de piézomètres, de captages en activité et de quelques sources (exutoires des écoulements des eaux). Elle est assurée par 3 programmes de surveillance distincts :

  • le contrôle de surveillance, destiné à caractériser l’état général de chaque masse d’eau, à identifier les éventuelles tendances à long terme et à détecter l’apparition de nouveaux polluants. Il comptait fin 2018, 24 sites de surveillance répartis dans les 5 masses d’eau souterraine. Il porte sur les substances polluantes pertinentes pour les eaux souterraines. La fréquence de contrôle était bisannuelle pour les nappes phréatiques. En 2013, cette fréquence a été abaissée à un contrôle annuel pour la masse d’eau du Système du Socle et des craies du Crétacé et celle des Sables du Landénien, compte tenu des connaissances acquises et du contexte hydrogéologique de ces masses d’eau. Depuis 2022, la fréquence de contrôle est bisannuelle pour les nappes phréatiques et annuelle pour les nappes captives.
  • le contrôle opérationnel, destiné à suivre les masses d’eau risquant de ne pas atteindre le « bon état chimique » ou présentant une tendance à la hausse d’un polluant et à évaluer les incidences de la mise en place des programmes de restauration de la qualité des masses d’eau à risque. Il comptait, fin 2018, 10 sites de surveillance répartis dans la masse d’eau des Sables du Bruxellien, échantillonnés deux fois par an et portait principalement sur les paramètres caractérisés comme étant à risque (notamment les nitrates, certains pesticides, le tétrachloroéthylène et une liste minimale de paramètres polluants estimés à risque pour les eaux souterraines).
  • Le contrôle additionnel, au sein de la masse d’eau des sables du Bruxellien, destiné au suivi de trois zones protégées :
    • la zone de protection des captages d’eaux destinées à la consommation humaine ; 
    • les zones d’alimentation hydrogéologique des écosystèmes aquatiques associés et terrestres dépendants des eaux souterraines ; 
    • la zone vulnérable aux nitrates d’origine agricoles.

Les nappes superficielles - présentes dans les alluvions de la vallée de la Senne et des vallées adjacentes ainsi que dans les sédiments du Quaternaire - ne font actuellement pas l’objet d’une surveillance qualitative systématique.

4 masses d'eaux souterraines en « bon état chimique », mais des teneurs en ammonium en augmentation dans deux d’entre elles

Quatre des cinq masses d’eau bruxelloises ont été évaluées en « bon état chimique » sur base des résultats de surveillance de 2018 : 

  • le Système du Socle et des craies du Crétacé, 
  • le Socle, 
  • les Sables du Landénien 
  • le système Nord-Ouest des sables du Bruxellien et de Tielt. 

Les perspectives à l’horizon 2027 sont moins favorables : une tendance à la hausse des concentrations en ammonium est observée dans les trois masses d’eau captives. Pour celle du Socle, cette tendance est statistiquement significative et durable. Cette masse d’eau est par conséquent déclarée à risque d’être déclassée en « état médiocre » en 2027

Ces teneurs élevées en ammonium résulteraient de l’intrusion d’eaux de surface polluées (rejets directs d’eaux usées domestiques et industrielles) dans les eaux souterraines et/ou d’un phénomène de réduction des nitrates (qui pourraient provenir d’activités agricoles situées en amont de la Région bruxelloise, au niveau des zones d’affleurement de ces trois masses d’eau).

Etat chimique des 5 masses d’eau souterraine bruxelloises (2018) et des tendances des polluants identifiés

Source : Bruxelles Environnement, 2022

1 masse d’eau en « état médiocre » à cause des nitrates

La masse d’eau des Sables du Bruxellien - présente à plus faible profondeur dans le sous-sol et plus exposée à la pollution de surface – demeure en « état chimique médiocre » en raison de sa contamination par les nitrates. Et elle risque de le rester en 2027, toujours en raison de ce paramètre. Elle présente également une qualité dégradée par la présence ponctuelle d’autres polluants… 

Les nitrates, la bête noire de la masse d’eau des Sables du Bruxellien

La contamination des Sables du Bruxellien par les nitrates n’est pas nouvelle… L’examen des tendances des concentrations aux différents sites de surveillance mené sur la période 2009-2018 à l’échelle de la masse d’eau ne montre pas d’évolution particulière, excepté en 4 sites parmi les plus contaminés où une baisse significative est enregistrée.

La concentration moyenne à l’échelle de la masse d’eau s’élève à 39 mg/l en 2018, sachant que la norme est de 50 mg/l. L’état de contamination est très variable selon les sites de surveillance, allant de 5 à 110 mg/l en 2018. Près d’un site sur deux (soit 44% des sites de mesure) dépasse la norme.

  • Les dépassements s’observent essentiellement au centre de la Région, dans des zones très urbanisées. 
  • A l’inverse, les concentrations faibles en nitrates sont relevées dans la zone sud-est de la masse d’eau correspondant à la Forêt de Soignes, peu soumise à des pressions anthropiques. 
  • Des concentrations intermédiaires sont mesurées au sud-ouest de la masse d’eau, à Uccle, où l’urbanisation est faible.

Concentration moyenne en nitrates dans la masse d’eau souterraine des Sables du Bruxellien (2006-2018)

Source : Bruxelles Environnement, 2022 

D’où proviennent ces nitrates ?

Des recherches universitaires ont été menées pour identifier l’origine de la contamination par les nitrates dans la masse d’eau des sables du Bruxellien, grâce notamment à des analyses isotopiques de l’azote et de l’oxygène effectuées entre 2009 et 2015 (UCL, 2013 et 2018). L’examen des isotopes permet de discriminer les sources majeures d’émission des nitrates, en chaque site de mesure et à l’échelle de la masse d’eau. Il en ressort trois principales sources de contamination et une quatrième, mineure :

Sources majeures d’émission des nitrates dans les Sables du Bruxellien

Source : UCL, 2013 et 2018 

  • Les engrais azotés, dont la contribution totale à l’échelle de la masse d’eau s’élèverait à 35% (en rose et saumon sur la figure). La fertilisation urbaine des jardins privés par les ménages et celle des espaces verts publics aurait ainsi un impact majeur sur cette contamination, surtout au sud-est de la Région. La fertilisation agricole en Région flamande, en amont de la masse d’eau, aurait, elle aussi, des répercussions sur les concentrations en nitrates relevées au sud de la Région bruxelloise. 
  • Les eaux usées domestiques (en gris). Cette contribution est estimée à 31% à l’échelle de la masse d’eau et atteint près de 50% pour les stations proches de zones fortement urbanisées. Ces eaux usées sont principalement issues des pertes du réseau d’égouttage jugé vétuste à certains endroits : selon l’inventaire dressé par Vivaqua, 17% des tronçons d’égouts sur les 1.100 km inspectés étaient considérés comme fortement dégradés fin 2019. Dans une moindre mesure, les eaux usées responsables de la pollution par les nitrates proviennent de l’absence de réseau d’égouttage dans certaines rues, voire de l’existence de puits perdus dans certains quartiers.
  • La décomposition (ou minéralisation) de la matière organique par les micro-organismes du sol (en marron). Son impact est relativement homogène sur toute la zone d’étude et estimée à 27% de la contamination à l’échelle de la masse d’eau. Dans les espaces verts, et en particulier en Forêt de Soignes, il s’agit d’un processus naturel qui n’est pas assimilé à une pollution de l’eau. En zone urbaine, la minéralisation de sols organiques peut survenir après leur remaniement lors de travaux d’urbanisation.
  • Les dépôts atmosphériques (en bleu), avec la plus faible contribution (7% à l’échelle de la masse d’eau). Cette part est néanmoins supérieure en Forêt de Soignes, au sud-est de la masse d’eau, peut-être en lien avec des précipitations plus abondantes.

Pour réduire les concentrations en nitrates dans la masse d’eau des Sables du Bruxellien, le 3ème plan de gestion de l’eau prévoit d’une part de poursuivre la rénovation et l’extension du réseau d’assainissement pour réduire l’exfiltration des eaux usées vers les eaux souterraines. Si le raccordement à l’égout est techniquement impossible ou à des coûts disproportionnés, un système d’épuration individuel devra être installé. D’autre part, le plan prévoit de réduire l’emploi d’engrais azotés en révisant les conditions d’exploiter des installations agricoles ou assimilées et en sensibilisant les particuliers, les gestionnaires d’espaces verts et les professionnels aux bonnes pratiques agricoles.

Des pesticides significativement présents dans les Sables du Bruxellien mais la situation s’améliore

Les pesticides significativement présents à l’échelle de la masse d’eau des Sables du Bruxellien sont des herbicides : l’atrazine, ses produits de dégradation (l’atrazine déséthyl et desisopropyl), le 2,6 dichlorobenzamide (BAM) ainsi que la simazine. D’autres herbicides comme le diuron ont également été observés localement et occasionnellement. Ces pesticides sont principalement à usage domestique, privé ou public (entretien des jardins, des allées, des espaces verts, des cimetières…).

Les dépassements des normes s’observent essentiellement en 3 sites de surveillance situés en zone fortement urbanisée.

La contamination en atrazine, en ses produits de dégradations, en simazine et en diuron témoignerait d’une pollution historique (tous sont interdits d’utilisation depuis le milieu des années 2000) ou de l’usage prohibé d’anciens stocks de produits. Les pollutions aux pesticides perdurent en effet de nombreuses années, étant donné la grande stabilité de certaines de ces molécules, leur migration très lente et complexe à travers le sol et le sous-sol (processus d’adsorption/désorption sur les particules des sols) ou encore du fait du renouvellement lent des eaux souterraines.

Néanmoins, pour la première fois en 2018, la masse d’eau des Sables du Bruxellien est classée en « bon état » vis-à-vis des pesticides (totaux et par substance) : sur les 77 substances actives et métabolites de pesticides analysés, 16% y ont été quantifiées. Et des tendances à la baisse significatives et durables ont été identifiées sur la période de 2009 à 2018 pour les pesticides totaux, l’atrazine, ses produits de dégradation, le bromacil et la propazine. 

La prudence reste de mise car des tendances à la hausse sont relevées pour la simazine et le diuron en certains sites. En outre, deux métabolites non pertinents, le chlorothalonil SA et le desphenyl chloridazon, ont été quantifiés en 2018, suite à l’extension de la surveillance à de nouvelles substances. Leur présence doit être confirmée par de futures analyses.

Les dispositions réglementaires européennes et fédérales relatives à la commercialisation et au retrait d’agréation de certains pesticides empêchant leur utilisation par les particuliers et les pouvoirs publics semblent donc porter leurs fruits. De même, l’ordonnance « pesticides » de 2013 ainsi que le programme régional de réduction des pesticides qui l’accompagne contribuent à protéger la qualité des eaux souterraines, en renforçant les exigences et les conditions relatives à leur utilisation. Il est envisagé d’étendre les restrictions d’usage des pesticides aux espaces privés.

Le tétrachloroéthylène, cancérigène, s’accumule dans certains sites des Sables du Bruxellien

Le tétrachloroéthylène est significativement présent dans trois sites de la masse d’eau des Sables du Bruxellien. L’un d’entre eux affiche même en 2018 des concentrations plus de 10 fois supérieures à la valeur seuil ! Bien que le nombre de sites en dépassement soit faible et ne conduise pas à déclasser la masse d’eau vis-à-vis de ce composé, la concentration moyenne à l’échelle de la masse d’eau en 2018 côtoie la valeur seuil. En outre, une tendance à la hausse significative et durable a été identifiée pour ce paramètre sur la période 2009-2018. 

Ce composé organique volatil est un solvant utilisé dans l’industrie (ex : nettoyage à sec, peinture, dégraissage de surfaces métalliques, finissage des textiles, extraction des huiles et graisses…). En raison de son pouvoir cancérogène, son usage est restreint depuis 1980 et il devrait être interdit en 2030 en Europe. 

Il est difficile de savoir à l’heure actuelle si les dépassements observés découlent d’activités industrielles passées (sites pollués) ou actuelles. 

Le 3ème plan de gestion de l’eau prévoit entre autres d’identifier ces sources ponctuelles de pollution, de contrôler voire renforcer les conditions d’exploitation des permis d’environnement des secteurs utilisateurs de cette substance, de remédier à la pollution des sols et de promouvoir des substances alternatives. 

D’autres polluants sous la loupe pour les Sables du Bruxellien

D’autres polluants (sulfates, chlorures…) résultant d’activités de surface ont aussi été mesurés localement ou/et occasionnellement en certains sites de surveillance de la masse d’eau des Sables du Bruxellien. Des dépassements locaux ont ainsi été enregistrés en 2018 en ammonium, en nitrites, en chlorures et en sulfates. Ces deux derniers font l’objet d’une attention particulière car ils augmentent de manière significative depuis 2009, tant en certains sites de surveillance qu’à l’échelle de la masse d’eau.

Date de mise à jour: 15/07/2022

Documents: 

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