En application de la directive-cadre sur l'eau, la Lema fixe des objectifs et des méthodes pour protéger et restaurer le bon état des eaux. « À cet effet, elle introduit des approches novatrices dans les processus d'évaluation de cet état, notamment par une prise en compte conjointe de l'état écologique et de l'état chimique, et par une évaluation fondée sur l'écart entre la situation observée et une situation de référence reposant sur l'absence de pressions anthropiques », explique Jean-Pierre Porcher, chef du département connaissance des milieux et des usages de l'Onema. Et pour déterminer l'état écologique de référence d'un sous-système hydrologique homogène, « il importe de prendre en compte les données historiques, qu'elles concernent le bassin versant (boisement, urbanisation, modification du régime hydrologique...) ou la qualité de l'eau », ajoute Philippe Crou-zet, de l'Agence européenne pour l'environnement (EEA).
Malheureusement, l'histoire environnementale est assez récente. Et pendant longtemps, l'eau potable n'a été qualifiée que de « vive, limpide, sans odeur et sans saveur », capable de bien dissoudre le savon et de cuire facilement les légumes. De ce fait, jusqu'en 1850, les analyses d'eau sont restées très rudimentaires en France.
Ces analyses concernaient d'abord les eaux de source, minérales et de fontaine et portaient sur la recherche de la quantité de résidu solide obtenu par évaporation à sec. À partir de 1887, avec la méthode de dissociation électrolytique, les résultats s'exprimaient, non plus en gramme de sel par litre d'eau ordinaire, mais en acides. La première classification des eaux date des analyses de l'eau à Paris effectuées de 1854 à 1855, alors que l'on observe une forte dégradation de l'eau de la Seine suite à la construction du canal de l'Ourcq (1802-1839) et aux travaux d'adduction de la Dhuis et de la Vanne (achevés vers 1870).
Outre les paramètres biologiques (micro-organismes), apparaît en 1847 le paramètre chimique de dureté de l'eau mesurée par une méthode de dosage volumétrique (procédé hydrotimétrique). La mesure de la quantité de matière organique remonte à 1848, alors que l'on découvre que les eaux de surface représentent une ressource potentielle d'azote pour l'agriculture.
premiers débats sur le plomb
La mesure de la DCO se développe alors pour évaluer la présence d'azote dans la matière organique. Les analyses de la présence des métaux dans l'eau restent longtemps qualitatives. Elles s'imposent à l'occasion du débat sur l'utilisation de canalisations en plomb pour l'alimentation en eau potable (Paris, 1873). La surveillance régulière de la Seine date de 1877 avec la création d'une section d'analyse chimique des eaux de Paris à l'observatoire du parc Montsouris (fondé en 1870 pour l'observation météorologique).
Le premier système rationalisé d'observations hydrométriques des cours d'eau date du début du xxe siècle (hauteurs, débits quotidiens, etc.), mais s'arrête avec la première guerre mondiale pour reprendre ensuite de manière inégale. De ce fait, il y a peu de longues séries hydrométriques disponibles avant 1945. « Et les séries existantes de mesure de la qualité de l'eau, lorsqu'elles ont été conservées, sont bien souvent discontinues et non cumulatives », souligne Laurence Lestel, chercheuse au Centre d'histoire des techniques et de l'environnement. Difficile pour l'eau de retrouver sa mémoire !