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L'acidification des torrents vosgiens. Mise en évidence. Impact sur les populations de macroinvertébrés
Authors: Guerold F. , Pihan J. C. 
Published: July 2012

Les auteurs donnent les résultats d'une étude physico-chimique et biologique portant sur quatre torrents situés sur le versant lorrain des Vosges. Les stations étudiées sont placées en amont de toute agglomération et dans des secteurs non perturbés par l'activité agricole. L'assise rocheuse de nature siliceuse est granitique. La différence dans la composition des granites et leur altération pourraient être à l'origine des différences physico-chimiques observées entre torrents situés dans un même secteur.
La présence permanente ou temporaire d'eaux acides appartenant au crénon et au rhitron a été établie. Cette acidité s'accompagne de concentrations élevées en aluminium (Al total > 200 µg/l). Une enquête piscicole et la réalisation de pêches électriques ont révélé l'absence de salmonidés dans les cours d'eau acidifiés en permanence, alors que leur présence est connue antérieurement. L'existence d'épisodes acides lors de la fonte des neiges et des pluies printanières a été démontrée; les auteurs retiennent les retombées acides comme cause de l'acidification des eaux de surface. Ces événements d'ordre hydrométéorologique sont caractérisés par l'augmentation des concentrations en H+, NO3-, SO42- et aluminium, ainsi que par une baisse des ions HCO3-, dans les eaux torrenticoles. Les macroinvertébrés benthiques intègrent ces épisodes et l'étude comparative de leurs populations montre des modifications apparaissant dans les secteurs acidifiés par rapport aux secteurs non perturbés. L'intégration par les invertébrés benthiques des conditions physico-chimiques se traduit notamment par la disparition des Ephéméroptères, et par un appauvrissement de la diversité taxonomique des Plécoptères, Trichoptères et Coléoptères.
Influence du dodécylsulfate de sodium sur l'adsorption des acides humiques sur charbon actif en poudre
Authors: Ayele, J. , Mahi A. , Mazet M. 
Published: July 2012

L'objectif de ce travail est d'étudier l'influence d'un tensioactif anionique, le dodécylsulfate de sodium (DSS) sur l'adsorption d'acides humiques (AH), sur le charbon actif en poudre (CAP).
L'adsorption sur CAP, en fonction du temps, des AH seuls, puis du DSS seul, a été effectuée en réacteur discontinu, à différents pH (7,0 et 10,5). Les mêmes expériences ont été réalisées avec le mélange des deux composés et l'on a pu constater une inhibition réciproque de leur adsorption, moins importante à pH basique (10,5).
L'influence de l'ordre d'introduction des coadsorbats, sur l'adsorption de chacun d'eux, a permis de montrer que l'inhibition de l'adsorption des AH sur CAP par le DSS est encore plus importante lorsque les AH sont ajoutés sur une suspension DSS-CAP déjà en équilibre. Aucune désorption du DSS n'a pu être mise en évidence après 24 heures. Ces résultats pourraient permettre de conclure à une adsorption « compétitive » des AH et du DSS sur les mêmes sites superficiels du charbon actif.
Ce travail permet de préciser les phénomènes d'adsorption pouvant intervenir entre divers micropolluants susceptibles de s'adsorber simultanément soit sur des sédiments naturels, soit sur charbon actif lors du traitement des eaux naturelles.
Le manganèse dans l'eau - Elimination du manganèse dans l'eau par traitement biologique
Authors: Montiel A. , Welte B. 
Published: July 2012

Le manganèse est un élément minéral fréquemment rencontré dans différents types d'eau, surtout souterraines. Dans le cas des eaux de surface, le manganèse peut se trouver lors de pollutions accidentelles où lorsque la rivière reçoit des eaux d'un barrage réservoir en fin de vidange.
Des essais de traitement d'une pollution par du manganèse par filtration lente ont été effectués sur un pilote.
Les essais ont porté sur différentes concentrations de manganèse pendant des périodes de courte durée. La filtration lente semble très efficace pour l'élimination de ce composé, mais il faut noter que la nitrification biologique est altérée par la présence de fortes concentrations de manganèse.
Hydrogrammes de ruissellement superficiel et transport des sédiments en milieu agricole
Authors: Mathier L. , Roy A. G. 
Published: July 2012

Nous présentons ici une méthode simple qui permet de mesurer simultanément l'eau et les sédiments en transit à la surface du sol en milieu agricole. Des hydrogrammes de ruissellement superficiel sont comparés pour évaluer la variabilité saisonnière et spatiale du ruissellement et de l'érosion lors de trois précipitations naturelles (1,16, 1,76, 1,78 mm h-1). Les mesures ponctuelles sur le terrain sont utilisées pour caler une équation de transport des sédiments compatible avec les modèles hydrologiques distribués. Le débit solide (Qs) est exprimé par:
Qs = k Qm lp
où Q est le débit liquide et l l'intensité des précipitations. Les hydrogrammes montrent que les débits varient dans l'espace selon la distance entre deux points d'échantillonnage et, dans le temps selon l'état de la surface. Pendant la saison, la concentration moyenne des sédiments dans l'eau et le taux de transport demeurent constants. Le transport par le ruissellement sur la parcelle est faible et semble limité par la capacité du processus à maintenir les sédiments en mouvement. Ce comportement affecte le paramètre m associé au débit liquide dans l'équation de transport, qui est en dessous des valeurs théoriques proposées dans la littérature. Le transport de sédiments est également fonction de l, qui par le biais de l'impact des gouttes de pluie sur la surface détache et facilite le transport des particules.
Bioaccumulation d'aluminium chez la truite Salmo truffa fario soumise au retombées des pluies acides : étude structurale, ultrastructurale et microanalytique
Authors: Chassard-Bouchaud C. , Galle Ch. , Lopez-Rabereau E. 
Published: July 2012

Des études microanalytiques ont été menées sur des truites Salmo trutta fario, âgées de deux ans, récoltées dans une rivière des Vosges soumise aux retombées des pluies acides et sur des truites témoins récoltées dans une rivière d'Auvergne, non soumise aux pluies acides. La rivière des Vosges est caractérisée par un pH de 5,42 et par une concentration en aluminium de 200 µg/L-1. Notre but étant de déterminer les tissus, cellules et organites cibles de bioaccumulation éventuelle de l'aluminium, nous avons analysé rein, foie, branchie et tractus digestif. Deux méthodes microanalytiques ont été utilisées pour localiser l'aluminium à l'échelle cellulaire et subcellulaire et connaître les éléments avec lesquels il peut être associé; ce sont la spectrométrie de masse par émission ionique secondaire (microscope ionique associé à un système informatisé de traitement d'images) et la spectrométrie des rayons X (microsonde électronique de Castaing associée à un microscope électronique à transmission).
La microanalyse des rein, foie, branchie et tractus digestif montre l'existence de deux processus conduisant à la bioaccumulation de l'aluminium. Le premier, classiquement connu pour d'autres métaux, met en évidence une insolubilisation de l'aluminium sous forme de phosphate, dans des organites limités par une membrane : les lysosomes et les granules pigmentaires des mélanocytes. Le second, démontre la formation de volumineux dépots extra-cellulaires, atteignant 100 µm de long et entraînant la destruction du tissu. Aucune bioaccumulation significative d'aluminium n'a été observée chez des truites témoins, récoltées dans le centre de la France, où l'eau à pH 7.9 est dépourvue d'aluminium.
Observation et étude expérimentale de mycobactéries atypiques en aquariums d'eau douce et d'eau de mer
Authors: Dailloux M. , Henry C. , Terver D. 
Published: July 2012

L'eau des aquariums est source de Mycobactéries atypiques qui peuvent être pathogènes pour l'homme et les poissons.
Une étude a été réalisée à l'aquarium du Musée de Zoologie de Nancy. La recherche de Mycobactéries a été effectuée dans 40 aquariums équipés de lampes germicides à UV : 11 bassins étaient alimentés en eau douce et 29 en eau de mer. Deux aquariums non équipés de système de désinfection ont également été analysés, les propriétaires de ces derniers ayant présenté un granulome cutané à M. marinum. L'action des UV sur M. marinum en suspension dans l'eau a été testée expérimentalement dans des bassins d'eau douce peuplés de Cichlidés.
Pour chaque aquarium, un échantillon de 250 ml a été prélevé. Les cultures après décontamination au lauryl sulfate de soude ont été réalisées sur milieu de Loewenstein.
Les résultats indiquent que, quel que soit l'aquarium, la présence de mycobactéries est constante. L'isolement des mycobactéries peut être gêné par la présence d'une flore bactérienne ou fongique importante (≥ 103 U.F.C./ml).
Les espèces les plus fréquemment isolées sont M. gordonae et M. fortuitum ; M. kansasii et M. marinum ont rarement été isolées (6140 aquariums). Différents facteurs peuvent intervenir sur la sélection des espèces. La salinité de l'eau limite le développement de certaines espèces, alors qu'elle permet la croissance de M. fortuitum. Dans notre étude, la température de l'eau n'a pas été un facteur sélectif. L'utilisation de lampes UV limite le nombre de Mycobactéries. Dans les bassins expérimentaux, les radiations UV se sont révélées très actives sur M. marinum en présence ou en l'absence de poissons. A l'inverse de M. gordonae, M. fortuitum est rarement isolée en présence d'UV. Un nombre important de poissons par aquarium augmente la flore bactérienne et mycobactérienne.
La prévention des infections à Mycobactéries atypiques chez l'homme comme chez les poissons devrait pouvoir être assurée par des mesures d'hygiène élémentaire.
Détermination par bioessai de la biodisponibilité des ressources azote et phosphore, dans les eaux du Golfe du Morbihan
Authors: Le Rouzici B. , Bertru G. 
Published: July 2012

Des dosages physico-chimiques et des numérations du phytoplancton sont réalisés sur des prélèvements d'eau du Golfe de Morbihan (France), conjointement à des bioessais en milieu non renouvelé :
1. Avec le peuplement autochtone, par enrichissement en azote et en phosphore de l'eau filtrée sur 200 µm.
2. Avec deux algues tests épuisées en azote et en phosphore, sur l'eau filtrée stérilement. Les quotas cellulaires des algues tests en fin de croissance sont comparés aux quotas cellulaires minimaux et maximaux préalablement établis.
Les bioessais avec enrichissement révèlent une limitation de la croissance des algues par l'azote. Les bioessais avec Fragilaria elliptica présentent une relation linéaire croissante simple entre la concentration en azote assimilée par l'algue test et la densité cellulaire du peuplement phytoplanctonique naturel. L'azote total en solution représente la fraction utilisée par ces algues : azote biodisponible. Par contre, la fraction « phosphore soluble » ne représente qu'une partie du phosphore biodisponible, et se trouve consommée de manière très diverses par les algues testées. Cependant, l'analyse des quotas cellulaires en fin de croissance des algues tests montre que le phosphore est l'élément impliqué dans la limitation de leur croissance.
Les bioessais exposent des résultats contradictoires de limitation de la croissance. Les algues autochtones utilisent des ressources en phosphore supérieures à celles qui sont mises à disposition des algues tests, par stockage interne ou par consommation du phosphore minéral adsorbé sur les particules en suspension.
Mesure de la biomasse et de l'activité bactérienne dans l'eau de distribution
Authors: Servais P. , Laurent P. , Randonl G. 
Published: July 2012

Afin d'étudier la reviviscence bactérienne dans les réseaux de distribution, des méthodes de mesures de la biomasse et de l'activité bactérienne ont été investiguées sur des eaux provenant d'un réseau de distribution. Trois méthodes d'estimation de la biomasse bactérienne ont été comparées : le comptage sur gélose, selon la norme française d'examen bactériologique des eaux de consommation, le dosage de l'ADN contenu dans les particules retenues sur une membrane de porosité de 0.2 µm et le comptage direct au microscope à épifluorescence après coloration des bactéries à l'acridine orange. Les comptages sur gélose, tout comme en milieu aquatique naturel, sous-estiment très largement le nombre de bactéries; ceci semble principalement lié à la présence de bactéries viables mais non cultivables. Le dosage de l'ADN et les comptages directs corrèlent assez bien avec en moyenne un contenu en ADN par bactérie de 4,1 x 10-15 g d'ADN, mais la première méthode semble moins précise. Le comptage direct semble donc la méthode la plus adaptée à l'estimation du nombre total de bactéries dans ce type de milieu.
Afin d'estimer l'activité bactérienne, les protocoles expérimentaux de deux méthodes utilisées en écologie bactérienne ont été adaptés aux conditions particulières de l'eau de distribution : l'incorporation de thymidine tritiée dans l'ADN bactérien et l'incorporation de leucine tritiée dans les protéines. La comparaison des deux méthodes sur une série d'échantillons montre une bonne corrélation, avec un rapport molaire entre incorporation de leucine et de thymidine compatible avec les facteurs de conversion des deux méthodes cités dans la littérature et établis pour les milieux aquatiques naturels. Les deux méthodes sont utilisables pour mesurer l'activité bactérienne dans l'eau potable, néanmoins l'incorporation de thymidine est plus aisée à mettre en oeuvre, car elle ne nécessite de travailler qu'à une seule concentration en traceur radioactif.
Sélection de clones résistants appartenant aux genres Kiebsiella, Serratia et Pseudomonas afin de suivre leur implantation dans un biofiltre
Authors: Zinebi S. , Henriette C. , Petitdemange E. , Joret J. C. , Saveant N. , Quittelier M. 
Published: July 2012

Des souches appartenant aux espèces : Klebsiella oxytoca, Serratia marcescens et Pseudomonas putida, isolées d'un biofiltre utilisé pour le traitement d'effluents urbains ont été choisies parmi une centaine d'autres pour être réimplantées dans un réacteur du même type. Dans le but de suivre leur fixation en réacteur ouvert, une méthode spécifique de sélection a été développée. Des clones de ces souches résistant naturellement à des antibiotiques (rifampicine, streptomycine, acide nalidixique) et à des substrats suicides (chlorate, bromoacétate, fluorouracile) ont été recherchés. Cette sélection a permis d'obtenir des clones de Klebsiella et de Serratia résistants à 2 g/l de streptomycine, 1 g/l de rifampicine et à 2 g/l de chlorate ainsi que des clones de Pseudomonas résistants à 0,5 g/l d'acide nalidixique et à 2 g/l de bromoacétate ou à 40 mgll de fluorouracile.
Les clones résistants dont les caractéristiques de croissance et les activités enzymatiques sont identiques à celles de la souche sauvage et dont la stabilité génétique a été maintenue après de nombreux repiquages ont été retenus. Afin de valider notre méthode de reconnaissance, une numération de la flore indigène d'un effluent urbain a été réalisée sur les milieux spécifiques des clones résistants : seule une faible proportion de cette flore, à savoir 0,02 % est capable de s'y développer. Des essais préliminaires d'ensemencement du biofiltre avec les souches sélectionnées ont été réalisés, ils montrent que celles-ci s'implantent puisqu'elles sont retrouvées sur les grains de matériau de garnissage et que chacune d'elle représente 1 % de la flore totale.
Méthodologie pour une utilisation conjointe de données eulériennes et langrangiennes de courant pour estimer un coefficient de diffusion horizontale côtières
Authors: Baghdadi N. , Broche P. 
Published: July 2012

Le Laboratoire de Sondages Electromagnétiques de l'Environnement Terrestre a une pratique confirmée de la mise en oeuvre des radars Doppler VHF pour la réalisation de mesures eulériennes des courants marins en zone côtière. Avec ce même instrument, on peut réaliser, simultanément aux mesures eulériennes, des mesures lagrangiennes en effectuant le suivi, avec le radar, de flotteurs dérivants de surface équipés de balises.
Nous proposons une méthode d'utilisation couplée des données eulériennes et lagrangiennes pour estimer l'importance des phénomènes de diffusion horizontale. L'influence de la résolution spatiale des mesures de courant et du nombre de flotteurs sur la précision des mesures de dispersion a été discutée. Une validation de cette méthode a été effectuée à partir d'une étude numérique sur un exemple de panache fluvial (I'étude de ce dernier est un des axes principaux de recherche du LSEET). Cette étude montre que l'erreur sur l'estimation de ce coefficient pour 5 bouées lâchées et avec une résolution spatiale de (500 x 500) m- peut être de l'ordre de 35%. On obtient ainsi un instrument particulièrement complet de diagnostic dynamique en zone côtière, présentant un grand intérêt pour l'étude d'un rejet ou le transport d'un contaminant.
A colony count model for the control of drinking water distribution systems
Authors: Kerneis A. , Déguin A. , Feinberg M. 
Published: July 2012

The purpose of this study is to select a process control parameter for monitoring microbial regrowth in a network and to develop a more accurate and relevant quality control of supply water. Two parameters were examined as potential process control parameters: the water residence time in the network and the concentration of biodegradable organic matter. Residence time calculations were carried out and validated by tracer studies in a branched network and then in a simply looped network. The measurement of the natural dissolved organic carbon (DOC) consumption in the network was preferred to the determination of any in vitro biodegradation. The measurement of consumption requires the determination of DOC in treated water and in supply water. It is simpler and less expensive than other biodegradable organic matter determinations. A model for colony counts as a function of the residence time was developed in order to demonstrate that this parameter can be used for process controlling. This model was very well adjusted to data collected in a network in winter, spring and summer. This process control parameter was then used in order to locate and estimate the quantity of water whose colony counts exceed the European directive guide level.
Accurate correlation measurements between colony counts and DOC consumed in the network were carried out in three distinct systems. No significant correlations were measured. For these three networks, biodegradable organic matter measurements based on DOC determinations were demonstrated to be unreliable process control parameters for monitoring bacterial regrowth.
Élimination des colorants des eaux résiduaires de l'industrie textile par la bentonite et des sels d'aluminium
Authors: Kacha S. , Ouali M. S. , Elmaleh S. 
Published: July 2012

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

L'objectif de ces travaux a consiste en l'identification des sous-produits de chloration de deux acides aminés libres, la proline et la méthionine, structures reconnues pour leur grande réactivité avec le chlore.
Les expériences ont été conduites a pH 8 pour un taux de chlore fixe à 8 moles de chlore par mole d'acide aminé et un temps de contact de 72 heures. Les sous-produits de chloration ont été extraits successivement par le pentane et le diethyl éther (pH acide et pH basique, extraction suivie d'une dérivation au diazométhane) et identifiés par couplage CG/SM.
L'essentiel des sous-produits de chloration identifiés a été observé dans l'extrait éthéré obtenu à pH acide, que ce soit pour la proline ou la méthionine. Les acides dichloroacétique et trichloroacétique, composés retrouvés dans les eaux de surface désinfectées au chlore, ont été détectés pour les deux molécules étudiées.
Les travaux effectués avec la proline ont permis d'identifier également la N- chlorodichloroacétamide et la N-chlorotrichloroacétamide. On peut noter également la formation de quelques chloroacides présentant un groupement terminal aldehyde ou nitrile caractéristique, ainsi que des composeé à structure pyrrole.
En ce qui concerne la méthionine, les analyses par couplage CG/SM ont permis d'identifier quelques composés organiques chlorosoufrés comme le chlorure de méthyle sulfonyle, le chlorure de chlorométhylesulfonyle et le dichloro-1,1 diméthyle sulfonyle, ainsi que du soufre moléculaire S8.
Élimination du phénol par deux plantes aquatiques : Juncus fontanesii (Gay) et Lemna minor L.
Authors: Oueslati M. A. , Haddad M. , Blake G. 
Published: July 2012

L'élimination du phénol et de ses dérivés, substances organiques toxiques, fait appel à différents processus physico-chimiques ou biologiques. Certaines plantes aquatiques ont la capacité de déplacer des produits chimiques en les métabolisant, en les évaporant ou en les dégradant. Il faut, toutefois, rester à des concentrations inférieures aux seuils de toxicité des espèces employées.
Dans le présent travail, deux plantes aquatiques: le Jonc de Desfontaines (Juncus fontanesii) de la famille des Joncacées et la Lentille d'eau (Lemna minor) de la famille des Lemnacées, ont été testées pour éliminer le phénol. Le travail a été effectué sans addition d'éléments nutritifs ni acclimatation prélable, pour des concentrations variant de 8 à 48 mg/l et pour deux densités surfaciques de la biomasse végétale fraîche : 2,8 et 5,6 kg/m2.
Les deux espèces se sont révélées aptes à éliminer totalement le phénol avec des cinétiques différentes. Un phénomène de relargage, important dans le cas de l'emploi de J. fontanesii, a pu être observé. Une comparaison de ce type d'élimination à celui dû aux micro-organismes nous a permis, par utilisation des boues activées, d'aboutir à l'ordre de performance suivant : J. fontanesii > L. minor (faibles densités) > micro-organismes avec barbottage d'air > micro-organismes sous des conditions atmosphériques > témoins (sans plantes) > L. minor (fortes densités) > micro-organismes sous des conditions anaérobies.