Généralités

Le prélèvement racinaire des végétaux et la dénitrification microbienne anaérobie sont les principaux processus naturels pour une épuration des eaux polluées qui traversent les zones alluviales.
La capacité de rétention de ces milieux est dépendante des flux hydrologiques qui les traversent et/ou les engorgent, de la nature des sols en place, de la dynamique et de la stabilité des formations végétales qui les composent.

Flux de nitrates en l'absence de ripisylve

Fonctionnement

En été (période d'activité des végétaux) Absorption racinaire
Plusieurs résultats d'études expérimentales effectuées au niveau de zones alluviales ont été publiés, montrant le rôle de la végétation des cours d'eau pour le contrôle des flux de nitrates : on peut observer, d'après ces études, que les végétations rivulaires, ripisylves et forêts alluviales, contribuent efficacement à l'élimination des composés azotés transitant dans les zones alluviales.
Ainsi, pendant la pèriode végétative (environ huit mois par an, de fin février jusqu'à fin octobre), ces formations végétales particulièrement dynamiques prélèvent directement les composés azotés nécessaires à leur croissance au sein de la nappe alluviale (eaux de sous-écoulement depuis les zones de cultures jusqu'à la rivière). Les nitrates sont alors incorporés et stockés dans le tissu végétal sous forme réduite, constituant essentiel des structures végétales. Il y a fabrication de biomasse.

En hiver (période de repos des végétaux) : dénitrification
La dénitrification microbienne ou "respiration nitrate", est utilisée par des bactéries lorsque le milieu ne contient plus de dioxygène (ou milieu anaérobie, symbolisé par le calque bleu sur le schéma). A défaut d'oxygène, ces bactéries, dites dénitrifiantes, utilisent alors les nitrates comme accepteur final d'électron dans la chaîne respiratoire pour pouvoir oxyder les matières organiques incorporées et fournir de l'énergie (sous forme d'ATP - Adénosine Tri Phosphate) aux cellules.

Les ripisylves et autres zones tampons peuvent offrir des conditions favorables à la réalisation de la dénitrification microbienne

Le fort degré d'engorgement des sols pendant les périodes de hautes eaux (hiver, printemps) permettent de créer des conditions d'anoxie du milieu.
La productivité primaire peut fournir le carbone organique nécessaire aux micro-organismes par la litière (feuilles mortes) en décomposition.
L'écoulement de la nappe au sein des sédiments alluviaux permet une arrivée constante de nitrates aux bactéries.

Une bande forestière située entre le cours d'eau et les cultures permet une épuration des eaux qui la traverse.
De plus, la végétation empêche le lessivage des terres en bloquant les alluvions des terres agricoles qui descendent vers la rivière.

Mais ce rôle de filtre fonctionne aussi dans l'autre sens: lors de crues, les matières en suspension dans l'eau qui sortent du lit mineur, restent bloquées dans la zone tampon et sédimentent. Il en va de même pour les branches et les troncs dérivant lors des crues .

Applications

Depuis 1993, le S.M.E.T.A.P. Rivière Dordogne et le CIVAM Berges travaillent au maintien de la ripisylve existante et à la création de nouvelles zones tampons, en encourageant la plantation puis l'entretien par les propriétaires, en les conseillant dans le choix d'essences adaptées, dans la taille et la sélection des jeunes arbres. Sur le secteur du S.M.E.T.A.P. , plusieurs hectares de zone tampon ont été plantés.
La mise en place d'une zone tampon est possible pour tous : 10 mètres de zone tampon sont suffisants pour éliminer la plus grande partie des nitrates contenus dans l'eau. L'espace planté (aides possibles dans le cadre des mesures d'accompagnement de la réforme de la PAC , retrait des terres à long terme) n'est gelé que pour des cultures à court terme.

Les essences seront choisies selon 4 critères :

capacité d'épuration des nitrates (aulne,...)
productivité, à moyen et long terme (aulne, frêne, noyer bois, merisier, chêne,...)
paysager (plantation mixte : chêne rouge, érable sycomore,...)
nourriture pour la faune avicole (sorbier des oiseleurs)

De plus, l'entretien est aisé (taille et sélection) et il est possible d'aménager un chemin parallèle à la rivière, facilitant l'accès aux pêcheurs, randonneurs...