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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.
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.
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.
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.
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.
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.
Herbicide-resistant crops : A weed scientist’s perspective
Authors: Dyer W.E. 
Published: July 2012

Herbicide-resistant crops offer a potentially valuable alternative strategy for weed management. If used appropriately, they may promote the use of agrichemicals more environmentally benign than the herbicides they replace, and provide producers with additional tools for controlling weeds. However, the controversy surrounding the development and use of these cultivars may limit and eventually prevent their widespread adoption. Concerns include: overuse of herbicides, escape of herbicide resistance genes from resistant cultivars into weedy relatives, genetic modifications for resistance conferring weediness to the cultivar (i.e. volunteer plants in
subsequent crops), potential pleiotropic effects of genetic modifications for resistance, and selection of new herbicide-resistant weeds in the new herbicide regime. Of these concerns, the potential for selecting new resistant weeds may have the highest likelihood of affecting the long-term success of herbicide-resistant crops.