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Les progrès dans la mise en évidence d'éléments traces dans les eaux - avenir des techniques
Authors: Montiel A. , Welté B.
Published: July 2012

L'évolution des techniques analytiques est, la plupart du temps, liée à l'apparition de nouvelles normes concernant l'environnement ou l'eau potable.

En ce qui concerne les micropolluants minéraux, si dans le passé une attention toute particulière avait été apportée à la connaissance des formes sous lesquelles ils étaient dans les eaux, toutes les normes proposées depuis n'ont pas repris cette approche, et toutes concernent l'élément total non différencié. Les méthodes de spéciation ne seraient donc plus à l'ordre du jour.

Il n'en est rien, car les limites fixées étant de plus en plus basses, la connaissance des formes, des valences sous lesquelles se trouvent ces éléments est de plus en plus importante pour l'optimisation des traitements curatifs. C'est le cas par exemple, du fer, de l'arsenic, du sélénium et du chrome. L'arsenic, par exemple, ne peut être éliminé de façon convenable, que s'il se trouve à la valence V. Une oxydation préalable peut donc être nécessaire. Pour le chrome, c'est le contraire, à la valence VI, cet élément n'est pas éliminable, il faut donc le réduire pour le faire passer à la valence III.

Une autre évolution de l'analyse concerne les possibilités offertes par les couplages ICP-MS. En effet, la connaissance pour un élément des rapports isotopiques peut être primordial pour retrouver l'origine d'une pollution.

Deux cas sont présentés :

1. Un élément lourd, qui ne connaît pas ou très peu de ségrégations isotopiques, c'est le cas du plomb.

- Lors d'enquête sur la plombémie des enfants, il peut être mis en évidence des plombémies importantes (> 150 µg/l de sang). L'origine de ce plomb pouvant être multiple : pollution atmosphérique (naturelle, pollution automobile), les peintures anciennes (poussières), l'eau de boisson ayant transité dans des canalisations en plomb, seule l'analyse isotopique permettra de prendre position et de mettre en évidence une origine prépondérante. Des exemples sont présentés dans le texte.

2. Un élément léger, qui normalement devrait conduire à des ségrégations isotopiques, mais qui ne précipite pas et ne s'adsorbe pas ou très peu, c'est le cas du bore.

- Le bore peut aussi avoir plusieurs origines. Les produits lessiviels dont le bore ne provient que de Californie pour la plus grande partie et de Turquie pour le reste. Ce bore a une signature isotopique différente de celle du bore trouvé en France. Cette méthode nous permet donc de distinguer le bore utilisé pour l'agriculture ou le bore naturel, du bore utilisé dans les formulations de produits de nettoyage.
Biodiversité et gestion des systèmes aquatiques continentaux
Authors: Lévêque C.
Published: July 2012

La biodiversité des eaux continentales se caractérise par une forte endémicité de nombreuses espèces résultant de la nature insulaire des milieux. Alors qu'elles n'occupent que 1-2 % des terres émergées une proportion importante de vertébrés (environ 1/3) vit dans les eaux continentales ou en dépendent étroitement pour réaliser leur cycle biologique. Certains systèmes aquatiques, comme les lacs dits anciens, sont de véritables laboratoires naturels pour étudier l'évolution, et il faut protéger ce patrimoine.

Les recherches sur l'origine et la dynamique de la biodiversité aquatique (inventaire, phylogénie, biogéographie) doivent se poursuivre, notamment pour les milieux tropicaux encore mal connus. Les relations fonctionnelles entre les espèces et les écosystèmes constituent un nouveau centre d'intérêt qui nécessite à la fois de revisiter les résultats déjà obtenus, de mettre en place des recherches spécifiques, et de développer des approches expérimentales. Quelles relations existent-ils entre la biodiversité et la stabilité ou la productivité des écosystèmes par exemple ?

La biodiversité est un médiateur entre les systèmes écologiques et les systèmes sociaux dont la conservation s'inscrit dans la problématique du développement durable. La valorisation économique de la biodiversité pose de nouvelles questions à l'économie de l'environnement malgré les difficultés méthodologiques rencontrées. Les questions qui intéressent les gestionnaires portent principalement sur l'état de santé des écosystèmes et les moyens de la caractériser (indicateurs biologiques par exemple). La gestion durable des ressources vivantes, et une meilleure évaluation des conséquences des introductions d'espèces (biomanipulations) constituent également des objectifs finalisés auxquels les recherches dans le domaine de la biodiversité aquatique se doivent d'apporter des éléments de réponse.
Estimation de l'équivalent en eau du couvert nival au moyen d'images radar satellitaires
Authors: Bernier M. , Fortin J. P. , Gauthier Y. , Gauthier R. , Bisson J. L. , Vincent P.
Published: July 2012

L'objectif de cette étude est de vérifier le potentiel des images radar à synthèse d'ouverture (RSO) pour estimer l'équivalent en eau du couvert nival sur le bassin de la rivière La Grande (Baie de James, Québec). Il s'agit d'un milieu dominé par une forêt ouverte d'épinettes noires, des brûlis et des tourbières. Cette information intéresse grandement Hydro-Québec qui gère plusieurs installations hydro-électriques dans cette région subarctique. Durant deux ans, six campagnes de terrain ont été réalisées sur le bassin de la rivière La Grande et une dizaine d'images RSO du satellite européen ERS-1 ont été acquises, étalonnées et géoréférencées, afin de déterminer la relation entre les coefficients de rétrodiffusion des images radar (hiver et automne) et la résistance thermique du couvert nival. Cette relation constitue la première partie d'un algorithme d'estimation de l'équivalent en eau. Elle utilise plus spécifiquement le rapport de rétrodiffusion, qui est la différence entre une image avec neige et une image sans neige. La deuxième partie de cette algorithme déduit l'équivalent en eau du couvert de neige à partir de sa résistance thermique et de sa densité, en se basant sur la relation physique établie par les mesures de terrain. L'équivalent en eau du couvert nival a donc été estimé pour quatre images de février et mars 1994 et 1995. L'erreur moyenne sur l'estimation de l'équivalent en eau de la neige au sol est de 2% à 3% (-5 à 7mm) sur l'ensemble des sites d'échantillonnage avec un écart-type de 14 à 19% (-35 à 45mm). Ces résultats ont encouragé Hydro-Québec à poursuivre la recherche avec les données du satellite canadien RADARSAT (opérationnel depuis le 1er avril 1996) et à développer un prototype pour la cartographie de l'équivalent en eau du couvert nival à partir d'images radar.
Identification d'un réseau hydrométrique pour le suivi des modifications climatiques dans la province de Québec
Authors: Ouarda T. B.M.J. , Rasmussen P. F. , Cantin J. F. , Bobée B. , Laurence R. , Hoang V. D.
Published: July 2012

Depuis une dizaine d'années, la communauté scientifique s'est beaucoup intéressée à l'hypothèse d'un réchauffement à l'échelle planétaire. De nombreuses études ont porté sur l'analyse de ces modifications climatiques éventuelles ainsi que sur la modélisation de leurs impacts sur les ressources en eau. Cependant, malgré l'attention croissante que reçoit le sujet des modifications climatiques, très peu de travail a été accompli pour mettre en place des réseaux de mesure spécialement conçus pour l'étude des modifications climatiques et leurs impacts sur les ressources en eau, et pour créer des bases de données adaptées à cet objectif. Cette tâche est encore plus nécessaire dans le cadre des réductions budgétaires auxquelles sont soumis les réseaux hydrométriques dans certains pays développés. Cet article présente les bases d'une étude dont l'objectif est la conception d'un réseau hydrométrique pour le suivi des modifications climatiques dans la province de Québec, Canada. Le but est d'identifier, afin de les conserver, les stations de jaugeage les plus adéquates pour accomplir cette tâche. L'article présente aussi une brève revue des types de modifications climatiques qui peuvent être observés et de certains tests qui existent pour leur détection et leur quantification. Une procédure bayésienne de détection des sauts de la moyenne a été sélectionnée sur la base de ses avantages théoriques, et appliquée aux séries de données des stations retenues au Québec.
Efficacité de l'assainissement des eaux usées sur le bassin de la rivière Chaudière (Québec, Canada)
Authors: Maranda Y. , Sasseville J. L.
Published: July 2012

Le Québec a consacré des efforts techniques et financiers substantiels à l'assainissement des eaux usées municipales et à l'entreposage des déjections animales afin de satisfaire les demandes des citoyens en matière de restauration des usages des cours d'eau. L'assainissement de l'eau a, dans l'ensemble, par ses choix technologiques et administratifs, engendré des investissements publics dépassant 7,2 milliards de dollars et plus de 400 millions de dollars annuellement au chapitre de l'exploitation. Ces choix ont-ils permis d'atteindre un niveau de qualité de l'eau correspondant à un optimum social?

À l'aide d'une étude de cas portant sur le bassin versant de la rivière Chaudière (Québec, Canada), cet article met en évidence les facteurs qui ont nuit à l'efficacité des politiques de contrôle de la pollution de l'eau au Québec. Sur ce bassin, 125 M$ ont été consacrés entre 1981 et 1992 à l'érection d'usines d'épuration utilisant différents types de traitement, 8,6 M$ ont été alloués pour la construction de structures d'entreposage de fumiers et le service de la dette pour l'assainissement des eaux usées municipales atteindrait près de 527 M$ selon une hypothèse de financement de 25 ans. La performance des usines d'épuration a permis de réduire significativement les apports au cours d'eau, notamment en DBO5 et en phosphore. Enfin, cette performance et le coût total de l'assainissement municipal sur le bassin de la Rivière Chaudière permettent d'évaluer, sur la base d'une relation coût-efficacité, qu'il y aurait un niveau optimal de qualité de l'eau pouvant résulté de l'établissement d'infrastructures d'assainissement des eaux usées municipales. Ainsi, dans l'optique d'une prise en charge sociale du problème collectif de la pollution de l'eau sur la base du bassin versant, il serait approprié que les gestionnaires et les usagers-contribuables de la ressource-eau, prennent en compte, non pas uniquement les objectifs de rejets, mais également les coûts et les performances de l'ensemble des usines d'épuration sur le bassin afin de retirer le maximum de charges polluantes là où les équipements sont les plus performants.
Estimation in situ de la respiration des boues activées par application d'un bilan sur l'oxygène
Authors: Chatellier P. , Audic J. M.
Published: July 2012

Dans les stations d'épuration à boues activées il est essentiel de maintenir une biomasse de bonne qualité ceci afin que l'eau soit traitée correctement. Un des paramètres caractéristiques de l'activité de la biomasse est la respiration spécifique (c'est à dire la quantité d'oxygène consommé par unité de masse de biomasse et par unité de temps). Cette respiration peut être mesurée à l'aide d'appareils spécifiques (respiromètres) ou déduite à partir de mesures réalisées en ligne. Une méthode d'analyse de données destinée à déduire la respiration spécifique à partir de mesures simples (débits et concentration en oxygène dissous) a été mise au point et testée. Grâce au faible coût de mise en oeuvre de cette technique il devient raisonnable d'utiliser la respiration spécifique comme paramètre de conduite automatisée des stations d'épuration.
Défluoruration des eaux par dialyse de Donnan et électrodialyse
Authors: Hichour M. , Persin F. , Sandeaux J. , Molénat J. , Gavach C.
Published: July 2012

Les travaux réalisés dans cette étude avaient pour objectif l'application de techniques membranaires, dialyse de Donnan et électrodialyse, au traitement d'eaux dont la teneur en fluorure est supérieure à la valeur maximale admissible. Ces deux techniques qui mettent en jeu des membranes échangeuses d'ions, se distinguent par la nature des forces motrices de transfert. Trois eaux modèles relatives à trois pays différents (Maghreb, Sénégal et France) ont été préparées et traitées sur pilotes pré-industriels. Dans tous les cas étudiés, bien que divers anions (Cl-, HCO3-, SO42-) et cations (Na+, K+, Ca2+, Mg2+) soient présents initialement dans les solutions à traiter, une concentration en fluorure conforme aux normes a pu être atteinte avec toutes les membranes testées.

L'électrodialyse qui abaisse la teneur de tous les ions présents dans l'eau, anions et cations, entraîne une déminéralisation partielle et par conséquent un adoucissement de la solution traitée. Par contre, la dialyse de Donnan, du fait de la diffusion du sel du compartiment receveur vers la solution traitée, augmente légèrement la minéralisation initiale. Cette technique qui, du point de vue énergétique, est un procédé plus économique que l'électrodialyse, semble donc plus adaptée au traitement d'eaux fluorurées à faible minéralisation.
Étude comparative de la vitesse de décomposition de H2O2 et de l'atrazine par les systèmes Fe(III)/H2O2, Cu(II)/H2O2 et Fe(III)/Cu(II)/H2O2
Authors: Gallard H. , De Laat J. , Legube B.
Published: July 2012

Cette étude a eu pour objectif de comparer les vitesses de décomposition du peroxyde d'hydrogène et d'oxydation de l'atrazine par les systèmes catalytiques Fe(III)/H2O2, Cu(II)/H2O2, et Fe(III)/Cu(II)/H2O2. Les expériences ont été réalisées à pH 3,0, à une température de 25,0 (± 0,2) °C, en milieu perchlorate, en présence et en absence d'oxygène dissous. L'étude comparative a confirmé que les vitesses de décomposition de H2O2 et d'oxydation de l'atrazine sont beaucoup plus lentes en présence de Cu(II) qu'en présence de Fe(III) et l'addition de Cu(II) augmente l'efficacité du système Fe(III)/H2O2. Pour nos conditions expérimentales ([composé organique]o < 1 µM) les expériences de cinétique compétitive, réalisées avec des solutions aqueuses contenant trois composés organiques (atrazine, 1,2,4-trichlorobenzène, 2,5-dichloronitrobenzène), ont montré que le radical hydroxyle représente la principale espèce responsable de l'oxydation des composés organiques. Les résultats ont également mis en évidence la formation très rapide d'un composé entre Cu(II) et H2O2 (étude spectrophotométrique) et ont montré l'importance de la concentration en oxygène dissous sur les vitesses globales de décomposition de H2O2 et de l'atrazine par les systèmes Cu(II)/H2O2 et Fe(III)/Cu(II)/H2O2.
Signature isotopique et chimique des précipitations (pluies et pluviolessivats) en Guyane française
Authors: Millet A. , Bariac T. , Grimaldi C. , Boulègue J.
Published: July 2012

Au cours de 2 crues survenues le 24 mai 1992 et le 15 mai 1993 sur 2 bassins versants, nous avons étudié la composition isotopique et chimique des précipitations (pluies et pluviolessivats) ainsi que leurs variations temporelle et spatiale. Les bassins étudiés (d'environ 1,5 ha) sont situés près de la ville de Sinnamary (Guyane Française) et sont proches l'un de l'autre (200 m). Un des bassins (bassin B) est recouvert par une forêt primaire, tandis que le second (bassin A) a été défriché et transformé en prairie (Digitaria swazilendensis, programme ÉCÉREX Orstom-CTFT). Le dispositif expérimental est composé de 31 pluviomètres sur le bassin B et de 3 pluviomètres sur le bassin A. Les hauteurs d'eau précipitées lors des événements étudiés sont importantes (environ 60 mm sur le bassin A). La hauteur d'eau précipitée est homogène spatialement sur le bassin A, alors qu'elle est très hétérogène sur le bassin B. La teneur instantanée des précipitations en18O est très variable temporellement, mais reste homogène spatialement, sur les 2 bassins. L'interception de la pluie par la canopée déstructure donc la hauteur d'eau précipitée sous forêt, mais pas sa signature isotopique. Le 24 mai 1992, nous avons observé une dilution de la composition chimique de la pluie et une diminution de son pH au cours du temps. Les pluviolessivats sont généralement plus concentrés que la pluie et leur pH est plus tamponné. Nous n'avons pas observé de corrélation entre la composition chimique de la pluie ou des pluviolessivats et l'intensité des précipitations. La variabilité spatiale de la composition chimique des pluviolessivats, étudiée lors de l'averse principale du 24 mai 1992, est très importante et 31 pluviomètres semblent insuffisants pour estimer précisément les apports au sol. L'effet de masse est respecté le 24 mai 1992, mais n'est pas visible le 15 mai 1993. La comparaison de l'évolution des teneurs intégrées en Cl- et en18O montre que l'événement pluvieux du 24 mai 1992 est issu d'une masse d'air unique, alors que celui du 15 mai 1993 est issu de plusieurs masses d'air différentes. On remarque également que la teneur intégrée en18O des pluviolessivats est légèrement supérieure à celle de la pluie en milieu ouvert. En l'absence d'évaporation (la composition isotopique des pluviolessivats est alignée sur la droite locale des eaux météoriques), cela s'explique par un mélange entre la pluie directe et de l'eau de pluie plus ancienne, retenue sur la canopée et de composition isotopique différente.
Influence de la distance sur le transfert par ruissellement de quelques substances phytosanitaires
Authors: Clément M. , Seux R. , Orhon L.
Published: July 2012

Les travaux présentés dans cet article ont pour objet l'étude de l'influence de la distance parcourue par les écoulements de surface sur l'intensité des transferts par ruissellement des produits phytosanitaires. Une première série d'essais réalisée sur des parcelles expérimentales labourées mais non cultivées montre une rapide décroissance des quantités exportées avec l'augmentation de la distance de transfert. La quantité cumulée de matières transférées peut alors être décrite par une fonction exponentielle décroissante de la distance. Une seconde série d'expérimentations sur des parcelles cultivées en blé en hiver puis au printemps en maïs montre que l'intensité de cette réduction dépend pour une large part de la pénétration des molécules dans le sol, qui les soustrait aux entraînements de surface. Cette migration verticale est favorisée par la faible affinité des matières avec les composants du sol en particulier la matière organique. Elle est également plus forte quand la réserve en eau du sol est élevée, ce qui augmente la migration par diffusion des composés et la descente lors des pluies des tranches d'eau les plus contaminées. Par ailleurs des pratiques culturales laissant peu de sol nu limitent le ruissellement au profit de l'infiltration. Ces divers mécanismes expliquent que l'effet distance est moins sensible pour une molécule peu mobile comme le lindane que pour l'atrazine, dont la mobilité conduit à des exportations élevées lors des premières pluies qui suivent les traitements.
Transfert d'eau dans un milieu poreux non isotherme
Authors: Daghari H. , DeBacker L.
Published: July 2012

Les transferts d'eau dans le sol sont généralement, pour des raisons de facilité, supposés se dérouler dans des conditions isothermes. Les modèles proposés couplant les transferts hydriques et thermiques se heurtent aux difficultés inhérentes à la détermination des coefficients de transfert. Disposant de l'évolution de la température, de la succion et de la teneur en eau dans les profils du sol de lysimètre, une comparaison portant sur l'importance des gradients hydriques et thermiques dans le transfert d'eau en phases liquide et vapeur a été menée. Il se dégage clairement, que dans le domaine de teneurs en eau qui intéressent l'agronome (teneur en eau supérieure à celle au point de flétrissement), l'essentiel des transferts se fait via la phase liquide. En effet, les flux dus aux gradients de teneur en eau dépassent d'au moins deux ordres de grandeur les flux induits par les gradients de température. Ce qui confirme bien la validité des équations de Darcy-Richards (DARCY, 1856; RICHARDS, 1931) où l'effet de température est négligé.
Inondations urbaines : un indicateur géométrique caractéristique du comportement hydraulique du bâti
Authors: Hingray B. , Bouvier C. , Desbordes M. , Cappelaere B.
Published: July 2012

La prévision des inondations urbaines et de leur impact sur le milieu passe par la modélisation précise et lisible des flux inondants. Leur représentation est cependant rendue difficile par le caractère transitoire et multidirectionnel des écoulements, dans un milieu dont la géométrie est très irrégulière. Cet article traite plus spécifiquement du comportement du bâti africain vis à vis des écoulements, en situation inondante, et des lois de stockage et de vidange que l'on peut définir à différentes échelles représentatives de l'habitat : concession, bloc de concessions. Nous présentons trois propriétés du bâti nécessaires et suffisantes pour décrire le comportement hydraulique du milieu à ces échelles : sa pénétrabilité, sa stockabilité et sa transmissivité. L'étude du comportement hydraulique de l'objet bâti élémentaire, la concession, nous permet de relier ces propriétés à des caractéristiques géométriques de cet objet. Une approche agrégative conduit ensuite à définir un indicateur de la structure géométrique du bâti, l'HistoSeuil, équivalent à une densité d'ouvertures et caractéristique de la pénétrabilité du bâti. L'étude de sa pertinence géométrique, i.e. sa variabilité intra- et inter-quartiers a été réalisée dans le cas particulier de la ville de Ouagadougou (Burkina Faso) ; elle est basée sur le relevé systématique des ouvertures observables sur différentes façades de voiries de trois quartiers de types différents, (habitat individuel et spontané). Sa pertinence hydraulique, i.e. sa capacité à reproduire le comportement hydraulique moyen de l'objet urbain modélisé, est enfin abordée. Développée dans le contexte particulier de Ouagadougou, cette approche est généralisable à des configurations urbaines très diverses.
Formation des ions bromate dans une colonne à bulles: Effets du peroxyde d'hydrogène lors de l'ozonation
Authors: Savary B. , Levilly R. , Laplanche A. , Wolbert D. , Lemasle M.
Published: July 2012

L'utilisation de l'ozone, aujourd'hui très répandue dans les filières de potabilisation, n'est pas sans effet secondaire. De nombreux sous-produits peuvent se former comme notamment les ions bromates, sous produits finaux d'oxydation des bromures contenus dans les eaux. Malheureusement, le mécanisme de production de cette espèce est complexe et dépend de nombreux paramètres difficiles à appréhender.

Sur une installation pilote de type colonne à bulles fonctionnant à contre-courant, nous avons étudié l'influence de différents paramètres, comme le pH, le temps de contact, la dose d'ozone et la dose de peroxyde d'hydrogène, sur la formation des bromates et la dégradation des pesticides, représentée par l'atrazine.

Les résultats de la littérature ont été confirmés lors de l'emploi unique de l'ozone. La formation des ions bromate est influencée par la présence du peroxyde d'hydrogène. Cet oxydant intervient de manière non négligeable sur la consommation des entités intermédiaires. Le couple HOBr/OBr- peut être oxydé par l'ozone moléculaire et le radical OH° mais peut également être réduit par l'ozone et par le peroxyde sous sa forme acide ou sa base conjuguée. En ce qui concerne la dégradation des pesticides, l'utilisation de peroxyde d'hydrogène couplé à l'ozone favorise l'oxydation de la molécule d'atrazine grâce à la présence plus importante de radicaux hydroxyles.

Une pollution accidentelle en pesticides pourra être traitée par l'ajout ponctuel de peroxyde d'hydrogène avec une augmentation de pH, la formation des bromates sera, dans ce cas, faible. La désinfection sera alors assurée par l'étape de chloration.
Distribution de Pseudomonas aeruginosa et Aeromonas hydrophila dans les eaux de la nappe phréatique superficielle en zone équatoriale au Cameroun et relations avec quelques paramètres chimiques du milieu.
Authors: Nola M. , Njine T. , Sikati V. F. , Djuikom E.
Published: July 2012

Une étude microbiologique et chimique a été menée pendant un an sur les eaux de sources et de puits de Yaoundé (Cameroun). Les analyses microbiologiques ont été faites suivant la technique des membranes filtrantes, et les analyses chimiques, suivant les techniques analytiques usuelles. Les abondances maximales mensuelles de Pseudomonas aeruginosa et de Aeromonas hydrophila varient respectivement de 1 à 22x103 UFC.100 ml-1 d'eau, et de 1 à 7,8x103 UFC.100 ml-1. Ces abondances bactériennes subissent d'amples fluctuations spatio-temporelles. Les eaux de sources et de puits analysées sont faiblement bicarbonatées, douces et présentent une minéralisation faible à moyenne. Le pH varie de 3 à 5 et les concentrations en CO2 dissous, de 300 à 532 mg.l-1. Un bon nombre des caractéristiques chimiques de ces eaux est relativement stable au cours du temps, en dépit des fluctuations spatiales apparentes. Le degré de corrélation entre les paramètres chimiques et la dynamique d'abondance des bactéries isolées, est hétérogène. Cela est nettement plus marqué dans les eaux de puits, en raison des conséquences de l'exploitation humaine de ces eaux, à l'origine d'apports allochtones divers.
Application de certains indices diatomiques à un cours d'eau marocain : Oued Hassar
Authors: Fawzi B. , Chlaida M. , Oubraim S. , Loudiki M. , Sabour B. , Bouzidi A.
Published: July 2012

Les eaux de l'Oued Hassar (Maroc) sont caractérisées par une forte minéralisation. La conductivité, variant entre 3470 et 7210 µS.cm-1, est due essentiellement aux fortes teneurs en chlorures. L'examen de l'Indice de Pollution Organique (IPO) montre que l'effluent d'eaux usées provenant de la ville de Mediouna constitue la principale source de pollution des eaux de l'Oued Hassar.

Concernant l'étude des diatomées épilithiques, 61 espèces et variétés de diatomées ont été inventoriées. Ces taxons sont liés particulièrement à la salinité (Pleurosira laevis, Fragilaria pulchella,…) et à la charge organique (Nitzschia palea, Gomphonema parvulum,…).

Quatre indices diatomiques ont été testés pour l'évaluation de la qualité des eaux de l'Oued Hassar : l'Indice Diatomique Pratique (IDP), l'Indice Diatomique Générique (IDG), l'Indice de Sládecek (SLA) et l'Indice Diatomique Trophique (IDT). La variation spatio-temporelle de ces indices reflète bien la dégradation de la qualité de ce cours d'eau, particulièrement en aval du rejet de la ville de Mediouna (IDP=3,86 ± 1,84 ; IDG=6,05 ± 1,95 ; SLA=4,35 ± 1,93 ; IDT=5,80 ± 1,31). Parmi ces indices testés, seul l'IDP présente une corrélation significative (0,63 ; α<5%) avec l'IPO (indice de référence) tandis que l'IDG, le SLA et l'IDT montrent des corrélations non significatives avec cet indice (0,38 ; 0,27 et -0,11 respectivement).
Incidences de pluies exceptionnelles sur un aquifère libre côtier en zone semi-aride (Chaouia, Maroc)
Authors: Younsi A. , Mania J. , Lhadi E. K. , Mudry J.
Published: July 2012

Les eaux souterraines qui représentent les seules ressources en eau de la Chaouia côtière, sont très minéralisées : intrusion marine, évaporation et recyclage des eaux d'irrigation chargées en sels. L'évolution spatio-temporelle piézométrique et hydrochimique de cet aquifère a été observée sur 179 puits, de 1991 à 1998 qui inclue une période exceptionnellement pluvieuse. Une comparaison par rapport à l'état de la nappe en 1971, date du début de l'exploitation des eaux souterraines, a été faite. Les suivis ont montré qu'à la suite des pluies importantes de 1996 (943 mm), un rehaussement important du niveau de la nappe et des dilutions plus ou moins retardées de tous les sels en solution dans l'eau, sont mesurés dans tous les puits. En effet, la nappe qui a accusé des baisses de 10 à 20 m entre 1971 et 1995, remonte en 1996 de 4,5 à 12,5 m en moyenne surtout au centre et à l'amont de la plaine. Quant à la qualité des eaux qui s'était dégradée, elle a connu des améliorations importantes avec des variations de 0,5 à plus de 4 ms/cm au niveau de la conductivité électrique. Ces faits montrent une grande sensibilité de la nappe aux apports par les pluies qui constituent sa principale alimentation.
Adaptation de la mesure potentiométrique à l'estimation en continu de la teneur en cuivre de solutions aqueuses présentant de fortes variations physico-chimiques
Authors: Tisserand É. , Schweitzer P. , Tisserand P. , Cécile J. L.
Published: July 2012

La mesure en continu, sans prélèvement et sous conditions physico-chimiques variables, de la teneur en cuivre d'une solution aqueuse, constitue le cadre de ce travail. La méthode d'estimation proposée est basée sur la potentiométrie sélective à l'aide d'une électrode spécifique au cuivre. Le comportement de l'électrode est modélisé par une loi non linéaire s'inspirant de la relation de Nernst généralisée. Le modèle intègre les paramètres température, conductivité et pH de la solution. Il rend possible une estimation de la concentration totale de cuivre même en présence de complexations hydroxyles. La phase de modélisation est présentée en détail. Les performances de l'estimateur sont évaluées puis discutées.
Etude du transport solide en suspension dans l'Oued Mouilah (Nord Ouest Algérien)
Authors: Terfous A. , Megnounif A. , Bouanani A.
Published: July 2012

Les résultats d'analyse graphique des valeurs instantanées des débits solides en suspension dans le cours d'eau de l'Oued Mouilah et leurs relations avec les débits liquides, durant les compagnes de prélèvements de 1977 à 1993, ont permis de montrer l'existence de deux périodes d'érosion actives. Le flux des matières solides en suspension dans le cours d'eau est très variable d'une année à une autre et la dégradation spécifique moyenne annuelle sur les 16 années d'étude est estimée à 126 tonnes par km2. Cette valeur est relativement faible par rapport à celles trouvées pour d'autres régions à régime hydrologique similaire.
Conditions chimiques contrôlant l'atténuation naturelle des BTEX et solvants chlorés : un état des connaissances
Authors: Atteia O. , Franceschi M.
Published: July 2012

L'atténuation naturelle des BTEX (Benzène, Toluène, Ethyl-benzène, Xylène) et des solvants chlorés est de plus en plus étudiée en raison des potentialités offertes par cette technique de gestion. Cet article, après avoir présenté les aspects abiotiques de l'atténuation détaille les conditions chimiques nécessaires à la réalisation des réactions de biodégradation des polluants organiques. Les aspects thermodynamiques sont abordés afin de décliner les réactions possibles et celles qui ne le sont pas selon les environnements chimiques. La dégradation des BTEX est focalisée sur le benzène, produit le plus toxique et le moins dégradable sur la plupart des sites. Les détails de la dégradation du benzène sur le terrain sont analysés dans la littérature et leur comparaison permet de décrire les mécanismes responsables de celle-ci. Dans le cas des solvants chlorés, l'attention est portée sur le TCE (Trichloréthylène), produit le plus couramment rencontré sur les sites pollués. Une mise en parallèle des évolutions de teneurs observées et des conditions chimiques locales permet de mettre en évidence les conditions nécessaires à la dégradation du TCE, et de ses congénères, ainsi que les cinétiques de dégradation dans différentes conditions. La mise en évidence du rôle prépondérant des conditions chimiques conduit à remettre en cause l'utilisation répandue des constantes de dégradation du premier ordre et donne des pistes pour les modèles nécessaires à une prédiction plus fine de l'atténuation naturelle.
Traitement d'effluents de tannerie-mégisserie par microfiltration tangentielle
Authors: Ben Amar R. , Ellouze E. , Gupta B. B. , Ayad A. M.
Published: July 2012

Dans ce travail un procédé de traitement des effluents issus de l'unité de préparation des peaux des animaux au tannage (travail en rivière) en tannerie-mégisserie a été étudié en utilisant la technique de microfiltration tangentielle sur membrane minérale en céramique. Les performances de ce procédé en terme de flux de filtration et de rendement épuratoire dépendent aussi bien des paramètres hydrodynamiques de filtration que de la qualité des effluents (collectés en été et en printemps) issus des différents bains de traitement et de rinçage des peaux dans l'atelier de rivière. Le flux de filtration varie entre 15 l/h.m2 pour l'effluent de printemps et 90 l/h.m2 pour l'effluent d'été. Les paramètres hydrodynamiques optimaux ont également été déterminés: la vitesse de circulation U=3 m/s, la pression transmembranaire Ptm=2 bar et la température T=43°C. L'étude de la microfiltration à concentration variable conduit à des facteurs de concentration volumique (FCV) de 6,5 pour l'effluent de l'été et de 2,4 pour l'effluent de printemps.
Effet de la prédation et des nutriments sur les réseaux microbiens planctoniques
Authors: Marty J. , Pinel-Alloul B. , Carrias J. F.
Published: July 2012

Les effets de l'ajout de nutriments et de poissons planctonophages sur le réseau trophique microbien (protozoaires, phytoplancton, zooplancton) ont été évalués lors d'une étude expérimentale utilisant des enclos de grande taille (8 m diam., 12 m prof.), placés dans un lac humique du Bouclier Canadien. Un plan factoriel avec 4 traitements, C (contrôle), N (ajout de nutriments), P (ajout de poissons planctonophages) et NP (ajout de nutriments et poissons) a été appliqué. L'abondance et la biomasse du zooplancton (Rotifères, Cladocères, Copépodes), des Protozoaires Ciliés et du phytoplancton (Chl. a) ont été déterminées pendant 6 semaines dans chaque strate (épi-, méta- et hypolimnion). La présence de poissons planctonophages a entraîné une baisse de la biomasse du zooplancton de grande taille (Cladocères), mais a favorisé le développement du zooplancton de petite taille (Rotifères). La diminution de biomasse des Cladocères dans les enclos avec poissons s'associait avec une hausse de l'abondance des Protozoaires Ciliés et du phytoplancton pour les enclos NP. L'ajout de nutriments a augmenté la biomasse des Cladocères, des Ciliés et du phytoplancton qui présentait une tendance monospécifique. L'étude a montré que dans un lac humique riche en carbone organique dissous, les nutriments ne sont pas le seul facteur déterminant la structure des communautés microbiennes. Celles-ci subissent également les effets en cascade de la prédation des poissons planctonophages situés au sommet de la chaîne alimentaire.
Processus d'eutrophisation : activité de la phosphatase alcaline du microplancton d'un réservoir mésotrophe marocain (Allal El Fassi)
Authors: Raoui S. M. , Rachiq S. , Alaoui Mhamdi M. , Chadli N.
Published: July 2012

L'activité de la phosphatase alcaline (APA) bactérienne et phytoplanctonique a été mesurée bimensuellement du mois de mars au mois de décembre 1998 au sein d'un réservoir mésotrophe situé dans une zone à climat semi-aride (Allal El Fassi, Maroc). Les résultats montrent que l'APA totale est importante (0,107-1,780 mmol PNP·l-1·h-1) et majoritairement d'origine bactérienne (> 60 %) au niveau de l'épilimnion, alors qu'elle est à dominance algale (> 58 %) dans le méta- et l'hypolimnion. L'absence de corrélation entre l'APA totale et les concentrations en orthophosphates suggère que l'hydrolyse par cette enzyme n'est pas significative dans le processus de régénération du phosphore dans ce réservoir. Par conséquent, l'APA ne pourrait pas être un indicateur fiable du déficit en phosphore dans le milieu.
Étude de l'activité phosphatasique particulaire au sein d'un écosystème pollué : le port de Toulon
Authors: Jean N. , Boge G. , Jamet J. L. , Jamet D.
Published: July 2012

L'activité phosphatasique a été mesurée sur le matériel particulaire obtenu par filtration d'eau de mer sur des membranes de 90 µm, 5 µm et 0,25 µm de vide de maille, de décembre 1999 à mars 2000. Le substrat utilisé est du paranitrophénylphosphate (pNPP) dissous dans l'eau de mer. Dans ces conditions, deux types d'activités, à faible et à forte affinités, ont été caractérisés pour chaque classe de taille. La contribution de la classe de taille comprise entre 0,25 et 5 µm à l'ensemble de l'activité a été la plus faible des trois fractions, alors que celle de la classe de taille supérieure à 90 µm a souvent été la plus forte. Des activités associées à la présence de bactéries ont été mises en évidence sur les fractions zooplanctonique et phytoplanctonique. Toutefois, celles-ci n'ont pu rendre compte de la totalité des activités mesurées, en particulier pour le zooplancton.
Variations de la structure trophique du lac-réservoir oligotrophe Bin El Ouidane (Maroc)
Authors: Cherifi O. , Loudiki M.
Published: July 2012

L'étude combinée des apports par les crues, du plancton, des contenus algaux du tractus digestif des Cladocères et du régime alimentaire de quelques espèces de poissons dans le lac de barrage oligotrophe Bin El Ouidane a permis de dégager les conclusions suivantes :

- les apports particulaires et dissous par les crues durant la période d'étude 1995-1997 ont une influence marquée sur la dynamique saisonnière du zooplancton via les changements dans la dynamique du peuplement phytoplanctonique ;

- durant les trois années d'étude, le maximum de biomasse zooplanctonique se situe généralement juste après les pics printanier et estival du phytoplancton mettant ainsi en évidence l'importance du zooplancton herbivore dans la chaîne alimentaire pélagique du lac ;

- l'étude des contenus algaux du tractus digestif des Cladocères Daphnia longispina, Daphnia lumholtzi, Diaphanosoma brachyurum, Ceriodaphnia dubia, Ceriodaphnia reticulata et Bosmina longirostris a montré que l'essentiel des espèces sont des filtreuses herbivores qui adoptent un comportement nutritionnel variable en fonction du temps lié à la disponibilité en phytoplancton, à leur âge et aux caractéristiques biotiques et abiotiques de l'écosystème lacustre ;

- l'étude préliminaire du régime alimentaire de trois espèces de poissons Tinca tinca, Eupomotis gibbosus et Cyprinus carpio montre que leur spectre alimentaire est nettement dominé par le plancton. La fraction faunistique au niveau de leur tube digestif est représentée essentiellement par les Cladocères de grande taille et les Chironomes. Ceci met en évidence l'importance de ces poissons, à régime essentiellement planctonophage, dans la régulation des peuplements planctoniques de la retenue Bin El Ouidane.
Étude des blooms toxiques à cyanobactéries dans trois lacs réservoirs du Maroc : résultats préliminaires
Authors: Oudra B. , Loudiki M. , Sabour B. , Sbiyyaa B. , Vasconcelos V.
Published: July 2012

Dans le cadre du programme de recherche sur les blooms toxiques à cyanobactéries dans certains lacs de barrage du Maroc, une étude de ce phénomène a été entreprise sur trois retenues : Lalla Takerkoust, Oued Mellah et Al Massira. L'étude taxonomique montre que dans les lacs Lalla Takerkoust et Al Massirra, l'espèce responsable des blooms est Microcystis aeruginosa alors que dans la retenue saumâtre et hypereutrophe Oued Mellah, c'est Microcystis ichthyoblabe.

En complément, une étude toxicologique et toxinologique a permis d'évaluer les risques sanitaires potentiels qui peuvent être engendrés par ces blooms. L'hépatotoxicité, pour l'ensemble des blooms récoltés en 1999, a été confirmée par le biotest " souris ". L'application de ce test a montré que le bloom de LallaTakerkoust est hautement toxique (DL50 < 100 mg/kg) ; celui de Oued Mellah est le moins toxique (DL50 > 500 mg/kg) et celui d'Al Massira est intermédiaire (DL50 comprise entre 100 et 500 mg/kg). Les teneurs en microcystines (hépatotoxines) déterminées par ELISA révèlent des concentrations beaucoup plus importantes pour le bloom de Lalla Takerkoust. L'utilisation de la chromatographie liquide haute performance avec détecteur à barrette photodiode, (CLHP-DBP) a permis la détection et l'identification de 2, 4 et 11 variantes de microcystines, respectivement à partir d'extraits du bloom naturel d'Al Massira, Lalla Takerkoust et Oued Mellah. Cependant, la Microcystine-LR n'a été détectée que dans les extraits d'Al Massira et de Takerkoust. L'apparition des blooms toxiques à cyanobactéries dans ces plans d'eau impose dorénavant la prise en considération des nuisances écologiques et des risques sanitaires liés à la présence des microcystines dans ces eaux.
Impact de pollutions ponctuelles sur les phytocénoses des rivières acides à neutres du Limousin (Massif Central, France)
Authors: Chatenet P. , Haury J. , Botineau M. , Picaud F.
Published: July 2012

L'impact des pollutions ponctuelles sur les phytocénoses aquatiques est étudié autour des rejets de 12 agglomérations dont 9 sont équipées d'une station d'épuration.

Un échantillonnage systématique avec segmentation du cours d'eau autour de chaque rejet est réalisé. Sur chaque secteur, des relevés de végétation sont pratiqués au niveau de faciès d'écoulements homogènes dont on caractérise le milieu physique parallèlement à une analyse physicochimique de l'eau.

L'ensemble des rejets provoque globalement une élévation de la conductivité, des teneurs en ammonium, nitrates et orthophosphates.

Cela ce traduit par la régression de la phytocénose à Callitriche hamulata et Myriophyllum alterniflorum, par le développement de Ranunculus peltatus, Callitriche platycarpa et d'espèces cryptogames telles que Leptodyctium riparium, ou Melosira sp.

Une Analyse en Composantes Principales menée sur l'ensemble des données permet d'opposer des phytocénoses propres aux secteurs amonts (Scapania undulata, Chiloscyphus polyanthus) à d'autres situées au niveau de rejets (Callitriche platycarpa, Leptodictyum riparium, Melosira sp.,).

Une Analyse Canonique de Correspondances valide le déterminisme de la qualité physicochimique de l'eau sur la végétation. La conductivité, les teneurs en ammonium, nitrates et orthophosphates deviennent prépondérants par rapport aux facteurs du milieu physique classiquement discriminants dans l'installation des phytocénoses dans les rivières limousines.
Relation entre la richesse du sol en phosphore et la concentration en phosphore de l'eau de drainage dans deux agro-écosystèmes
Authors: Simard R. R. , Beauchemin S.
Published: July 2012

Des concentrations en P excédant le seuil d'eutrophisation sont fréquemment mesurées dans l'eau des affluents du fleuve Saint-Laurent au Québec, Canada. Un enrichissement excessif en P des sols agricoles en serait la source. Une norme relative à la saturation en P des sols a été proposée comme critère de risque de contamination en P des eaux de surface. L'objectif de ce travail est d'étudier le lien entre la richesse en P du sol et la teneur en P de l'eau de drainage dans deux agro-écosystèmes du Québec. Le bassin versant de la rivière Boyer (BVB), dominé par des sols en pente, une forte densité animale et des productions fourragères et les Basses Terres de Montréal (BTM), dominées par des sols plats utilisés pour la production intensive de maïs et une faible densité animale sont étudiés. Le degré de saturation en P des sols du BVB est de 8 à 10 % alors que celui des BTM dépasse très souvent 15 %. Le pool du P organique est plus faible dans les sols des BTM que dans le BVB. La concentration moyenne en P de l'eau de drainage est plus élevée dans les sols du BVB (171 µg L-1) que dans ceux des BTM (98 µg L-1). Elle est corrélée à la teneur en P extrait à l'oxalate des sols argileux et à la teneur en P soluble dans l'eau ou à l'index de sorption en P des sols grossiers. Ces relations sont plus étroites pour la couche 0-5 cm de sol que pour les couches plus profondes. Les résultats de cette étude démontrent qu'il est difficile de prédire la concentration en P de l'eau de drainage de sols contrastants. Regrouper les sols selon leur texture améliore la précision de la prédiction de la teneur en P de l'eau de drainage à partir de leurs propriétés.
Échanges en surface dans le modèle de chimie transport multi-échelles MOCAGE
Authors: Michou M. , Peuch V. H.
Published: July 2012

Les échanges en surface dans le Modèle de Chimie Transport (MCT) multi-échelles MOCAGE de Météo-France comprennent à la fois les flux d'émissions et de dépôt sec d'espèces gazeuses. Une interface 2D a été développée entre MOCAGE et le modèle de prévisions météorologiques opérationnel français ARPEGE dans le but de calculer des flux à la surface réalistes

Pour les émissions, un inventaire global est employé pour le moment; cet inventaire a été construit essentiellement à partir des inventaires des programmes IGAC/GEIA (International Global Atmospheric Chemistry / Global Emission Inventory Activity) et EDGAR (Emission Database for Global Atmospheric Research qui ont des résolutions temporelles annuelles, sai-sonnières ou mensuelles et une résolution spatiale de un degré.

Le dépôt sec d'espèces gazeuses, y compris l'ozone, le dioxyde de soufre, les composés azotés, les composés organiques à longue et à courte durée de vie, a été paramétrisé selon [Wesely, 1989]. Le modèle calcule la vitesse de dépôt à partir de valeurs de trois résistances en série, les résistances aérodynamique, laminaire et de la surface. Ces résistances sont calculées en utilisant les champs de surface d'ARPEGE. Les champs liés à la végétation, tels l'indice foliaire, sont prescrits avec une résolution de un degré sur le globe et de cinq minutes sur l'Europe. Un certain nombre de modifications a été apporté à la paramétrisation de [Wesely, 1989], par exemple pour la formulation de la résistance stomatale et celle de la résistance de surface sur les surfaces mouillées. Les valeurs calculées de vitesse de dépôt ont été comparées à des observations et leurs distributions spatiales et temporelles ont été analysées sur deux saisons opposées (hiver et été, sur les différents domaines de MOCAGE, de résolution allant de 2 degrés pour le globe à 0.25 degrés pour la France.