bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Détermination par bioessai de la biodisponibilité des ressources azote et phosphore, dans les eaux du Golfe du Morbihan
Authors: Le Rouzici B. , Bertru G.
Published: July 2012

Des dosages physico-chimiques et des numérations du phytoplancton sont réalisés sur des prélèvements d'eau du Golfe de Morbihan (France), conjointement à des bioessais en milieu non renouvelé :

1. Avec le peuplement autochtone, par enrichissement en azote et en phosphore de l'eau filtrée sur 200 µm.

2. Avec deux algues tests épuisées en azote et en phosphore, sur l'eau filtrée stérilement. Les quotas cellulaires des algues tests en fin de croissance sont comparés aux quotas cellulaires minimaux et maximaux préalablement établis.

Les bioessais avec enrichissement révèlent une limitation de la croissance des algues par l'azote. Les bioessais avec Fragilaria elliptica présentent une relation linéaire croissante simple entre la concentration en azote assimilée par l'algue test et la densité cellulaire du peuplement phytoplanctonique naturel. L'azote total en solution représente la fraction utilisée par ces algues : azote biodisponible. Par contre, la fraction « phosphore soluble » ne représente qu'une partie du phosphore biodisponible, et se trouve consommée de manière très diverses par les algues testées. Cependant, l'analyse des quotas cellulaires en fin de croissance des algues tests montre que le phosphore est l'élément impliqué dans la limitation de leur croissance.

Les bioessais exposent des résultats contradictoires de limitation de la croissance. Les algues autochtones utilisent des ressources en phosphore supérieures à celles qui sont mises à disposition des algues tests, par stockage interne ou par consommation du phosphore minéral adsorbé sur les particules en suspension.
Mesure de la biomasse et de l'activité bactérienne dans l'eau de distribution
Authors: Servais P. , Laurent P. , Randonl G.
Published: July 2012

Afin d'étudier la reviviscence bactérienne dans les réseaux de distribution, des méthodes de mesures de la biomasse et de l'activité bactérienne ont été investiguées sur des eaux provenant d'un réseau de distribution. Trois méthodes d'estimation de la biomasse bactérienne ont été comparées : le comptage sur gélose, selon la norme française d'examen bactériologique des eaux de consommation, le dosage de l'ADN contenu dans les particules retenues sur une membrane de porosité de 0.2 µm et le comptage direct au microscope à épifluorescence après coloration des bactéries à l'acridine orange. Les comptages sur gélose, tout comme en milieu aquatique naturel, sous-estiment très largement le nombre de bactéries; ceci semble principalement lié à la présence de bactéries viables mais non cultivables. Le dosage de l'ADN et les comptages directs corrèlent assez bien avec en moyenne un contenu en ADN par bactérie de 4,1 x 10-15 g d'ADN, mais la première méthode semble moins précise. Le comptage direct semble donc la méthode la plus adaptée à l'estimation du nombre total de bactéries dans ce type de milieu.

Afin d'estimer l'activité bactérienne, les protocoles expérimentaux de deux méthodes utilisées en écologie bactérienne ont été adaptés aux conditions particulières de l'eau de distribution : l'incorporation de thymidine tritiée dans l'ADN bactérien et l'incorporation de leucine tritiée dans les protéines. La comparaison des deux méthodes sur une série d'échantillons montre une bonne corrélation, avec un rapport molaire entre incorporation de leucine et de thymidine compatible avec les facteurs de conversion des deux méthodes cités dans la littérature et établis pour les milieux aquatiques naturels. Les deux méthodes sont utilisables pour mesurer l'activité bactérienne dans l'eau potable, néanmoins l'incorporation de thymidine est plus aisée à mettre en oeuvre, car elle ne nécessite de travailler qu'à une seule concentration en traceur radioactif.
Sélection de clones résistants appartenant aux genres Kiebsiella, Serratia et Pseudomonas afin de suivre leur implantation dans un biofiltre
Authors: Zinebi S. , Henriette C. , Petitdemange E. , Joret J. C. , Saveant N. , Quittelier M.
Published: July 2012

Des souches appartenant aux espèces : Klebsiella oxytoca, Serratia marcescens et Pseudomonas putida, isolées d'un biofiltre utilisé pour le traitement d'effluents urbains ont été choisies parmi une centaine d'autres pour être réimplantées dans un réacteur du même type. Dans le but de suivre leur fixation en réacteur ouvert, une méthode spécifique de sélection a été développée. Des clones de ces souches résistant naturellement à des antibiotiques (rifampicine, streptomycine, acide nalidixique) et à des substrats suicides (chlorate, bromoacétate, fluorouracile) ont été recherchés. Cette sélection a permis d'obtenir des clones de Klebsiella et de Serratia résistants à 2 g/l de streptomycine, 1 g/l de rifampicine et à 2 g/l de chlorate ainsi que des clones de Pseudomonas résistants à 0,5 g/l d'acide nalidixique et à 2 g/l de bromoacétate ou à 40 mgll de fluorouracile.

Les clones résistants dont les caractéristiques de croissance et les activités enzymatiques sont identiques à celles de la souche sauvage et dont la stabilité génétique a été maintenue après de nombreux repiquages ont été retenus. Afin de valider notre méthode de reconnaissance, une numération de la flore indigène d'un effluent urbain a été réalisée sur les milieux spécifiques des clones résistants : seule une faible proportion de cette flore, à savoir 0,02 % est capable de s'y développer. Des essais préliminaires d'ensemencement du biofiltre avec les souches sélectionnées ont été réalisés, ils montrent que celles-ci s'implantent puisqu'elles sont retrouvées sur les grains de matériau de garnissage et que chacune d'elle représente 1 % de la flore totale.
Méthodologie pour une utilisation conjointe de données eulériennes et langrangiennes de courant pour estimer un coefficient de diffusion horizontale côtières
Authors: Baghdadi N. , Broche P.
Published: July 2012

Le Laboratoire de Sondages Electromagnétiques de l'Environnement Terrestre a une pratique confirmée de la mise en oeuvre des radars Doppler VHF pour la réalisation de mesures eulériennes des courants marins en zone côtière. Avec ce même instrument, on peut réaliser, simultanément aux mesures eulériennes, des mesures lagrangiennes en effectuant le suivi, avec le radar, de flotteurs dérivants de surface équipés de balises.

Nous proposons une méthode d'utilisation couplée des données eulériennes et lagrangiennes pour estimer l'importance des phénomènes de diffusion horizontale. L'influence de la résolution spatiale des mesures de courant et du nombre de flotteurs sur la précision des mesures de dispersion a été discutée. Une validation de cette méthode a été effectuée à partir d'une étude numérique sur un exemple de panache fluvial (I'étude de ce dernier est un des axes principaux de recherche du LSEET). Cette étude montre que l'erreur sur l'estimation de ce coefficient pour 5 bouées lâchées et avec une résolution spatiale de (500 x 500) m- peut être de l'ordre de 35%. On obtient ainsi un instrument particulièrement complet de diagnostic dynamique en zone côtière, présentant un grand intérêt pour l'étude d'un rejet ou le transport d'un contaminant.
Simplification rationnelle des outils hydrologiques de gestion : recommandations méthodologiques pour la construction de modèles semi-empiriques à origine mécaniste
Authors: Banton O. , Jordana S. , Larocque M.
Published: July 2012

Les modèles de simulation hydrologiques sont reconnus comme des outils mathématiques très performants mais généralement d'application difficile, principalement à cause du nombre élevé des paramètres requis. À l'inverse, les outils actuels de gestion sont généralement développés à l'aide d'approches empiriques limitant leur application. De plus, leurs paramètres ne sont pas des grandeurs mesurables et doivent être ajustés pour chaque situation. Une approche est proposée pour le développement d'outils semi empiriques de gestion. Elle consiste à simuler un grand nombre de scénarios en utilisant un modèle complexe de simulation puis à rationaliser l'information obtenue pour développer un nouveau modèle semi empirique. L'exemple illustrant cette approche concerne l'évaluation des flux d'eau ruisselée à la surface des champs, lessivée vers la nappe souterraine et drainée par les drains agricoles spécifiquement pour le contexte du Québec. À partir des résultats de simulation de 4500 scénarios, une simplification.rationalisation a permis de réduire à 120 le nombre de scénarios de référence à l'aide desquels peuvent être évalués tous les scénarios possibles par de simples interpolations linéaires. Une application de l'algorithme résultant sur un site du Québec a montré la bonne concordance entre les résultats calculés et mesurés. À la fois l'ordre de grandeur du ruissellement et du drainage et leur grandeur relative sont bien évalués.
The Influence of Temperature on the Removal of Biodegradable Organic Carbon
Authors: Welté B. , Montiel A.
Published: July 2012

A study of the removal of dissolved organic carbon (DOC) and biodegradable dissolved organic carbon (BDOC) has been performed in a water treatment plant where several biological steps are involved. The influence of the temperature of the raw water has been studied. The behavior of slow sand filtration (SSF) differs from that of granular activated carbon (GAC) filtration: in the case of slow sand filtration, optimum efficiency is obtained at a temperature above or equal to 15°C, whereas optimum efficiency for GAC is obtained starting from a temperature of 10°C. Slow sand filtration seems to be more efficient in BDOC removal where high temperatures are present. For low temperatures, efficiency of the two methods is comparable. For medium temperatures (10°C), GAC seems to be more efficient.
A colony count model for the control of drinking water distribution systems
Authors: Kerneis A. , Déguin A. , Feinberg M.
Published: July 2012

The purpose of this study is to select a process control parameter for monitoring microbial regrowth in a network and to develop a more accurate and relevant quality control of supply water. Two parameters were examined as potential process control parameters: the water residence time in the network and the concentration of biodegradable organic matter. Residence time calculations were carried out and validated by tracer studies in a branched network and then in a simply looped network. The measurement of the natural dissolved organic carbon (DOC) consumption in the network was preferred to the determination of any in vitro biodegradation. The measurement of consumption requires the determination of DOC in treated water and in supply water. It is simpler and less expensive than other biodegradable organic matter determinations. A model for colony counts as a function of the residence time was developed in order to demonstrate that this parameter can be used for process controlling. This model was very well adjusted to data collected in a network in winter, spring and summer. This process control parameter was then used in order to locate and estimate the quantity of water whose colony counts exceed the European directive guide level.

Accurate correlation measurements between colony counts and DOC consumed in the network were carried out in three distinct systems. No significant correlations were measured. For these three networks, biodegradable organic matter measurements based on DOC determinations were demonstrated to be unreliable process control parameters for monitoring bacterial regrowth.
Contamination nitratée des eaux souterraines d'un bassin versant agricole hétérogène 2. Évolution des concentrations dans la nappe
Authors: Dupuy A. , Moumtaz R. , Banton O.
Published: July 2012

L'usage quasi systématique de fertilisants sur de grandes surfaces a conduit la majorité des aquifères superficiels à un grave niveau de contamination par les nitrates. Des essais de gestion environnementale de cette problématique agricole sont conduits à l'échelle du bassin versant afin d'estimer les flux de nitrates percolant vers la nappe. La présente étude reprend les résultats issus de la modélisation d'un bassin versant dans le but d'appréhender l'évolution de la concentration en nitrates dans les eaux de la nappe. L'importance des conditions hydrogéologiques dans les relations entre zones non saturée et saturée a été mise en évidence par la comparaison des concentrations calculées dans la zone non saturée et observées dans la nappe. En règle générale, les concentrations sont très semblables pour les zones proches des limites amont du bassin, et se différencient de plus en plus vers l'aval du système. Une dilution semble se produire entre les flux percolant des différentes zones non saturées et les flux d'eau et de nitrates s'écoulant dans l'aquifère. Afin de tester cette hypothèse, un modèle de dilution basé sur les flux d'eau et de nitrates dans les zones non saturée et saturée est développé. Appliqué sur l'axe d'écoulement principal du système, le modèle de dilution permet de reproduire adéquatement les concentrations observées dans la nappe à partir de celles calculées dans le sol avec une erreur maximale variant de 1 à 22%. Le couplage d'un modèle environnemental pour la zone racinaire du sol avec un modèle de dilution simple peut permettre le calcul des concentrations en nitrates dans la zone saturée. Toutefois, la prise en compte des conditions hydrogéologiques du système est nécessaire à un calcul de dilution efficace basé sur les valeurs des flux de percolation.
Élimination des colorants des eaux résiduaires de l'industrie textile par la bentonite et des sels d'aluminium
Authors: Kacha S. , Ouali M. S. , Elmaleh S.
Published: July 2012

L'industrie textile utilise des colorants de synthèse toxiques qui polluent ses eaux résiduaires avec, parfois, des flux importants. Les procédés traditionnels les éliminent mal : ils sont peu iodégradables et la seule floculation, par exemple par des sels de fer, donne des résultats insuffisants. Or, en Algérie, la réutilisation agricole des eaux usées même industrielles est devenue une impérieuse nécessité. Le procédé proposé repose sur l'utilisation de sels d'aluminium ou, mieux encore, un polyhydroxyaluminium, associés à une bentonite de forage très fine présentant l'avantage d'être localement disponible et peu coûteuse. Quatre colorants ont été testés. Ils appartiennent à deux grandes familles : les colorants acides d'une part, Jaune Supranol 4GL et Vert Nylomine C8B et les colorants dispersifs d'autre part, Rouge Foron RDGL et Violet Foron S3RL. Les essais montrent que, si la bentonite seule ou les sels d'aluminium seuls présentent des efficacités insuffisantes, ces derniers du fait d'une mauvaise décantabilité des microflocs formés, l'association bentonite-aluminium permet d'éliminer les colorants en quasi totalité avec une excellente décantabilité. Les concentrations optimales à mettre en oeuvre sont relativement basses, de l'ordre de 13 mg/l de Al3+ et 250 mg/l de bentonite. Les coûts d'exploitation sont donc très raisonnables. Sur un effluent industriel réel, le procédé permet de passer d'une DCO de 770 mg/l à moins de 30 mg/l.
Identification par couplage CG/SM des sous-produits de chloration de deux acides aminés libres, la proline et la méthionine
Authors: Hureïki L. , Croué J. P.
Published: July 2012

L'objectif de ces travaux a consiste en l'identification des sous-produits de chloration de deux acides aminés libres, la proline et la méthionine, structures reconnues pour leur grande réactivité avec le chlore.

Les expériences ont été conduites a pH 8 pour un taux de chlore fixe à 8 moles de chlore par mole d'acide aminé et un temps de contact de 72 heures. Les sous-produits de chloration ont été extraits successivement par le pentane et le diethyl éther (pH acide et pH basique, extraction suivie d'une dérivation au diazométhane) et identifiés par couplage CG/SM.

L'essentiel des sous-produits de chloration identifiés a été observé dans l'extrait éthéré obtenu à pH acide, que ce soit pour la proline ou la méthionine. Les acides dichloroacétique et trichloroacétique, composés retrouvés dans les eaux de surface désinfectées au chlore, ont été détectés pour les deux molécules étudiées.

Les travaux effectués avec la proline ont permis d'identifier également la N- chlorodichloroacétamide et la N-chlorotrichloroacétamide. On peut noter également la formation de quelques chloroacides présentant un groupement terminal aldehyde ou nitrile caractéristique, ainsi que des composeé à structure pyrrole.

En ce qui concerne la méthionine, les analyses par couplage CG/SM ont permis d'identifier quelques composés organiques chlorosoufrés comme le chlorure de méthyle sulfonyle, le chlorure de chlorométhylesulfonyle et le dichloro-1,1 diméthyle sulfonyle, ainsi que du soufre moléculaire S8.
Génèse des débits dans les petits bassins versants ruraux en milieu tempéré: 1 - Processus et facteurs
Authors: Ambroise B.
Published: July 2012

La première des deux parties de cette synthèse bibliographique sur la genèse des débits montre que la complexité et la diversité des organisations et fonctionnements hydrologiques constatées dans les petits bassins versants ruraux peuvent s'analyser et s'interpréter à l'aide de "clés de lecture" simples, issues d'une approche systémique et dynamique, et utiles aussi pour les modéliser (cf. Partie 2). Elle présente les différents processus tant superficiels que souterrains pouvant contribuer à cette genèse, ainsi que les facteurs du milieu qui les contrôlent: forçages atmosphériques aux limites, conditions hydriques et hydrologiques initiales, propriétés hydrodynamiques des milieux et interfaces traversés, topographie et morphométrie en 3-D du bassin. Elle rappelle ou introduit plusieurs concepts utiles pour caractériser dans chaque cas les combinaisons de processus et facteurs en jeu et leurs effets hydrologiques: seuils fonctionnels et grandeurs caractéristiques contrôlant la forme et la non-linéarité de la réponse du bassin, concepts de "zone ou période active variable" pour un processus donné et de "zone ou période contributive variable" pour un flux aux limites donné décrivant son organisation interne. Elle discute les avantages et limites des différentes méthodes (graphiques, isotopiques, géochimiques) de décomposition des hydrogrammes de crue ainsi que leur complémentarité dans l'étude du système bassin versant.
Analyse du modèle CHIMIOTOX du point de vue de ses implications toxicologiques [Article bilingue]
Authors: Denizeau F. , Ricard A. C.
Published: July 2012

Le modèle CHIMIOTOX a été mis au point comme outil de gestion dans le but de réduire de façon importante la quantité de substances toxiques déversées dans le fleuve Saint-Laurent. Ce modèle effectue un calcul dont le résultat est une valeur numérique qui se veut représentative de la charge toxique présente dans un effluent industriel. Pour ce faire, le modèle attribue à chaque substance toxique une constante de toxicité, le facteur de pondération toxique (Ftox), dont la valeur est déterminée à partir des critères de qualité de l'eau du ministère de l'Environnement du Québec. Le Ftox sert à calculer l'unité CHIMIOTOX (UC) qui est le produit de Ftox par la charge journalière du polluant (kg/jour). La sommation des UC de toutes les substances ciblées donne l'indice CHIMIOTOX (IC) qui doit représenter le potentiel toxique de l'effluent. Dans la présente étude, le modèle CHIMIOTOX a été analysé du point de vue de ses implications au plan toxicologique. Les résultats de cette analyse montrent les faits saillants suivants. En premier lieu, le calcul du potentiel toxique théorique se fait selon l'équation d'une droite de pente Ftox. Ceci implique que le potentiel toxique calculé est directement proportionnel à la quantité de la substance, et cela, quel que soit le niveau supposé d'exposition. Cette démarche n'est pas compatible avec le concept fondamental de la dose-réponse, basé sur l'observation expérimentale. À cette étape du modèle, l'estimation du théorique risque de s'écarter considérablement de la réalité. En second lieu, l'UC est calculé en utilsant la charge journalière moyenne de l'effluent à partir de mesures effectuées sur trois jours. Le modèle fait abstraction des variations ponctuelles dans le temps, variations qui peuvent influencer de manière significative le profil d'exposition des organismes, et par conséquent, la toxicité. En troisième lieu, l'IC, qui est la sommation des UC, ne tient pas compte des interactions toxiques pouvant survenir dans le cas d'un mélange de substances, ni de la bioaccumulation dans la chaîne trophique. Une comparaison du CHIMIOTOX avec le modèle des TEF (Toxic Equivalency Factor) développé pour les dibenzo-p-dioxines et les dibenzofurannes polychlorés, a été effectuée afin de souligner la difficulté d'obtenir des valeurs théoriques prédictives de la toxicité de mélanges complexes, même lorsque ses composants possèdent un mécanisme d'action commun, ce qui n'est pas le cas pour la plupart des substances considérées par le CHIMIOTOX. Au total, le modèle CHIMIOTOX génère une incertitude qui s'accroît à chaque étape du calcul. Ceci l'empêche d'avoir une véritable valeur quantitative et limite considérablement son utilité dans l'évaluation du rique environnemental associé aux substances toxiques.
Élimination du phénol par deux plantes aquatiques : Juncus fontanesii (Gay) et Lemna minor L.
Authors: Oueslati M. A. , Haddad M. , Blake G.
Published: July 2012

L'élimination du phénol et de ses dérivés, substances organiques toxiques, fait appel à différents processus physico-chimiques ou biologiques. Certaines plantes aquatiques ont la capacité de déplacer des produits chimiques en les métabolisant, en les évaporant ou en les dégradant. Il faut, toutefois, rester à des concentrations inférieures aux seuils de toxicité des espèces employées.

Dans le présent travail, deux plantes aquatiques: le Jonc de Desfontaines (Juncus fontanesii) de la famille des Joncacées et la Lentille d'eau (Lemna minor) de la famille des Lemnacées, ont été testées pour éliminer le phénol. Le travail a été effectué sans addition d'éléments nutritifs ni acclimatation prélable, pour des concentrations variant de 8 à 48 mg/l et pour deux densités surfaciques de la biomasse végétale fraîche : 2,8 et 5,6 kg/m2.

Les deux espèces se sont révélées aptes à éliminer totalement le phénol avec des cinétiques différentes. Un phénomène de relargage, important dans le cas de l'emploi de J. fontanesii, a pu être observé. Une comparaison de ce type d'élimination à celui dû aux micro-organismes nous a permis, par utilisation des boues activées, d'aboutir à l'ordre de performance suivant : J. fontanesii > L. minor (faibles densités) > micro-organismes avec barbottage d'air > micro-organismes sous des conditions atmosphériques > témoins (sans plantes) > L. minor (fortes densités) > micro-organismes sous des conditions anaérobies.
Gestion optimale d'un réservoir en avenir déterminé
Authors: Morel-Seytoux H. J.
Published: July 2012

Massé, dans ses deux volumes (1946), discute le problème de la gestion optimale des lâchures dans le cas d'un seul réservoir quand le bénéfice est dérivé de la production d'énergie hydroélectrique. Massé obtint ses résultats à la fois par un raisonnement économique et par une généralisation du Calcul des Variations. Sa méthode lui permit de fournir la preuve rigoureuse de la méthode graphique de Varlet (1923), dite du "fil tendu". Dans cet article on généralise la procédure de Massé au cas où (1) le bénéfice est réalisé bien en aval du point de lâchure, et (2) il y a plusieurs "point-cibles" (points où un certain objectif doit être assuré). Massé avait trouvé que la gestion optimale est celle qui maintient la valeur marginale du bénéfice constante dans le temps, pourvu que la gestion soit en régime libre, c' est à dire tant que le réservoir ne fonctionne ni à plein ni à vide. Par contre si le réservoir fonctionne par exemple à plein, Massé montra que la stratégie qui consiste à garder le réservoir plein ne peut être optimale que si la valeur marginale du bénéfice croît constamment avec le temps durant la période où le réservoir reste plein. On montre de manière rigoureuse dans le cas général que pour une gestion optimale ce qui doit rester constant c' est la valeur marginale future du bénéfice. Dans un article ultérieur on fournira la généralisation pour plusieurs réservoirs.
Comparaison de deux méthodes d'estimation du broutage des bactéries par les protozoaires en milieux aquatiques [Courte note]
Authors: Servais P. , Becquevort S. , Vandevelde F.
Published: July 2012

L'objectif du présent travail est de comparer deux méthodes indépendantes permettant d'estimer, dans les milieux aquatiques, le flux de carbone transitant du compartiment bactérien vers les protozoaires. Les deux méthodes utilisées sont, d'une part, celle basée sur le suivi de la décroissance de radioactivité du matériel génétique bactérien après marquage à la thymidine tritiée (SERVAIS et al., 1985) et, d'autre part, celle de mesure du taux d'ingestion de bactéries fluorescentes (FLB) par les protozoaires. Elles ont été appliquées en parallèle sur des échantillons de la rivière Meuse (Belgique). L'emploi de la première méthode a montré des taux de broutage compris entre 0.002 h-1 et 0.016 h-1 qui représentent en moyenne 72 % des taux de mortalité totale. Une excellente corrélation entre les estimations de flux de broutage obtenues par les deux techniques a été trouvée, mais les valeurs estimées à partir de la méthode FLB sont systématiquement inférieures (d'environ 30% en moyenne) à celles obtenues par l'autre méthode. Une part de cette différence peut vraisemblablement s'expliquer par la non prise en compte par la méthode FLB du broutage par des organismes de taille supérieure à 100 µm.
Génèse des débits dans les petits bassins versants ruraux en milieu tempéré : 2 - Modélisation systémique et dynamique
Authors: Ambroise B.
Published: July 2012

La deuxième partie de cette synthèse bibliographique sur la genèse des débits montre comment les connaissances acquises sur le fonctionnement des petits bassins ruraux (cf. Partie 1) peuvent être utilisées pour les modéliser. Elle présente les différents types de modèles hydrologiques (empiriques globaux de type "boîte noire", conceptuels globaux ou semi-spatialisés, physiques spatialisés, physico-conceptuels semi-spatialisés) disponibles pour générer des chroniques événementielles ou continues, et déduit de l'analyse de leurs avantages et limites respectifs certaines recommandations pour leur choix et leur usage. Elle indique ensuite différents problèmes rencontrés dans toute modélisation, et quelques pistes possibles pour les résoudre: incorporation des flux couplés à l'eau dans les modèles hydrologiques, erreurs liées à la structure du modèle (limites et simplifications théoriques, approximations numériques, discrétisations temporelle et spatiale), problèmes métrologiques et méthodologiques limitant la disponibilité des données, hétérogénéités à toutes les échelles limitant l'adéquation des données pour paramétrer les modèles, calage du modèle limitant son aptitude à simuler des scénarios de changement. Elle souligne la nécessité d'une validation multicritère des modèles et d'une estimation de l'incertitude sur les simulations générée par ces diverses sources d'erreurs, ainsi que le besoin d'une meilleure interaction entre expérimentation de terrain et modélisation.
Modélisation d'une politique d'autocontrôle sur un réseau d'eau potable
Authors: Laugier C. , Lang G. , Mary V. , Parent É.
Published: July 2012

Quel est le nombre d'échantillons à prélever pour analyse bactériologique dans un réseau de distribution d'eau potable afin réaliser un autocontrôle optimal du point de vue économique (coûts analytiques et coût des actions curatives), tout en limitant les risques de dégradation de la qualité ? Pour répondre à cette question, nous proposons un modèle probabiliste qui simule le choix de la décision curative lorsque les analyses indiquent des résultats insatisfaisants ainsi que l'effet de cette décision sur la qualité de l'eau du réseau. Les différentes actions curatives et leur efficacité ont été déterminées empiriquement à partir de l'expertise du gestionnaire du réseau de la Banlieue de Paris et des données collectées de 1992 à 1996. Le modèle s'appuie sur un schéma Markovien d'évolution du couple (Qualité de l'eau, Action curative). Par programmation dynamique, on calcule le coût moyen de la politique décisionnelle de la Banlieue de Paris et le risque généré par cette politique en terme de qualité de l'eau (fréquence des états dégradés), pour différents niveaux d'autocontrôle (nombre d'analyses d'autocontrôle). Le risque d'avoir un état dégradé diminue avec le nombre d'analyses jusqu'au seuil de 140 analyses (autocontrôle et contrôle réglementaire) puis reste quasiment constant, tandis que les coûts continuent d'augmenter.
L'accumulation et l'élimination de cadmium par deux mousses aquatiques, Fontinalis dalecarlica et Platyphypnidium ripariodes : Influence de la concentration de Cd, du temps d'exposition, de la dureté de l'eau et de l'espèce de mousses
Authors: Gagnon C. , Vaillancourt G. , Pazdernik L.
Published: July 2012

Cette étude en laboratoire traite de l'accumulation et de l'élimination du Cd réalisées par deux mousses aquatiques indigènes du Québec, Fontinalis dalecarlica et Platyhypnidium riparioides. Les expositions au Cd étaient de 0 (témoin), 0,8, 2 et 10 µg·L-1, concentrations retrouvées en milieu naturel (non contaminé) et contaminé. Les expériences ont été réalisées à trois niveaux de dureté de l'eau (10 à 15, 40 à 50, 80 à 100 mg·L-1 de CaCO3), à alcalinité constante (80 à 100 mg·L-1 de CaCO3) et à pH stable (7,30) durant une période de 28 jours. Les facteurs d'augmentation des concentrations (FAC) ont démontré une diminution de l'accumulation totale de Cd dans les mousses dans 75% des cas lorsque la dureté de l'eau passe de très douce à dure. Les facteurs de contamination résiduelle (FCR) démontrent la lenteur de l'élimination du Cd par les mousses, et ce, indépendamment de la dureté de l'eau ou de la contamination préalablement subie. Deux équations de régression multiple par étape (Stepwise) ont été établies pour expliquer les facteurs influençant l'accumulation et l'élimination de Cd réalisées par les mousses. Les variables indépendantes incluses dans les équations linéaires de prédiction pour l'accumulation et l'élimination étaient la concentration de Cd dans l'eau, le temps d'exposition, la dureté de l'eau, l'espèce de mousses utilisée et/ou les interactions de ces variables. Les équations linéaires de prédiction pour l'accumulation et l'élimination ont permis d'expliquer respectivement 92% et 71% de la variance observée. Cette identification des principaux facteurs influençant l'accumulation et l'élimination du Cd dans les mousses est d'une grande importance pour la compréhension des processus complexes dirigeant l'absortion des métaux lourds par des organismes vivants. Les équations permettent également de mieux expliquer les interactions engendrées par la variation de divers paramètres sur l'accumulation et l'élimination du Cd par les mousses aquatiques.
Logique floue Appliquée à la gestion à long terme des ressources en eau
Authors: Faye R. M. , Sawadogo S. , Mora-Camino F.
Published: July 2012

Dans le contexte de la rareté des ressources en eau, une approche globale de la gestion à long terme d'un système de stockage/transfert/distribution d'eau est proposée. L'objectif principal de la gestion d'un tel type de système est de gérer les réserves et les délestages de manière à minimiser les écarts entre offre et demande, ceci à partir d'une prédiction de la demande et des apports.

Ainsi, on propose une approche à horizon glissant et surtout une procédure d'adaptation des pondérations du critère fondée sur la logique floue. Cette notion d'adaptation du critère parait tout à fait judicieuse quand on connaît la difficulté de définir les pondérations de tels problèmes d'optimisation et son influence sur la pertinence de la solution obtenue. On vérifie ici l'apport essentiel de la logique floue qui permet d'appréhender finement les enjeux en présence dans la gestion de long terme du système stockage/transfert/distribution d'eau. Le problème de gestion à long terme est résolu par une heuristique améliorée utilisant la programmation linéaire et la programmation dynamique pour réduire les effets de la discrétisation spatiale qui est si limitative dans ce contexte.

L'approche de gestion proposée est effectivement appliquée à un cas d'étude qui permet de mettre en évidence sa relative simplicité de mise en œuvre.
Distribution spatio-temporelle du phytoplancton et du zooplancton dans le lac Saint-Jean (Québec), un réservoir hydroélectrique
Authors: Côté R. , Bussières D. , Desgagnés P.
Published: July 2012

Le Lac Saint-Jean est un réservoir hydroélectrique ayant une superficie de 1 053 km2 et une profondeur moyenne de 6 m. Ses eaux se renouvellent de quatre à cinq fois par année, dont deux fois durant la saison printanière. Entre juin et octobre, l'épaisseur de la couche photique du lac est environ de 4 m et la thermocline est presque toujours plus profonde que 20 m avec une température moyenne saisonnière de 16°C. Les éléments nutritifs (phosphates et nitrates) demeurent à un niveau très bas durant toute la saison. Le taux moyen de chlorophylle a est de 1,3 mg m-3 avec des valeurs maximales de 3 à 4 mg m-3. Le coefficient de corrélation entre la chl. a et la température, pour l'ensemble des données du lac, est de 0,56 (p<0,01).

La communauté phytoplanctonique (>20 µm) compte environ vingt espèces mais la dominance est assurée seulement par les Diatomées Asterionella formosa et Tabellaria flocculosa. Ces deux espèces représentent plus de 90 % de tous les organismes entre juin et octobre. D'autres espèces comme Melosira (Aulacoseira) distans, M. islandica et M. ambigua ne sont importantes qu'au début de juin tandis qu'Anabaena flos-aquae ne l'est qu'à la mi-juillet. La communauté zooplanctonique regroupe 17 espèces réparties en 4 catégories : Copépodes, Cladocères, Rotifères et Protozoaires. À partir de la mi-juillet, le zooplancton est surtout dominé par le Rotifère Polyarthra vulgaris et par le Protozoaire Codonella cratera. Ayant des cycles vitaux relativement courts, ces deux espèces forment à elles seules entre 65 et 82% de tous les individus. Dans les 5 premiers mètres de la colonne d'eau, le coefficient de corrélation entre la densité de ces deux espèces est de 0,55, (p<0,01). La variabilité spatio-temporelle des biomasses et la distribution des organismes planctoniques du lac sont influencées par l'hydrodynamique de l'écosystème, particulièrement par les variations saisonnières du débit qui influent sur les nutriments, la température et également par le brassage intense qui maintient la thermocline à un niveau au-dessous de 20 m.
Incidence de la minéralisation des eaux algériennes sur la réactivité de composés organiques vis-à-vis du chlore
Authors: Achour S. , Guergazi S.
Published: July 2012

Cette étude présente les principaux résultats se rapportant d'une part à l'évolution des consommations en chlore par des composés organiques en solutions synthétiques de minéralisation variable. D'autre part, quelques essais sont consacrés aux possibilités de formation de sous- produits de la chloration tels les trihalométhanes.

Les différences de réactivité entre les composés simples (phénol, résorcinol, aniline) et les substances humiques, déjà observées en eau distillée, ont pu également être mises en évidence lors de leur dilution dans des milieux minéralisés (eaux de sources ou de forages). L'influence de la minéralisation, appréhendée par le paramètre "conductivité" ou par des teneurs variables en éléments minéraux spécifiques, s'est concrétisée par des écarts souvent considérables entre les potentiels de consommation en chlore en eau distillée et ceux en eaux minéralisées.

La présence d'ions bromures dans les eaux les plus minéralisées induit en particulier une formation plus importante des THM bromés. L'intervention d'ions chlorures et sulfates, en provoquant une diminution des potentiels de consommation en chlore, peut rendre plus complexe le schéma réactionnel du chlore avec les différentes entités réactives présentes dans une eau naturelle.

L'application du procédé de chloration à des eaux de surface algériennes a permis de distinguer entre les eaux très minéralisées du sud algérien et celles moins minéralisées du nord du pays.

Leur réactivité vis-à-vis du chlore s'est trouvée directement liée à leurs caractéristiques physico-chimiques.

Les différences de réactivité relevées peuvent être attribuées d'une part à la variabilité de la proportion en matériel humique et d'autre part aux teneurs relatives en éléments minéraux promoteurs ou inhibiteurs de la réaction de chloration.
La prévision en temps réel des charges de polluants dans un réseau d'assainissement urbain
Authors: Temimi M. , Bennis S.
Published: July 2012

L'objectif principal du présent travail est la prévision en temps réel des charges de polluants dans un réseau d'assainissement urbain. La méthodologie préconisée dans cette étude se base sur deux outils. En premier lieu, le modèle de la courbe de tarage a été utilisé afin d'exprimer la corrélation entre les charges de polluants et les débits de ruissellement. Ce modèle a été sélectionné en raison de sa simplicité et de la disponibilité des paramètres nécessaires pour sa mise en œuvre. L'hypothèse de synchronisme systématique entre les pointes de l'hydrogramme et du pollutogramme dans ce modèle constitue une des faiblesses que nous proposons de surmonter dans le cadre du présent travail. Ainsi, le modèle de la courbe de tarage a été modifié par l'introduction d'un terme de déphasage qu'on identifie en temps réel. D'autre part, la constance des paramètres mis en jeu dans le modèle classique de la courbe de tarage constitue un autre obstacle pour la reproductibilité des phénomènes au cours du même événement et d'un événement à l'autre. Afin de surmonter cette deuxième faiblesse, le filtre de Kalman a été utilisé pour identifier les paramètres d'un modèle dynamique en fonction des erreurs de prévision constatées à chaque pas de temps. La méthodologie a été testée avec succès sur le secteur I de la ville de Verdun du Québec. Le modèle établi a été validé à l'aide de trois critères de performance, à savoir, le coefficient de Nash, le rapport des pointes mesurées/prévues et leur déphasage. Selon ces critères, les résultats trouvés par le modèle dynamique concordent bien avec les mesures.
Bilan du carbone dans le lagunage anaérobie appliqué sous climat méditerranéen
Authors: Paing J. , Sambuco J.-P. , Costa R. , Rambaud A. , Picot B.
Published: July 2012

Ce travail a porté sur l'application du lagunage anaérobie pour le traitement primaire des eaux résiduaires urbaines sous climat méditerranéen. Il a été réalisé sur les lagunes anaérobies de l' Ecosite de Mèze (Hérault, France). Les lagunes anaérobies constituent un traitement primaire satisfaisant avec des rendements moyens de 55% pour les MES et 30% pour la DBO5, pour une faible emprise au sol. Le taux d'accumulation des boues est de seulement 0,017 m3 /EH.an, notamment du fait de l'efficacité de la dégradation anaérobie. L'équilibre du métabolisme anaérobie des boues est atteint après un an de fonctionnement. L'accumulation des boues se fait alors de façon saisonnière avec une forte accumulation en hiver et une digestion du stock en été. Cette évolution est liée à l'influence de la température sur la méthanogénèse. La production de biogaz (83% CH4) a pu être mesurée par des collecteurs à gaz mis au point pour cette étude et dépend également fortement de la température. Le bilan du carbone montre que 74% du carbone organique épuré est converti en CH4, 13% en carbone inorganique dissous et seulement 15% est stocké dans les boues. Toutefois, les lagunes anaérobies présentent un risque de créer des nuisances olfactives dues à l'émission de H2 S.
Modélisation du comportement hydraulique des déversoirs d’orage latéraux en régime transcritique
Authors: Buyer M. , Vazquez J. , Bremond B.
Published: July 2012

Le comportement hydraulique des déversoirs d’orage latéraux est le plus souvent marqué par une évolution discontinue de la ligne d’eau caractérisée par le ressaut hydraulique (Torrentiel/fluvial) et, dans certains cas, par une évolution rapidement variée causée par un écoulement également transcritique mais dans le sens fluvial/Torrentiel. Concernant les modèles actuels, ils ne permettent pas de simuler le comportement en transitoire de ce type d’ouvrage. Compte tenu de cela, nous avons modélisé l’ouvrage par les équations de Barré de Saint Venant écrite sous forme conservative en régime transitoire et couplée au modèle de déversoir de Hager. Le caractère conservatif de ces équations permet de transcrire dans un seul système d’équations les écoulements graduellement et rapidement variés. Afin de résoudre ces équations, nous avons utilisé le schéma numérique UPWIND à « capture de choc » du second ordre du type TVD (Total Variation Diminishing) utilisant le solveur de Roe. Dans l’objectif de valider notre démarche, nous avons créé un pilote de déversoir d’orage sur le site d’Obernai (laboratoire d'hydraulique du lycée agricole). Nous avons fait varier : le diamètre de la conduite aval par rapport au diamètre de la conduite amont, la longueur du déversoir, les pentes des conduites amont et aval ainsi que la hauteur de crête. La comparaison des débits déversés entre les modèles physique et numérique a montré que l’erreur observée rapportée au débit amont n’excédait jamais 13 % avec une majorité des cas entre ±5%.
Participation des radicaux carbonate à l’oxydation de l’atrazine lors de l’ozonation de solutions aqueuses contenant des ions hydrogénocarbonate
Authors: Niang-Gaye P. , Karpel van Leitner N.
Published: July 2012

L’étude porte sur la détermination de la contribution des espèces O3, OH° et CO3°- dans la dégradation de l’atrazine lors de l’ozonation de solutions contenant différentes concentrations en ions hydrogénocarbonate et en carbone organique. Le suivi de la concentration en atrazine et en ozone dissous, et les expressions cinétiques ont permis de calculer les concentrations en radicaux hydroxyle et carbonate au cours des réactions. A partir des données expérimentales obtenues sur des eaux pures additionnées de carbone organique et inorganique, les résultats indiquent que l’élimination du micropolluant résulte de l’action de l’ozone (pour une faible part), des radicaux hydroxyle issus de la décomposition de l’ozone, mais aussi pour une part très significative, des radicaux carbonate. La participation des radicaux CO3°- diminue lorsque la concentration en carbone organique augmente. Les radicaux carbonate peuvent être responsable de plus de 40 % de la dégradation de l’atrazine lors de l’ozonation en présence de 7 mM d’ions hydrogénocarbonate et 129 µM d’ions glycolate utilisés comme molécule modèle pour l’apport de carbone organique. Les résultats obtenus sur des eaux naturelles confirment les conclusions déduites des expériences sur des eaux de composition connue.
Impacts des barrages sur les débits annuels minimums en fonction des régimes hydrologiques artificialisés au Québec (Canada)
Authors: Assani A. A. , Gravel É. , Buffin-Bélanger T. , Roy A. G.
Published: July 2012

Les débits annuels minimums des rivières déterminent le volume d’habitat minimum disponible pour assurer la survie des espèces aquatiques en période d’étiage. Dans cette étude, nous comparons les impacts de barrages sur les caractéristiques (période d’occurrence, magnitude, amplitude de variation et asymétrie) de ces débits dans trois régimes hydrologiques artificialisés d’une part, et les débits annuels minimums mesurés en aval des barrages aux normes de débits réservés pour protéger les habitats du poisson au Québec, d’autre part. Nous avons analysé 72 stations appartenant aux régimes artificialisés d’Inversion (26 stations), d’Homogénéisation (18 stations) et de Type Naturel (28 stations). Toutes ces stations appartiennent au bassin versant du fleuve Saint-Laurent. La présente analyse est fondée sur la comparaison des débits mesurés en rivières naturelles (75 stations) à ceux mesurés en aval des barrages au moyen des méthodes de proportionnalité et graphique. Il ressort de ces comparaisons les principaux résultats suivants.

En régime artificialisé d’Inversion caractérisé par les débits mensuels maximums en hiver et les débits mensuels minimums au printemps, les impacts des barrages se traduisent par une hausse significative de fréquence des débits annuels minimums au printemps au moment de la fonte des neiges mais une baisse en été, une diminution significative de la magnitude des débits pour les bassins versants de taille < 10 000 km2, une hausse de la variabilité inter-annuelle et une forte asymétrie de la distribution.

En régime artificialisé de Type Naturel caractérisé par des débits mensuels maximums au printemps et des débits mensuels minimums en hiver ou en été, on observe une hausse de la fréquence des débits annuels minimums pendant la première moitié de la période froide (de novembre à janvier), une diminution significative de la magnitude pour certaines rivières de taille < 6000 km2.

En régime d’Homogénéisation caractérisé par des débits mensuels quasi constats toute l’année, les barrages provoquent une hausse de la fréquence des débits annuels minimums (printemps et automne) mais une baisse en été. Mais contrairement aux deux régimes précédents, l’impact des barrages se manifeste surtout par une hausse de la magnitude des débits annuels minimums pour quelques rivières.

Pour les trois régimes artificialisés et durant les quatre saisons, les débits réservés sont systématiquement supérieurs aux débits annuels minimums lâchés en aval des barrages. L’écart entre les deux types de débits est surtout observé au printemps et en été pour les bassins versants > 10 000 km2.
Variations spatiales et temporelles de la richesse et de l'abondance des rotifères (Brachionidae et Trichocercidae) et des cladocères dans un petit lac artificiel eutrophe situé en zone tropicale
Authors: Zébazé Togouet S. H. , Njiné T. , Kemka N. , Nola M. , Foto Menbohan S. , Monkiedje A. , Niyitegka D. , Simke-Ngando T. , Jugnia L. B.
Published: July 2012

Les communautés de rotifères (Brachionidae et Trichocercidae) et de cladocères peuplant les eaux du lac Municipal de Yaoundé situé en zone tropicale (Cameroun), ont été examinés en relation avec quelques variables physico-chimiques du milieu. Des 26 espèces et sous-espèces de rotifères (Brachionidae et Trichocercidae) et 15 espèces de cladocères inventoriées, environ 16 sont identifiées pour la première fois au Cameroun. Parmi les espèces quantitativement dominantes, les espèces fréquemment rencontrées sont Brachionus angularis angularis, B. falcatus falcatus, et B. calyciflorus chez les Brachionidae, Trichocerca elongata elongata, et T. bicristata bicristata chez les Trichocercidae, et Ceriodaphnia cornuta et Chydorus eurynotus chez les cladocères. Plus de 75% des espèces répertoriées sont des espèces périphytiques communément considérées comme littorales, dont le développement important a été observé dans la zone pélagique du lac qui, sans doute, offre de nombreuses ressources et constitue un refuge vis-à-vis notamment de la prédation. L'absence de corrélations entre les communautés zooplanctoniques étudiés et les quelques variables physico-chimiques suivies, nous a amenés à considérer que le développement de ces communautés est sous la dépendance d'autres facteurs. D'ailleurs, une analyse canonique de correspondance indique que les stations, profondeurs et mois de prélèvement expliqueraient respectivement 3%, 5% et 36% de la variance totale associée à l'abondance des espèces prises en compte. Ce qui nous a permis d'émettre l'hypothèse selon laquelle les principales conditions environnementales qui affectent le développement potentiel des espèces analysées et le déroulement de leurs cycles biologiques, seraient dépendantes des deux saisons (la saison des pluies et la saison sèche) caractérisant les climats tropicaux.