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Évaluation de l'applicabilité d'une méthode statistique aux variations saisonnières des relations concentration-débit sur un petit cours d'eau
Authors: St-Hilaire A. , Caissie D. , El-Jabi N. , Morin G.
Published: July 2012

Les paramètres chimiques jouent un rôle important dans l'équilibre des écosystèmes aquatiques. De nombreuses études ont déjà démontré que les caractéristiques chimiques d'un cours d'eau peuvent changer avec les saisons. Cette étude a pour but de revoir les relations débit- concentration sur un petit cours d'eau, dans le contexte des variations entre deux périodes climatiques. Pour ce faire, une analyse de régression entre le débit et six paramètres de qualité de d'eau (sodium, magnésium, conductivité, pH, azote total et le carbone organique dissous) provenant d'un petit bassin versant forestier (ruisseau Catamaran, N.-B., Canada) a été réalisée afin de déterminer la différence entre la saison sans glace et la saison avec glace. Des échantillons mensuels d'eau ont été récoltés sur le ruisseau Catamaran depuis 1990. Les analyses chimiques faites sur ses échantillons ont permis de déterminer les concentrations des paramètre étudiés. La plupart des variables de qualité ont démontré une relation significative avec le débit, sauf l'azote total. Les coefficients de détermination variaient entre 0.752 et 0.898, exception faite du carbone organique dissous dont le r2 était de 0.294. La conductivité était le paramètre dont le débit expliquait le plus la variance. Une étude des rapports des sommes des carrés des résidus a permis de déterminer que seul le pH requiert un modèle différent pour la période sans glace et la saison avec glace.

Les variations saisonnières de la relation débit-pH revêt une importance significative pour les ruisseaux comme celui de Catamaran, qui incluent de nombreux habitats pour le saumon de l'Atlantique. Les résultats des analyses de régressions indiquent que lorsque la géochimie est plus complexe, comme c'est le cas pour le pH, il faut diviser les séries temporelles en sous-composantes saisonnières avant de tenter d'établir une relation débit-concentration.
Traitement de lixiviats stabilisés de décharge par des membranes de nanofiltration
Authors: Trebouet D. , Berland A. , Schlumpf J. P. , Jaouen P. , Quemeneur F.
Published: July 2012

Le terme "lixiviat" ou "jus de décharge", désigne l'eau qui a percolé à travers les déchets en se chargeant de polluants. Ces effluents pollués doivent être traités.

En raison des exigences croissantes des normes de rejet et de la stabilisation des lixiviats au cours du temps, de nouvelles techniques ont fait leur apparition dans ce domaine. La technologie de l'osmose inverse s'est développée dans de nombreux pays européens. Cependant cette technique sélective et coûteuse, se justifie seulement quand les normes sont drastiques. C'est pourquoi la nanofiltration pourrait constituer une solution intermédiaire.

L'objectif de ce travail est de contribuer à mieux maîtriser cette technique pour l'élimination de la Demande Chimique en Oxygène (DCO) récalcitrante, subsistant après les traitements biologiques classiques.

Nous avons évalué les performances de trois membranes (organiques et minérales) pour l'abaissement de la charge organique, en fonction des conditions hydrodynamiques (vitesse et pression).

Chacune de ces membranes possède un comportement spécifique vis à vis de ces lixiviats stabilisés (adsorption, polarisation de concentration, obstruction des pores).

L'influence d'une coagulation préalable sur les performances d'épuration a également été examinée pour l'une des membranes.

Cette étude constitue une étape préliminaire au dimensionnement d'une installation.
Variabilité climatique et statistiques. Etude par simulation de la puissance et de la robustesse de quelques tests utilisés pour vérifier l'homogénéité de chroniques
Authors: Lubes-Niel H. , Masson J. M. , Paturel J. E. , Servat E.
Published: July 2012

L'analyse statistique de séries chronologiques de données hydrométéorologiques est un des outils d'identification de variations climatiques. Cette analyse consiste le plus souvent à la mise en œuvre et à l'interprétation de tests statistiques d'homogénéité des séries. Les séries hydrologiques (données de pluie ou de débit) se caractérisent fréquemment par des effectifs faibles, et ne répondent que rarement aux conditions requises par l'application des tests statistiques dont certains sont paramétriques.

Nous avons cherché à évaluer, en terme de puissance et de robustesse, le comportement de quelques méthodes statistiques largement employées dans les études de variabilité climatique. Ce travail a été mené dans chaque cas étudié au moyen de procédures de simulations type Monte-Carlo de 100 échantillons de 50 valeurs conformes aux caractéristiques souvent rencontrées dans les séries naturelles. La variabilité simulée est celle d'un changement brutal de la moyenne. Les procédures concernées sont le test de corrélation sur le rang, le test de Pettitt, le test de Buishand, la procédure bayésienne de Lee et Heghinian, et la procédure de segmentation des séries hydrométéorologiques de Hubert et Carbonnel. Des séries artificielles soit stationnaires, soit affectées par une rupture de la moyenne, normales, non-normales, autocorrélées, présentant une tendance linéaire ou un changement brutal de la variance ont été générées.

Les conclusions de ce travail doivent être nuancées selon la méthode considérée. D'une manière générale la puissance maximale estimée se situe autour de 50% pour des taux de rupture de la moyenne de l'ordre de 75% de la valeur de l'écart-type. Par ailleurs il apparaît que l'autocorrélation et la présence d'une tendance dans les séries sont les deux caractéristiques qui pénalisent le plus les performances des procédures.
Écologie microbienne en milieu aquatique : des virus aux protozoaires
Authors: Amblard C. , Boisson J. C. , Bourdier G. , Fontvieille D. , Gayte X. , Sime-Ngando T.
Published: July 2012

Par leur abondance et leur diversité taxonomique et fonctionnelle, les microorganismes jouent un rôle prépondérant dans les flux de matière et d'énergie au sein des écosystèmes aquatiques.

Au cours de ces dernières années, les progrès réalisés au niveau des techniques d'identification, de dénombrement et de mesure d'activité métabolique, notamment en microscopie à épifluorescence et en biologie moléculaire, ont permis d'entrevoir l'extraordinaire diversité des microorganismes aquatiques, l'étendue de leurs conditions de vie et leurs abondances jusqu'alors largement sous-estimées. De plus, l'amélioration sensible des méthodes séparatives a permis de décrire, in situ, la composition biochimique des communautés et d'aborder les transferts de matière sous un angle qualitatif.

L'ensemble des résultats disponibles laisse apparaître que les relations trophiques entre les microorganismes forment un véritable réseau à l'intérieur duquel la boucle microbienne permet le transfert, au moins en partie, de la production picoplanctonique vers les niveaux trophiques supérieurs. Ainsi, des progrès conséquents ont été réalisés quant à la compréhension du rôle des communautés bactériennes dans les flux de matière, y compris au niveau d'environnements particuliers (biofilms, milieux extrêmes). Par ailleurs, alors qu'il a été longtemps admis que la régulation des communautés bactériennes était essentiellement liée à la disponibilité ou à la qualité des substrats organiques, il apparaît maintenant que la limitation par les éléments nutritifs minéraux, la prédation des protistes phagotrophes et du métazooplancton et la lyse virale sont également des facteurs susceptibles d'intervenir significativement dans ce contrôle.

Malgré ces progrès considérables dans le domaine de l'écologie microbienne, près de 90% des microorganismes présents dans l'environnement n'ont pas encore été décrits et la compréhension des relations entre les microorganismes et le fonctionnement des écosystèmes restent un enjeu majeur pour les années à venir.
Prédiction de la profondeur de sol humidifié sous goutteur
Authors: Hammami M. , Maalej M.
Published: July 2012

A partir de résultats expérimentaux, des équations d'infiltration et de continuité, nous avons établi une équation permettant de prédire la profondeur maximale humidifiée par un goutteur à la surface du sol. Connaissant l'humidité initiale du sol Øi, la conductivité hydraulique Kf et la teneur en eau au niveau du front Øi ; l'équation établie permet de calculer la profondeur du front d'humectation Zf(t) à partir du suivi du rayon du front d'humectation Rf(t) à la surface du sol. Pour tester la validité de cette nouvelle approche, des essais ont été menés sur deux types de sol (sableux et limono-argileux) et avec trois débits différents. Les valeurs de Zf(t) mesurées (par deux techniques différentes) ont été comparées à celles calculées par cette équation, les résultats étaient, dans tous les cas, quasi-identiques (coefficient de corrélation R2, dans tous les cas, supérieur ou égal à 0.94).
Fractionnement et caractérisation des lixiviats de centres d'enfouissement technique de déchets ménagers: intérêt de la chromatographie liquide haute performance sur le gel d'exclusion stérique
Authors: Le Coupannec F. , Peron J. J.
Published: July 2012

L'ultrafiltration et la chromatographie d'exclusion stérique haute performance sont utilisées pour la séparation et la caractérisation des composés organiques présents dans les lixiviats de centres d'enfouissement technique de déchets ménagers.

Le fractionnement de la matière organique est obtenu sur des colonnes type TSK PW, en élution eau pH 4 et eau-méthanol. La spectroscopie en UV-visible et en fluorescence, un détecteur évaporatif à diffusion de lumière sont utilisés pour la caractérisation des fractions.

Cette méthode rapide de séparation associée à une multidétection permet une mise en évidence, dans les fractions issues de l'ultrafiltration, de composés organiques caractéristiques. Dans la fraction de poids moléculaires inférieurs à 1000 Daltons, trois familles sont détectées. Les substances humiques et les protéines sont les principaux groupes présents dans la fraction de poids moléculaires supérieurs à 10000 Daltons.
État du développement technologique en matière d'enlèvement des métaux des effluents industriels
Authors: Blais J. F. , Dufresne S. , Mercier G.
Published: July 2012

Cette étude trace un profil des diverses technologies utilisées et en développement pour la séparation et/ou la récupération des métaux dans les effluents industriels. Les principes de fonctionnement de ces technologies sont abordés, ainsi que leurs avantages et limites d'utilisation. Les procédés d'enlèvement et de récupération des métaux comprennent les techniques de précipitation (formation d'hydroxydes, de carbonates, de sulfures, etc.) et coprécipitation (sels de fer et d'aluminium, etc.), d'adsorption (sable, cellulose, charbon activé, pyrite, ciment, lignite, mousse de tourbe, sciure de bois, etc.) et de biosorption (bactéries, levures, moisissures, algues marines et d'eaux douces), d'électrodéposition et d'électrocoagulation, de cémentation, de séparation par membranes (osmose inverse et électrodialyse), d'extraction par solvant (acides carboxyliques, amines aliphatiques ou aromatiques, acides aminés, composés phénoliques, phosphates alkyl, etc.), et d'échange d'ions (résines naturelles et synthétiques). La précipitation ou la coprécipitation représentent les procédés les plus largement utilisés et étudiés pour l'enlèvement des métaux des effluents industriels, suivis des techniques d'adsorption. Les procédés plus sophistiqués tels que l'électrodéposition, l'extraction par solvant, la séparation par membranes et l'échange d'ions, bien que largement utilisés dans les procédés métallurgiques, sont relativement peu employés et examinés pour le traitement des effluents industriels. La biosorption a fait l'objet de plusieurs travaux de recherche au cours des dernières années et représente une option intéressante pour le traitement de divers types d'effluents contenant de faibles concentrations en métaux. Finalement, le recyclage et la gestion optimale des effluents constitue une avenue de plus en plus suivie par les industries soucieuses de satisfaire aux nouvelles réglementations et législations.
L'inhibition de l'entartrage par les eaux géothermales du sud tunisien. Étude sur site
Authors: Rosset R. , Douville S. , Ben Amor M. , Walha K.
Published: July 2012

Une nappe d'eaux fossiles à grande profondeur (800 à 2 700 mètres) a été mise en exploitation dans le Sud-Tunisien pour alimenter une usine d'osmose inverse située à Gabès ayant une production de 15 000 m3 /jour, afin de lutter contre la désertification par irrigation et d'assurer le chauffage de serres pour la production de primeurs. La grande dureté (TH de l'ordre de 100 à 140 °F) de ces eaux géothermales a pour conséquence le colmatage rapide des conduites de distribution : 40 à 50 tonnes de tartre par forage, constitué essentiellement de carbonate de calcium, précipitent chaque année. Ce tartre est constitué d'aragonite comme le montrent la microscopie électronique à balayage et la diffraction des rayons X. Une technique électrochimique, la chronoélectrogravimétrie, permet d'étudier l'inhibition de l'entartrage par des composés de la famille des phosphates inorganiques, des phosphonates organiques et des polycarboxylates. La concentration efficace de chacun de ces inhibiteurs agissant par effet de seuil a été déterminée : elle est de l'ordre de 1,1 à 1,5 mg.l-1 pour l'eau du forage de EL HAMMA. Un essai sur le site de EL MANSOURA a été effectué en privilégiant un inhibiteur produit industriellement dans le Sud-Tunisien, le triphosphate de sodium. A la concentration de 1 mg.l-1 il évite l'entartrage du système de refroidissement de type cascade - piscines et des conduites de distribution.
Modélisation conceptuelle globale du régime du transport particulaire sur les fleuves tropicaux d'Afrique : application aux bassins du Niger supérieur et du Bani, Mali
Authors: Picouet C. , Hingray B. , Olivry J. C.
Published: July 2012

Sur le fleuve Niger, les relations entre concentrations en Matières En Suspension (MES) et débits liquides montrent, à l'échelle d'une crue annuelle, des cycles d'hystérésis orthogrades. Le modèle présenté dans cet article reproduit les variations saisonnières de ces MES à partir du seul débit liquide. Il suppose que les MES proviennent de deux sources distinctes : le système " versants + réseau hydrographique secondaire ", siège d'une érosion saisonnière temporaire et le réseau hydrographique principal, siège d'une érosion permanente. Le modèle représente schématiquement la production de MES provenant de ces deux sources par le biais de deux réservoirs de MES. Le premier contient un stock en MES temporaire et limité. Ce stock, maximum au début de la crue annuelle (stock initial), est mobilisé et entraîné au cours de la saison pluvieuse en produisant un flux journalier, supposé être, à un instant donné, proportionnel au stock restant et à une fonction de puissance du débit. Le second, contient un stock de MES illimité et disponible en permanence. La mobilisation de ce stock produit un flux journalier, supposé être aussi une fonction de puissance du débit, et dont l'importance sera limité par la capacité du cours d'eau. Les cinq paramètres du modèle sont calibrés à l'aide des données acquises durant huit années hydrologiques (1991/92 à 1998/99) sur deux stations du Niger amont (Banankoro et Douna). Malgré les limites d'utilisation actuelles liées à la détermination du stock initial, le modèle présenté reconstitue de façon satisfaisante les variations annuelles des concentrations en MES et offre des perspectives intéressantes pour modéliser l'évolution temporelle des MES observées tant pour les fleuves tropicaux unimodaux que pour les petits bassins versants africains. En termes de flux annuels, le modèle n'apporte pas d'amélioration sensible par rapport à un ajustement statistique simple entre les volumes écoulés et les flux de MES. Cependant, il permet aussi de déterminer les variations de flux au cours de l'année, information qui ne peut être obtenue avec un modèle de régression statistique.
Potentialités phagotrophes des phytoflagellés dans la retenue de barrage Allal El Fassi (Maroc)
Authors: Rachiq S. , Raoui M. , Chadli N. , Amblard M. , Alaoui M. M. , Carrias J. F. , Sime-Ngando T. , Sargos D.
Published: July 2012

L'abondance des communautés bactériennes et phytoplanctoniques et l'activité bactérivore des phytoflagellés ont été mesurées à différentes profondeurs de mars à décembre 1998, dans une retenue de barrage (Allal El Fassi, Maroc). L'abondance des communautés bactériennes, essentiellement constituées de cellules libres de forme sphérique, a fluctué de 1,0 à 9,8·106 cellules·mL-1. À toutes les profondeurs, les plus fortes valeurs ont été mesurées au printemps, avec la mise en place de la stratification thermique et le développement de la diatomée centrique Cyclotella oceallata. Le nombre de bactéries baisse de manière notable en été et augmente légèrement au cours de l'automne, alors que deux Chrysophycées (Dinobryon sertularia et D. cylindricum) dominaient la communauté algale, accompagnées de deux Dinophycées (Peridinium cinctum et Ceratium hirundinella) et d'une Cryptophycée (Cryptomonas ovata). À l'aide d'expériences de broutage utilisant un traceur bactérien, nous avons pu mesurer une activité bactérivore chez les cinq espèces d'algues citées. L'impact de la prédation de l'ensemble de cette communauté de phytoflagellés mixotrophes a varié de 1,2 à 357·104·bactéries·L-1 ·h-1, 81 % de cet impact étant lié à l'activité des deux Chrysophycées, contre seulement 12 % pour les deux Dinophycées et 7 % pour la Cryptophycée. L'ensemble des résultats acquis au cours de cette étude laissent donc supposer que le rôle des phytoflagellés mixotrophes est essentiel dans le fonctionnement du réseau trophique microbien du réservoir Allal El Fassi, notamment dans la régulation des peuplements bactériens se développant en automne.
Dynamique des populations microphytobenthiques couplée à leur composition biochimique au sein du réservoir Allal El Fassi (Maroc)
Authors: Damiri L. , Alaoui Mhamdi M. , Bahhou J.
Published: July 2012

L'étude du métabolisme des populations microphytobenthiques par le biais des principaux constituants cellulaires à savoir les glucides, les protéines et les lipides a été réalisée du mois d'août 1996 au mois de juillet 1997 au sein du réservoir Allal El Fassi, situé sous climat semi-aride.

Les résultats issus d'un échantillonnage sur substrats artificiels permettent de montrer que :

- la température, l'oxygène, l'azote et le phosphore influencent l'orientation métabolique des populations microphytobenthiques ;

- les plus fortes concentrations en glucides, en protéines et en lipides correspondent à des populations estivales ;

- les lipides sont susceptibles de fournir une estimation satisfaisante de la biomasse microphytobenthiques ;

- le métabolisme du microphytobenthos s'oriente vers la synthèse préférentielle des protéines.
Impact du zooplancton métazoaire sur le phytoplancton et les protozoaires ciliés dans le réservoir Sahela (Maroc)
Authors: Derraz K. , El Alami R. , Atiki I. , Alaoui-Mhamdi M.
Published: July 2012

L'impact du zooplancton métazoaire sur le phytoplancton et les protozoaires ciliés a été mesuré durant la période de juillet à décembre 1999 dans le réservoir Sahela sous climat méditerranéen semi-aride.

Les expériences ont été réalisées à l'aide de chambres de diffusion immergées in situ pendant 7 heures en absence (chambres témoins) et en présence (chambres expérimentales) du zooplancton.

Les résultats indiquent que la mortalité moyenne à 4 m des algues est de 0,13 + 0,03 h-1, et celle des protozoaires ciliés de 0,07 + 0,03 h-1. Cryptomonas ovata et Halteria grandinella ont subi la plus forte prédation, respectivement, 0,31 + 0,14 h-1 et 0,11 + 0,04 h-1 à 4 m. Toutefois, les algues de grande taille (Pediastrum sp, Ceratium hirundinella et Peridinium cinctum) n'ont été que très peu ou pas consommées.
Étude qualitative et quantitative des peuplements phyto- et zooplanctoniques dans les bassins de la saline de Sfax, Tunisie
Authors: Ayadi H. , Toumi N. , Abid O. , Medhioub K. , Hammami M. , Sime-Ngando T. , Amblard C. , Sargos D.
Published: July 2012

Le plancton végétal et animal a été analysé dans différents bassins de la saline de Sfax (Tunisie), entre le mois d'août 1999 et le mois de mai 2000. Des communautés diversifiées de phyto- et de zooplancton ont été observées. Quelle que soit la saison considérée, la structure des peuplements phytoplanctoniques se caractérise par la dominance de diatomées dans les bassins primaires de la saline (salinité < 200 ‰), suivie d'une dominance de dinoflagellés dans les bassins intermédiaires (salinité 200-300 ‰), et d'un développement quasi-monospécifique de la chlorophycée Dunaliella salina dans les bassins terminaux où cristallise et se dépose la production saline (salinité > 300 ‰). En ce qui concerne le zooplancton (> 20 µm), les crustacés (copépodes) et les rotifères dominent en été et en automne dans les bassins primaires, suivis des protozoaires ciliés en hiver dans les bassins intermédiaires, et du phyllopode Artemia qui représente l'essentiel du zooplancton dans les bassins terminaux et atteint une abondance maximale au printemps. Les résultats de cette étude permettent de penser que la salinité, dont les effets sont accentués dans les zones arides, représente, probablement en conjonction avec les ressources, un paramètre déterminant et sélectif pour la diversité et la dynamique des peuplements planctoniques dans la saline de Sfax et les marais salants en général.
Réseaux trophiques et production piscicole en étangs fertilisés (Dordogne, France)
Authors: Schlumberger O. , Bouretz N.
Published: July 2012

Des séries de données (physicochimie, plancton, poisson) collectées pendant deux saisons consécutives sur deux groupes d'étangs de pisciculture de Dordogne (Sud-ouest de la France) ont été analysées statistiquement (analyses en composantes principales ACP, analyse des correspondances multiples ACM, tris croisés). Des liens significatifs entre les différents constituants de la chaîne trophique ont été identifiés, et les facteurs clés de la production piscicole mis en évidence. En début de saison, une régulation ascendante oriente la composition et l'abondance de la flore algale, suivant les concentrations de N et PO4 et leurs proportions relatives. L'abondance du zooplancton filtreur est liée à la fois aux ressources trophiques disponibles (cellules algales aisément ingérables) et à la pression de prédation qu'il subit de la part des juvéniles de poissons. La production piscicole de gardon (Rutilus rutilus) et de tanche (Tinca tinca) est plus faible si ces espèces sont associées (compétition alimentaire interspécifique chez les juvéniles) ou produites en présence d'un carnivore. En contre-partie d'une production piscicole plus faible, la stabilité de la structure du réseau trophique est accrue. Les concentrations en P-PO4, la quantité de grands Crustacés planctoniques et une densité de poissons adaptée aux capacités du milieu constituent les facteurs clés de la production piscicole finale.
Comportement du phosphore dans le sédiment d'un estuaire semi-fermé. Cas de l'embouchure d'Oum Er-Biâa (Maroc - Atlantique)
Authors: El Jakani M. , El Karim I. , Dafir J. E. , Benzakour M. , Jaaïdi B.
Published: July 2012

L'estuaire d'Oum Er-Biâa est situé sur le versant atlantique marocain, à 60 km au sud de Casablanca. Cette étude concerne le comportement hydrogéochimique du phosphore, élément essentiel dans le fonctionnement des écosystèmes côtiers et océaniques.

Le phosphore sédimentaire au niveau de l'estuaire d'Oum Er-Biâa est majoritairement sous forme minérale (76 % à 95 %), avec prédominance de la fraction calcique P-Ca (45 % à 90 %) qui est de nature apatitique non mobilisable. La biodisponibilité du phosphore dans l'estuaire d'Oum Er-Biâa est assurée principalement par la fraction ferrique P-Fe (2 % à 38 %). La répartition spatiotemporelle de cette fraction est contrôlée d'une part, par la nature du sédiment (teneurs en fraction fine et matière organique) en amont de l'estuaire (zone vaseuse) et, d'autre part, par les variations de la salinité et le taux de concentration de minéraux d'oxyde de fer, et notamment, la magnétite, en aval de l'estuaire (zone sableuse).
Les Aeromonas mobiles : quelle évolution spatiale et temporelle dans un effluent urbain et en milieu marin côtier ?
Authors: Maalej S. , Mahjoubi A. , Kammoun A. , Bakhrouf-Fadhila A.
Published: July 2012

L'analyse bactériologique des eaux de surface dans un effluent urbain et en milieu marin côtier montre une contamination saisonnière mais fréquente de ces eaux par les Aeromonas mobiles. L'évolution spatiale et temporelle des abondances de ces bactéries, en relation avec certains facteurs environnementaux, a été étudiée pendant un an dans le rejet final épuré et dans les eaux marines réceptacles de l'effluent. Ces bactéries présentent, dans les eaux lagunaires, des évolutions saisonnières identiques à celles des coliformes fécaux avec des densités élevées en période froide (moyenne : 29·106 UFC/100 mL) et faibles en période chaude (moyenne : 6·106 UFC/100 mL). L'abattement des abondances d'Aeromonas se trouve corrélé à une forte irradiation et à une faible turbidité.

Le déversement des eaux de la station d'épuration dans les eaux marines côtières de la région n'induit pas globalement de modifications de la forme de comportement des bactéries témoins de contamination fécale. À l'opposé, l'évolution des abondances des Aeromonas spp. mobiles s'inverse pour devenir maximale en période chaude (moyenne : 56 CFU/100 mL pour S3) et minimale en période froide (moyenne : 5 CFU/100 mL pour S3). La salinité paraît responsable de la déstabilisation des séquences saisonnières des Aeromonas et de leur réduction à des concentrations non détectables dans les volumes d'eaux analysés.

La présence de ces bactéries dans les effluents épurés, parfois à des concentrations supérieures à celles des coliformes fécaux, pose un problème d'intérêt sanitaire et montre clairement que les bactéries témoins de contamination fécale ne peuvent pas être prédictives de la présence ou de l'absence d'Aeromonas et, par conséquent, ne peuvent pas être considérées comme un bon indicateur de pollution.
Estimation non paramétrique des quantiles de crue par la méthode des noyaux
Authors: Faucher D. , Rasmussen P. F. , Bobée B.
Published: July 2012

La détermination du débit de crue d'une période de retour donnée nécessite l'estimation de la distribution des crues annuelles. L'utilisation des distributions non paramétriques - comme alternative aux lois statistiques - est examinée dans cet ouvrage. Le principal défi dans l'estimation par la méthode des noyaux réside dans le calcul du paramètre qui détermine le degré de lissage de la densité non paramétrique. Nous avons comparé plusieurs méthodes et avons retenu la méthode plug-in et la méthode des moindres carrés avec validation croisée comme les plus prometteuses.

Plusieurs conclusions intéressantes ont été tirées de cette étude. Entre autres, pour l'estimation des quantiles de crue, il semble préférable de considérer des estimateurs basés directement sur la fonction de distribution plutôt que sur la fonction de densité. Une comparaison de la méthode plug-in à l'ajustement de trois lois statistiques a permis de conclure que la méthode des noyaux représente une alternative intéressante aux méthodes paramétriques traditionnelles.
Modéliser pour prévoir les flux de polluants émis par un dispositif contenant des déchets
Authors: Moszkowicz P. , Tiruta-Barna L. , Barna R.
Published: July 2012

Une méthodologie d'étude du comportement en scénario de valorisation de déchets minéraux solidifiés/stabilisés est présentée. La méthodologie est basée sur des outils expérimentaux (des tests paramétriques et des essais de simulation du scénario) et des modèles de comportement. Le cas d'un bassin de stockage d'eau construit avec un matériau contenant des résidus d'épuration des fumées d'incinération d'ordures ménagères est présenté. L'influence de la carbonatation du lixiviat par le CO2 atmosphérique sur le relargage des éléments de constitution du matériau est étudiée. Un modèle de comportement est mis en place pour le cas étudié; il comporte trois niveaux : 1) le matériau (chimie et diffusion), 2) le lixiviat (chimie et convection), 3) l'absorption du CO2 dans le lixiviat. Plusieurs échelles d'expérimentation (tests de laboratoire, pilote de laboratoire, pilote de terrain) ont été mises en place pour l'étude du scénario et pour la validation du modèle de comportement. Le rôle de la modélisation est mis en avant par les résultats prévisionnels des simulations. Ainsi, pour le cas étudié, la carbonatation du système diminue la concentration du plomb dans l'eau du bassin par rapport à un scénario "bassin couvert". La carbonatation ne modifie pas le relargage des éléments solubles (Na, K, Cl) et détermine la spéciation du Ca dans le bassin et à la surface du matériau.
Rôle des acides humiques dans le transfert du pyrène entre les minéraux argileux et l'eau
Authors: Fanget B. , Devos O. , Naffrechoux E.
Published: July 2012

Les substances humiques se fixent en surface des minéraux argileux et modifient les sites d'adsorption des polluants organiques hydrophobes (POH). Parallèlement, les substances humiques dissoutes complexent les POH non ioniques selon des mécanismes de liaison réversible généralement évalués par le coefficient de partage Koc. Les solutés humiques seraient ainsi responsables du transport des POH dans les écosystèmes aquatiques par solubilisation de la fraction adsorbée sur le sédiment. Notre étude a pour objectif la quantification et la modélisation de ces phénomènes pour des composés modèles disponibles commercialement : kaolinite, pyrène et acide humique Aldrich purifié.

L'isotherme d'adsorption de l'acide humique (AH) sur la kaolinite à pH 6,5 et à force ionique 10-2 M suit une loi de Freundlich, dont les valeurs du modèle sont KF =0,79 et nF =1,90. Dans les mêmes conditions expérimentales, le pyrène, composé modèle à quatre noyaux du groupe des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), semble s'adsorber en formant des microcristaux à la surface de l'argile. La présence d'acide humique fixé sur la kaolinite modifie l'adsorption du pyrène, qui se modélise par une isotherme de Freundlich de paramètres K'F =0,30 et n'F =2,00.

Les interactions entre le pyrène et l'acide humique dissous ont été quantifiées par spectroscopie d'extinction de fluorescence et relation de Stern-Volmer. La fraction humique dissoute non adsorbée sur le minéral argileux se caractérise par de plus fortes valeurs de Koc que l'acide humique initial (2,95.105 L.kg-1 contre 1,86.105 L.kg-1). L'hypothèse de fractionnement des substances humiques lors de l'adsorption sur l'argile est confirmée par les variations du poids moléculaire moyen des AH, déterminé par chromatographie d'exclusion stérique, et des variations des intensités de fluorescence des fractions chromatographiées.

Les résultats obtenus pour la quantification du pyrène désorbé du solide argileux dans l'eau pure et dans une solution d'AH (50 mg.L-1) tendent à minimiser le rôle de la matière organique naturelle dissoute dans le transfert des polluants hydrophobes du milieu solide au milieu liquide.
Estimation des niveaux d'inondation pour une crue éclair en milieu urbain : comparaison de deux modèles hydrodynamiques sur la crue de Nîmes d'octobre 1988
Authors: Paquier A. , Tanguy J. M. , Haider S. , Zhang B.
Published: July 2012

Lors des crues extrêmes en ville, une forte part des écoulements reste en surface. Pour simuler ces inondations, deux modèles sont présentés : le logiciel REM2 U unidimensionnel a pour objectif de simuler la propagation des débits de crue dans l'ensemble d'un réseau de rues alors que le logiciel Rubar 20 bidimensionnel vise à fournir plus d'information sur ces écoulements. Des calculs avec ces deux logiciels ont été menés sur la crue d'octobre 1988 dans un quartier de Nîmes. Lors de cet événement, les hauteurs d'eau maximales ont dépassé deux mètres en certains points et les vitesses 2 m/s ce qui entraînait des passages en régime torrentiel. A partir des données rassemblées sur les sections en travers des rues, des maillages de calcul limités au réseau de rues ont été construits pour les deux logiciels afin de permettre un calcul détaillé. La comparaison des résultats avec les laisses de crue montre des situations très contrastées d'un point à un autre pour une hauteur d'eau maximale moyenne sur l'ensemble de la zone inondée correctement simulée. L'écart sur cette hauteur est, en moyenne, de 1 m ce qui provient des incertitudes sur les observations, sur la topographie et sur les conditions aux limites, des approximations lors de la modélisation et de particularités locales non décrites. Entre les deux logiciels, l'évolution des hauteurs et des vitesses est généralement très proche bien que, comme pour la comparaison avec les laisses de crue, des différences locales importantes sont observées.
Mécanismes d'élimination de l'azote et du phosphore dans un chenal algal à haut rendement
Authors: El Hafiane F. , Rami A. , El Hamouri B.
Published: July 2012

Le devenir de l'azote(N) et du phosphore (P) a été étudié dans un chenal à haut rendement (CAHR) au cours de la période d'adaptation puis en phase stationnaire. En moyenne, la part de N total perdue atteint 34,5% du N admis en période d'adaptation et 24,5% en phase stationnaire tandis que la part assimilée par les algues atteint respectivement 32 et 43,5%. L'azote organique particulaire s'accumule dans le sédiment et subit une minéralisation lente pendant la phase d'adaptation puis rapide en phase stationnaire. Les pertes nettes en N dans le CAHR seraient dues à la sédimentation et à la volatilisation de NH3 en saison froide et seulement au dernier mécanisme, en saison chaude. Le bilan de l'azote ammoniacal en phase stationnaire montre que l'importance de la biomasse algale produite en saison chaude ne peut s'expliquer qu'en présence d'une minéralisation active du sédiment. Le taux de minéralisation est estimé à 12,4 kg N ha-1 j-1 en saison chaude contre 1,3 en saison froide. En moyenne, la part du P total perdue atteint 27% du P admis en période d'adaptation et 17,5% en phase stationnaire alors que la part assimilée par les algues atteint respectivement 25 et 17,5%. En phase stationnaire, l'élimination du P soluble dans le CAHR serait due à l'assimilation algale (54%) et à la précipitation chimique sous forme de sels de phosphates (46%).
Modélisation robuste de l'impact agrégé de retenues collinaires sur l'hydrologie de surface
Authors: Cudennec C. , Sarraza M. , Nasri S.
Published: July 2012

En raison du développement de l'industrie légumière, les retenues collinaires à vocation d'irrigation se multiplient dans le département du Morbihan (Bretagne, France). Même si de tels aménagements hydrauliques ont une influence individuelle faible, leur multiplication et leur concentration géographique peuvent avoir des conséquences dommageables sur l'hydrologie de surface. Nous proposons d'utiliser une fonction de transfert de type Hydrogramme Unitaire Géomorphologique, basée sur l'identification de la fonction aire normalisée du bassin versant contribuant effectivement à l'écoulement et sur l'estimation d'une vitesse moyenne d'écoulement dans les thalwegs. Le déterminisme de cette fonction de transfert permet de semi-distribuer l'afflux pluviométrique. Il nous permet en outre de proposer une méthodologie de simulation explicite de l'effet agrégé des retenues collinaires, connaissant leur mode de fonctionnement hydraulique local. Puis, pour le bassin versant pilote de l'Yvel (302 km2), nous étudions a priori l'impact de l'implantation de retenues collinaires selon un scénario géographique de développement préférentiel et pour différents degrés d'intensification.
Évaluation des transferts entre barrage et aquifères par la méthode de bilan d'une retenue en zone semi-aride. Cas d'El Haouareb en Tunisie centrale
Authors: Kingumbi A. , Besbes M. , Bourges J. , Garetta P.
Published: July 2012

Le barrage d'El Haouareb est situé en Tunisie centrale, dans une zone caractérisée par un climat semi-aride. Il draine le bassin versant de l'oued Merguellil d'une superficie d'environ 1 200 km2. Le but de cette recherche est d'évaluer, à partir du bilan du barrage, l'impact de la mise en place de cet ouvrage sur les ressources en eau de surface et souterraine, en vue de mieux cerner le fonctionnement de l'ensemble de ce système et faciliter ainsi sa gestion.

Le bilan en eau de surface fait appel à deux termes non mesurés : l'infiltration à travers la cuvette de la retenue et les apports des oueds incomplètement contrôlés. Par une méthodologie originale, nous avons modélisé et calculé l'infiltration. Les apports journaliers au barrage, déduits du bilan ont été ensuite validés par comparaison aux débits mesurés sur une station située, plus en amont, sur le tributaire principal.

Cette recherche a mis en évidence que, malgré des pertes non négligeables par évaporation (25% des apports), l'infiltration constitue, de loin, le terme le plus important du bilan de la retenue d'El Haouareb (63% des apports).

Cette dernière a ainsi injecté, directement ou par nappe interposée, dans l'aquifère aval de la plaine de Kairouan plus de 9 millions de m3 par an.
Étude de l'absorption des phosphates, azote, chrome et cadmium par trois algues vertes isolées à partir d'effluents urbains
Authors: Zerhouni R. A. , Bouya D. , Ronneau C. , Cara J.
Published: July 2012

La capacité de déphosphatation et de dénitrification ainsi que la sensibilité et l'accumulation de deux métaux lourds (Cr et Cd) de Scenedesmus quadricauda, Chlorella pyrenoidosa et Chlamydomonas reinhardtii isolées des eaux usées de la ville de Fès, ont été étudiées dans les conditions de laboratoire. Les résultats ont montré que S. quadricauda présente les meilleurs taux de réduction des phosphates (83%), et d'ammonium (75%). L'étude de la sensibilité vis à vis du chrome et du cadmium des trois espèces, a montré qu'au delà d'une concentration de 1 ppm, la croissance se trouve réduite et que S. quadricauda présente une sensibilité plus faible que les deux autres espèces. Les résultats des expériences d'absorption conduites avec du chrome VI marqué au51 Cr et du cadmium marqué au109 Cd ont montré que les quantités de chrome et du cadmium prélevées par S. quadricauda dépassent celles des deux autres espèces. L'utilisation potentielle des trois espèces dans le traitement des effluents urbains est discutée à la lumière des résultats de ces expériences.
Modélisation statistique des apports de MES associés au régime des crues d’un sous- bassin du Timis-Béga (Roumanie)
Authors: Galéa G. , Ramez P. , Adler M.-J. , Rotaru E.
Published: July 2012

Dans cette thématique concernant le transport solide des cours d’eau, il nous semble opportun de résumer le cadre général et d’y situer notre approche. Les formules classiques du transport solide évaluent le débit en matériaux du lit (charriage et suspension) à partir de ses déformations. Elles ne permettent pas d’estimer le débit des matériaux provenant directement du lessivage des versants et qui transite sans interaction avec le lit. Dans cet article, nous considérons uniquement la phase en suspension "MES" mesurée sans distinction à priori de l’origine des grains qui la constitue : provenance directe du bassin versant (phase directe) et (ou) reprise des stocks disponibles dans le lit (phase différée). Le bassin hydrographique du Timis-Béga (Roumanie) est particulièrement bien équipé pour le suivi des débits de 28 sous bassins et le contrôle des flux de MES de douze d’entre eux. De plus, son contexte physiographique nous permet de penser que la phase directe est prépondérante. Le protocole de mesure des flux de MES prévoit, entre autres, une densification variable des observations selon l’intensité des crues liquides. Ces considérations précédentes nous permettent d’envisager une modélisation statistique des apports solides en MES des sous-bassins du Timis-Béga. Celle-ci est directement inspirée des connaissances acquises sur la modélisation statistique "QdF" des régimes hydrologiques des bassins versants. Sur l’exemple du sous-bassin du Béga à Balint, qui draine une superficie de 1064 km2, nous retiendrons deux principaux résultats issus de la transposition du concept QdF aux débits solides QMESdF : Les analyses statistiques des régimes liquide et solide montrent que les débits solides de MES ne sont pas simplement proportionnels aux débits liquides mais croissent plus rapidement. Les deux lois de distributions privilégiées, Pareto généralisée pour les MES et exponentielle pour les débits, permettent de le justifier. Le temps de montée des hydrogrammes de projet liquide ou solide est quasiment identique, autrement dit nous vérifions la quasi concomitance de leurs débits de pointe. Ce résultat n’est possible que si le débit solide de MES provient essentiellement du lessivage des versants, ce qui était supposé à priori.
Classification, caractérisation et facteurs de variabilité spatiale des régimes hydrologiques naturels au Québec (Canada). Approche éco-géographique
Authors: Assani A. A. , Tardif S.
Published: July 2012

Nous proposons onze nouvelles variables pour classifier, caractériser et analyser les facteurs de variabilité spatiale des régimes hydrologiques des affluents du fleuve Saint-Laurent au Québec. Ces variables se rapportent exclusivement aux débits mensuels et utilisent quatre (volume d’écoulement, période d’occurrence, durée et amplitude de variabilité intra-annuelle des débits) des cinq critères proposés par Richter et al. (1996) pour caractériser écologiquement les régimes hydrologiques.

L’analyse en composantes principales de ces onze variables hydrologiques a permis d’extraire trois composantes principales significatives après rotation d’axes par la méthode varimax. La première composante principale est associée aux débits saisonniers hivernaux et aux mois d’occurrence des débits mensuels maximums et minimums. La seconde composante est associée aux débits saisonniers printaniers et au rapport entre ces débits et les débits estivaux. Enfin, la dernière composante est associée au coefficient d’immodération (rapport entre les débits mensuels maximums et minimums) et aux débits mensuels minimums. La variance totale expliquée par ces trois composantes, à part presqu’égale, est d’environ 83%. Sur la base des signes de notes factorielles sur les trois composantes principales, les 72 rivières analysées ont été groupées en huit régimes hydrologiques naturels non contigus dans l’espace. Les caractéristiques de chaque régime hydrologique ont été clairement définies.

Quant aux facteurs environnementaux qui influencent la variabilité spatiale des régimes hydrologiques, il est apparu que les six variables hydrologiques associées aux trois composantes principales sont principalement influencées par la température de l’air ainsi que la superficie couverte par les forêts, les lacs et les marais.
Les substances pharmaceutiques dans les milieux aquatiques. Niveaux d'exposition et effet biologique : que savons nous?
Authors: Garric J. , Ferrari B.
Published: July 2012

Nous présentons ici une revue synthétique des récents résultats disponibles sur la présence, le devenir et les effets des principales familles thérapeutiques de médicaments à usage principalement humain, détectées dans les milieux aquatiques. Un exemple d'illustration du risque d'effet biologique, lié à la présence d'un ß-bloquant, le propranolol est présenté.
Saisonnalité du transport de carbone organique dissous dans le ruisseau de l'Hermine, un bassin versant de tête de réseau du Bouclier Canadien
Authors: Turmel M.-C. , Turgeon J. M.L. , François C. , Cloutier-Hurteau B.
Published: July 2012

Nous avons étudié la variabilité saisonnière de la relation entre les fluctuations des concentrations en carbone organique dissous (COD) dans le ruisseau de l'Hermine (Québec, Canada) et les changements du débit (Q). Un total de 93 événements hydrologiques échantillonnés de 1994 à 2003 et regroupés sur une base saisonnière (hiver-printemps, été, automne) a été analysé. Le modèle de régression linéaire est utilisé afin de déterminer, pour chaque événement, la pente de la relation entre la concentration en COD dans le ruisseau et le débit. Ces pentes sont regroupées par saison et selon un seuil arbitraire de un qui permet de contraster les conditions hydrologiques et climatiques initiales des événements répertoriés. Les résultats du test de Kruskal-Wallis, visant la comparaison entre les événements de pentes supérieures et inférieures à un, montrent clairement la saisonnalité de la relation entre le COD et le débit. La saisonnalité de la relation COD/Q est ensuite mise en relation avec des variables climatiques et hydrologiques susceptibles de conditionner le transport du COD dans le bassin de l'Hermine. Les résultats montrent que les changements saisonniers des conditions climatiques et hydrologiques dans le bassin versant ont un impact significatif sur la relation entre le COD et le débit. Ainsi, le volume de précipitation tombé durant l'événement, la température moyenne de l'air et la température du sol régissent significativement (p =0,041; 0,001 et 0,009 respectivement) le transport du COD pour la période hiver-printemps. Les basses températures du sol et l'apport élevé en eau via les précipitations et la fonte favorisent le lessivage intense du COD soluble déjà limité par les basses températures. Au cours de l'été, l'état initial d'humidité du bassin est le principal facteur contrôlant l'évolution des concentrations de COD lors d'une crue; les fortes relations avec le pourcentage d'humidité des sols et le débit total 24 h avant l'événement le prouvent (p =0,039 et 0,0003 respectivement). Les changements les plus prononcés du COD surviennent, au cours de l'été, suite à une période prolongée de sécheresse. À l'automne, le transport du COD est influencé par le volume de précipitation tombé durant l'événement (p =0,031) et la température du sol (p =0,042). La modélisation de la relation COD/Q par les variables hydro-climatiques montre que 40% de la relation COD/Q s'explique par la température du sol durant la période d'hiver-printemps. Durant l'été, les conditions initiales d'humidité du bassin, traduites par le débit 24 h avant l'événement, expliquent à 51% la relation COD/Q. À l'automne, la relation COD/Q est gouvernée à 50% à la fois par le volume de précipitation tombé durant l'événement et la température du sol. L'analyse de ces données établit clairement la saisonnalité de la relation COD/Q et que des variables climatiques et hydrologiques permettent de quantifier ces fluctuations saisonnières.