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705384ar
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Impact écotoxicologique du traitement chimique des eaux usées de tanneries: Analyse technico-économique
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La toxicité des eaux usées du tannage au chrome et d'épilage-pelanage, avant et après traitement, a été évaluée par test Daphnia pulex. Cette évaluation a été déterminée à partir des équations de corrélation linéaires. Les résultats obtenus montrent que le tannage au chrome et l'épilage-pelanage présentent une toxicité élevée avec des valeurs des CI50 24h respectives de 0,15 et 3,36. Cette toxicité élevée pourrait être expliquée par la charge de ces effluents en chrome, en sulfures et en matière organique. Après traitement par précipitation chimique, la CI50 24h a connu une importante augmentation. Elle est passée de 0,15 à 26,58 et de 3,36 à 11,1 respectivement pour le tannage au chrome et l'épilage-pelanage. Par conséquent, ces effluents traités peuvent être classés comme rejets peu toxiques. Cette diminution de la toxicité est liée surtout à l'abattement des MES (95 %), de la DCO (55 %), de Cr (90 %) et des sulfures (50 %). Ce traitement a donc, un double intérêt; le premier est environnemental, le second est économique du fait de la possibilité de recyclage du chrome récupéré dans le tannage du cuir. En effet, l'application expérimentale du chrome dans le tannage a montré un résultat similaire à celui obtenu par le produit commercial. Ainsi, suite à une analyse technico-économique, le bénéfice réalisé par cette opération est estimé à 3112,50 $ par 1000 tonnes par an.
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705385ar
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Les cours d'eau récepteurs de rejets de stations d'épuration : le cas de la Mauldre (Île-de-France), un milieu sous très haute pression
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L'étude des impacts des rejets des stations d'épuration communales sur les cours d'eau récepteurs est généralement conduite selon des méthodes d'analyses ponctuelles en rivière. Mais ces méthodes ne donnent pas des résultats satisfaisants car elles ne tiennent pas compte à la fois de la qualité des cours d'eau et des rejets, et nient le continuum de la rivière en analysant des points successifs. D'autres méthodes, globales, tiennent compte des flux en rivière et en station et fournissent des résultats plus représentatifs des phénomènes qui se produisent en rivière. Une étude de cas a été menée sur la Mauldre et ses affluents. Deux méthodes de calcul d'impact ponctuel ont été utilisées, le ratio de dilution et le taux de pollution. Un bilan des flux en rivière et en station a été mis au point pour l'analyse globale. Celle-ci a été complétée par un bilan global des impacts, issu d'une approche systémique qui élargit le périmètre des investigations. Cette dernière méthode demande l'acquisition de peu de données en comparaison des autres. Elle est également plus intégratrice, replace le problème posé dans un contexte plus vaste et permet ainsi d'y apporter une réponse intéressante.
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705386ar
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Formation des ions bromate dans une colonne à bulles: Effets du peroxyde d'hydrogène lors de l'ozonation
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L'utilisation de l'ozone, aujourd'hui très répandue dans les filières de potabilisation, n'est pas sans effet secondaire. De nombreux sous-produits peuvent se former comme notamment les ions bromates, sous produits finaux d'oxydation des bromures contenus dans les eaux. Malheureusement, le mécanisme de production de cette espèce est complexe et dépend de nombreux paramètres difficiles à appréhender. Sur une installation pilote de type colonne à bulles fonctionnant à contre-courant, nous avons étudié l'influence de différents paramètres, comme le pH, le temps de contact, la dose d'ozone et la dose de peroxyde d'hydrogène, sur la formation des bromates et la dégradation des pesticides, représentée par l'atrazine. Les résultats de la littérature ont été confirmés lors de l'emploi unique de l'ozone. La formation des ions bromate est influencée par la présence du peroxyde d'hydrogène. Cet oxydant intervient de manière non négligeable sur la consommation des entités intermédiaires. Le couple HOBr/OBr- peut être oxydé par l'ozone moléculaire et le radical OH° mais peut également être réduit par l'ozone et par le peroxyde sous sa forme acide ou sa base conjuguée. En ce qui concerne la dégradation des pesticides, l'utilisation de peroxyde d'hydrogène couplé à l'ozone favorise l'oxydation de la molécule d'atrazine grâce à la présence plus importante de radicaux hydroxyles. Une pollution accidentelle en pesticides pourra être traitée par l'ajout ponctuel de peroxyde d'hydrogène avec une augmentation de pH, la formation des bromates sera, dans ce cas, faible. La désinfection sera alors assurée par l'étape de chloration.
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705387ar
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Arguments hydrogéochimiques en faveur de Trias évaporitique non affleurant dans le massif du Djurdjura (dorsale kabyle, élément des Maghrébides)
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L'analyse des eaux pose à nouveau la question de l'importance des faciès gypso-salifères dans le Trias de la dorsale kabyle du Djurdjura. Cette dernière est un élément de l'orogène alpin périméditerranéen où le Trias est décrit comme étant formé essentiellement de grès et de pélites avec des niveaux marneux et dolomitiques. Dans les régions telliennes, plus méridionales, il est représenté par des formations marno-gypsifères de grande épaisseur (Trias tellien), en position tectonique constamment anormale. On ne rencontre généralement pas de formations évaporitiques en surface dans le massif du Djurdjura. Les analyses chimiques de la majorité des sources le confirment. Toutefois la source de Tinzert, dont l'impluvium est constitué essentiellement de calcaires montre un cortège d'éléments d'origine évaporitique (fortes teneurs en chlorures, sodium et sulfates et la présence du strontium) et plaide pour la présence de niveaux évaporitiques du Trias, à la base de l'aquifère drainé par cette source. Le rapport Sr2+/Ca2+ (en ‰) de la source de Tinzert (3 < Sr2+/Ca2+ < 8,7) qui est nettement supérieur à celui des autres sources (Sr2+/Ca2+ < 1,5) le confirme.
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705388ar
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Toxicité aiguë comparée du phénol et d'une série de chlorophénols sur des organismes aquatiques et terrestres
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Les chlorophénols sont des composés chimiques couramment utilisés dans de nombreuses applications industrielles et donc retrouvés dans l'environnement. L'objectif de ce travail est d'abord de comparer la toxicité aiguë du phénol et de cinq dérivés chlorés vis à vis de trois organismes : un protozoaire d'eau douce Colpidium campylum, un végétal terrestre Vicia lens et un mammifère, la souris. Afin d'avoir une comparaison plus large, nos résultats expérimentaux ont été confrontés avec des données relevées dans la littérature sur neuf autres espèces de l'environnement. À l'exception des mammifères pour lesquels le 2,4 dichlorophénol et le 2,4,6 trichlorophénol sont les moins dangereux, il apparaît que la toxicité est étroitement liée avec le degré de substitution en chlore du noyau phénolique. Plus le nombre d'atomes de chlore est élevé, plus la toxicité est importante. Cette étude montre d'autre part que dix organismes, parmi les douze étudiés, répondent de façon semblable vis à vis des chlorophénols. Seuls le rat et la souris présentent une sensibilité différente. Cependant, le pentachlorophénol s'avère être le composé le plus dangereux dans tous les cas.
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705389ar
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Variations spatiales et temporelles des précipitations des neuf division climatiques de l'Oklahoma et implications pour l'utilisation locale de l'indice régional
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L'objectif de cette étude est de quantifier l'importance des variations spatiales des précipitations mensuelles par rapport à leurs variations temporelles régionales à l'échelle des divisions climatiques de l'Oklahoma. Les variations des précipitations à l'intérieur d'une division climatique sont supposées être constituées par trois composantes : les variations spatiales systématiques, les variations temporelles moyennes de la division climatique et les variations aléatoires. Les variations spatiales systématiques sont définies par le gradient des précipitations moyennes sur l'intégralité de la période. Les variations temporelles moyennes de la division climatique sont représentées par les variations temporelles de la moyenne spatiale des précipitations observées aux stations de la division, cette moyenne étant appelée indice régional. Les variations aléatoires sont estimées avec les différences entre les valeurs centrées réduites des précipitations observées aux stations et celles de l'indice régional. Cette étude montre que les amplitudes des variations aléatoires des précipitations mensuelles des neuf divisions climatiques de l'Oklahoma sont significatives par rapport aux variations temporelles régionales. La quantification de l'amplitude des variations aléatoires est importante pour l'utilisation des prévisions régionales des précipitations, car elle permet de déterminer les plages de variation des précipitations locales autour de l'indice régional et donc l'augmentation des risques pris par les utilisateurs des prévisions régionales pour des applications locales.
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705390ar
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Comparaison des activités des isotopes de l'uranium et du radium dans quelques échantillons d'eau de puits et de sources thermales au Maroc
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Les activités des isotopes de l'uranium et du radium (234U,238U,226Ra,228Ra) ainsi que les rapports d'activité (234U/238U,226Ra/238U,228 Ra/226Ra) ont été mesurés, pour la première fois au Maroc, dans 15 échantillons d'eau de puits et 12 échantillons d'eau de sources thermales. Les résultats obtenus montrent que, contrairement aux eaux de puits, les eaux des sources thermales présentent des activités de238U relativement faibles et des activités de226Ra et des rapports234U/238U élevés. Les activités de l'uranium et du radium mesurées sont comparables à celles que l'on trouve habituellement dans d'autres régions non polluées du monde, elles sont inférieures aux limites maximales admissibles ce qui ne pose aucun risque pour la santé publique au Maroc.
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705391ar
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Fractionnement et mobilité des métaux lourds dans un sol en amont des eaux usées de tanneries
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La migration et la spéciation de Cr, de Cu et de Pb sont étudiées sur le sol d'une colonne alimentée par les eaux usées de tanneries. La localisation des métaux est évaluée à l'aide du schéma d'extractions sélectives préconisé par Legret et al. (1988). Les résultats ont montré que l'horizon superficiel renferme des teneurs en métaux très élevées. Parmi les métaux étudiés, le Cr s'avère retenu essentiellement dans la phase résiduelle mais il se présente aussi sous des formes plus mobiles. Le Cu est principalement associé avec la phase résiduelle et organique. Le Pb est lié aux phases acido-soluble et réductible. De ce fait, l'épandage des eaux usées de tanneries, sans aucun traitement préalable, peut être une source de contamination des sols et des eaux souterraines, notamment pour le Cr.
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705392ar
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Hétérogénéité horizontale des peuplements microphytoplanctoniques et zooplanctoniques en relation avec les paramètres abiotiques dans la retenue El Kansera (Maroc)
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La répartition horizontale du phytoplancton et du zooplancton a été étudiée dans le lac-réservoir El Kansera en période de stabilité thermique, en relation avec certains paramètres abiotiques (transparence, matières en suspension, conductivité, température, oxygène dissous, pH, nutriments azotés et phosphorés). La répartition longitudinale du phytoplancton montre un gradient décroissant, avec des maxima de biomasse (poids frais) situés au 2/3 de la longueur du réservoir, et des pics de chlorophylle a enregistrés vers l'amont de la retenue. L'abondance du zooplancton suit une évolution quasi-analogue à celle du phytoplancton avec en plus, une répartition hétérogène des Rotifères et des différents stades de développement des Crustacés. Les Rotifères et les petits stades de développement des Cladocères ou des Copépodes sont concentrés dans la zone médiane du lac, tandis que les stades adultes de ces Crustacés dominent vers l'aval. La prédation vertébrée des " Carpes Chinoises ", associée à la mauvaise qualité de la nourriture algale en période d'étiage (blooms à Microcystis), seraient à l'origine de cette répartition. Les résultats de cette étude permettent de distinguer 3 zones de la retenue : la zone d'embouchure de l'oued** Beht (station S1) agitée, turbide et peu oxygènée est la moins productive, la zone médiane (stations S2 et S3), constituant la transition entre le milieu lotique et lacustre, est la plus enrichie en peuplements algaux et la plus peuplée par le zooplancton. Enfin, la zone lacustre proprement dite (stations S4 et S5) est assez productive et constitue un site idéal pour les adultes des Crustacés.
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705393ar
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Étude analytique et statistique d'un système lacustre soumis à divers processus d'eutrophisation
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L'étude des phénomènes d'eutrophisation se heurte essentiellement à deux difficultés qui sont inhérentes d'une part, à la diversité spatio-temporelle des eaux superficielles, et d'autre part, à l'action qu'exercent en retour les phénomènes d'eutrophisation sur ces eaux. - La diversité spatio-temporelle des systèmes aquatiques s'accompagne d'une diversité des phénomènes d'eutrophisation qui en sont le siège et a pour conséquence de rendre difficile sinon impossible l'établissement de critères de comparaisons entre les différents systèmes aquatiques. Dans ces conditions il est peu aisé de faire le choix objectif d'un état de référence universel qui seul permettrait de déterminer de manière absolue le niveau trophique d'une eau. - La deuxième difficulté, et sans doute la plus grande, est liée à l'action qu'exercent les phénomènes d'eutrophisation sur les variables analytiques du système. Cette action a pour conséquence de rendre les valeurs intrinsèques de ces variables impropres à l'étude de ces phénomènes et de leur évolution. Ces variables étant liées simultanément aux causes et aux conséquences des diverses manifestations des phénomènes d'eutrophisation. Les 10 lacs que nous avons étudié ici, présentent l'avantage peu courant d'être alimentés par les mêmes eaux traversant une zone géographique restreinte et par conséquent géologique et climatique identique. Ils sont soumis à l'influence d'activités agricoles ou urbaines différentes mais bien identifiées, entraînant pour ces eaux des caractéristiques trophiques différentes. Dans un tel cas, il aurait pu sembler a priori possible d'établir une classification des différents états trophiques des lacs. Cependant, même dans une situation aussi idéale, et essentiellement à cause des deux difficultés mentionnées précédemment, nous tentons de montrer ici qu'il n'en est rien. Cela amène les commentaires d'ordre général suivants: - Si pour le système lacustre étudié ici, probablement parmi les plus idéaux, il est difficile à partir des critères généralement retenus dans la plupart des études, (nutriments azotés, phosphorés , chlorophylle, oxygène dissous, etc.) d'établir un classement trophique, il semble a fortiori peu probable que cela puisse être réalisé sur des systèmes moins idéaux. - La littérature actuelle fait clairement apparaître ce problème majeur. Cependant pour y remédier, elle propose généralement de faire le choix d'autres indicateurs physico-chimiques ou même biologiques qui, pour les mêmes raisons, semblent également voués à l'échec. En conclusion de cette étude, nous proposons donc d'abandonner de tels indicateurs liés au milieu et de choisir de nouveaux critères qui prendraient en compte les perturbations apportées par le phénomène aux interactions liant les variables analytiques: les différents états trophiques d'une eau étant probablement mieux caractérisés par les différents états des relations liants les variables analytiques que par les valeurs intrinsèques de ces variables.
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705394ar
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Influence de l'adsorption d'alginates sur les propriétés de membranes organiques d'ultra et de microfiltration
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Les applications potentielles des cultures de microalgues et cyanobactéries en dépollution d'effluents dans des photobioréacteurs à membrane souffrent de performances limitées par un colmatage de l'élément filtrant dû en grande partie aux exopolysaccharides sécrétés par ces micro-organismes. Cette étude du laboratoire quantifie les effets de l'adsorption de ces polysaccharides sur des membranes organiques d'ultra et microfiltration tangentielle de matériaux et charges de surface différents. L'alginate de sodium est utilisé comme adsorbat modèle. Les membranes propres sont d'abord testées par une mesure de flux à l'eau pure, puis mises en contact avec une solution d'alginate durant un temps choisi. Le flux à l'eau pure des membranes après adsorption est ensuite à nouveau mesuré. La réduction relative du rayon de pore (ZEMAN, 1983) met en évidence l'effet de la mouillabilité et des charges superficielles. L'étude comparée de membranes d'ultra et microfiltration montre que cette réduction relative du rayon de pore augmente avec le seuil de coupure ou le diamètre de pore. L'effet de la concentration révèle aussi que la résistance hydraulique d'adsorption (MATTHIASSON, 1983) à l'équilibre évolue selon l'isotherme de LANGMUIR. Le modèle cinétique traduisant l'évolution de la résistance d'une membrane d'ultrafiltration proposé par BAKLOUTI et al.(1984), amélioré par AIMAR et al. (1988) puis discuté par RUIZ-BEVIÁ et al. (1997), est complété par un nouvel exposant agissant sur le facteur temps. La comparaison des résistances à l'écoulement de membranes de microfiltration avec celle d'une membrane d'ultrafiltration hydrophile neutre permet de dégager des critères de choix pour l'optimisation du fonctionnement d'un photobioréacteur à membrane utilisable en dépollution d'effluents.
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705395ar
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Rétention des ions Plomb (II) en milieu acide par ultrafiltration assistée par les micelles
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L'ultrafiltration assistée par les micelles (UFAM) a été utilisée pour la récupération des ions plomb (II) en milieu acide (Phosphorique et perchlorique) à la température 318K. Le dodécylsulfate de sodium (SDS) a été choisi comme agent tensioactif. Des taux de rétention de 99% ont été obtenus dans des conditions optimales de pression, de concentration en SDS, de vitesse de circulation du fluide et de pourcentage du volume filtré. L'équilibre d'échange ionique qui s'effectue entre le contre ion de la micelle et le cation métallique ajouté (Pb2+), a été caractérisé par une contante Ke(Na+/Pb2+)=1,39. Afin d'étudier la performance de l'UFAM dans les milieux acides, l'étude a été effectuée à concentration de Pb(II) constante et en variant le pH. À des pH supérieurs à 1,8 la rétention est supérieure à 95%.
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705396ar
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L'approche débit-durée-fréquence : historique et avancées
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La prévention du risque d'inondation nécessite une connaissance détaillée du régime hydrologique en crue du bassin étudié. Dans ce but, l'approche débit-durée-fréquence (QdF), développée depuis déjà plusieurs années, a permis de définir un modèle statistique décrivant les crues observées en fonction de leur débit, de leur durée et de leur fréquence. Un récent travail a revisité cette approche. Grâce à son nombre réduit de paramètres, le modèle proposé, appelé modèle local convergent, peut être facilement ajusté pour chaque bassin. Dans l'ancienne approche, que nous appelons approche " bassin de référence ", l'ajustement local avait été effectué sur seulement trois bassins, dits de référence, et réputés être chacun représentatif d'une typologie d'écoulement différente. Ces trois paramétrisations types ont ensuite donné lieu à trois modèles adimensionnels, capables de caractériser la majorité des régimes observés. Le modèle adimensionnel correspondant au régime du bassin étudié devait être dénormé par deux caractéristiques locales du bassin : le débit instantané maximal de crue décennale et une durée caractéristique de crue. Une comparaison du nouveau modèle, appelé modèle local convergent, et de l'approche type " bassin de référence " a été effectuée sur une cinquantaine de bassins jaugés. Elle met en évidence la robustesse du modèle convergent et permet de discuter du choix du modèle relatif à l'approche " bassin de référence ". Le modèle local convergent autorise d'envisager le développement d'un modèle QdF régional, s'inspirant de différentes méthodes de régionalisation. Ceci permettra alors une application à des bassins peu ou non observés.
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705397ar
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Revue sur l'enlèvement des métaux des effluents par adsorption sur la sciure et les écorces de bois
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Les résidus de transformation du bois tels les écorces et la sciure de bois ont été largement étudiés depuis quelques années pour leur propriété d'adsorption et d'enlèvement des métaux toxiques contenus dans les effluents contaminés. En ce qui concerne la sciure de bois, les recherches répertoriées ont porté principalement sur l'utilisation du sapin rouge, du manga, du tilleul, de l'épinette, du pin, du cèdre, du teck, de l'akamatsu et du buna. Pour ce qui est des écorces de bois, plusieurs espèces ont été étudiées, notamment les écorces de pin, de chêne et d'épinette. La présente revue fait le point sur les performances de ces différents adsorbants peu coûteux pour l'adsorption des principaux métaux contaminants (Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb et Zn). Les points discutés portent sur les méthodes de préparation (lavage, séchage et tamisage) et de traitement chimique de l'adsorbant (traitement acide ou basique, traitement à la formaldéhyde, phosphatation, carboxylation, sulfoéthylation, carboxyméthylation, etc.), les conditions opératoires utilisées lors de l'adsorption, les modèles thermodynamiques, cinétiques et autres applicables au couple adsorbant-adsorbat, l'effet des principaux paramètres opératoires (temps de contact, pH de traitement, température, concentration d'adsorbant, taille des particules, etc.), les principes et les mécanismes impliqués dans l'élimination des contaminants métalliques par les adsorbants présentés.
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705398ar
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Pertinence d'une sélection des pesticides à mesurer dans un réseau de surveillance de la qualité des eaux superficielles à l'aide d'une méthode simplifiée d'évaluation des risques
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L'une des difficultés rencontrées couramment dans la conception des réseaux de mesure - au moins en ce qui concerne les micropolluants - porte sur la sélection des paramètres à mesurer. C'est notamment le cas pour les pesticides, dont plusieurs centaines sont utilisées en agriculture, mais qu'il est impossible de surveiller dans les eaux en totalité pour des raisons à la fois techniques et économiques. C'est la raison pour laquelle les autorités françaises ont fait procéder à la mise au point d'une méthode de sélection des matières actives utilisées en agriculture basée sur l'évaluation du risque. Dans cette méthode, l'exposition est figurée par un rang combinant les données relatives aux usages des matières actives (superficie, dose par ha) et leurs caractéristiques physico-chimiques. Le danger est représenté par la toxicité, soit pour l'homme, soit pour les espèces aquatiques. Cette approche a été appliquée à l'échelle nationale et dans un certain nombre de régions françaises, dont l'Alsace et la Lorraine. Les résultats des mesures de pesticides réalisées ensuite pendant un an ont été confrontés aux indices d'exposition obtenus. Les substances détectées le plus fréquemment correspondent effectivement à celles dotées des rangs d'exposition les plus élevés (ajustement exponentiel, r2≈0.82) ; cependant, le diuron apparaît à une fréquence plus élevée que celle attendue, en raison de ses usages non agricoles. La corrélation est moins bonne pour les substances dont les rangs d'exposition sont proches de la valeur considérée comme significative pour les eaux superficielles, ce qui peut provenir soit de l'utilisation de données erronées lors de la sélection, soit d'un poids insuffisant attribué à certains facteurs dans la méthode de sélection, soit enfin d'aléas météorologiques.
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705399ar
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Simulation de la recharge artificielle de nappe en oued par un modèle à réservoirs
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Dans la zone semi-aride de Tunisie centrale, un grand barrage a été construit en 1982 sur l'oued Zeroud, dont l'infiltration des crues naturelles constituait jadis la principale source d'alimentation des nappes de la plaine de Kairouan. Ce barrage est destiné à l'écrêtement des crues, l'irrigation et à la recharge des nappes à l'aval de la retenue. Entre 1988 et 1996, plus de 70 millions de m3 d'eau ont été mobilisés sous forme d'ondes de lâchers à partir du barrage pour la recharge artificielle par infiltration dans le lit de l'oued. Le suivi des ondes de lâchers est effectué sur 3 stations de contrôle disposées sur une distance de 40 km le long du lit. L'analyse de l'évolution des débits a révélé que la capacité d'infiltration du lit augmente progressivement avant de se stabiliser, mettant en évidence l'effet de l'air sur le processus de recharge. Un modèle conceptuel à réservoirs conjuguant fonctions de production et de transfert avec discrétisation spatiale a permis de modéliser la propagation et l'infiltration des ondes de lâchers le long de l'oued. Son ajustement sur un échantillon de six événements de lâchers a fourni des résultats satisfaisants. Même si la validation reste insuffisante en raison de la rareté des données, ce modèle peut constituer un premier outil d'évaluation de l'efficacité de la recharge et de prédiction de son impact sur la nappe souterraine de la plaine de Kairouan.
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705400ar
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Modélisation du transport des solutés neutres à travers des membranes de nanofiltration
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L'exclusion engendrée par la présence de membranes de nanofiltration est due à la superposition de plusieurs mécanismes. Aussi, il est important de pouvoir distinguer ces différents modes de transports afin de les comprendre et de proposer des modèles adéquats. Cette étude s'attachera uniquement à la compréhension du transport de solutés neutres à travers des membranes de ce type. Trois sucres, le glucose, le saccharose et le raffinose, ont été utilisés pour caractériser deux membranes organiques fournies par la société Osmonics. Ce travail montre qu'un modèle simple, basé sur la diffusion, tenant compte des conditions hydrodynamiques du module, est en accord avec les résultats obtenus au laboratoire mais également trouvés dans la littérature. Une bonne adéquation entre le modèle et l'expérience est ainsi obtenue, à la fois sur des modules plans et tubulaires, pour des écoulements laminaires et turbulents.
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705401ar
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Un modèle débit-durée-fréquence pour caractériser le régime d'étiage d'un bassin versant
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La méthodologie débit-durée-fréquence (QdF), appliquée ces dernières années aux étiages, a permis de définir quatre modèles types recouvrant l'ensemble des rivières étudiées. L'identification de la typologie du site étudié et l'estimation de deux descripteurs hydrologiques locaux suffisent au modèle, dit de référence, pour en déduire les courbes QdF (1j ≤ d ≤ 30j) en débit moyen minimum sur l'année (VCNd) ou débit seuil minimum annuel (QCNd) non dépassé sur ces mêmes durées. S'il est relativement aisé de définir les descripteurs hydrologiques, il est plus difficile d'identifier, sans observation de débit, le modèle à prendre en compte. En reconsidérant avec plus de rationalité la démarche d'identification des typologies, et en particulier les distributions multidurées relatives à chaque bassin, il est apparu possible d'évoluer vers un modèle unique pouvant être calé en chaque site observé. Ce nouveau concept de modélisation repose sur la propriété d'affinité des distributions, relatives aux échantillons de valeurs de durées d. Par souci de continuité avec l'approche QdF à référence typologique, la loi statistique log-normale à deux paramètres a été choisie. Le modèle, dont la conceptualisation est indépendante de la loi statistique choisie, aura dans le cas de la loi log-normale trois paramètres à ajuster sur les VCNd échantillonnés. Trente six sous bassins du bassin hydrographique de la Moselle ont été étudiés. Le modèle développé pour les débit moyens VCNd peut être appliqué aux débits seuils QCNd en conservant le même jeu de paramètres, grâce à une relation observée entre débits moyens et débits seuils. Cette nouvelle modélisation rationalise l'approche antérieure basée sur la typologie d'écoulement de basses eaux des bassins versants.
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705402ar
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La modélisation stochastique des pluies horaires et leur transformation en débits pour la prédétermination des crues
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Pour étudier les distributions de fréquences des variables hydrologiques (pluies et débits) au pas de temps horaire, une méthodologie associant un générateur de chroniques de pluies horaires et un modèle conceptuel global de transformation de la pluie en débit a été développée. Sur une période de simulation donnée, la méthode génère une collection de scénarios de crues vraisemblables utilisée en prédétermination des risques hydrologiques. Les distributions de fréquences des variables hydrologiques sont construites empiriquement à partir des événements de pluies et de crues générés. L'extrapolation des distributions de fréquences des variables hydrologiques vers les fréquences rares se fait de façon empirique en augmentant la période de simulation, et non plus sur l'ajustement direct des distributions observées. Le principe de cette méthode (appelée SHYPRE : Simulation d'HYdrogrammes pour la PREdétermination) est donc d'utiliser les observations pour décrire le phénomène, afin de le reproduire statistiquement et de s'affranchir ainsi du manque d'observation. Son utilisation permet une estimation originale des quantiles de crues de fréquences courantes à rares et présente l'intérêt d'obtenir une information temporelle complète sur ces crues. De plus, on montre que l'approche fournit une estimation de quantiles de crues bien plus robuste que les ajustements statistiques des distributions observées, même pour les événements de fréquences courantes. Cette robustesse provient d'une meilleure prise en compte de l'information pluviométrique et de la stabilité de la paramétrisation du modèle pluie-débit.
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705403ar
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Modélisation conceptuelle globale du régime du transport particulaire sur les fleuves tropicaux d'Afrique : application aux bassins du Niger supérieur et du Bani, Mali
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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.
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705404ar
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Méthodologie de validation des données hydrométriques en temps réel dans un réseau d'assainissement urbain
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L'objectif du présent travail est l'élaboration d'une méthodologie de validation des données hydrométriques mesurées dans un réseau d'assainissement. L'information validée est utilisée aussi bien en temps réel, pour optimiser les consignes de gestion, qu'en temps différé, pour poser le véritable diagnostic et évaluer, sur une base quotidienne, l'efficacité des systèmes d'assainissement. Le principe de base de la méthodologie proposée repose sur la redondance analytique de l'information provenant d'une part de la mesure directe du débit sur le terrain et d'autre part du débit simulé à partir des variables météorologiques. On compare ainsi d'une part, l'écart entre la valeur prévue par un modèle autorégressif (AR) et la valeur mesurée et d'autre part, l'écart entre la valeur prévue par ce même modèle AR et la valeur simulée par un modèle hydrologique. Parmi les valeurs, mesurée et simulée, celle qui se rapproche le plus de la valeur prévue est retenue. Afin de considérer des modèles non stationnaires et d'éviter le biais d'estimation des paramètres de régression par la méthode standard des moindres carrés, le filtre de Kalman est utilisé pour identifier les paramètres du modèle AR. La méthodologie proposée a été testée avec succès sur un bassin urbain de la municipalité de Verdun. L'hydrogramme mesuré a été bruité artificiellement à la fois par un bruit blanc et par un certain nombre de perturbations de grandes amplitudes et de différentes formes. Le processus de validation a permis de retrouver pratiquement les mesures initiales, non bruitées. Les critères de performance introduits sont largement concluants.
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705405ar
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Le péroxyde d'hydrogène en désodorisation physico-chimique : Rôle de la composition de la solution de lavage dans le mécanisme d'action
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La désodorisation physico-chimique en stations d'épuration s'effectue généralement par lavage basique oxydant pour piéger les espèces soufrées réduites telles que H2 S ou CH3 SH. L'utilisation du peroxyde d'hydrogène n'est pas encore répandue en comparaison de celle du chlore. Cette étude a été menée afin de déterminer le comportement de H2O2 en fonction de la composition de l'eau de lavage. L'influence des paramètres : concentration en métaux (fer, manganèse, cuivre et zinc), pH, [H2O2], [CO32-], [HS-] a été étudiée en utilisant un plan d'expériences. La décomposition de H2O2 et la concentration de radicaux libres ont été mesurées pour chaque expérience. En présence de métaux, un pH élevé et une forte concentration en peroxyde sont les deux paramètres principalement responsables d'une forte décomposition. Cette décomposition serait accompagnée d'une production de radicaux avec [HO°]max =10-13 M. Cette valeur mesurée de radicaux dans le milieu n'explique qu'une petite part de la décomposition de peroxyde observée. Par conséquent, la majorité de la décomposition est due à des réactions soit à la surface des oxydes, soit en solution avec les cations dissous. Le mélange de métaux et de carbonates à pH 10,5 présente un effet de synergie sur la décomposition de H2O2. Ces résultats démontrent que malgré le pouvoir oxydant des radicaux HO° formés, l'utilisation de H2O2 en désodorisation ne sera possible qu'avec l'ajout de stabilisant.
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705406ar
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Techniques à membranes appliquées à l'élimination des matières en suspension dans un circuit semi-fermé d'aquaculture
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Les piscicultures en circuits semi-fermés sont confrontées au problème de l'élimination permanente des matières en suspension (M.E.S.) et des substances azotées. Les procédés conventionnels utilisés pour retenir les M.E.S. (décantation, hydrocyclones, filtres mécaniques à tambour rotatif, filtration gravitaire) ne donnent par entière satisfaction. Par contre, la filtration sur membranes permet d'arrêter en totalité les particules en suspension et les bactéries. On montre d'abord que les teneurs en M.E.S. et leurs répartitions granulométriques mesurées sur des échantillons prélevés en bassins d'aquaculture varient avec la taille des poissons et l'heure du prélèvement et on met en évidence la présence en nombre important de particules submicroniques. Différents essais de filtration sur membranes sont ensuite présentés : - d'une part, avec des membranes d'ultrafiltration capillaires à peau interne utilisées en potabilisation des eaux : on examine l'influence des paramètres hydrodynamiques (pression transmembranaire, vitesse de recirculation) afin de rechercher les conditions optimales de fonctionnement. Le flux de perméat ne dépasse pas dans le meilleur des cas 100 l.h-1.m-2. - d'autre part, avec des membranes de microfiltration organiques planes en fluorure de polyvinylidène (PVDF) et tubulaires en céramique. Les flux obtenus avec les membranes organiques sont de l'ordre de 250 l.h-1.m-2 Dans tous les cas, la rétention des M.E.S. est totale. Cependant l'estimation de l'investissement et des coûts de fonctionnement pour une pisciculture en circuit fermé de taille industrielle conduit à des prix trop élevés pour que l'utilisation des membranes dans ce domaine soit à ce jour économiquement envisageable.
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705407ar
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Distribution de Pseudomonas aeruginosa et Aeromonas hydrophila dans les eaux de la nappe phréatique superficielle en zone équatoriale au Cameroun et relations avec quelques paramètres chimiques du milieu.
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Une étude microbiologique et chimique a été menée pendant un an sur les eaux de sources et de puits de Yaoundé (Cameroun). Les analyses microbiologiques ont été faites suivant la technique des membranes filtrantes, et les analyses chimiques, suivant les techniques analytiques usuelles. Les abondances maximales mensuelles de Pseudomonas aeruginosa et de Aeromonas hydrophila varient respectivement de 1 à 22x103 UFC.100 ml-1 d'eau, et de 1 à 7,8x103 UFC.100 ml-1. Ces abondances bactériennes subissent d'amples fluctuations spatio-temporelles. Les eaux de sources et de puits analysées sont faiblement bicarbonatées, douces et présentent une minéralisation faible à moyenne. Le pH varie de 3 à 5 et les concentrations en CO2 dissous, de 300 à 532 mg.l-1. Un bon nombre des caractéristiques chimiques de ces eaux est relativement stable au cours du temps, en dépit des fluctuations spatiales apparentes. Le degré de corrélation entre les paramètres chimiques et la dynamique d'abondance des bactéries isolées, est hétérogène. Cela est nettement plus marqué dans les eaux de puits, en raison des conséquences de l'exploitation humaine de ces eaux, à l'origine d'apports allochtones divers.
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705408ar
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Estimation de la biomasse bactérienne dans les effluents urbains par mesure de l'activité exoprotéolytique potentielle
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Des études récentes ont montré que, lors du rejet d'eaux usées dans une rivière, la quantité de biomasse bactérienne hétérotrophe amenée par les effluents influence considérablement la cinétique de biodégradation de la matière organique dans la rivière et donc les caractéristiques du déficit d'oxygène généralement observé dans le milieu naturel en aval du rejet. La mesure de la biomasse bactérienne contenue dans un rejet domestique est donc nécessaire afin de bien comprendre la cinétique de biodégradation. Cette biomasse peut être estimée en microscopie à épifluorescence après coloration des cellules bactériennes par un fluorochrome. Cette technique appliquée aux eaux usées est néanmoins difficile et fastidieuse. Dans cette étude, une méthode alternative à l'estimation de la biomasse bactérienne dans les eaux usées a été testée ; elle consiste à mesurer l'activité exoprotéolytique potentielle (AEP) des bactéries. Nous avons montré qu'il existait, dans les eaux usées, une corrélation significative entre l'AEP et la biomasse bactérienne estimée en microscopie à épifluorescence ce qui permet d'utiliser l'AEP pour estimer facilement et rapidement la biomasse bactérienne dans ce type d'échantillon. Comme exemple d'application, des mesures d'AEP nous ont permis d'étudier l'impact de divers types de traitement dans plusieurs stations d'épuration sur la biomasse bactérienne hétérotrophe des effluents urbains. Sur base de ces mesures, les charges spécifiques en biomasse bactérienne (charge par habitant et par jour) des eaux brutes et traitées ont pu être calculées.
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705409ar
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Étude comparative de huit bioessais à court terme pour l'évaluation de la toxicité de lixiviats de déchets urbains et industriels
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L'objectif de ce travail était d'apprécier l'intérêt ou la redondance de plusieurs bioessais à travers leur application à des échantillons particulièrement complexes. Huit bioessais, plus ou moins couramment utilisés en écotoxicologie, ont donc été testés sur une série de 14 échantillons liquides dont 11 étaient représentés par des effluents de lixiviation de déchets urbains et industriels. L'analyse statistique des résultats montre que les bioessais mis en œuvre présentent des réponses et sensibilités très différentes. Ils sont donc tous informatifs et une évaluation écotoxicologique globale devrait donc tous les prendre en compte, ce qui n'est pas possible dans la réalité. Il apparaît cependant que, pour une surveillances de routine de milieux complexes, le test Microtox® est globalement sensible, facile à mettre en œuvre et applicable à de grandes séries d'échantillons. Il est néanmoins peu représentatif des milieux naturels et d'autres bioessais ne peuvent que le compléter utilement, en particulier celui visant à déterminer le caractère mutagène du milieu étudié.
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705410ar
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Application de certains indices diatomiques à un cours d'eau marocain : Oued Hassar
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Les eaux de l'Oued Hassar (Maroc) sont caractérisées par une forte minéralisation. La conductivité, variant entre 3470 et 7210 μS.cm-1, est due essentiellement aux fortes teneurs en chlorures. L'examen de l'Indice de Pollution Organique (IPO) montre que l'effluent d'eaux usées provenant de la ville de Mediouna constitue la principale source de pollution des eaux de l'Oued Hassar. Concernant l'étude des diatomées épilithiques, 61 espèces et variétés de diatomées ont été inventoriées. Ces taxons sont liés particulièrement à la salinité (Pleurosira laevis, Fragilaria pulchella,...) et à la charge organique (Nitzschia palea, Gomphonema parvulum,...). Quatre indices diatomiques ont été testés pour l'évaluation de la qualité des eaux de l'Oued Hassar : l'Indice Diatomique Pratique (IDP), l'Indice Diatomique Générique (IDG), l'Indice de Sládecek (SLA) et l'Indice Diatomique Trophique (IDT). La variation spatio-temporelle de ces indices reflète bien la dégradation de la qualité de ce cours d'eau, particulièrement en aval du rejet de la ville de Mediouna (IDP=3,86 ± 1,84 ; IDG=6,05 ± 1,95 ; SLA=4,35 ± 1,93 ; IDT=5,80 ± 1,31). Parmi ces indices testés, seul l'IDP présente une corrélation significative (0,63 ; α<5%) avec l'IPO (indice de référence) tandis que l'IDG, le SLA et l'IDT montrent des corrélations non significatives avec cet indice (0,38 ; 0,27 et -0,11 respectivement).
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705411ar
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Influence possible des protozoaires sur le taux de mortalité des bactéries autotrophes nitrifiantes
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Le modèle de l'IAWQ du processus de boues activées représente les mécanismes endogènes de la biomasse nitrifiante par le décès des micro-organismes (équation d'ordre 1 par rapport à la biomasse). La constante de décès, ou taux de mortalité bA, est aujourd'hui encore mal connue, et en particulier les facteurs influants sur sa valeur. De récentes études ont montré que la prédation par la microfaune pourrait être un facteur déterminant sur la valeur de bA. Cette étude se propose donc de quantifier l'effet de la prédation sur la valeur de bA. Deux réacteurs maintenus sans alimentation en substrat ont été caractérisés en parallèle: l'un a reçu une dose d'antibiotique spécifique aux eucaryotes (cycloheximide) afin de diminuer la quantité d'organismes de la microfaune, alors que l'autre n'a reçu aucun antibiotique (témoin). Les résultats obtenus montrent que le cycloheximide inhibe la plupart des organismes de la microfaune sauf les amibes; celles-ci semblent plutôt stimulées par cet antibiotique. En ce qui concerne la nitrification, un ralentissement de la production de nitrate dans le réacteur traité à l'antibiotique est observé à partir du sixième jour. Cette diminution de production de nitrate est probablement causée par une réduction de l'azote nitrifiable (qui est mobilisé par les amibes) couplée à une prédation des organismes nitrifiants par les amibes. D'ailleurs, l'augmentation de la prédation par les amibes à partir du jour 6 a diminué l'activité nitrifiante également mesurée par respirométrie (rO2 Nmax). Cette diminution du taux de respiration indique une augmentation du taux de mortalité (bA) des organismes nitrifiants. En effet, la valeur du taux de mortalité mesurée dans le réacteur témoin est de 0.08 d-1 alors que selon la microfaune présente dans le réacteur inhibé au cycloheximide, la valeur de ce taux de mortalité a varié entre 0.05 d-1 et 0.15 d-1.
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705412ar
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Incidences de pluies exceptionnelles sur un aquifère libre côtier en zone semi-aride (Chaouia, Maroc)
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Les eaux souterraines qui représentent les seules ressources en eau de la Chaouia côtière, sont très minéralisées : intrusion marine, évaporation et recyclage des eaux d'irrigation chargées en sels. L'évolution spatio-temporelle piézométrique et hydrochimique de cet aquifère a été observée sur 179 puits, de 1991 à 1998 qui inclue une période exceptionnellement pluvieuse. Une comparaison par rapport à l'état de la nappe en 1971, date du début de l'exploitation des eaux souterraines, a été faite. Les suivis ont montré qu'à la suite des pluies importantes de 1996 (943 mm), un rehaussement important du niveau de la nappe et des dilutions plus ou moins retardées de tous les sels en solution dans l'eau, sont mesurés dans tous les puits. En effet, la nappe qui a accusé des baisses de 10 à 20 m entre 1971 et 1995, remonte en 1996 de 4,5 à 12,5 m en moyenne surtout au centre et à l'amont de la plaine. Quant à la qualité des eaux qui s'était dégradée, elle a connu des améliorations importantes avec des variations de 0,5 à plus de 4 ms/cm au niveau de la conductivité électrique. Ces faits montrent une grande sensibilité de la nappe aux apports par les pluies qui constituent sa principale alimentation.
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705413ar
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Optimisation de la concentration de biomasse dans un réacteur à lit fluidisé
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Une étude expérimentale de la dénitrification a été réalisée sur des bioréacteurs à lits fluidisés alimentés avec un effluent dont la teneur en nitrates peut atteindre 900 mg N-NO3- /l. Des mesures ont montré, qu'à ces concentrations, il n'y a pas d'inhibition des substrats (NO3- et éthanol). Le flux de nitrates éliminé par le réacteur a atteint 10 kg N-NO3- /m3j avec pratiquement 100 % d'élimination des nitrates. Ce flux semble toutefois dépendre de la quantité de biomasse dénitrifiante sur le support de sable. Pour le contrôle optimal du procédé, il est indispensable de pouvoir - déterminer facilement la concentration massique (G) de la biomasse - éviter les valeurs extrêmes conduisant à une expansion trop importante du lit et à des limitations diffusionnelles. Une étude préalable des auteurs a servi comme base pour établir la corrélation entre le gradient de pression dans le lit, exprimé en fonction de l'écart de masse volumique (Cp), et les valeurs de G. Une corrélation a été déterminée et les constantes validées pour une gamme de G allant jusqu'à 100 mg MVS/g support. La concentration volumique de biomasse (X) a été ensuite établie à l'aide de paramètres caractérisant le comportement hydrodynamique du lit fluidisé. Dans le cas du système étudié, la valeur maximale de X est de 19 - 20 g MVS/l. Ceci correspond à des valeurs de G de 80-100 mg MVS/g support. Les corrélations obtenues peuvent servir pour le dimensionnement ainsi que pour l'optimisation de l'épaississeur du biofilm dans la conduite du réacteur.
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705414ar
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Réduction de la DCO dure des lisiers de porc et lixiviats par nanofiltration
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Malgré un traitement biologique préalable, les lisiers et les lixiviats de décharge ont en commun de conserver une Demande Chimique en Oxygène (DCO) résiduelle supérieure à 500 mg O2.l-1 : valeur 4 à 5 fois trop élevée pour un rejet direct dans le milieu naturel. La nanofiltration pourrait constituer une solution comme traitement de finition. Dans le cadre de cette étude expérimentale, deux membranes de nanofiltration sont mises en œuvre à l'échelle pilote afin de comparer leur efficacité pour réduire la DCO non biodégradable des deux effluents précités. Dans un premier temps, l'étude menée à concentration constante, montre que les performances (flux de perméation et DCO dans le perméat) dépendent principalement du couple membrane - effluent. Dans le cas du lisier, la couche de colmatants formée à la surface de la membrane a un caractère compressible et peu structuré ce qui entraîne une plus grande sensibilité aux variations de conditions hydrodynamiques. Dans le cas des lixiviats, la couche formée est moins dépendante des conditions opératoires. Après avoir sélectionné les meilleures conditions opératoires pour réduire la DCO des deux effluents étudiés, les essais de nanofiltration sont ensuite menés en mode "concentration" en fixant la pression à 15 bar et la vitesse de recirculation à 1,5 m.s-1. L'obtention d'un facteur de réduction volumique de 4 entraîne, d'une part, une diminution plus accentuée des flux de perméation dans le cas du lisier que dans celui du lixiviat et, d'autre part, une augmentation plus importante de la DCO du perméat pour le lisier. La valeur de la DCO devient alors supérieure, en fin de concentration, à celle requise pour un rejet en milieu naturel (120 mg O2.l-1).
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705415ar
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Adaptation de la mesure potentiométrique à l'estimation en continu de la teneur en cuivre de solutions aqueuses présentant de fortes variations physico-chimiques
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La mesure en continu, sans prélèvement et sous conditions physico-chimiques variables, de la teneur en cuivre d'une solution aqueuse, constitue le cadre de ce travail. La méthode d'estimation proposée est basée sur la potentiométrie sélective à l'aide d'une électrode spécifique au cuivre. Le comportement de l'électrode est modélisé par une loi non linéaire s'inspirant de la relation de Nernst généralisée. Le modèle intègre les paramètres température, conductivité et pH de la solution. Il rend possible une estimation de la concentration totale de cuivre même en présence de complexations hydroxyles. La phase de modélisation est présentée en détail. Les performances de l'estimateur sont évaluées puis discutées.
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705416ar
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Etude du transport solide en suspension dans l'Oued Mouilah (Nord Ouest Algérien)
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Les résultats d'analyse graphique des valeurs instantanées des débits solides en suspension dans le cours d'eau de l'Oued Mouilah et leurs relations avec les débits liquides, durant les compagnes de prélèvements de 1977 à 1993, ont permis de montrer l'existence de deux périodes d'érosion actives. Le flux des matières solides en suspension dans le cours d'eau est très variable d'une année à une autre et la dégradation spécifique moyenne annuelle sur les 16 années d'étude est estimée à 126 tonnes par km2. Cette valeur est relativement faible par rapport à celles trouvées pour d'autres régions à régime hydrologique similaire.
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705417ar
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Une méthodologie de modélisation numérique de terrain pour la simulation hydrodynamique bidimensionnelle
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L'article pose la problématique de la construction du Modèle Numérique de Terrain (MNT) dans le contexte d'études hydrauliques à deux dimensions, ici reliées aux inondations. La difficulté est liée à l'hétérogénéité des ensembles de données qui diffèrent en précision, en couverture spatiale, en répartition et en densité, ainsi qu'en géoréférentiation, notamment. Dans le cadre d'un exercice de modélisation hydrodynamique, toute la région à l'étude doit être documentée et l'information portée sur un support homogène. L'article propose une stratégie efficace supportée par un outil informatique, le MODELEUR, qui permet de fusionner rapidement les divers ensembles disponibles pour chaque variable qu'elle soit scalaire comme la topographie ou vectorielle comme le vent, d'en préserver l'intégrité et d'y donner accès efficacement à toutes les étapes du processus d'analyse et de modélisation. Ainsi, quelle que soit l'utilisation environnementale du modèle numérique de terrain (planification d'aménagement, conservation d'habitats, inondations, sédimentologie), la méthode permet de travailler avec la projection des données sur un support homogène de type maillage d'éléments finis et de conserver intégralement l'original comme référence. Cette méthode est basée sur une partition du domaine d'analyse par type d'information : topographie, substrat, rugosité de surface, etc.. Une partition est composée de sous-domaines et chacun associe un jeu de données à une portion du domaine d'analyse par un procédé déclaratoire. Ce modèle conceptuel forme à notre sens le MNT proprement dit. Le processus de transfert des données des partitions à un maillage d'analyse est considéré comme un résultat du MNT et non le MNT lui-même. Il est réalisé à l'aide d'une technique d'interpolation comme la méthode des éléments finis. Suite aux crues du Saguenay en 1996, la méthode a pu être testée et validée pour en démontrer l'efficacité. Cet exemple nous sert d'illustration.
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705419ar
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Application des techniques physiques, géochimiques et isotopiques pour l'évaluation de l'infiltration sous climat tempéré
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Depuis plusieurs années, la Zone Non Saturée d'une parcelle expérimentale au nord de l'Italie (plaine du Pô) a fait l'objet de nombreuses études sur les caractéristiques physiques et géologiques du milieu, ainsi que sur les modalités du mouvement des eaux d'infiltration. Le site a été équipé de 6 tensiomètres à mercure, 6 bougies poreuses pour l'échantillonnage de l'eau et d'un tube d'accès pour la sonde à neutrons. L'application des différentes méthodes d'évaluation a fourni, pour la période d'étude (Septembre 1994-Août 1995), des valeurs de l'infiltration sensiblement différentes. La méthode physique, basée sur le calcul du bilan hydrique annuel, et considérant le sol comme un unique réservoir monocouche, a indiqué que 19% du total des précipitations arrive à s'infiltrer. D'autre part, un modèle de simulation intégrant les caractéristiques hydrodynamiques du sol a permis d'évaluer la recharge à 29% des précipitations annuelles. Le calcul de la répartition de la teneur en eau sur le profil porte sur la description des fluctuations temporelles du plan de flux nul, en relation avec les épisodes pluvieux et l'intensité de l'évaporation. La méthode géochimique du "profil en ions conservés" entre l'eau de pluie et du sol a permis, quant à elle, d'évaluer la lame d'eau infiltrée à environ 12% des précipitations annuelles. La composition isotopique des eaux extraites du sol manifeste un enrichissement global en isotopes lourds (2H et 18O) par rapport aux eaux météoriques, conséquence d'une évaporation intense. L'infiltration semble être de type "piston flow" dispersif. Elle suit, seulement pendant l'hiver, un flux où la composante convective dans la microporosité est prédominante sur la composante diffusive qui a lieu, de préférence, dans la macroporosité.
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705420ar
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Détermination de la structure tectonique de l'aquifère crayeux du littoral Nord Pas-de-Calais par prospection géophysique couplée à des observations par forage. Conséquence sur la répartition d'eau salée
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Sur le littoral du Nord - Pas-de-Calais (France), la Craie d'âge Crétacé supérieur constitue l'aquifère le plus exploité régionalement pour l'alimentation en eau tant potable qu'industrielle. Sur la frange la plus littorale, l'aquifère crayeux, semi-captif est affecté par de nombreuses failles. Dans certains secteurs, la profondeur de la craie et la localisation des failles, restent aléatoires suite au manque de forages et d'affleurements. Afin de palier à ces lacunes, trois méthodes géophysiques (sondages électriques et sismiques, profilage électromagnétique) ont été appliquées. La synthèse des données obtenues a permis de démontrer que la craie est découpée en une série de compartiments par des accidents tectoniques présentant un affaissement vers le Sud et vers l'Ouest. L'interprétation des données géophysiques a également permis d'obtenir des informations sur la répartition de l'interface eau douce - eau salée au sein de l'aquifère crayeux. Dans la région, le concept classique de biseau salé ne permet pas d'expliquer l'irrégularité spatiale des intrusions. L'étude semble démontrer que la répartition et l'extension des intrusions d'eau salée peuvent être corrélées avec la localisation des accidents tectoniques, les intrusions les plus éloignées du rivage se faisant au droit des zones faillées. Ceci amène à proposer une nouvelle approche concernant l'extension des intrusions d'eau salée : elles seraient directement tributaires de la géométrie et des caractéristiques hydrodynamiques de l'aquifère crayeux, ces dernières étant fortement influencées par la présence des failles.
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705421ar
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Complémentarités et convergences de méthodes de régionalisation des précipitations : application à une région endoréique du Nord-Mexique
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La connaissance des champs pluviométriques annuels est importante dans les zones arides et semi-arides où la gestion de l'eau est un exercice permanent d'aménagement de la pénurie, comme cela est le cas au Nord du Mexique. On se propose de montrer ici qu'une meilleure connaissance des disponibilités en eau peut s'appuyer sur la détermination de régions pluviométriquement homogènes à partir de diverses méthodes complémentaires ou convergentes. Pour définir des régions homogènes, on part de la répartition des stations par rapport à la régression pluviométrie/altitude. Des analyses factorielles en composantes principales et des correspondances permettent également de proposer des régions homogènes suivant des variables définies et disponibles pour toutes les stations. On s'appuie aussi sur les régimes pluviométriques pour déterminer d'autres régionalisations. Parallèlement on a pu utiliser la répartition des stations par rapport au gradient altitudinal pour créer des régions dont l'homogénéité vis-à-vis des précipitations a pu être vérifiée par la Méthode du Vecteur Régional (MVR), basée sur le principe de la pseudo-proportionnalité des données de postes proches. La comparaison des résultats obtenus par chacune des méthodes permet de constater que dans la région traitée, les limites entre régions " homogènes " sont souvent les mêmes, bien que les modes de détermination soient différents. Enfin, les différences apportent une information supplémentaire pour la compréhension des mécanismes locaux ou régionaux de la répartition des champs de pluie.
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705422ar
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Relargage du phosphore à l'interface eau-sédiment dans des étangs de pisciculture de la station Deroua (Béni Mellal, Maroc)
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De l'urée et du super phosphate triple ont été appliqués aux étangs d'alevinage de carpes chinoises de la station Deroua pour stimuler la croissance des algues. Toutefois, une forte proportion de ce phosphore est fixée par les sédiments et sera libérée en grande quantité dans les étangs lorsque les sédiments sont en conditions anaérobies. Nous avons étudié le relargage des orthophosphates par les sédiments provenant de deux étangs différents. L'un (A1) en terre ce qui permet la percolation des éléments nutritifs vers les couches profondes, l'autre (C1) dont le fond recouvert d'une fine membrane en polyéthylène, est parfaitement imperméable et empêche toute perte. Par ailleurs, nous avons étudié les effets de l'oxygène dissous, du pH, des nitrates et du glucose sur le relargage des orthophosphates par les sédiments. Les résultats obtenus montrent qu'en anaérobiose, la solubilité du phosphore augmente dans l'eau interstitielle. Les orthophosphates libérés, dont la concentration peut atteindre 873 μg/l, proviennent de la fraction minérale en particulier du Fe(OOH)=P. Le sédiment C1 qui accumule de grandes quantités de matière organique libère plus de phosphore que le sédiment A1. L'addition des nitrates limite la mobilisation du phosphore à partir des sédiments. Le pH acide provoque la dissolution du phosphore lié au calcium alors qu'un pH alcalin provoque celle du phosphore lié aux hydroxydes de fer et sa précipitation partielle sur les carbonates présents dans les sédiments.
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705423ar
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Revue de processus ponctuels et synthèse de tests statistiques pour le choix d'un type de processus
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Nous nous intéressons dans ce travail de recherche à la modélisation d'une série d'événements par la théorie des processus ponctuels temporels. Un processus ponctuel est défini comme étant un processus stochastique pour lequel chaque réalisation constitue une collection de points. Un grand nombre d'ouvrages traitent particulièrement de ces processus, cependant, il existe dans la littérature peu de travaux qui se préoccupent de l'analyse de séries d'événements. On identifie deux catégories de séries d'événements : une série d'un seul type d'événements et une série de plusieurs types d'événements. L'objectif de ce travail est de mettre en évidence les différents tests statistiques appliqués aux séries d'un seul ou de plusieurs types d'événements et de proposer une classification de ces tests. Nous présentons d'abord une revue de littérature des processus ponctuels temporels, accompagnée d'une classification de ces modèles. Par la suite, nous identifions les tests statistiques de séries d'un seul type d'événements et nous examinons leur applicabilité pour une série de deux ou de plusieurs types d'événements. Les tests statistiques identifiés sont répartis en quatre classes : analyse graphique, tests appliqués au processus de Poisson homogène et non homogène, tests appliqués au processus de renouvellement homogène et les tests de discrimination entre deux processus ponctuels. Ce travail est réalisé avec l'idée d'une application ultérieure dans le cadre de l'analyse du risque. Les résultats de cette recherche ont montré qu'il n'existe dans la littérature que des tests d'une série d'un seul type d'événements et ils sont, généralement, valables pour les processus ponctuels suivants : Poisson homogène et renouvellement homogène. L'application de ces tests aux séries de deux ou de plusieurs types d'événements est possible dans le cas où les événements sont définis par leurs nombres et leurs temps d'occurrence seulement, i.e. la durée de chaque événement n'est pas prise en considération.
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705424ar
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Une aide à la décision pour le choix des interventions en zone inondable
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Cet article a été réalisé dans le cadre d'un projet de trois ans visant à développer une méthodologie d'analyse, de prévision et de contrôle des risques d'inondation au Québec. Il présente une approche concrète pour calculer les impacts potentiels et le risque d'inondation et utiliser ces résultats afin d'évaluer la situation du risque local, de décider si les impacts doivent être minimisés et de choisir les moyens d'intervention appropriés. Le risque d'inondation est considéré comme étant le produit de la probabilité d'occurrence des crues et des conséquences occasionnées par ces événements. Les pertes de vies potentielles et les dommages directs sont évalués en simulant les niveaux d'eau de différents scénarios d'inondation à partir d'un modèle d'écoulement unidimensionnel non permanent, et en intégrant ces résultats à un logiciel géoréférencé de calcul des dommages d'inondation. L'analyse des impacts et du risque calculé permet de dresser un portrait du montant des dommages annuels potentiels sur les sites habités le long du cours d'eau et un portrait de l'évolution des impacts en fonction de l'amplitude des crues. Cette analyse mène à l'identification des sites où existe un risque jugé inacceptable selon des critères préétablis. Pour chaque site où des interventions sont justifiées par le niveau de risque, des scénarios de minimisation des impacts tenant compte des mécanismes d'inondation sont élaborés et ensuite simulés afin d'en mesurer l'efficacité. Un exemple d'application à un site de la rivière Châteauguay illustre la méthode et les gains pouvant découler de son utilisation.
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705425ar
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Interactions entre les structures d'échappement et les structures à grande échelle dans l'écoulement turbulent des rivières à lit de graviers
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Dans les rivières graveleuses, il est établi que les structures d'échappement formées dans la zone de recirculation à l'aval d'amas de galets génèrent d'intenses échanges turbulents. Le mécanisme responsable de l'échappement demeure par contre mal connu. Peu d'études sur la dynamique des structures d'échappement ont été réalisées dans des écoulements où le nombre de Reynolds est élevé comme c'est le cas en rivières. De plus, les connaissances actuelles ne tiennent pas compte des découvertes récentes sur la turbulence en rivière à lit de graviers où on a observé des structures de forte et de faible vitesse occupant toute la profondeur de l'écoulement et pouvant durer plusieurs secondes. Ces structures à grande échelle devraient jouer un rôle sur le mécanisme d'échappement étant donné l'influence de la vitesse ambiante sur la dynamique de la zone de recirculation. Nous rapportons les résultats de deux expériences originales sur les liens dynamiques entre les structures à grande échelle et le mécanisme d'échappement en aval d'un amas de galets. La première expérience repose sur l'analyse de corrélations croisées entre des séries de vitesses obtenues au sommet et à l'aval proximal d'un amas de galets. Les résultats montrent que les fortes fluctuations dans le sens de l'écoulement au sommet de l'obstacle sont liées, quelques instants plus tard, à de fortes fluctuations vers l'amont dans la zone de recirculation. La seconde expérience utilise la visualisation des structures d'échappement et la mesure simultanée des vitesses de l'écoulement. L'analyse combinée des images vidéo et de séries de vitesse suggère une relation entre le passage des structures à grande échelle et les manifestations de l'échappement. Ces résultats nous permettent de présenter un modèle où, lors du passage d'un front de haute vitesse, une structure d'échappement se développe et prend de l'expansion vers le lit et vers la surface en se propageant vers l'aval alors que, lors du passage d'un front de faible vitesse, elle s'élève vers la surface de manière plus cohérente. Cette étude propose un nouveau mécanisme d'échappement et révèle le rôle que joue la structure de l'écoulement ambiant sur le développement de structures dans les cours d'eau à lit graveleux.
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705427ar
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Traitement d'effluents de tannerie-mégisserie par microfiltration tangentielle
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Dans ce travail un procédé de traitement des effluents issus de l'unité de préparation des peaux des animaux au tannage (travail en rivière) en tannerie-mégisserie a été étudié en utilisant la technique de microfiltration tangentielle sur membrane minérale en céramique. Les performances de ce procédé en terme de flux de filtration et de rendement épuratoire dépendent aussi bien des paramètres hydrodynamiques de filtration que de la qualité des effluents (collectés en été et en printemps) issus des différents bains de traitement et de rinçage des peaux dans l'atelier de rivière. Le flux de filtration varie entre 15 l/h.m2 pour l'effluent de printemps et 90 l/h.m2 pour l'effluent d'été. Les paramètres hydrodynamiques optimaux ont également été déterminés: la vitesse de circulation U=3 m/s, la pression transmembranaire Ptm=2 bar et la température T=43°C. L'étude de la microfiltration à concentration variable conduit à des facteurs de concentration volumique (FCV) de 6,5 pour l'effluent de l'été et de 2,4 pour l'effluent de printemps.
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705428ar
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Modélisation du lessivage des bromures dans des cases lysimétriques par la méthode numérique des lignes
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La modélisation du transport des solutés dans un milieu non-saturé repose habituellement sur l'équation de dispersion-advection (EDA). Un modèle numérique (TSOL) a été développé en couplant l'EDA avec l'équation de Richards et en incluant le prélèvement de l'eau par les plantes. La résolution numérique a été effectuée par la méthode numérique des lignes (MNL) qui présente une grande simplicité de programmation et résulte en une très bonne précision numérique. La précision de TSOL a été testée avec les résultats d'un modèle d'éléments finis (HYDRUS), et avec des données expérimentales (profils de concentration et masses de bromures récupérés) collectées pendant 195 jours dans trois cases lysimétriques installées sur un sol non remanié cultivé en pommes de terre. La comparaison entre TSOL et HYDRUS montre que la solution de la MNL est similaire à celle des éléments finis. Toutefois, pour l'ensemble des cases et des profondeurs, les modèles ont montré une surestimation des valeurs de concentration avec un écart moyen entre les concentrations mesurées et simulées par TSOL variant de 22 à 112 mg/l. Pour les cases B et C, l'erreur moyenne de biais hebdomadaire entre TSOL et les masses de bromures récupérés, était d'environ 5 mg/semaine. Dans le cas de la case A, l'erreur moyenne de biais hebdomadaire de TSOL était de 39 mg/semaine.
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705429ar
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Étude paléolimnologique de l'histoire trophique du lac Saint-Charles, réservoir d'eau potable de la Communauté Urbaine de Québec
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Cette étude utilise une approche paléolimnologique pour reconstituer l'histoire trophique du réservoir d'eau potable de la Communauté Urbaine de Québec (CUQ), le lac Saint-Charles. Ce lac manifeste présentement un manque d'oxygène près du fond à la fin de la stratification estivale et hivernale. L'étude révèle des changements dans la communauté diatomifère fossile depuis environ les 150 dernières années. L'événement ayant entraîné le plus de changements biologiques et physico-chimiques dans le bassin est la transformation hydrologique engendrée par la construction d'un barrage en 1934 qui éleva le niveau du lac d'environ 1,5 à 2 mètres. Par conséquent, il y eut des changements dans la structure des communautés de diatomées avec des effets sur le ratio espèces planctoniques / benthiques, sur la paléoproductivité et les caractéristiques physico-chimiques des sédiments suivant cette période. Les assemblages diatomifères indiquent que les conditions mésotrophes se sont maintenues pendant toute la période étudiée. L'analyse du phosphore total dans les sédiments et la reconstitution à partir des diatomées fossiles du phosphore total dans l'eau montrent une légère diminution de la concentration en phosphore avec le temps. Ces observations démontrent qu'il n'y a pas eu d'accélération du processus d'eutrophisation engendrée par les activités humaines. Par contre, l'analyse géochimique des sédiments révèle un apport plus important de métaux depuis la fin du 19e siècle, qui atteint un plateau vers la fin des années 70.
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705430ar
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Nanofiltration de solutions de nitrate d'ammonium. Etude des paramètres influents
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Cet article propose une étude de la rétention du nitrate d'ammonium par une membrane commerciale de nanofiltration (Nanomax 50). Les effets de la pression, de la concentration et de la vitesse d'écoulement tangentiel ont été étudiés avec le souci d'une meilleure compréhension du mécanisme de transport des ions nitrate et en vue d'une optimisation de la rétention. Le taux de rétention des ions nitrate augmente dans un premier temps avec la pression, atteint un maximum puis diminue. La rétention, pour des pressions élevées, peut cependant être améliorée en augmentant la vitesse d'écoulement tangentiel. La séparation résulterait d'un rapport de différentes forces : une force d'entraînement radial dans le pore (illustrée par l'effet de la pression transmembranaire), une force d'entraînement tangentiel vers le rétentat (illustrée par l'effet de la vitesse d'écoulement tangentiel) et une force de surface traduisant les interactions membrane-soluté (illustrée par l'effet de la concentration). L'équation de Spiegler et Kedem est proposée en première approche de modélisation pour une valeur limite de pression.
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705432ar
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Variations spatiotemporelles des compartiments autotrophes et hétérotrophes de la boucle microbienne dans les lacs du sud du Québec
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Les variations de la biomasse des compartiments autotrophes et hétérotrophes de la boucle microbienne ont été examinées dans neuf lacs de deux régions du sud du Québec. Six lacs étaient situés dans les Laurentides et trois lacs dans les Cantons de l'Est. Ils se différenciaient en fonction de leur statut trophique, de la géologie du bassin versant, et de la physicochimie des eaux. Dans chaque lac, l'échantillonnage a été réalisé à trois profondeurs correspondant aux strates épi-, méta- et hypolimnétiques et à cinq dates au cours de l'été (1990-1992). Les biomasses moyennes de picoplancton autotrophe (PPA : 16-80 μg·C·L-1), de picoplancton hétérotrophe (PPH : 97-647 μg·C·L-1), de nanoplancton autotrophe (NPA : 7-37 μg·C·L-1) et de nanoplancton hétérotrophe (NPH : 9-29 μg·C·L-1) notées dans les lacs du sud du Québec le long d'un gradient trophique de PT variant de 7 à 73 μg·L-1 étaient du même ordre de grandeur que celles rapportées pour d'autres écosystèmes d'eau douce au Canada. La majeure partie de la variation dans les biomasses des compartiments microbiens étaient reliée aux variations inter-lacs mais il existaient aussi des sources de variation significatives au sein des lacs, soit au niveau spatial entre les strates limnétiques ou au niveau temporel entre les dates d'échantillonnage durant l'été. Toutefois, les patrons de variation spatiotemporelle intra-lac variaient d'un lac à l'autre. Les variations inter-lacs de la biomasse des quatre compartiments microbiens ont été mises en relation avec les changements dans les concentrations de phosphore total (PT) et dans les densités de macrozooplancton. Le niveau trophique des lacs, exprimés en PT, et l'abondance du macrozooplancton avaient un effet sur les biomasses des compartiments picoplanctoniques. La biomasse de PPA et PPH décroissait dans les lacs eutrophes des Cantons de l'Est ayant des concentrations de PT supérieures à 20 μg·L-1 et dans les lacs ayant de fortes densités de macrozooplancton ou un faible rapport micro-macrozooplancton. Notre étude n'a pas mis clairement en évidence les effets du niveau trophique ou du macrozoopancton sur les compartiments nanoplanctoniques (NPA, NPH).
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705433ar
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Biocénose pélagique du lac oligomésotrophe de Poméranie (Pologne) : étude des communautés de la boucle mocrobienne et du pytoplancton
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Cette étude présente des résultats concernant l'abondance et la biomasse des principales communautés de la boucle microbienne (bactéries hétérotrophes, picoplancton autotrophe, flagellés hétérotrophes, protistes ciliés) et des nano- et microalgues dans le grand (525 ha) et profond (48 m) lac oligomésotrophe Bobifcigskie Wielkie situé en Poméranie de l'ouest (Pologne). Les échantillons d'eau ont été prélevés en zone pélagique, en 1996. Dans la classe de taille du picoplancton, ce sont les bactéries hétérotrophes qui constituent le groupe trophique le plus abondant. Leur biomasse couplée à celle du picoplancton autotrophe beaucoup moins abondant (de 3,5 à 5,4 μg·C·L-1), constituait de 15 % à 22 % de la biomasse microbienne totale. La biomasse des protistes flagellés hétérotrophes et celle des protistes ciliés étaient proches (3,0-3,8 μg·C·L-1) et constituaient, en fonction de la profondeur de prélèvement, de 8 % à 24 % de la biomasse totale. Le phytoplancton de taille supérieure à 2,0 μm représentait la plus grande partie de la biomasse totale, à savoir de 50 % à 78 % (8,4-27,5 μg·C·L-1). Il était dominé, en ce qui concerne la taille des organismes, par le microplancton. Dans les couches supérieures du lac, les diatomées et les cryptophycées étaient les plus nombreuses, alors qu'en profondeur c'était les cyanobactéries filamenteuses du genre Planktothrix qui étaient les plus abondantes.
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705434ar
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Effet de la prédation et des nutriments sur les réseaux microbiens planctoniques
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Les effets de l'ajout de nutriments et de poissons planctonophages sur le réseau trophique microbien (protozoaires, phytoplancton, zooplancton) ont été évalués lors d'une étude expérimentale utilisant des enclos de grande taille (8 m diam., 12 m prof.), placés dans un lac humique du Bouclier Canadien. Un plan factoriel avec 4 traitements, C (contrôle), N (ajout de nutriments), P (ajout de poissons planctonophages) et NP (ajout de nutriments et poissons) a été appliqué. L'abondance et la biomasse du zooplancton (Rotifères, Cladocères, Copépodes), des Protozoaires Ciliés et du phytoplancton (Chl. a) ont été déterminées pendant 6 semaines dans chaque strate (épi-, méta- et hypolimnion). La présence de poissons planctonophages a entraîné une baisse de la biomasse du zooplancton de grande taille (Cladocères), mais a favorisé le développement du zooplancton de petite taille (Rotifères). La diminution de biomasse des Cladocères dans les enclos avec poissons s'associait avec une hausse de l'abondance des Protozoaires Ciliés et du phytoplancton pour les enclos NP. L'ajout de nutriments a augmenté la biomasse des Cladocères, des Ciliés et du phytoplancton qui présentait une tendance monospécifique. L'étude a montré que dans un lac humique riche en carbone organique dissous, les nutriments ne sont pas le seul facteur déterminant la structure des communautés microbiennes. Celles-ci subissent également les effets en cascade de la prédation des poissons planctonophages situés au sommet de la chaîne alimentaire.
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705435ar
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Processus d'eutrophisation : activité de la phosphatase alcaline du microplancton d'un réservoir mésotrophe marocain (Allal El Fassi)
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L'activité de la phosphatase alcaline (APA) bactérienne et phytoplanctonique a été mesurée bimensuellement du mois de mars au mois de décembre 1998 au sein d'un réservoir mésotrophe situé dans une zone à climat semi-aride (Allal El Fassi, Maroc). Les résultats montrent que l'APA totale est importante (0,107-1,780 mmol PNP·l-1·h-1) et majoritairement d'origine bactérienne (> 60 %) au niveau de l'épilimnion, alors qu'elle est à dominance algale (> 58 %) dans le méta- et l'hypolimnion. L'absence de corrélation entre l'APA totale et les concentrations en orthophosphates suggère que l'hydrolyse par cette enzyme n'est pas significative dans le processus de régénération du phosphore dans ce réservoir. Par conséquent, l'APA ne pourrait pas être un indicateur fiable du déficit en phosphore dans le milieu.
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705436ar
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Étude de l'activité phosphatasique particulaire au sein d'un écosystème pollué : le port de Toulon
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L'activité phosphatasique a été mesurée sur le matériel particulaire obtenu par filtration d'eau de mer sur des membranes de 90 μm, 5 μm et 0,25 μm de vide de maille, de décembre 1999 à mars 2000. Le substrat utilisé est du paranitrophénylphosphate (pNPP) dissous dans l'eau de mer. Dans ces conditions, deux types d'activités, à faible et à forte affinités, ont été caractérisés pour chaque classe de taille. La contribution de la classe de taille comprise entre 0,25 et 5 μm à l'ensemble de l'activité a été la plus faible des trois fractions, alors que celle de la classe de taille supérieure à 90 μm a souvent été la plus forte. Des activités associées à la présence de bactéries ont été mises en évidence sur les fractions zooplanctonique et phytoplanctonique. Toutefois, celles-ci n'ont pu rendre compte de la totalité des activités mesurées, en particulier pour le zooplancton.
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705437ar
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Croissance en autotrophie et en mixotrophie de la microalgue Micractinium pusillum Fres. isolée d ́un lagunage naturel : influence de la lumière et de la température
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Dans le but d'étudier la dynamique des microalgues dans le lagunage naturel de Ouarzazate (sud du Maroc) et éventuellement sa modélisation, nous avons eu recours à la détermination des paramètres de croissance (μmax, Iopt et b) selon le modèle de PEETERS et EILERS (1978). À cet effet, Micractinium pusillum, algue verte Chlorococcale se développant dans les bassins de lagunage de la station pilote de Ouarzazate, a été isolée et mise en culture sur milieu synthétique (DAUTA, 1982) enrichi en azote et en phosphore sous des conditions contrôlées de lumière et de température. En autotrophie, l'application du modèle de PEETERS et EILERS (1978) à la croissance de Micractinium pusillum, a permis la détermination des paramètres : μmax (0,58 j-1), I opt (182 μE·m-z·s-1) et b (0,1) à la température maximale de croissance de 35 °C. En mixotrophie et à la même température, ces paramètres sont respectivement de 0,85 j-1, 150 μE·m-z ·s-1 et 1. Comparativement à la croissance en autotrophie, la croissance de Micractinium pusillum en mixotrophie, en présence d'acétate, a mis en évidence la variation, selon le régime trophique de l'algue, des paramètres de croissance μmax, Iopt et b. La croissance en mixotrophie, comportement probable dans le lagunage naturel, a conduit particulièrement à l'élévation du taux de croissance et du coefficient b. La variation du coefficient b traduirait une certaine sténophotie de la microalgue en autotrophie et une tendance à l'euryphotie en mixotrophie. Cette étude a montré également que l'influence de l'intensité lumineuse sur la croissance varie en fonction du mode trophique.
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705438ar
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Potentialités phagotrophes des phytoflagellés dans la retenue de barrage Allal El Fassi (Maroc)
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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.
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705439ar
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Dynamique des populations microphytobenthiques couplée à leur composition biochimique au sein du réservoir Allal El Fassi (Maroc)
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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.
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705440ar
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Impact du zooplancton métazoaire sur le phytoplancton et les protozoaires ciliés dans le réservoir Sahela (Maroc)
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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.
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705441ar
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Étude qualitative et quantitative des peuplements phyto- et zooplanctoniques dans les bassins de la saline de Sfax, Tunisie
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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.
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705442ar
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Relation Cyanobactéries - Hypophthalmichthys molitrix dans un étang de polyculture en climat semi-aride
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L'étang de grossissement des carpes en polyculture en climat semi-aride présente un développement excessif des Cyanobactéries en été. Ces dernières semblent affecter la production de la carpe argentée (Hypophthalmichthys molitrix) dans cet étang. La diminution de la vitesse de croissance à la fin de la période de grossissement (- 0,38 %/j) est liée également à l'avènement sexuel. Le rapport N (disponible)/P (disponible) ne peut pas être considéré comme indicateur de la composition algale du milieu. L'application répétée de fertilisants azotés, la concentration élevée en oxygène dissous et la présence de la carpe argentée n'ont pas empêché la prolifération des Cyanobactéries, seule l'agitation mécanique leur est défavorable.
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705443ar
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Contribution à l'étude du régime alimentairedu barbeau (Barbus barbus callensis Valenciennes, 1842) d'un cours d'eau du Moyen-Atlas (Maroc) : Oued Boufekrane
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L'étude du régime alimentaire du barbeau (Barbus barbus callensis Valenciennes, 1842) de l'Oued Boufekrane a été réalisée sur 1 021 poissons, capturés entre janvier 1998 et juin 1999. Cette espèce présente un rythme saisonnier d'activité alimentaire. Ainsi, avec des faibles taux de vacuité, l'été et le printemps sont les saisons de forte activité alimentaire. Cette dernière diminue durant l'automne et l'hiver. Le caractère omnivore du barbeau est vérifié ; son régime alimentaire se compose essentiellement de larves d'Insectes et de débris de végétaux. Les jeunes individus (moins de 13 cm de longueur) ont une tendance zoophage, dominée par les larves de Diptères et d'Éphéméroptères. En revanche, les plus âgés présentent une tendance phytophage qui reflète l'opportunisme de ce poisson et explique ainsi, son adaptation aux conditions trophiques du milieu, caractérisées par une pauvreté en benthos.
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705444ar
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Étude du régime alimentaire de deux souches de truite arc-en-ciel marocaine et bulgare dans deux plans d'eau du Moyen-Atlas Amghass I et Amghass II
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Le présent travail porte sur l'étude du régime alimentaire de deux souches de truites arc-en-ciel : la souche marocaine issue de croisements de truites arc-en-ciel en provenance d'Europe et d'Amérique du nord et la souche bulgare introduite au Maroc en 1987. Les milieux d'étude sont deux plans d'eau du Moyen-Atlas marocain (Amghass I et Amghass II) présentant des eaux de bonne qualité physique et chimique et une diversité biologique (invertébrés) assez importante. Afin de déterminer les préférences alimentaires de ces deux souches nous avons évalué : le spectre alimentaire, déterminé par les abondances relatives, les coefficients d'occurrence des proies ingérées, l'indice alimentaire de Lauzanne pour les différentes catégories de proies et l'intensité de prédation des truites. Les résultats ont montré une similitude au niveau des régimes alimentaires des deux souches caractérisés par une nette préférence pour les larves et nymphes d'Insectes considérées comme proies essentielles.
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705445ar
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Réseaux trophiques et production piscicole en étangs fertilisés (Dordogne, France)
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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.
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705446ar
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Variations de la structure trophique du lac-réservoir oligotrophe Bin El Ouidane (Maroc)
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L'étude combinée des apports par les crues, du plancton, des contenus algaux du tractus digestif des Cladocères et du régime alimentaire de quelques espèces de poissons dans le lac de barrage oligotrophe Bin El Ouidane a permis de dégager les conclusions suivantes : - les apports particulaires et dissous par les crues durant la période d'étude 1995-1997 ont une influence marquée sur la dynamique saisonnière du zooplancton via les changements dans la dynamique du peuplement phytoplanctonique ; - durant les trois années d'étude, le maximum de biomasse zooplanctonique se situe généralement juste après les pics printanier et estival du phytoplancton mettant ainsi en évidence l'importance du zooplancton herbivore dans la chaîne alimentaire pélagique du lac ; - l'étude des contenus algaux du tractus digestif des Cladocères Daphnia longispina, Daphnia lumholtzi, Diaphanosoma brachyurum, Ceriodaphnia dubia, Ceriodaphnia reticulata et Bosmina longirostris a montré que l'essentiel des espèces sont des filtreuses herbivores qui adoptent un comportement nutritionnel variable en fonction du temps lié à la disponibilité en phytoplancton, à leur âge et aux caractéristiques biotiques et abiotiques de l'écosystème lacustre ; - l'étude préliminaire du régime alimentaire de trois espèces de poissons Tinca tinca, Eupomotis gibbosus et Cyprinus carpio montre que leur spectre alimentaire est nettement dominé par le plancton. La fraction faunistique au niveau de leur tube digestif est représentée essentiellement par les Cladocères de grande taille et les Chironomes. Ceci met en évidence l'importance de ces poissons, à régime essentiellement planctonophage, dans la régulation des peuplements planctoniques de la retenue Bin El Ouidane.
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705447ar
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Biodiversité structurelle et fonctionnelle des peuplements de macro-invertébrés en tant que descripteur de la variabilité hydraulique : exemple de deux parties court-circuitées du Rhône moyen
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Le peuplement faunistique d'un hydrosystème est constamment soumis à la variabilité spatio-temporelle de l'environnement. Il en résulte que les espèces dominantes sont celles présentant les caractéristiques biologiques et les préférendums écologiques les plus appropriés aux différents types d'habitats de la mosaïque fluviale. Une approche multiparamétrique de description de l'état physique du milieu à partir de la prise en compte simultanée d'indicateurs de structure et de fonction des communautés d'invertébrés a été testée sur le Rhône Moyen. L'étude de quatre stations physiquement dissemblables situées dans deux secteurs court-circuités montre ainsi qu'à la structuration selon la vitesse du courant (unités fonctionnelles) correspond des différences trophiques et écologiques, tandis qu'à la structuration physique du milieu (secteur de cours d'eau) correspond des différences taxonomiques. La disponibilité en habitats pour les invertébrés est alors corrélée à la configuration du chenal du tronçon considéré. Les assemblages d'espèces répondent ainsi, au travers de leur occurrence et de leur abondance, à un gradient physique. Cette approche, prédictive et appliquée, mettant en parallèle constat biologique et structure physique des stations et des milieux, permet d'établir une typologie fonctionnelle des écosystèmes aquatiques considérés et de proposer une gestion intégrée adaptée aux problèmes posés (gestion des habitats et de leur biodiversité, restauration hydraulique et écologique des milieux, etc.).
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705448ar
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Comparaison de différents protocoles de spéciation séquentielle du phosphore dans des sédiments de rivière
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Trois méthodes classiques de spéciation séquentielle du phosphore ont été appliquées aux sédiments de la rivière Sûre, à une sélection de ses affluents de taille variable, ainsi qu'aux sédiments du prébarrage Misère, un petit réservoir eutrophe situé sur la Sûre. Les protocoles comparés sont ceux de HIELTJES et LIJKLEMA (H et L), de PALUDAN et JENSEN (P et J) et de GOLTERMAN et BOOMAN (G et B). Le phosphore total des sédiments étudiés s'élève à 0,6 mg·P·g-1 séd. sec pour les petits sous-bassins expérimentaux (de l'ordre de 1 km2), à 0,8-1,0 mg·P·g-1 séd. sec pour les bassins de taille moyenne (20 à 320 km2) et à 1,8 mg·P·g-1 séd. sec pour le prébarrage Misère. Les schémas de (H et L) et de (P et J) reproduisent de façon similaire les différences qualitatives existant entre les sédiments. Toutefois les parts relatives des différentes fractions varient selon le protocole utilisé. Les rendements d'extraction obtenus avec le schéma de (G et B) sont sensiblement supérieurs aux deux autres méthodes et sont très liés aux teneurs en phosphore total des mêmes échantillons. Pour le P-labile, une bonne corrélation est obtenue entre les concentrations extraites selon les protocoles de (H et L) et (P et J) (R2 =0,84, P < 0,001) ; cependant les valeurs absolues sont 40 % supérieures pour le premier (H et L) qui utilise NH4Cl comme extractant au lieu de H2O. La fraction P- (Fe+Al) de (H et L) et la somme des fractions P-Fe et P-Al de (P et J) sont également bien corrélées (R2 =0,90, P < 0,001), mais avec des valeurs 30 % supérieures pour le second protocole (P et J) qui réalise l'extraction en deux étapes. La fraction P-Fe de (G et B) est moins bien corrélée à la fraction P-Fe de (P et J) (R2 =0,74, P < 0,01), et les résultats obtenus selon ces deux protocoles sont très éloignés en valeur absolue. Quant à la fraction P-Ca, les résultats du protocole de (G et B) ne sont ni corrélés ni similaires à ceux des deux autres schémas, en raison de la nature complètement différente des extractants appliqués.
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705449ar
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Comportement du phosphore dans le sédiment des barragesde la partie aval du bassin versant d'Oum Rabiaa (Maroc)
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L'étude du phosphore, facteur clef responsable de l'eutrophisation des eaux continentales, a été entreprise afin d'évaluer les potentialités de mobilité de cet élément dans les sédiments de la partie aval du bassin versant d'Oum Rabiaa : Imfout - Océan atlantique ; caractérisé par la présence de trois retenues de barrages en série (Imfout, Daourat et Sidi Maachou). La présence de ces trois retenues de barrages en série conditionne la répartition du phosphore des sédiments de ce tronçon en réduisant les apports fluviaux vers l'aval. La spéciation du phosphore des sédiments montre que le phosphore se trouve majoritairement sous forme inorganique (68 %) ; la fraction CaCO3 -P étant majoritaire par rapport à celle de Fe(OOH)-P. Les fractions organiques représentent 32 %. La mobilité mesurée du phosphate est de 20 % du phosphore total, les fractions du phosphore présentent une mobilité représentant prés de 15 % du PT. La différence mesurée entre la mobilité considérée par fraction et la mobilité totale, observée lors d'un cycle annuel, s'explique par la mobilité interne, au sein du sédiment, entre les différentes fractions. Les conditions environnementales (pH, oxygène dissous)en sont responsables puisqu'elles favorisent le relargage par une fraction en même temps que le stockage par une autre.
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705450ar
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Comportement du phosphore dans le sédiment d'un estuaire semi-fermé. Cas de l'embouchure d'Oum Er-Biâa (Maroc - Atlantique)
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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).
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705451ar
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Nouvelles trappes à sédiment destinées aux milieux peu profonds vidangeables
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Les mesures de taux de sédimentation en milieux aquatiques peu profonds sont rares et sont souvent réalisées à l'aide de méthodes inadaptées. Les trappes à sédiment utilisées ont au minimum 25 cm de haut. Par conséquent, pour beaucoup de milieux peu profonds, plus de 25 % de la colonne d'eau ne sont pas échantillonnés. Nous avons pallié ce problème en développant un réceptacle mis en place dans les sédiments et destiné à recevoir des trappes à sédiment cylindriques. Le sommet des trappes peut alors être situé à moins de 5 cm de la surface des sédiments. Ce système est utilisable pour des milieux de profondeur inférieure à cinq mètres. Nos résultats montrent que les trappes à sédiments généralement utilisées sous-estiment de 35 à 79 % du taux de sédimentation. Les particules négligées proviennent des flux sédimentaires primaire et secondaire.
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705452ar
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Les Aeromonas mobiles : quelle évolution spatiale et temporelle dans un effluent urbain et en milieu marin côtier ?
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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.
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705453ar
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Effet d'une expérimentation de brassage artificiel epilimnique par aération sur les poussées cyanobactériennes dans la retenue hypereutrophe de Grangent (France)
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Dans la retenue hypereutrophe de Grangent, le phytoplancton estival est dominé par la cyanobactérie Microcystis aeruginosa. Dans le but de lutter contre la formation de ces blooms cyanobactériens, une expérimentation de brassage artificiel épilimnique par aération a été réalisée en 1997-1998. Ce dispositif avait pour but de créer des turbulences supprimant l'avantage adaptatif que constitue, chez M. aeruginosa, la faculté de réguler sa flottabilité. Il devait également permettre l'homogénéisation des teneurs en oxygène dissous, la réduction des pics de pH, de la turbidité des eaux superficielles et des teneurs en ammonium. Les résultats escomptés ont été vérifiés pour les paramètres physicochimiques. Les valeurs se sont révélées plus homogènes, mais seulement à proximité des lignes de brassage et uniquement jusqu'à 10 m de profondeur. En revanche, les blooms cyanobactériens n'ont pas été réduits. Il apparaît même au contraire que, sous l'influence du mélange, les cyanobactéries ont eu à leur disposition une plus grande quantité de nutriments qu'elles ont utilisés pour constituer des réserves glucidiques. Ainsi, en aval de la zone brassée, ces réserves ont permis une synthèse protéique plus importante. Sur la retenue de Grangent, le dispositif de brassage peut offrir une solution palliative du point de vue touristique en limitant l'accumulation de cyanobactéries en surface, mais il ne permet pas d'éliminer, ni même de diminuer, les proliférations de M. aeruginosa en période estivale.
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705454ar
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Étude des blooms toxiques à cyanobactéries dans trois lacs réservoirs du Maroc : résultats préliminaires
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Dans le cadre du programme de recherche sur les blooms toxiques à cyanobactéries dans certains lacs de barrage du Maroc, une étude de ce phénomène a été entreprise sur trois retenues : Lalla Takerkoust, Oued Mellah et Al Massira. L'étude taxonomique montre que dans les lacs Lalla Takerkoust et Al Massirra, l'espèce responsable des blooms est Microcystis aeruginosa alors que dans la retenue saumâtre et hypereutrophe Oued Mellah, c'est Microcystis ichthyoblabe. En complément, une étude toxicologique et toxinologique a permis d'évaluer les risques sanitaires potentiels qui peuvent être engendrés par ces blooms. L'hépatotoxicité, pour l'ensemble des blooms récoltés en 1999, a été confirmée par le biotest " souris ". L'application de ce test a montré que le bloom de LallaTakerkoust est hautement toxique (DL50 < 100 mg/kg) ; celui de Oued Mellah est le moins toxique (DL50 > 500 mg/kg) et celui d'Al Massira est intermédiaire (DL50 comprise entre 100 et 500 mg/kg). Les teneurs en microcystines (hépatotoxines) déterminées par ELISA révèlent des concentrations beaucoup plus importantes pour le bloom de Lalla Takerkoust. L'utilisation de la chromatographie liquide haute performance avec détecteur à barrette photodiode, (CLHP-DBP) a permis la détection et l'identification de 2, 4 et 11 variantes de microcystines, respectivement à partir d'extraits du bloom naturel d'Al Massira, Lalla Takerkoust et Oued Mellah. Cependant, la Microcystine-LR n'a été détectée que dans les extraits d'Al Massira et de Takerkoust. L'apparition des blooms toxiques à cyanobactéries dans ces plans d'eau impose dorénavant la prise en considération des nuisances écologiques et des risques sanitaires liés à la présence des microcystines dans ces eaux.
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705455ar
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Première évaluation du risque toxique lié aux cyanobactéries d'eau douce en France : le programme " EFFLOCYA "
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Une enquête menée à l'aide d'un questionnaire couvrant l'ensemble du territoire français ainsi que l'étude spécifique d'écosystèmes aquatiques de type lacs et réservoirs ont permis de montrer que les proliférations de cyanobactéries toxiques pouvaient a priori affecter n'importe quel plan d'eau de l'Héxagone. Les genres rencontrés responsables de la production de toxines, le plus souvent hépatiques, sont Microcystis, Planktothrix, Anabœna et Cylindrospermopsis. Les efflorescences peuvent se produire tout au long de l'année car certaines espèces sont adaptées aux eaux froides et elles ne sont pas liées de manière univoque à un état eutrophe de l'écosystème. La production toxinique est la plus élevée lorsque les populations cyanobactériennes sont peu ou pas diversifiées et à la lumière de travaux récents, cette production serait favorisée, en ce qui concerne les microcystines, par un milieu riche en nitrate, pauvre en ammonium et fortement carencé en fer. La suite à donner à ce travail pourrait être la création d'un observatoire national des efflorescences toxiques.
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705456ar
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Premier rapport sur la prolifération de marées jaunes ichthyotoxiques à Prymnesium parvum Carter (Haptophyceae) dans le lac hypereutrophe Oued Mellah (Maroc)
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Les algues Prymnesiophyceae ou Haptophyceae (Chrysophyta) renferment des espèces capables de pullulations spectaculaires nommées " marées jaunes ". Parmi les Haptophycées, les plus communes sont : Prymnesium parvum, Prymnesium patelliferum et Chrysochromulina polylepis. Ces microalgues ont été souvent incriminées dans des cas de mortalité aiguë de poissons et d'invertébrés aquatiques. P. parvum est connue depuis cent ans comme responsable de blooms toxiques ayant entraîné des mortalités catastrophiques de poissons dans diverses régions du monde. Au Maroc, ces blooms à Prymnesiophyceae n'ont, jusqu'à présent, jamais été signalés. Nos recherches sur les successions phytoplanctoniques du lac hypereutrophe et saumâtre de Oued Mellah (33°30'N-07°20'W), ont mis en évidence la prolifération périodique en automne de l'Haptophycée P. parvum occasionnant des blooms spectaculaires. Les densités cellulaires de P. parvum, espèce dominante, atteignent des maxima de 148·106 cellules·L-1 en 1998 et 169·106 cellules·L-1 en 1999, représentant 34 à 80 % de la biomasse totale. Ces " marées jaunes " coïncident régulièrement avec des mortalités catastrophiques de poissons et d'invertébrés aquatiques dans le lac laissant présager une toxicité aiguë de cette souche de microalgue. Dans ce travail sont présentés les premiers résultats concernant la dynamique interannuelle des blooms à P. parvum et l'influence des conditions physicochimiques particulières des eaux du lac sur leur développement est discutée.
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705457ar
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Influence de la variabilité du milieu sur la richesse taxonomique, l'exemple du rapport Rb/Sr dissous et des macro-invertébrés benthiques
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Ce travail est une contribution au débat biodiversité/stabilité. L'utilisation de paramètres pris comme indicateurs de la diversité biologique et de la stabilité du chimisme de l'eau : le nombre de taxons de macro-invertébrés benthiques (selon IBGN) et la variabilité (écart-type exprimé en pourcents) du rapport rubidium/strontium dissous, nous a permis de montrer une corrélation négative significative entre les deux indices. Cette relation, établie sur 36 stations de 22 cours d'eaux du genevois, est interprétée comme mettant en évidence un effet négatif de la variabilité temporelle de la qualité de l'eau sur le nombre d'espèces de macro-invertébrés. Bien que reposant sur des aspects réducteurs de la biodiversité et de la stabilité des écosystèmes, elle est un exemple de lien inverse entre l'instabilité et la diversité biologique. Elle tend, en outre, à souligner l'efficacité d'une utilisation dynamique des données physicochimiques par rapport à l'interprétation de valeurs absolues.
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705458ar
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Fonctionnement hydrogéochimique d'un réservoir polymictique chaud : cas du réservoir Daourat (Maroc)
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Le réservoir du barrage Daourat a fait l'objet, au cour du cycle hydrologique 1996-1997, d'une étude pour comprendre le fonctionnement hydrogéochimique du réservoir. Le régime hydrologique du réservoir Daourat (9,5 Mm3) résulte des apports externes et de la gestion propre du réservoir. La colonne d'eau ne présente aucune période de stratification (lac polymictique chaud) ni d'anoxie. L'influence des réservoirs situés en amont (Al Massira 2 800 Mm3 et Imfout 18 Mm3) ne permet pas d'expliquer le fonctionnement biogéochimique du réservoir Daourat. Cette retenue semble être beaucoup plus contrôlée par les apports du bassin versant local et par la charge interne du réservoir.
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705459ar
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Variabilité des descripteurs physiques, chimiques et phytoplanctonique dans des étangs d'alevinage (station de la Deroua, Béni-Mellal, Maroc)
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Dans les étangs d'alevinage à la station de la Deroua, le phytoplancton est représenté par des populations se succédant dans le temps. Ces étangs montrent une similarité vis-à-vis de la variabilité des descripteurs de la qualité de l'eau. Les résultats statistiques montrent une variabilité des paramètres physiques et chimiques dépendant des interventions anthropiques. Les deux étangs B3 et B4 présentent des groupements phytoplanctoniques plus importants avec un développement de Cyanobactéries en fin du cycle d'alevinage lié à une forte biodisponibilité du phosphore dissous.
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705460ar
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Synthèse des impacts écologiques des feux et des coupes forestières sur les lacs de l'écozone boréale au Québec
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Cet article présente une première synthèse comparative des impacts des feux et des coupes forestières sur la qualité des eaux et les communautés aquatiques des lacs de l'écozone boréale de l'est du Canada. La recherche a été réalisée de 1996 à 1998 dans le cadre d'un projet du Réseau de centre d'excellence sur la gestion durable des forêts (RCE-GDF) et porte sur 38 lacs du Bouclier Canadien du Québec. Les changements dans la qualité de l'eau ainsi que dans la diversité, la biomasse et la structure des communautés de plancton et de poissons ont été suivis pendant trois ans dans 20 lacs dont les bassins versants étaient non perturbés, dans 9 lacs qui avaient subit des coupes forestières et dans 9 lacs qui avaient subit des feux de forêt. Notre étude montre que les feux et les coupes ont des impacts significatifs qui diffèrent selon le type de perturbation. En général, les lacs affectés par les coupes et les feux ont des concentrations de phosphore 2 à 3 fois plus élevées que les lacs de référence. Toutefois, les lacs affectés par les feux montrent des concentrations en nitrates beaucoup plus élevées tandis que les lacs affectés par les coupes sont moins transparents et ont des eaux plus colorées, très riches en carbone organique dissous. Les feux et les coupes affectent aussi de façon différente la minéralisation des eaux et les concentrations des ions majeurs. Les feux et les coupes n'ont pas d'effet sur la biodiversité des communautés planctoniques, sauf dans les lacs ayant un grand bassin versant et plus de 40 % de perturbation. Aucune différence n'a été observée entre les lacs de référence et les lacs perturbés au niveau de l'occurrence, l'abondance et la croissance des espèces de poissons. En revanche, les feux et les coupes affectent la production et la structure des communautés aquatiques. Dans les lacs affectés par les feux, l'enrichissement en azote et phosphore provoque une hausse de la concentration en chlorophylle a, et de la biomasse du phytoplancton et du limnoplancton (seston > 53 μm), en particulier des diatomées, des rotifères et des gros crustacés, pendant deux à trois années après les feux. En revanche, dans les lacs affectés par les coupes, l'enrichissement en phosphore n'entraîne qu'une augmentation très faible et limitée à un an de la biomasse des algues et pas de changement dans les biomasses du limnoplancton, en raison de la forte couleur et de la transparence réduite des eaux, qui limite la production biologique. Les coupes ont un impact négatif sur les copépodes calanoïdes, un groupe de zooplancton caractéristique des lacs oligotrophes et transparents. Une diminution significative de la proportion des individus de petite taille a été observée chez les populations de perchaude et de meunier noir des lacs perturbés (lacs de coupe et de feux formant un seul groupe). Les impacts observés dans la qualité des eaux et la production du plancton augmentent avec l'importance relative des perturbations au niveau du bassin versant. Cependant, la variabilité dans les caractéristiques des bassins versants et des lacs, en particulier le rapport de drainage et le temps de résidence des eaux, a des effets confondants sur les réponses des écosystèmes lacustres aux perturbations par les feux et les coupes.
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705461ar
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Impact de pollutions ponctuelles sur les phytocénoses des rivières acides à neutres du Limousin (Massif Central, France)
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L'impact des pollutions ponctuelles sur les phytocénoses aquatiques est étudié autour des rejets de 12 agglomérations dont 9 sont équipées d'une station d'épuration. Un échantillonnage systématique avec segmentation du cours d'eau autour de chaque rejet est réalisé. Sur chaque secteur, des relevés de végétation sont pratiqués au niveau de faciès d'écoulements homogènes dont on caractérise le milieu physique parallèlement à une analyse physicochimique de l'eau. L'ensemble des rejets provoque globalement une élévation de la conductivité, des teneurs en ammonium, nitrates et orthophosphates. Cela ce traduit par la régression de la phytocénose à Callitriche hamulata et Myriophyllum alterniflorum, par le développement de Ranunculus peltatus, Callitriche platycarpa et d'espèces cryptogames telles que Leptodyctium riparium, ou Melosira sp. Une Analyse en Composantes Principales menée sur l'ensemble des données permet d'opposer des phytocénoses propres aux secteurs amonts (Scapania undulata, Chiloscyphus polyanthus) à d'autres situées au niveau de rejets (Callitriche platycarpa, Leptodictyum riparium, Melosira sp.,). Une Analyse Canonique de Correspondances valide le déterminisme de la qualité physicochimique de l'eau sur la végétation. La conductivité, les teneurs en ammonium, nitrates et orthophosphates deviennent prépondérants par rapport aux facteurs du milieu physique classiquement discriminants dans l'installation des phytocénoses dans les rivières limousines.
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705462ar
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Lagunage naturel de lixiviat de décharge
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Dans le cadre d'un traitement par lagunage naturel des lixiviats d'une décharge d'ordures ménagères broyées, nous avons procédé au cours d'un cycle annuel (mai 1998 à mai 1999) à des analyses biologiques et physicochimiques des eaux à l'entrée (lixiviat brut), dans les quatre bassins successifs et à la sortie du dispositif (lixiviat traité) avant son rejet dans le milieu récepteur (ruisseau Mont Bonnet). L'évolution spatiotemporelle de la qualité des lixiviats a été approchée par le suivi des fluctuations saisonnières de divers paramètres (température, conductivité électrique, pH, oxygène dissous, potentiel redox, chlorures, fer, manganèse, nickel, zinc, azote total, phosphore total, ammonium, DBO, DCO et chlorophylle a). Les résultats montrent deux périodes de dysfonctionnement de la station durant l'année. Un dysfonctionnement estival marqué par une chute du rendement épuratoire du fer, du manganèse et de la DBO, sous l'effet d'une diminution du potentiel redox et du surplus de matières organiques autochtones. Le deuxième dysfonctionnement, observé en hiver et au début du printemps, est caractérisé par une chute des rendements épuratoires pour l'ensemble des éléments chimiques suivis. Cette chute des rendements épuratoires est vraisemblablement liée à la diminution importante des valeurs de pH durant cette période.
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705463ar
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Étude de l'impact des activités touristiques sur la qualité de l'eau et l'organisation des peuplements macrobenthiques au sein des cours d'eau de la Principauté d'Andorre
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Le développement considérable de l'activité touristique hivernale et estivale entraîne des perturbations au niveau des principaux cours d'eau andorrans. Il est intéressant d'étudier l'impact de ces perturbations sur des réseaux hydrographiques de haute altitude caractérisés par des conditions du milieu particulières (basse température-forte pente). Les données disponibles concernant la physicochimie et la faune des eaux andorranes sont réduites (PUIG, 1979 ; PEÑA, 1983). Treize stations ont été étudiées dans le cadre de ces travaux. Au cours d'un cycle annuel (automne 1998 à automne 1999), huit prélèvements d'invertébrés benthiques ont été réalisés à chaque station à l'aide d'un filet Surber (vide de maille : 200 μm-surface échantillonnée : 1/ 20e m2). Neuf paramètres physicochimiques (température, pH, conductivité, DCO, DBO5, nitrates, nitrites, ammoniaque, phosphates) ont été mesurés de façon hebdomadaire à chaque station. Le traitement des données physicochimiques par analyses discriminantes révèle l'existence d'un gradient amont-aval de dégradation de la qualité de l'eau. Parallèlement, la qualité de l'eau suit un cycle saisonnier mis en évidence par l'opposition entre campagnes d'été et d'hiver-printemps 1999, d'une part, et campagnes d'automne 1998-1999, d'autre part. L'analyse de la répartition spatiotemporelle de la faune benthique, basée également sur des analyses discriminantes, met en évidence la disparition des taxons polluosensibles dans les stations intermédiaires et aval comme les filtreurs (Simuliidae), les prédateurs (Perlodae, Perlididae, Rhyacophilidae) et les fragmenteurs (Nemouridae, Leuctridae) et l'apparition de nouveaux taxons polluotolérants en aval (Chironomidae, Oligochètes). Ce genre de phénomène a déjà été observé dans d'autres cours d'eau de montagne soumis à des perturbations entraînant l'augmentation de la charge organique (DECAMPS et PUJOL, 1977). Ces taxons polluotolérants comme par exemple, les Oligochètes qui prolifèrent dans la zone aval du cours d'eau principal (Gran Valira) et en aval de l'unique station d'épuration située sur l'Ariège remplacent dans la structure trophique d'autres taxons polluosensibles. Ce phénomène s'observe également au sein d'un même groupe trophique, c'est le cas des prédateurs composés des Perlidae, des Perlodidae et des Rhyacophilidae présents dans les stations de haute altitude et qui disparaissent en aval où ils sont remplacés par les Achètes (Glossiphoniidae). Le calcul de plusieurs indices biologiques d'évaluation de la qualité des eaux (IBGN - BMWP), de richesse et de diversité spécifiques (indices de Shannon et de Margalef), de structure des peuplements (CUMMINS, 1979, 1985) met en évidence la diminution de la richesse et de la diversité spécifiques des stations amont vers les stations aval. L'impact du développement touristique se manifeste à partir des stations de moyenne altitude. Dans ces stations, la pollution est partiellement évacuée, chaque automne, par l'eau de bonne qualité en provenance des zones amont des cours d'eau. Ce phénomène se traduit par une grande variabilité des conditions physicochimiques et de la composition des communautés benthiques. Dans les stations aval, la pollution prend plutôt un caractère chronique suite à la concentration des pollutions en provenance des différentes zones perturbées. La variabilité des conditions du milieu et des assemblages faunistiques est donc moindre. Les résultats obtenus à partir du traitement des données physicochimiques et faunistiques mettent en évidence une dégradation de l'intégrité écologique des cours d'eau (modifications physicochimiques, modifications du peuplement, diminution de la diversité). L'impact des perturbations d'origine anthropique suit un cycle dépendant de la fréquentation touristique. Au cours de ce cycle, alternent deux périodes " critiques " caractérisées par des perturbations hivernales (ski) et estivales (tourisme, randonnées) et une période de " récupération " durant l'automne. Ces travaux ont permis de tester l'hypothèse des perturbations intermédiaires du milieu (CONNELL, 1978 ; RESH, 1988 ; TOWNSEND et al., 1997) et de rechercher les seuils d'intensité des perturbations et/ou l'amplitude de ces perturbations ainsi que leur impact négatif sur la composition faunistique (EDWARD et RYKIEL, 1985 ; PICKETT et al., 1989 ; REICE et al., 1990).
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705464ar
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Nouveau mode de représentation graphique de l'équilibre calco-carbonique Application au traitement des eaux
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Cet article traite des problèmes liés à l'étude des équilibres calco-carboniques en limitant leur présentation à l'aspect purement graphique. Dans cette optique, on a développé un nouvel abaque original en choisissant comme coordonnées pH et [CO3 total]. La construction d'un tel abaque ne fait appel qu'à 2 lois fondamentales, à savoir : a) la relation du produit de solubilité du carbonate calcique : Ks=Y22[Ca2+[CO2-3] Cette dernière peut, moyenant l'introduction d'une variable auxiliaire : ∆=[Ca2+]-[CO3 total] se transformer en une relation équivalente plus commode pour le calcul des courbes constitutives de l'abaque. b) une deuxième relation, prenant en compte les ions H+ soit libres, soit engagés dans des combinaisons avec le groupe carbonate ou avec le solvant H2 O. Dans ce but, on introduit une concentration totale appelée acidité potentielle totale (en abrégé APT) définie de la sorte : APT=2[H2CO3]+[HCO-3]+[H2O]+[H+] En outre, on utilise une variable dérivée de APT à laquelle on a donné le nom d'acidité potentielle carbonatée et le symbole. Sa définition est la suivante : δ=2[H2CO3]+[HCO-3] Les 2 variables et APT jouissent en commun de la propriété intéressante de rester invariantes lors de la mise en équilibre de l'eau selon l'équation : CaCO3+H+⇌Ca2++HCO-3 La variable peut également être considérée comme pratiquement invariante dans le domaine des eaux naturelles. Cette propriété est mise à profit pour construire 2 réseaux de courbes constitutives de l'abaque, à savoir : a) celles satisfaisant à la condition : APT=constante. Ces dernières seront appelées "courbes d'iso-acidité b) celles répondant à la condition : ∆=constante. On les désignera sous le nom de "courbes d'iso-équilibre" L'article s'attache à décrire le mode d'utilisation de cet abaque tout en mettant en valeur sa facilité d'emploi pour l'évaluation, tant qualitative que quantitative du comportement d'une eau à l'égard du carbonate calcique. En particulier, la technique permet de visualiser les caractéristiques essentielles de l'eau telles que pH équilibrant, pH stabilisant et indice de stabilisation, caractéristiques dont la signification est précisée dans l'article. L'abaque en question, en parallèle avec un logiciel qui peut lui être associé, constitue ainsi un outil précieux tant pour caractériser une eau que pour procéder ensuite aux traitements chimiques les plus connus. Le cas du mélange d'eaux peut également être avantageusement traité par le biais de cet abaque. De nombreux exemples d'application aux traitements de l'eau sont également largement développés dans la publication. Ceux-ci devraient aider grandement ceux qui sont confrontés aux divers problèmes de l'industrie de l'eau. L'analyse graphique constitue par ailleurs une excellente introduction à la gestion informatisée plus complète de ces problèmes et dont le traitement ne pouvait trouver place dans le cadre limité de cette publication. Le lecteur désireux de poursuivre ces développements ou d'avoir accès au programme informatique complémentaire à cette étude, trouvera les indications nécessaires dans les références bibliographiques figurant en fin de l'article.
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705465ar
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Pollution nitrique des eaux souterraines au Tadla (Maroc)
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Dans les périmètres irrigués du Maroc, la pollution nitrique diffuse des eaux souterraines augmente le risque de détérioration de la qualité des ressources hydriques et engendre un risque sanitaire pour la population rurale s'approvisionnant le plus souvent directement de l'aquifère. La présente étude, réalisée dans le périmètre du Tadla (3600 km2), située au centre du Maroc, vise à faire l'état des lieux de la contamination des eaux souterraines par les nitrates et à identifier les causes potentielles de cette pollution. Le suivi de la concentration des eaux souterraines en nitrates a été réalisé durant la période août 1996 - avril 1998 dans un réseau de cent puits. Les paramètres du milieu physique et des pratiques culturales ont été déterminés soit par des mesures au champs, des analyses au laboratoire ou par enquête auprès des agriculteurs dans un réseau de 40 sites. Les résultats sont présentés sous forme de cartes thématiques par le SIG. Le niveau actuel de la pollution nitrique des eaux souterraines dans le périmètre irrigué du Tadla commence à devenir critique. De part la pollution ponctuelle mise en évidence aux alentours de quelques agglomérations urbaines et à l'aval des sucreries, les zones dont les teneurs en nitrates des eaux souterraines dépassent 50 mg NO3- /l sont localisées en aval des Béni Amir et en aval et à l'Est des Béni Moussa Est. Béni Moussa Ouest reste en général moins polluée que Béni Moussa Est. Les apports excessifs en eau et en engrais azotés pour les cultures pratiquées (blé, betterave, cultures maraîchères, arboriculture et luzerne), sont les causes directes de la pollution diffuse. Par ailleurs, il est certain que la texture du sol (argileuse, argilo-limoneuse et limono-argileuse), la teneur en argile (29% à 55%) et tous les paramètres qui leurs sont corrélés notamment la réserve utile du sol, réduisent le risque de lixiviation des nitrates en profondeur et assurent en conséquence un contrôle naturel de la pollution nitrique des eaux souterraines. Néanmoins, tous les autres facteurs étudiés notamment le niveau des nappes faible par rapport au sol (<4m-12m), la vitesse d'infiltration du sol en milieu saturé généralement élevée (20-450 mm/h), les teneurs assez importantes du sol en matière organique (1.5%-3.5%) et en azote total (0.10%-0.15%), joueraient positivement sur la vulnérabilité de la nappe à cette pollution. De même, le pouvoir de minéralisation élevé des sols couplé aux conditions écologiques favorables à une minéralisation intense de la matière organique native du sol, assez caractéristique des régions irriguées à climat méditerranéen, seraient en partie responsable de cette pollution. Néanmoins, Aucune corrélation n'a été mise en évidence entre la teneur en nitrate des eaux souterraines et les combinaisons linéaires des variables du milieu physique. Ceci serait dû à l'homogénéité du milieu physique et à l'accumulation de la pollution suivant le sens d'écoulement des nappes de l'amont vers l'aval hydraulique. Vu le niveau d'intensification agricole que connaît cette région, la situation risquerait de s'aggraver rapidement induisant, en dehors de toute mesure de prévention, la détérioration de la qualité des eaux souterraines dans cette région.
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705466ar
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Modifications physiques du milieu et conséquences sur le comportement hydrologique des cours d'eau de la Sierra Madre Occidentale (Mexique)
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Des recherches ont été menées dans la Sierra Madre Occidentale du Mexique afin de déterminer l'impact des modifications physiques du milieu (surpâturage et déboisement) sur le fonctionnement hydrodynamique des bassins. L'étude des régimes hydrologiques des deux principaux cours d'eau (le río Ramos avec un bassin de 7.100 km2 et le Sextin de 4.700 km2) composant le haut Nazas montre une variation possible du régime hydrologique qui pourrait être liée aux dégradations de l'espace. Cette modification du régime n'est pas visible dans les tendances annuelles des pluies et des écoulements. De ce fait, d'autres indicateurs sont utilisés dans la recherche de tendances. En utilisant des algorithmes ordinaires et un modèle global simple (le modèle Nazas) nous testons et proposons ici trois indicateurs du régime hydrologique: 1. la comparaison entre les coefficients d'écoulement de base et de crue montre une possible diminution de l'écoulement de base; 2. Les temps de réponse des bassins montrent une probable diminution. Cela signifie que la transformation de la pluie en débit pourrait devenir de plus en plus rapide 3. le degré de participation de l'humidité préalable du milieu montre une possible diminution des temps de ressuyage du sol. Si les résultats sont peu significatifs statistiquement dans cette zone, tous les indicateurs montrent une possible modification du régime hydrologique. L'enjeu est de taille ; la sierra approvisionne en eau plus du quart de la superficie du Mexique. Les modifications du régime hydrologique pourraient avoir des conséquences graves sur le développement.
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705467ar
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Estimation non paramétrique des quantiles de crue par la méthode des noyaux
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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.
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705468ar
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Modèle de référence pour évaluer différentes stratégies de contrôle dans des usines de traitement des eaux usées
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Dans la majorité des pays, il existe des lois strictes pour réglementer la qualité de l'eau provenant des systèmes de traitement d'eaux usées. Ces spécifications légales sont essentiellement influencées par des questions telles que la santé publique, l'environnement et les facteurs économiques. Les objectifs fondamentaux des procédés de traitement des eaux usées sont d'atteindre, avec l'utilisation d'énergie et à des coûts opérationnels minimaux, une concentration de matière biodégradable et de nutriments suffisamment basse dans les effluents et une production minimale de boues. Les systèmes de traitement des eaux usées sont de grandes dimensions et complexes. Ils sont aussi sujets à des variations importantes dans le flux d'entrée et dans la composition de l'eau à l'entrée, qui ne sont pas bien connues. Le procédé est multivariable, avec beaucoup de couplages croisés et nonlinéarités importantes. La dynamique dépend de la variabilité des flux d'entrée et de la complexité des phénomènes physico-chimiques et biochimiques. Le comportement dynamique démontre une énorme variation de temps de réponse (de quelques minutes jusqu'à plusieurs jours). Ces problèmes, combinés aux objectifs les plus importants du traitement des eaux usées, donnent lieu à une demande de techniques de commande avancées, qui peuvent conduire à une réduction du volume à traiter, une diminution importante dans l'utilisation des produits chimiques, et une possibilité d'économie d'énergie et une diminution des coûts d'opération. Dans ce travail, un " benchmark " (modèle de référence) d'un système complet de traitement des eaux usées a été développé, pour évaluer, à partir de simulations, la performance des différentes stratégies de commande proposées, y compris les techniques de respirométrie ("respirometry"). Ce travail s'aparente au Programme Européen d'Action COST (COST 624), et au projet "Respirometry in Control of the Activated Sludge Process (IWA Respirometry Task Group"). Le "Benchmark" représente un procédé de prédénitrification de la boue activée pour éliminer la matière organique et l'azote des effluents domestiques. Le simulateur est basé sur des modèles largement acceptés par la communauté internationale et il a été implanté dans un environnement Matlab/Simulink. La topologie du système et le développement complet du simulateur sont présentés dans ce travail. L'effet des conditions initiales et des caractéristiques du flux d'entrée (valeurs moyennes) sont analysés, aussi bien qu'un test en boucle ouverte. Les stratégies suivantes ont été sélectionnées en guise d'illustration de l'application de la commande automatique dans le "benchmark" (seulement avec commande proportionnel-intégral monovariable): commande basée sur la concentration d'oxygène dissous ("DO concentration-based control"), commande par respirométrie (commande par biomasse active et commande par taux de respiration bactérienne), et commande par concentration de nitrate (commande par dosage externe de carbone et recyclage du flux interne). Le "benchmark" est continuellement mis a jour et sa prochaine version va incorporer des fonctions d'optimisation en temps réel (on line) pour le procédé.
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705469ar
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Analyse d'impacts d'un barrage sur le régime hydrologique de la rivière Matawin (Québec, Canada)
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Malgré la présence de nombreux barrages au Québec, peu d'études ont été consacrées à l'analyse des impacts de ces ouvrages sur les régimes hydrologiques des cours d'eau. La présente note a pour but d'analyser les impacts d'un barrage sur le régime hydrologique de la rivière Matawin en comparant le régime hydrologique de la rivière en amont (1390 km2) et en aval (4070 km2) du barrage pendant une période de 60 ans (1930-1990) et sur trois échelles temporelles distinctes. A l'échelle interannuelle, l'influence du barrage se manifeste par une persistance plus marquée des effets des épisodes humides ou secs ainsi qu'une hausse ou une baisse des débits moyens annuels respectivement durant ces périodes. Mais cette succession et cette persistance n'ont pas affecté significativement la stationnarité de la série hydrologique. Aux échelles mensuelles et saisonnière, l'influence du barrage se manifeste par une inversion du régime hydrologique caractérisée par une hausse des débits hivernaux et une baisse des débits printaniers. Cette influence se traduit aussi par une baisse significative du débit maximum mensuel mais une hausse du débit minimum mensuel. Il en résulte une diminution du coefficient d'immodération. A l'échelle journalière, le barrage modifie la période d'occurrence des débits extrêmes minimums et maximums. Il provoque la diminution significative des débits extrêmes minimums et maximums. Mais l'écrêtement des crues est modéré pour les débits de récurrence=10 ans. L'impact le plus significatif du barrage de Matawin est sans nul doute l'inversion du régime hydrologique dont les conséquences morphologiques et biologiques ne sont pas encore documentées dans la littérature scientifique canadienne. Cette inversion résulte du faible écoulement hivernal et d'une forte production de l'énergie électrique pendant la saison froide.
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705470ar
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Logique floue Appliquée à la gestion à long terme des ressources en eau
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Dans le contexte de la rareté des ressources en eau, une approche globale de la gestion à long terme d'un système de stockage/transfert/distribution d'eau est proposée. L'objectif principal de la gestion d'un tel type de système est de gérer les réserves et les délestages de manière à minimiser les écarts entre offre et demande, ceci à partir d'une prédiction de la demande et des apports. Ainsi, on propose une approche à horizon glissant et surtout une procédure d'adaptation des pondérations du critère fondée sur la logique floue. Cette notion d'adaptation du critère parait tout à fait judicieuse quand on connaît la difficulté de définir les pondérations de tels problèmes d'optimisation et son influence sur la pertinence de la solution obtenue. On vérifie ici l'apport essentiel de la logique floue qui permet d'appréhender finement les enjeux en présence dans la gestion de long terme du système stockage/transfert/distribution d'eau. Le problème de gestion à long terme est résolu par une heuristique améliorée utilisant la programmation linéaire et la programmation dynamique pour réduire les effets de la discrétisation spatiale qui est si limitative dans ce contexte. L'approche de gestion proposée est effectivement appliquée à un cas d'étude qui permet de mettre en évidence sa relative simplicité de mise en œuvre.
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705471ar
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Distribution spatio-temporelle du phytoplancton et du zooplancton dans le lac Saint-Jean (Québec), un réservoir hydroélectrique
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Le Lac Saint-Jean est un réservoir hydroélectrique ayant une superficie de 1 053 km2 et une profondeur moyenne de 6 m. Ses eaux se renouvellent de quatre à cinq fois par année, dont deux fois durant la saison printanière. Entre juin et octobre, l'épaisseur de la couche photique du lac est environ de 4 m et la thermocline est presque toujours plus profonde que 20 m avec une température moyenne saisonnière de 16°C. Les éléments nutritifs (phosphates et nitrates) demeurent à un niveau très bas durant toute la saison. Le taux moyen de chlorophylle a est de 1,3 mg m-3 avec des valeurs maximales de 3 à 4 mg m-3. Le coefficient de corrélation entre la chl. a et la température, pour l'ensemble des données du lac, est de 0,56 (p<0,01). La communauté phytoplanctonique (>20 μm) compte environ vingt espèces mais la dominance est assurée seulement par les Diatomées Asterionella formosa et Tabellaria flocculosa. Ces deux espèces représentent plus de 90 % de tous les organismes entre juin et octobre. D'autres espèces comme Melosira (Aulacoseira) distans, M. islandica et M. ambigua ne sont importantes qu'au début de juin tandis qu'Anabaena flos-aquae ne l'est qu'à la mi-juillet. La communauté zooplanctonique regroupe 17 espèces réparties en 4 catégories : Copépodes, Cladocères, Rotifères et Protozoaires. À partir de la mi-juillet, le zooplancton est surtout dominé par le Rotifère Polyarthra vulgaris et par le Protozoaire Codonella cratera. Ayant des cycles vitaux relativement courts, ces deux espèces forment à elles seules entre 65 et 82% de tous les individus. Dans les 5 premiers mètres de la colonne d'eau, le coefficient de corrélation entre la densité de ces deux espèces est de 0,55, (p<0,01). La variabilité spatio-temporelle des biomasses et la distribution des organismes planctoniques du lac sont influencées par l'hydrodynamique de l'écosystème, particulièrement par les variations saisonnières du débit qui influent sur les nutriments, la température et également par le brassage intense qui maintient la thermocline à un niveau au-dessous de 20 m.
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705472ar
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Évaluation des risques écologiques causés par des matériaux de dragage: roposition d'une approche adaptée aux dépôts en gravière en eau
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Une procédure d'évaluation des risques pour l'écosystème aquatique engendrés par un dépôt de matériaux de dragage dans une gravière type a été élaborée, et testée avec des échantillons de sédiments d'un canal du Nord-Est de la France. La procédure comporte une étape d'évaluation sommaire des risques, à partir de quotients des concentrations mesurées par les critères de danger correspondants, et une étape d'évaluation détaillée où des essais de toxicité et de lixiviation en colonnes sont mis en œuvre. Le scénario testé retient trois hypothèses, qui concernent (a) les effets sur les peuplements d'invertébrés benthiques, représentés notamment par Hyalella azteca et Chironomus riparius, (b) les effets sur les peuplements d'organismes pélagiques, représentés par Chlorella vulgaris, Ceriodaphnia dubia, et Brachionus calyciflorus, et (c) la pollution de la nappe alluviale associée. Différentes modalités d'exposition (essais normalisés, microcosmes) ont été testées. Dans le contexte particulier des trois sédiments étudiés, ces hypothèses se sont avérées plus ou moins discriminantes, la pollution de la nappe étant la plus sensible. Des améliorations de la procédure doivent être envisagées qui concernent à la fois la formulation des hypothèses (risques à court et long terme sur les organismes pélagiques), et les protocoles d'essai, tant pour les organismes du sédiment (rôle de la nourriture notamment) que pour les essais de lixiviation en colonnes.
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705473ar
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Incidence de la minéralisation des eaux algériennes sur la réactivité de composés organiques vis-à-vis du chlore
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Cette étude présente les principaux résultats se rapportant d'une part à l'évolution des consommations en chlore par des composés organiques en solutions synthétiques de minéralisation variable. D'autre part, quelques essais sont consacrés aux possibilités de formation de sous- produits de la chloration tels les trihalométhanes. Les différences de réactivité entre les composés simples (phénol, résorcinol, aniline) et les substances humiques, déjà observées en eau distillée, ont pu également être mises en évidence lors de leur dilution dans des milieux minéralisés (eaux de sources ou de forages). L'influence de la minéralisation, appréhendée par le paramètre "conductivité" ou par des teneurs variables en éléments minéraux spécifiques, s'est concrétisée par des écarts souvent considérables entre les potentiels de consommation en chlore en eau distillée et ceux en eaux minéralisées. La présence d'ions bromures dans les eaux les plus minéralisées induit en particulier une formation plus importante des THM bromés. L'intervention d'ions chlorures et sulfates, en provoquant une diminution des potentiels de consommation en chlore, peut rendre plus complexe le schéma réactionnel du chlore avec les différentes entités réactives présentes dans une eau naturelle. L'application du procédé de chloration à des eaux de surface algériennes a permis de distinguer entre les eaux très minéralisées du sud algérien et celles moins minéralisées du nord du pays. Leur réactivité vis-à-vis du chlore s'est trouvée directement liée à leurs caractéristiques physico-chimiques. Les différences de réactivité relevées peuvent être attribuées d'une part à la variabilité de la proportion en matériel humique et d'autre part aux teneurs relatives en éléments minéraux promoteurs ou inhibiteurs de la réaction de chloration.
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705474ar
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La prévision en temps réel des charges de polluants dans un réseau d'assainissement urbain
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L'objectif principal du présent travail est la prévision en temps réel des charges de polluants dans un réseau d'assainissement urbain. La méthodologie préconisée dans cette étude se base sur deux outils. En premier lieu, le modèle de la courbe de tarage a été utilisé afin d'exprimer la corrélation entre les charges de polluants et les débits de ruissellement. Ce modèle a été sélectionné en raison de sa simplicité et de la disponibilité des paramètres nécessaires pour sa mise en œuvre. L'hypothèse de synchronisme systématique entre les pointes de l'hydrogramme et du pollutogramme dans ce modèle constitue une des faiblesses que nous proposons de surmonter dans le cadre du présent travail. Ainsi, le modèle de la courbe de tarage a été modifié par l'introduction d'un terme de déphasage qu'on identifie en temps réel. D'autre part, la constance des paramètres mis en jeu dans le modèle classique de la courbe de tarage constitue un autre obstacle pour la reproductibilité des phénomènes au cours du même événement et d'un événement à l'autre. Afin de surmonter cette deuxième faiblesse, le filtre de Kalman a été utilisé pour identifier les paramètres d'un modèle dynamique en fonction des erreurs de prévision constatées à chaque pas de temps. La méthodologie a été testée avec succès sur le secteur I de la ville de Verdun du Québec. Le modèle établi a été validé à l'aide de trois critères de performance, à savoir, le coefficient de Nash, le rapport des pointes mesurées/prévues et leur déphasage. Selon ces critères, les résultats trouvés par le modèle dynamique concordent bien avec les mesures.
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705475ar
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Modélisation régionale des débits de crue du bassin hydrographique du Cris : approche régionale classique et par modèles de référence
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Une régionalisation débit-durée-fréquence des débits de crue est réalisée sur les sous bassins du Cris qui draine une superficie d'environ 14 300 km2 à l'ouest de la Roumanie. Cette régionalisation concerne 78 sous bassins dont les chroniques de débit quotidien et de pointe observées sont de trente ans en moyenne et pour lesquels nous disposons des pluies maximales de bassin de 1 jour à 10 jours calculées à partir de 92 postes pluviométriques. La régionalisation est menée selon deux approches : une approche régionale classique et une approche à partir de trois modèles adimensionnels de référence établis sur trois sites observés de France. La différence fondamentale entre les deux approches réside en ce que l'une prend en compte l'information spatiale pluie-débit inventoriée du Cris et que l'autre considère essentiellement l'information pluie-débit de chaque site de référence français. L'approche modèles de référence a pour base conceptuelle une typologie des crues qui pour un site cible est prédéfinie par un critère de choix, tandis que l'approche classique nécessite que soient définis des régions hydrologiques homogènes. Cette démarche est menée sur les trois sous bassins hydrographiques du Cris et permet d'étendre la région hydrologique homogène à l'ensemble du bassin du Cris. L'approche régionale comme l'approche modèles de référence privilégie la loi exponentielle adaptée aux valeurs supérieures à un seuil pour ce qui concerne les quantiles de crue de faible période de retour et pour des durées de 1j à 10j selon la dynamique de crue des sous bassins. Pour les quantiles de crue de grande période de retour les deux approches sous tendent le modèle du GRADEX, forme d'extrapolation des distributions observées par le gradex des pluies maximales. Quelle que soit l'approche de régionalisation, en tout site cible doivent être disponibles deux descripteurs de régime : le débit de pointe décennal Q10 et une durée caractéristique de crue D. Afin de comparer essentiellement l'incertitude des modélisations sur les quantiles de crue, D et Q10 sont connus et déduits des observations. Les résultats présentés montrent une bonne validité du modèle régional ajusté sur l'ensemble du Cris. Ceci indique que la zone étudiée est relativement bien homogène. Concernant les modèles de référence, leur critère de choix n'apparaît pas pertinent lorsqu'on s'intéresse aux faibles périodes de retour, mais se révèle significatif pour les fortes périodes de retour. Ce résultat est en grande partie dû à la méthode d'extrapolation appliquée. Celle ci est liée à la méthode du GRADEX et utilise l'information locale sur les gradex de pluie, comme cela est souvent le cas en France. Il est à noter que ces modèles de référence établis sur des chroniques de débit et pluie d'avant 1992 n'ont pas été réactualisés. L'exemple du bassin du Cris montre qu'ils n'en gardent pas moins un caractère opérationnel pour l'estimation des quantiles de crue de durée d (0 < d(j) < 10) et de période moyenne de retour T (5 < T(an) < 1000).
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705476ar
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Influence de la matière organique et inorganiquede l'eau sur l'élimination des pesticides par nanofiltration
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Ce travail explore les performances de deux types de membranes de nanofiltration (Desal DK et NF200) dans l'élimination dans les eaux de certains pesticides (l'atrazine et son métabolite la déséthylatrazine (DEA), la simazine, la cyanazine, l'isoproturon et le diuron) et évalue l'influence de la présence de matière organique ou inorganique dans la matrice d'eau sur l'efficacité de ce traitement. Des eaux synthétiques, composées à partir d'eau distillée à laquelle a été ajoutée de la matière organique (acides humiques) ou inorganique (CaCl2 ou CaSO4), ont été traitées sur un pilote de nanofiltration durant 96 heures. Les taux rétention en pesticides et ceux de leur adsorption sur les membranes ont été calculés et comparés aux résultats obtenus sur une matrice d'eau distillée pure. Une influence du type de membrane et de la présence de la matière humique sur le taux d'abattement de certains pesticides a été constatée. L'influence de la matière inorganique est pratiquement insignifiante.
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705477ar
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Étude expérimentale des transferts d'eau provoqués par l'irrigation sur une parcelle en moyenne vallée du fleuve Sénégal
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Alors que l'irrigation paraît être le recours essentiel face aux besoins croissants de la population mondiale en céréales, la dégradation des sols et des eaux annihile presque totalement les efforts d'aménagement. Aussi l'étude de la dégradation des sols dans la moyenne vallée du fleuve Sénégal constitue l'un des quatre objectifs du pôle de recherches sur les systèmes irrigués sahéliens qui regroupe quatre pays dont le Mali, la Mauritanie, le Niger et le Sénégal. Le suivi de l'évolution des eaux et des sols sous culture apparaît indispensable pour garantir une agriculture irriguée rentable et durable dans la zone. Dans cette région, les risques de dégradation des sols font suite à l'effet de deux processus de dégradation que sont l'alcalinisation et la salinisation des sols. Ces types de dégradation sont fortement corrélés à la remontée des nappes d'eaux souterraines. Dans cet article, l'étude des transferts d'eau dans les parcelles irriguées par le biais d'un suivi expérimental " in situ " met en évidence les relations existantes entre les eaux d'irrigation et les mouvements de la nappe. L'étude a permis une meilleure compréhension de la dynamique hydrique au sein de la parcelle : saturation du profil et processus de recharge de la nappe. Elle a également permis de montrer que les échanges avec la nappe pendant la période d'irrigation sont négligeables. Cette pratique de la riziculture inondée, entraîne une variation de stock importante qui représente plus de 40% des apports et qui se traduit par une remontée de nappe de près de 2 mètres.
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705478ar
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Bilan hydrologique et envasement du barrage Saboun (Maroc)
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La présente étude s'inscrit dans le cadre d'un programme de recherche sur la gestion des lacs et barrages collinaires en zone méditerranéenne HYDROMED. Elle a pour objectif le suivi hydrologique et la sédimentation du barrage collinaire Saboun, situé dans la zone de Tanger au Nord-Ouest du Maroc. Un dispositif hydro-pluviométrique automatique a été installé à ce sujet depuis novembre1997. Il a permis le suivi du bilan en eau de la retenue et l'analyse de son fonctionnement hydrologique. Parallèlement, une étude de la bathymétrie par sondage ponctuel a montré que le taux de sédimentation est de l'ordre de 2% par an. Cette perte en eau de la capacité totale de la retenue est une conséquence directe d'une forte dégradation des sols du bassin versant estimée à 115 T/ha/an.
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705479ar
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Stratégies d'élimination de l'azote d'un effluent urbain dans un réacteur discontinu séquentiel (SBR)
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Le traitement des effluents urbains par réacteurs discontinus séquentiels (SBR : Sequencing Batch Reactor) constitue une solution alternative aux traitements par systèmes à boue activée en effectuant le traitement du carbone, la séparation liquide solide et l'élimination des nutriments au sein d'un bassin unique grâce à une gestion adéquate des cycles temporels de réaction. L'alternance de phases aérées et anoxiques suivie d'une période de décantation conduit en théorie à l'élimination quasi totale des ions nitrate formés lors de la phase de nitrification aérobie. Cependant, selon la charge appliquée, le carbone totalement dégradé lors de la phase préliminaire d'aération ne peut servir de source de carbone pour la dénitrification exogène. Afin d'accélérer la dénitrification, plusieurs solutions sont possibles : l'une consiste à allonger la deuxième phase d'anoxie suffisamment longtemps pour traiter les ions nitrate résiduels au cours d'un processus de dénitrification endogène, l'autre à diminuer le temps de réaction aérobie tout en augmentant la fréquence des séquences aérobie/anoxie afin de conserver du carbone résiduel lors de la dénitrification. Une troisième solution réside dans l'ajout d'une source de carbone exogène suite à l'étape de nitrification de manière à permettre une assimilation plus rapide et plus efficace des ions nitrate formés (dénitrification exogène). L'article compare les résultats d'abattement sur le carbone et l'azote d'une eau usée urbaine en utilisant les trois types de fonctionnement. Il en résulte la définition d'une stratégie globale de contrôle du procédé, chacun des scénarii pouvant être privilégié en fonction de la qualité de l'effluent de départ et des contraintes de traitement.
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705480ar
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Influence de la pluviométrie sur la contamination de l'atmosphère et des eaux de pluie par les pesticides
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Cette étude a pour objectif d'identifier les facteurs qui influencent la contamination des eaux de pluie par les produits phytosanitaires. Cinq sites contrastés ont été choisis de manière à être représentatifs des zones de productions légumières ou de plein champs et à couvrir les différents modes de contamination des précipitations. Il s'agit des sites de l'Ile de Ouessant, Landivisiau, Plouay, Ploufragan et Rennes. Les évènements pluvieux collectés sont choisis en fonction des caractéristiques de formation de la perturbation et du calendrier des épandages de pesticides. Par ailleurs, les concentrations rencontrées pour le site de Rennes en 2000 (année très humide) ont pu être comparées à celles obtenues lors d'une étude conduite en 1996 sur un site proche mais pour des conditions climatiques plus habituelles (année humide à sèche). Les analyses sont réalisées par extraction en phase solide suivie d'une analyse en chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse, ou par détection azote-phosphore spécifique (NPD) ou détection par capture d'électrons pour les composés halogénés (ECD). Dans ces deux derniers cas, la confirmation de l'identité des produits est réalisée par un système de double colonnes. Sept évènements pluvieux distincts ont été collectés et analysés entre les 15 mars et 15 juillet de l'année 2000. Parmis les produits recherchés six molécules sont régulièrement retrouvées : l'atrazine et son métabolite la déethylatrazine (DEA), l'alachlore, le lindane (gamma HCH) et son isomère le béta HCH ainsi que la desméthryne. Nous avions déjà des observations analogues à l'issu de nos premières investigations de 1996. Les analyses réalisées ont montré l'existence d'une contamination chronique du compartiment atmosphérique par l'atrazine et la DEA pour les zones sous influence agricole. Les niveaux de concentrations rencontrés sont faibles, de l'ordre de 10 ng/L. A ce bruit de fond s'ajoutent en période de traitement, des transferts depuis les parcelles traitées qui conduisent à des valeurs beaucoup plus élevées (de 0,1 à 0,7 μg.L-1). La détection de l'alachlore et de la desmethryne est limitée aux périodes d'application de ces produits. Du lindane, et dans un cas son isomère le béta-HCH, ont pu être mis en évidence sur quelques prélèvements, traduisant une contamination chronique du compartiment aérien due à la rémanence de ce type de composés. Les concentrations dans les pluies, pour un site donné, sont très dépendantes de la pluviométrie. Alors qu'en année de pluviosité normale (1996), les concentrations en période d'application sont élevées, elles restent faibles pour une année humide (2000). Pour s'affranchir de l'effet de dilution, nous avons calculé des retombées massiques (mg.ha-1) pour les deux périodes de collecte de 1996 et 2000. Les résultats de 2000 restent malgré cela très inférieurs à ceux de 1996 (d'un facteur quatre environ). Les surfaces emblavées et les différences d'usage entre les deux années sont trop faibles pour expliquer les écarts obtenus. Ceci nous permet de conclure que c'est l'intensité des transferts sol-air qui détermine les niveaux de contamination de l'atmosphère. L'humidité élevée des sols, pour une année humide, favorise la migration verticale des produits phytosanitaires dans les couches inférieures, réduisant ainsi les concentrations de pesticides susceptibles d'être transférés vers le compartiment aérien.
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705481ar
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Analyse de sensibilité du modèle CEQÉROSS
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L'analyse de sensibilité constitue une étape importante dans le développement et la mise en place d'un modèle de simulation. Cette analyse de sensibilité du modèle CEQÉROSS effectuée sur un petit bassin versant agricole du Québec (Canada) montre que la dimension du maillage utilisé pour découper le bassin versant de Lennoxville en éléments de calcul exerce une influence directe, mais modérée, sur la charge sédimentaire transportée à l'exutoire. Les paramètres de calage associés à l'érosivité des précipitations et les variables d'entrée décrivant la topographie influencent considérablement les résultats de la simulation pour la période considérée et, de ce fait, nécessitent une plus grande attention lors des étapes de préparation des données et de calage du modèle. La forme linéaire de l'équation de production de sédiments en rivière exerce un rôle majeur sur les charges totales annuelles simulées. L'importance relative des paramètres associés à la granulométrie des sédiments transportés en rivière indique que la capacité du cours d'eau à transporter les particules grossières limite la charge totale annuelle évacuée à l'exutoire du bassin versant de Lennoxville pendant la période d'étude. Ces résultats doivent cependant être confrontés à d'autres analyses de sensibilité afin de décider des modifications éventuelles à apporter aux équations du modèle.
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705483ar
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Le sol, lieu d'échange et de transferts. Conséquences de leur utilisation par l'homme : un exemple français
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Les sols exercent une multiplicité de fonctions de régulation entre l'atmosphère et les milieux aquatiques. Ceci est lié à leurs caractéristiques très variables dans l'espace, à la diversité des processus de nature physique, physico-chimique et biologique qui s'y déroulent, mais aussi à leur position d'interface entre l'atmosphère, le substrat géologique et les milieux aquatiques. Les échelles de temps qui président à sa genèse sont en général longues, du millier d'années au million d'années. Il s'agit donc d'une ressource non renouvelable à l'échelle humaine. Les changements dans les pratiques agricoles ont profondément modifié le cycle de l'eau. Ainsi la perte de matières organiques des sols tend à amplifier l'encroûtement de surface et le ruissellement et conduit à une érosion importante des terres. Les prélèvements des cultures étant plus importants, la reconstitution de la réserve en eau des sols est souvent problématique les années sèches. La science du sol doit fournir une réserve de connaissances dans laquelle la recherche appliquée puise des éléments d'interprétation de leur fonctionnement, et ce, afin de répondre aux besoins de l'agriculture et de l'environnement. Le sol doit alors être considéré comme un écosystème qui lui-même est une composante d'un écosystème plus vaste. Son étude nécessite de considérer une très large gamme d'échelles spatiales et d'échelles temporelles. Les évolutions des sols sont lentes et difficiles à déceler aisément. Les études sont donc complexes et nécessitent la durée. Elles permettent in fine d'évaluer les altérations possibles de ses diverses fonctions avec une estimation des risques résultant de cette altération. Ceci démontre qu'il convient de réévaluer le sol par rapport à ses fonctions environnementales, donc en ne se limitant pas à la seule fonction de production.
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705484ar
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Influence du pH sur les propriétés des sols : l'essai de longue durée des 42 parcelles à Versailles
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Les pratiques de fertilisation et d'amendement peuvent contribuer à modifier profondément les propriétés des sols. Ceci est mis en évidence par le dispositif des 42 parcelles de l'INRA à Versailles qui reçoit chaque année les mêmes traitements depuis 1929. Il présente l'originalité d'être en jachère nue. Les résultats reportés ici reposent sur 16 traitements que nous comparons à une parcelle témoin. Le sol est à caractère limoneux avec 14 à 22 % d'argile. Le pH, la capacité d'échange au pH du sol (CECsol), et les cations échangeables ont été mesurés. Des mesures de porosité, de rétention de l'eau à différents potentiels de l'eau ont été effectuées. Des variations considérables de pH sont observées. Les engrais ammoniacaux conduisent à des parcelles très acides (pH 3,5 à 5,0), à faible CECsol, essentiellement saturée par des cations aluminium. Dans les parcelles chaulées ou recevant des amendements basiques, le pH est tamponné à 8,2 par les carbonates. La CECsol double du sol acide au sol chaulé où elle est majoritairement saturée par du calcium échangeable. Avec les sels neutres (par exemple KCl, NaNO3) le pH n'a pas changé et pour le témoin il a légèrement baissé. Des observations de terrain montrent que ces différents états physico-chimiques sont en relation avec les états de surface du sol et influencent la porosité du sol en profondeur. Ainsi dans les sols des régions tempérées la CECsol peut doubler dans un domaine très restreint de pH (6,0 à 7,5), orientant fortement les propriétés physiques des sols.
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705485ar
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Modéliser pour prévoir les flux de polluants émis par un dispositif contenant des déchets
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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.
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705486ar
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Évaluation de l'écocompatibilité de déchets mis en dépôts ou valorisés en travaux publics : une méthode pluridisciplinaire pour une approche " en scénario"
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Fondée sur le concept de l'écocompatibilité des déchets et élaborée à l'issue d'un programme de recherche de 5 ans, la méthode présentée nécessite une étroite collaboration entre chercheurs ou experts provenant de disciplines variées (physico-chimie, hydrogéologie, géotechnique, biologie, microbiologie,...) et travaillant sur divers milieux (déchets, sol de surface, sous-sol et eau). Elle comprend une procédure d'évaluation stricto sensu, suivie d'une procédure de décision au cours de laquelle on se prononce sur l'écocompatibilité (ou non) des scénarios de stockage ou de valorisation des déchets étudiés (ex : valorisation en technique routière). L'évaluation est effectuée selon une approche dite " en scénario ", inspirée de la norme expérimentale européenne ENV 12 920 " Caractérisation des déchets - Méthodologie pour la détermination du comportement à la lixiviation d'un déchet dans des conditions spécifiées ". Elle repose sur l'étude successive des flux de polluants émis par le dépôt ou l'ouvrage contenant les déchets (terme source), du transport de ces flux vers les milieux récepteurs (terme transport) et de l'impact des flux de polluants atteignant les milieux récepteurs (terme impact). Elle comprend une étape préalable d'analyse visant à décrire finement chacun de ces trois termes fondamentaux (source, transport et impact), de manière à identifier et à hiérarchiser les différents paramètres ayant une influence déterminante sur leur comportement. Cette analyse, qui correspond à la description du déchet et du scénario de stockage ou de valorisation des déchets, permet ensuite d'effectuer une sélection pertinente des essais à mettre en œuvre pour procéder à l'évaluation de chacun des trois termes et donc de l'écocompatibilité du scénario étudié. Les grands principes de la méthode et les principaux résultats obtenus lors du programme relatif à sa mise au point ayant fait l'objet de précédentes publications, le présent document porte sur le caractère fondamentalement pluridisciplinaire de l'application de cette méthode.
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705488ar
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Rôle des acides humiques dans le transfert du pyrène entre les minéraux argileux et l'eau
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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.
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