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705489ar
Relation entre la richesse du sol en phosphore et la concentration en phosphore de l'eau de drainage dans deux agro-écosystèmes
null
Des concentrations en P excédant le seuil d'eutrophisation sont fréquemment mesurées dans l'eau des affluents du fleuve Saint-Laurent au Québec, Canada. Un enrichissement excessif en P des sols agricoles en serait la source. Une norme relative à la saturation en P des sols a été proposée comme critère de risque de contamination en P des eaux de surface. L'objectif de ce travail est d'étudier le lien entre la richesse en P du sol et la teneur en P de l'eau de drainage dans deux agro-écosystèmes du Québec. Le bassin versant de la rivière Boyer (BVB), dominé par des sols en pente, une forte densité animale et des productions fourragères et les Basses Terres de Montréal (BTM), dominées par des sols plats utilisés pour la production intensive de maïs et une faible densité animale sont étudiés. Le degré de saturation en P des sols du BVB est de 8 à 10 % alors que celui des BTM dépasse très souvent 15 %. Le pool du P organique est plus faible dans les sols des BTM que dans le BVB. La concentration moyenne en P de l'eau de drainage est plus élevée dans les sols du BVB (171 μg L-1) que dans ceux des BTM (98 μg L-1). Elle est corrélée à la teneur en P extrait à l'oxalate des sols argileux et à la teneur en P soluble dans l'eau ou à l'index de sorption en P des sols grossiers. Ces relations sont plus étroites pour la couche 0-5 cm de sol que pour les couches plus profondes. Les résultats de cette étude démontrent qu'il est difficile de prédire la concentration en P de l'eau de drainage de sols contrastants. Regrouper les sols selon leur texture améliore la précision de la prédiction de la teneur en P de l'eau de drainage à partir de leurs propriétés.
705490ar
Calcul de probabilités de dépassement d'objectifs environnementaux de rejets de sources ponctuelle et diffuse à l'aide du système de modélisation intégrée GIBSI
null
Dans un contexte de gestion intégrée de l'eau par bassin versant, on doit, avant d'implanter tout programme d'assainissement, comparer les solutions de rechange, distinguer les contributions des différentes sources de pollution aux problèmes de qualité de l'eau, et définir des objectifs environnementaux de rejet (OER) associés aux activités et aux pressions anthropiques. Dans le cas des sources de pollution d'origine ponctuelle, on détermine un OER et son risque de dépassement en fonction d'un débit d'étiage critique d'une période de retour donnée. Dans le cas de la pollution diffuse d'origine agricole, il n'existe pas de concepts similaires pour définir des OER. L'approche que nous proposons, c'est de simuler, à l'aide de chroniques météorologiques et de divers scénarios de gestion de ces rejets, les concentrations résultantes dans les cours d'eau et de calculer les probabilités de dépassement des critères de qualité de l'eau (CQE). Cette approche permet de caractériser la prise de décision pour la période de contrôle en matière du nombre moyen de jours de dépassement d'un CQE. Ceci représente une quantification plus exacte du risque car ce dernier est interprété en fonction de ce qui est mesuré en rivière, c'est-à-dire les concentrations de polluants. Dans cette étude, on illustre l'application de ce concept à partir d'un cas de figure dans le bassin versant de la rivière Chaudière (Québec, Canada) qui est simulé avec le système de modélisation intégrée GIBSI. Dans le cadre d'une analyse de scénarios de restauration des activités récréatives conduisant à des contacts directs et fréquents avec l'eau, on illustre comment on peut, en réduisant respectivement les pressions agricole et urbaine de 32 et 17%, abaisser globalement les probabilités de dépassement des critères esthétique et bactériologique de 0,32 à 0,19 et de 0,94 à 0, respectivement.
705492ar
Échanges en surface dans le modèle de chimie transport multi-échelles MOCAGE
null
Les échanges en surface dans le Modèle de Chimie Transport (MCT) multi-échelles MOCAGE de Météo-France comprennent à la fois les flux d'émissions et de dépôt sec d'espèces gazeuses. Une interface 2D a été développée entre MOCAGE et le modèle de prévisions météorologiques opérationnel français ARPEGE dans le but de calculer des flux à la surface réalistes Pour les émissions, un inventaire global est employé pour le moment; cet inventaire a été construit essentiellement à partir des inventaires des programmes IGAC/GEIA (International Global Atmospheric Chemistry / Global Emission Inventory Activity) et EDGAR (Emission Database for Global Atmospheric Research qui ont des résolutions temporelles annuelles, sai-sonnières ou mensuelles et une résolution spatiale de un degré. Le dépôt sec d'espèces gazeuses, y compris l'ozone, le dioxyde de soufre, les composés azotés, les composés organiques à longue et à courte durée de vie, a été paramétrisé selon [Wesely, 1989]. Le modèle calcule la vitesse de dépôt à partir de valeurs de trois résistances en série, les résistances aérodynamique, laminaire et de la surface. Ces résistances sont calculées en utilisant les champs de surface d'ARPEGE. Les champs liés à la végétation, tels l'indice foliaire, sont prescrits avec une résolution de un degré sur le globe et de cinq minutes sur l'Europe. Un certain nombre de modifications a été apporté à la paramétrisation de [Wesely, 1989], par exemple pour la formulation de la résistance stomatale et celle de la résistance de surface sur les surfaces mouillées. Les valeurs calculées de vitesse de dépôt ont été comparées à des observations et leurs distributions spatiales et temporelles ont été analysées sur deux saisons opposées (hiver et été, sur les différents domaines de MOCAGE, de résolution allant de 2 degrés pour le globe à 0.25 degrés pour la France.
705494ar
Les échanges surface-atmosphère du mercure gazeux dans l'écosystème lac Ontario/fleuve Saint-Laurent
null
La volatilisation du mercure des surfaces vers l'atmosphère et les dépôts atmosphériques du mercure sont des phénomènes importants dans la dynamique globale du mercure. Les échanges surface-atmosphère du mercure gazeux dans l'écosystème lac Ontario/fleuve Saint-Laurent sont variables dans le temps et dans l'espace. Bien que le modèle de la double couche montre que la grande partie des écosystèmes aquatiques sont en sursaturation par rapport à la constante d'Henry, des observations in situ, à l'aide de techniques de chambre à flux, montrent que des dépôts gazeux sont également possibles. Les dépôts gazeux du mercure dans l'écosystème lac Ontario/fleuve Saint-Laurent oscillent entre 0 et 4,66 ng/m2/h alors que les valeurs de volatilisation varient entre 0 et 9,28 ng/m2/h. Globalement, la volatilisation médiane du mercure est de 0,77 ng/m2/h alors que le dépôt gazeux médian est d'environ un ordre de grandeur inférieur (0,075 ng/m2/h). En été, l'ensemble des dépôts atmosphériques du mercure semble être mis à contribution lors de la volatilisation du mercure au-dessus des sols. Il semble que la majeure partie de cette volatilisation serait en fait de la ré-émission du mercure vers l'atmosphère. En hiver, seule la portion gazeuse des dépôts de mercure semble être ré-émise vers l'atmosphère. Plusieurs observations dans un marécage fluvial du lac Saint-Pierre (baie Saint-François) montrent que les flux de volatilisation du mercure sont supérieurs en période sèche qu'en période inondée (0,83 vs. 0,52 ng/m2/h). Ainsi, en période d'inondation le mercure réactif disponible pour la volatilisation serait en compétition avec les mécanismes responsables pour la méthylation du mercure (bio-disponible) et/ou la formation du sulfure de mercure (inerte sous forme de cinabre). Cet article a pour objectifs de présenter et discuter les échanges surface-atmosphère du mercure gazeux dans l'écosystème lac Ontario/fleuve Saint-Laurent.
705496ar
Réduction du modèle ASM 1 pour la commande optimale des petites stations d'épuration à boues activées
null
L'adoption par l'Union Européenne de normes de rejets plus contraignantes implique une meilleure gestion des stations d'épuration. L'utilisation de modèles de simulation dynamique dans des schémas de commande en boucle fermée constitue une alternative intéressante pour répondre à ce problème. Sur la base du modèle ASM 1, un modèle réduit est ici élaboré pour le procédé à boues activées en aération séquentielle, en vue de la commande optimale du système d'aération. Les simplifications considérées sont de deux types : (i) les dynamiques lentes du système sont identifiées au moyen d'une méthode d'homotopie, puis éliminées du modèle ; (ii) des simplifications plus heuristiques consistant à prendre en compte un composé organique unique et à éliminer la concentration des composés organiques azotés sont ensuite appliquées. Elles conduisent à un modèle simplifié de 5 variables. L'application d'une procédure d'identification paramétrique permet alors de démontrer que le comportement dynamique du modèle simplifié est en bonne adéquation avec celui du modèle ASM 1 sur un horizon de prédiction de plusieurs heures, même lorsque les concentrations de l'influent ne sont pas connues. Il est également vérifié que le modèle proposé est observable et structurellement identifiable, sous des conditions d'aérobiose et d'anoxie, à partir des mesures en ligne des concentrations en oxygène dissous, ammoniaque et nitrate. Le modèle simplifié développé présente ainsi toutes les propriétés requises pour une future utilisation au sein de schémas de commande en boucle fermée, en vue de la commande optimale des petites stations d'épuration à boues activées.
705498ar
Effet du débit sur la dynamique temporelle des algues périphytiques dans une rivière influencée par les activités agricoles
null
Le périphyton de la rivière Boyer Nord, une rivière affectée par les activités agricoles dans le sud du Québec (Canada), a été échantillonné toutes les deux semaines de la mi-mai à la fin septembre 1999 afin d'évaluer son évolution temporelle et d'identifier les variables potentielles qui le contrôlent. Les résultats montrent la grande variabilité temporelle de la biomasse périphytique (poids sec organique et chlorophylle a) et de la structure de la communauté de diatomées. La communauté d'algues benthiques dans la rivière Boyer était principalement composée de diatomées (Nitzschia, Cocconeis, Cymbella, Cyclotella), d'algues vertes (Scenedesmus, Pediastrum, Cosmarium, Closterium) et de cyanobactéries (Phormidium, Oscillatoria, Merismopedia). La pointe de débit observée durant la semaine précédant l'échantillonnage était fortement corrélée à plusieurs variables physico-chimiques (N-total, NH3-N, NO3-N, P-total, turbidité) et était le plus fortement corrélée aux changements temporels de la biomasse. La biomasse (chlorophylle a et poids sec organique) était négativement corrélée au phosphore total, ce qui reflète la relation avec le débit. Les changements temporels dans la composition spécifique des diatomées étaient régis par différentes variables physico-chimiques, selon les limites de tolérances et la valence écologique des espèces. Les algues périphytiques de cette communauté ont réagi aux variations de l'environnement à l'intérieur d'une période de 2 semaines puisque des changements majeurs dans la structure de l'assemblage de diatomées ont été observés lors de chaque échantillonnage. Ces observations montrent la forte variabilité de la biomasse et de la structure de la communauté périphytique dans les rivières enrichies par les éléments nutritifs et souligne l'influence majeure du débit dans ce type d'environnement.
705500ar
Simulation numérique de la sédimentation dans les retenues de barrages : cas de la retenue de Zardezas, Algérie
null
La construction d'un modèle numérique destiné à prédire la formation et l'évolution de dépôts de sédiments à l'amont d'un barrage est présentée. A partir d'informations sur les apports en eau et en sédiments en provenance du bassin versant consolidées par une analyse hydrologique en QdF, un modèle hydraulique bidimensionnel horizontal couplant équations de Saint Venant et une équation de convection-diffusion est mis en œuvre. L'application de ce modèle sur la retenue de Zardezas de la région de Skikda (Algérie) montre, à la fois, les difficultés pratiques rencontrées dans la mise en œuvre et l'apport possible d'une telle méthode pour la gestion des retenues algériennes.
705501ar
Dégradation photochimique d'herbicides chlorophenoxyalcanoïques en milieux aqueux
null
La dégradation photochimique de cinq herbicides appartenant à la famille des chlorophénoxyalcanoïques a été étudiée en solution aqueuse par irradiation à 254 nm selon trois systèmes : UV seul, UV/H2O2 et UV/H2O2/ FeIII (photo-Fenton). Le procédé photochimique semble constituer une alternative prometteuse aux méthodes existantes de traitement chimique des eaux polluées; en effet il permet de détruire photochimiquement l'herbicide initial et d'obtenir, dans les conditions opératoires initiales, sa minéralisation complète en CO2 et H2O. Il s'agit d'un procédé d'oxydation avancé, utilisant comme agent oxydant, des radicaux OH. produits in situ photochimiquement. L'évolution de la composition chimique des solutions d'herbicides étudiés a été suivie par chromatographie liquide à haute performance (CLHP). La minéralisation a été évaluée par mesure de la demande chimique en oxygène (DCO) et par le dosage des ions chlorures libérés. La cinétique de photodégradation, la nature et l'évolution des produits formés ainsi que le rendement du procédé ont été déterminés.
705502ar
Mécanismes d'élimination de l'azote et du phosphore dans un chenal algal à haut rendement
null
Le devenir de l'azote(N) et du phosphore (P) a été étudié dans un chenal à haut rendement (CAHR) au cours de la période d'adaptation puis en phase stationnaire. En moyenne, la part de N total perdue atteint 34,5% du N admis en période d'adaptation et 24,5% en phase stationnaire tandis que la part assimilée par les algues atteint respectivement 32 et 43,5%. L'azote organique particulaire s'accumule dans le sédiment et subit une minéralisation lente pendant la phase d'adaptation puis rapide en phase stationnaire. Les pertes nettes en N dans le CAHR seraient dues à la sédimentation et à la volatilisation de NH3 en saison froide et seulement au dernier mécanisme, en saison chaude. Le bilan de l'azote ammoniacal en phase stationnaire montre que l'importance de la biomasse algale produite en saison chaude ne peut s'expliquer qu'en présence d'une minéralisation active du sédiment. Le taux de minéralisation est estimé à 12,4 kg N ha-1 j-1 en saison chaude contre 1,3 en saison froide. En moyenne, la part du P total perdue atteint 27% du P admis en période d'adaptation et 17,5% en phase stationnaire alors que la part assimilée par les algues atteint respectivement 25 et 17,5%. En phase stationnaire, l'élimination du P soluble dans le CAHR serait due à l'assimilation algale (54%) et à la précipitation chimique sous forme de sels de phosphates (46%).
705503ar
Assimilation de données d'humidité des sols pour la prévision de crues : comparaison d'un modèle pluie-débit conceptuel et d'un modèle intégrant une interface sol-végétation-atmosphère
null
Le but de cet article est de présenter une méthodologie de mise à jour des paramètres de modèles pluie-débit en période de crue. Elle a été mise au point afin d'améliorer un des aspects de la gestion des réservoirs dans un contexte opérationnel de protection contre les crues: la réduction des incertitudes sur la prévision des débits. L'originalité de la méthode proposée réside dans le fait que l'on utilise non seulement une information sur les débits mais aussi une information sur l'humidité du sol. L'objectif de l'étude est d'évaluer l'intérêt de l'introduction de cette information supplémentaire. Pour cela, les données d'humidité du sol sont introduites au sein du modèle par l'intermédiaire d'une relation de passage établie entre l'humidité mesurée in situ et l'humidité calculée implicitement ou explicitement par les modèles. Cette méthodologie a été testée dans le cadre du projet européen AIMWATER sur quatre sous-bassins de la Seine en amont de Paris (France). Deux modèles pluie-débit sont utilisés dans cette étude, un modèle conceptuel semi-emprique et un modèle conceptuel couplé à un schéma de surface simulant une interface sol-végétation-atmosphère et permettant de calculer l'évolution de l'humidité du sol à différentes profondeurs. Cette approche comparative étudie l'intérêt d'un tel modèle couplé par rapport au modèle conceptuel semi-empirique sans représentation explicite des phénomènes se produisant à l'interface sol-végétation-atmosphère.
705505ar
La méthode de polarisation spontanée en hydrogéologie des terrains volcaniques
null
En terrain volcanique, les eaux de pluie s'infiltrent jusqu'à leur rencontre avec un niveau imperméable qui correspond le plus souvent au socle cristallin. Ce sont les talwegs et les lignes de crête des paléo- reliefs de ce socle dont la profondeur peut dépasser la centaine de mètres qu'il convient de détecter, parfois avec une précision décamétrique. La méthode géophysique la plus utilisée en hydrogéologie des terrains volcaniques est la prospection électrique qui fournit des coupes verticales des résistivités électriques. La morphologie du substratum imperméable ou saturé peut aussi être obtenue en mesurant en surface les potentiels électriques de polarisation spontanée (en abrégé PS) qui se forment par la percolation de l'eau infiltrée dans le terrain poreux. La base de la zone non saturée, appelée surface SPS, est calculée par une relation faisant intervenir les données PS, les altitudes et deux coefficients définis à partir des données géologiques. Cette surface indique directement les axes de circulation et les lignes de partage des eaux. Deux exemples pris sur des sites bien documentés montrent la validité de la méthode pour localiser les axes de circulation de l'eau souterraine et les limites entre bassins versants. Un troisième exemple montre les résultats PS comparés à ceux des méthodes électromagnétiques VLF et AMT. La méthode PS est légère et offre une bonne précision horizontale, mais elle demande au moins un forage d'étalonnage pour préciser la profondeur des interfaces.
705506ar
Évaluation de la capacité de rétention des métaux dissous d'un marais artificiel en utilisant le périphyton et le gastéropode Helisoma trivolvis
null
Le but de cette étude est de déterminer si le périphyton et le gastéropode pulmoné Helisoma trivolvis peuvent être utilisés pour évaluer la capacité de rétention des métaux dissous d'un marais construit. Cette étude a été menée dans un marais de la région d'Ottawa-Carleton (Ontario, Canada), qui a été construit en 1995 afin d'améliorer la qualité des eaux de ruissellement provenant d'un bassin versant à usage résidentiel et agricole. Au cours du mois de septembre 1999, des échantillons d'eau ont été prélevés, des escargots (H. trivolvis) ont été recoltés et un substrat artificiel a été utilisé pour faire croître du périphyton, à l'entrée et à la sortie d'eau du marais. En moyenne, les calculs de balance de masse indiquaient une rétention des formes dissoutes du Cu, Mn, Ni et Zn dans le marais. Cependant, les tendances observées pour les concentrations de métaux dissous et pour les concentrations dans les organismes différaient pour certains métaux. Les concentrations de Cd et Ni dans les tissus de H. trivolvis et le périphyton étaient significativement plus élevées à l'entrée qu'à la sortie. Cependant, les concentrations de Cr et Al dans les organismes n'étaient pas significativement différentes entre l'entrée et la sortie alors que celle de Mn était significativement plus élevée à la sortie du marais. Pour tous les métaux sauf le Cd et le Zn, les concentrations dans le périphyton étaient en moyenne plus elevées que celles dans les escargots. Le périphyton peut donc fournir une mesure plus conservatrice de la contamination du milieu pas les métaux. Cette étude montre l'importance de considérer, non-seulement les mesures chimiques, mais aussi les mesures biologiques, dans l'évaluation de l'efficacité d'un ouvrage de contrôle de pollution.
705507ar
Prévisions hydrologiques à court terme obtenues en utilisant la régression linéaire
null
On trouve qu'un modèle très simple pour le débit d'une rivière, obtenu en se servant de la régression linéaire, donne de meilleurs résultats, pendant une certaine période, qu'un modèle déterministe utilisé actuellement. Les comparaisons entre les deux modèles sont basées sur trois critères importants, à savoir le coefficient de corrélation, la somme des erreurs au carré, et le critère de pointe. Le modèle est utilisé pendant la période de crue de la rivière, et les prévisions hydrologiques sont effectuées jusqu'à trois jours d'avance.
705508ar
Ressources hydriques en Algérie du Nord
null
En Algérie, l'eau revêt un caractère stratégique du fait de sa rareté et d'un cycle naturellement perturbé et déséquilibré. Qu'il s'agisse de l'eau souterraine ou de l'eau de surface, les ressources sont limitées et, compte tenu des problèmes démographiques et de l'occupation de l'espace (sachant que près de 60% de la population algérienne sont concentrés dans la frange septentrionale du territoire qui ne représente que le dixième de la surface totale du pays), d'importants efforts sont nécessaires en matière d'urbanisation intégrée et de gestion rigoureuse dans l'exploitation des réserves, si on veut atteindre la satisfaction des besoins à l'horizon 2010. S'y ajoutent des problèmes de faible mobilisation et de mauvais recyclage par manque de maîtrise des stations d'épuration et l'envasement des retenues. Les 11 bassins versants exoréiques de l'Algérie du Nord couvrant une surface de 130 000 km2 présentent des potentialités en eaux de surface de 11.109 m3 dont seulement 2,13.109 sont mobilisés par les 98 barrages en fonctionnement en 1995. Les besoins estimés à l'horizon 2010 évalués à 9,384. 109 m3 se décomposent en 1,524.109 m3 pour l'eau potable (AEP), 0,23.109 m3 pour l'industrie (AEI) et 7,63.109 m3 pour l'agriculture (AEA) (tableau 6). Sachant que les réserves en eaux souterraines sont évaluées à 1,25.109 m3, le renforcement de la mobilisation des eaux de surface par 3,834. 109 m3 et des eaux souterraines par le captage de 0,33.109 m3 supplémentaires constituent la projection faite en 1995 pour l'horizon 2010 par les différentes institutions publiques intervenant dans la mobilisation et la gestion des ressources en eaux. Cet objectif est déjà fortement entamé en 2002 car fixé dans un contexte de cloisonnement des différentes structures (Hydraulique et Agriculture) et de difficile circulation de l'information entre elles. Il surévalue les capacités de réalisations des barrages, les surfaces à mettre en valeur dans le cadre du programme de développement agricole ainsi que les dotation par habitant en matière d'eau potable. Cette situation constitue un facteur aggravant la difficulté d'une appréhension correcte aussi bien des besoins que des différentes projections sur l'avenir. Les données présentées dans cette synthèse montrent qu'il est désormais impératif que l'aménagement du territoire tienne compte des quantités disponibles afin de rationaliser l'utilisation, la protection de la qualité et la récupération par le recyclage. La qualité chimique des eaux de l'Algérie du Nord est appréciée par les teneurs en nitrates et en chlorures des aquifères côtiers. Cependant, le développement économique et social conduit à une dégradation rapide de cette qualité des eaux, ce qui incite lourdement à œuvrer pour un meilleur recyclage et une meilleur protection des ressources. A défaut, la sanction serait la non satisfaction des besoins en eaux potable, d'irrigation et industrielle. Malheureusement, il semble que l'écart entre disponibilité et besoins soit difficile à réduire. Le but de cet article est de tenter une revue des causes du manque d'eau et des facteurs aggravants.
705509ar
Activité de la phosphatase alcaline bactérienne à l'interface eau-sédiment au sein du réservoir Sahela (Maroc)
null
Les variations temporelles des concentrations en phosphore, celles des abondances bactériennes et de l'activité de la phosphatase alcaline (APA) ont été estimées in situ en chambre benthique placée en deux points du réservoir Sahela (Maroc) durant les mois de septembre et octobre 98. En période de faible oxygénation, nous avons enregistré des élévations relativement faibles des concentrations en orthophosphates (de 0,020 à 0,035 mg. l-1 au point 1 et 0,015 à 0,025 mg. l-1 au point 2) par rapport au phosphore total (0,080 à 0,100 mg. l-1 au point 1 et de 0,035 à 0,040 mg. l-1 au point 2). À cette période, les abondances bactériennes et l'APA montrent des valeurs maximales (8. 106 bact. ml-1 et 0,323 mmol.PNP l-1.h-1 au point 1 et 6.106 bact. ml-1 et 0,438 mmol.PNP l-1.h-1 au point 2 respectivement). L'apparition des conditions anoxiques et la diminution du pH favorisaient la dissolution du phosphore particulaire et la libération du phosphore réactif soluble. Cette libération s'accompagne d'une élévation des abondances de bactéries anaérobies (de 5.106 à 9,2. 106 bact. ml-1 au point 1 et de 3,8.106 à 7,2. 106 bact. ml-1 au point 2) et une diminution progressive d'APA (de 0,200 à 0,025 mmol.PNP l-1.h-1 au point 1 et de 0,125 à 0,077 mmol.PNP l-1.h-1 au point 2). Ce relargage du phosphore à partir du sédiment est accentué par les rejets domestiques et industriels de la ville de Taounate, ce qui accélère le processus d'eutrophisation de ce réservoir.
705510ar
Élimination des phosphates par filtration directe sur lit de sable
null
La présente étude porte sur la réduction des phosphates d'une eau synthétique à faible turbidité par filtration directe sur lit de sable. L'effet de plusieurs paramètres (vitesse de filtration, dose de sulfate d'aluminium et intensité d'agitation) sur la performance du procédé a été étudié. Des efficacités de rétention de phosphore supérieures à 80 % ont été obtenues pour des vitesses de filtration de 5 et 10 m/h. La filtration en ligne est applicable à 5 m/h mais devient beaucoup moins efficace à 10 m/h. Le rapport massique Al/P=2 est optimal et indépendant de la vitesse de filtration ainsi que de l'intensité d'agitation dans le floculateur.
705511ar
Analyse de la relation de puissance : débit solide - débit liquide à l'échelle du bassin versant de l'Oued Wahrane (Algérie)
null
Les flux de sédiments en suspension recueillis à l'exutoire d'un bassin versant sont étroitement liés aux débits liquides. Les modèles de relation liant ces deux paramètres reposent sur des concepts similaires faisant intervenir la loi de puissance Y=aXb. Bien que la validité d'une telle relation n'est pas à prouver, une analyse qualitative de la constante a et de l'exposant b a été effectuée pour un bassin versant situé en zone semi - aride : l'Oued Wahrane (Algérie). Les différentes échelles temporelles d'analyse utilisées ont permis d'expliquer le comportement des paramètres de l'équation en vue d'une meilleure compréhension de cette relation et de relier ces paramètres aux facteurs qui induisent le débit solide. L'objectif principal à trait aux aspects théoriques et pratiques du phénomène du transport solide en suspension. Les résultats ont permis d'identifier de manière assez concluante les modèles saisonniers. L'échelle saisonnière est très représentative du phénomène de transport solide dans le bassin versant. D'autres part, l'événement averse-crue s'est avéré l'unité hydrologique la plus adéquate pour les analyses en relation avec le transport solide.
705512ar
Bilan du carbone dans le lagunage anaérobie appliqué sous climat méditerranéen
null
Ce travail a porté sur l'application du lagunage anaérobie pour le traitement primaire des eaux résiduaires urbaines sous climat méditerranéen. Il a été réalisé sur les lagunes anaérobies de l' Ecosite de Mèze (Hérault, France). Les lagunes anaérobies constituent un traitement primaire satisfaisant avec des rendements moyens de 55% pour les MES et 30% pour la DBO5, pour une faible emprise au sol. Le taux d'accumulation des boues est de seulement 0,017 m3 /EH.an, notamment du fait de l'efficacité de la dégradation anaérobie. L'équilibre du métabolisme anaérobie des boues est atteint après un an de fonctionnement. L'accumulation des boues se fait alors de façon saisonnière avec une forte accumulation en hiver et une digestion du stock en été. Cette évolution est liée à l'influence de la température sur la méthanogénèse. La production de biogaz (83% CH4) a pu être mesurée par des collecteurs à gaz mis au point pour cette étude et dépend également fortement de la température. Le bilan du carbone montre que 74% du carbone organique épuré est converti en CH4, 13% en carbone inorganique dissous et seulement 15% est stocké dans les boues. Toutefois, les lagunes anaérobies présentent un risque de créer des nuisances olfactives dues à l'émission de H2 S.
705514ar
Rétention des produits phytosanitaires dans les fossés de connexion parcelle-cours d'eau
null
Pour lutter contre les pollutions diffuses en milieu rural, de nombreux programmes d'action se mettent en place. Le développement de recherches sur les connexions parcelle - cours d'eau devrait permettre de mieux comprendre le transfert et la dissipation des polluants dans ce milieu. En particulier, les fossés, structures relativement fréquentes dans les territoires cultivés, peuvent, a priori, avoir une fonction de court-circuit et donc faciliter le transfert des produits phytosanitaires, ou au contraire constituer des éléments de pondération de la pollution. Afin d'éclaircir ce point, une première série d'expérimentations a été menée par le Cemagref (Institut français de recherche pour l'ingénierie de l'agriculture et de l'environnement) dans des fossés de drainage agricole. Une solution aqueuse contenant trois herbicides aux caractéristiques physico-chimiques différentes (isoproturon, diuron et diflufénicanil), et un traceur (chlorures) a été injectée pendant quelques minutes dans quatre fossés. Des échantillons d'eau ont été prélevés à pas de temps fins à deux emplacements en aval du point d'injection. Après dosage par chromatographie au laboratoire, les résultats indiquent une diminution du flux et de la concentration maximale du pic de polluants comparativement à un traceur. En outre, la variation observée est corrélée aux propriétés physico-chimiques des produits, en particulier au coefficient de partage Koc. L'étude présentée montre que la surface de contact (liée à la nature du substrat) et le temps de contact (dépendant essentiellement des conditions d'écoulement) entre les polluants et le substrat sont les paramètres qui influent majoritairement sur la dissipation des produits phytosanitaires.
705515ar
Modélisation des débits mensuels par les modèles conceptuels et les systèmes neuro-flous
null
La modélisation pluie-débit au pas de temps mensuel, a été étudiée par le biais de quatre modèles qui appartiennent à deux catégories, les modèles conceptuels (modèles à réservoirs), et les modèles basés sur les réseaux de neurones, et la logique floue Les modèles conceptuels mensuels utilisés sont les modèles de Thornthwaite et Arnell et le modèle GR2M, ainsi que deux modèles représentés par les réseaux de neurones à apprentissage supervisé et le modèle neuro-flou qui combine une méthode d'optimisation neuronale et une logique floue. Une application de ces modèles a été effectuée sur le bassin de la Cheffia (Nord-Est Algérien), et a confirmé les performances du modèle basé sur la logique floue. Par sa robustesse et son pouvoir d'extrapolation non-linéaire, ce modèle a donné d'excellents résultats, et représente donc une nouvelle approche de la modélisation pluie-débit au pas de temps mensuel.
705516ar
Gestion en temps réel d'un réseau d'assainissement : vérification de l'optimalité et de l'applicabilité de la théorie des graphes par rapport à la programmation linéaire mixte
null
Dans le cas de la gestion en temps réel des réseaux d'assainissement, la première étape peut, par exemple, consister à vérifier qu'une manipulation des organes de contrôle tels que les vannes et pompes est capable de minimiser les déversements vers le milieu naturel. Cette gestion, que l'on appellera " gestion de référence ", permet de déterminer les stratégies de commande sur toute la durée de l'événement pluvieux connu à l'avance. Ce calcul se fait donc à la fin de l'événement pluvieux et permet de dire ce qui aurait pu être fait avec les organes de régulation en terme de minimisation des volumes déversés. La programmation linéaire par les graphes et la programmation linéaire mixte permettent de déterminer une solution optimale. Cet article s'intéresse à la vérification de l'optimalité et à l'applicabilité de la programmation linéaire par les graphes comparée à la programmation linéaire mixte dans le cas de la " gestion de référence " sur le réseau d'assainissement de Saverne (France). En comparant les volumes déversés par ces deux techniques d'optimisation sur 34 événements pluvieux, nous pouvons confirmer que l'approche par les graphes ne donne pas toujours le minimum global. Les résultats ont montré que la programmation linéaire mixte fournit des temps de calcul qui peuvent atteindre plus de 24 heures. Par contre, l'approche par les graphes permet un temps de calcul de l'ordre de 5 minutes en moyenne avec un minimum global en terme de volume déversé atteint qui n'excède pas 5% par rapport à la solution fournie par la programmation linéaire mixte.
705517ar
Contribution à la gestion de la retenue d'un barrage réservoir sur la rivièreSebou (Maroc) à l'aide d'un modèle hydraulique
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Dans cette étude, on propose un modèle hydraulique capable de contribuer à la gestion des eaux de la rivière Sebou au niveau de la retenue d'un barrage de garde situé à l'intérieur de la plaine agricole du Gharb. Le modèle hydraulique élaboré (MHS.1) est du type filaire et utilise un schéma de différences finies. L'écoulement est influencé par la présence du barrage à l'aval et de nombreuses grandes stations de pompage utilisées pour l'irrigation le long du tronçon étudié. Cependant, les données relatives à la quantité d'eau pompée au niveau de ces stations ainsi que par les particuliers sont rarement disponibles. Ainsi, une attention particulière a été attribuée à l'estimation du pompage vue son importance quantitative. Les résultats du calibrage et de la validation du modèle pour des périodes de basses eaux de l'année 1997 sont très satisfaisants. Le modèle donne les valeurs du niveau d'eau aux stations de pompage et permet de suivre l'évolution de la réserve de la retenue du barrage. Ce code regroupe dans un seul outil des données provenant de différentes sources et utilisées pour la première fois dans un modèle hydraulique. Il représente un atout considérable pour les organismes publics gestionnaires des ressources hydriques.
705518ar
Évaluation d'un modèle des zones de pâturages et de prairies naturelles
null
Une grande quantité d'eau est perdue dans les zones de pâturage et prairies naturelles du fait de la présence dans ces régions de plantes à forte transpiration. La gestion du couvert végétal et des bassins versants a été proposée comme moyen pour augmenter la disponibilité des ressources en eau. Des efforts accrûs ont été consacrés au développement de pratiques de gestion et d'outils pour évaluer le potentiel d'augmentation de la ressource en eau. La modélisation hydrologique joue un rôle clé dans ces efforts. Un des outils les plus complets pour la modélisation dans les zones de pâturage et prairies naturelles est le modèle SPUR. Il s'agit d'un modèle de bassin versant, spatialement semi-distribué. Le modèle est constitué de cinq modules principaux qui incluent les aspects suivants: climat, hydrologie, plantes, animaux et économie. La composante hydrologique du modèle prend en compte à un pas de temps journalier les phénomènes de ruissellement, évapotranspiration, percolation et écoulement latéral. Le ruissellement est calculé à partir du numéro de courbe qui dépend du couvert végétal, des pratiques culturales, ainsi que des conditions hydrologiques. Cependant l'utilisation par le modèle de la méthode du numéro de courbe pour déterminer le ruissellement pose de sérieux problèmes quant à l'efficacité du modèle. Dans notre recherche, nous avons substitué la méthode des numéros de courbe par l'équation de Green et Ampt. Un avantage majeur de cette approche est l'utilisation de l'intensité de la pluie comme variable de forçage au lieu de la pluie journalière. De plus, cette équation d'infiltration utilise des paramètres physiques comme la conductivité hydraulique à saturation. L'objectif de cet article est de présenter les performances du modèle SPUR original et modifié sur trois types de couvert végétal : sol nu, sol enherbé et buissons. Trois années de mesures collectées sur le bassin versant de Throckmorton (Texas, Etats Unis d'Amérique) ont été utilisées pour la calibration et la validation des modèles. Les performances des modèles ont été évaluées en utilisant le coefficient d'efficience de Nash et Sutcliff. Le calage a porté sur la première année de mesure. Pour le modèle original, le calage a consisté à ajuster les numéros de courbe de manière à optimiser l'efficience. Pour le modèle modifié, il n'a été procédé à aucun calage. Les valeurs de conductivité hydraulique à saturation ont été estimées en utilisant des équations de pédotransfert en se basant sur les propriétés texturales et structurales des sols. L'introduction dans le modèle SPUR de l'équation de Green et Ampt a considérablement amélioré la performance du modèle pour la prévision du ruissellement sur tous les sites. L'efficience moyenne pour les prévisions du ruissellement mensuel sur sol nu est de 0.16, alors que celle ci est négative pour le modèle original (-0.11). Pour les sites enherbés l'efficience du modèle modifié est de 0.48 alors qu'elle est négative pour le modèle original. L'utilisation du numéro de courbe a résulté en une surestimation systématique du ruissellement sur tous les sites. De manière générale, le modèle original et le modèle modifié présentent de meilleures performances sur les sites non nus. Ceci est dû au fait que les deux modèles sous-estiment de manière significative l'évaporation sur les sols nus. Un des désavantages des deux modèles est en effet de limiter l'évaporation aux premiers 15 cm du sol. L'introduction de l'équation de Green et Ampt a amélioré les performances du modèle pour la prévision du ruissellement aussi bien à l'échelle mensuelle qu'annuelle. De plus, le modèle modifié est sensible au type d'occupation du sol et est donc adapté comme outil pour l'analyse de scénario en vue de préserver les ressources en eau. Une analyse de sensibilité a été conduite afin d'évaluer l'impact des paramètres d'entrée sur les sorties des deux modèles. L'analyse de sensibilité a consisté à modifier systématiquement les paramètres d'entrée de plus ou moins 10%. Pour le modèle original, l'analyse a porté sur l'influence du numéro de courbe, et pour le modèle modifié celle ci a porté sur l'étude de l'impact lié aux paramètres utilisés pour calculer la conductivité hydraulique à saturation. Concernant le modèle original, une augmentation du numéro de courbe de 10% entraîne une augmentation du ruissellement de 120% pour le sol nu, et aux alentours de 100% pour les autres sites. L'impact de ces variations sur l'évaporanspiration est minimal, avec une variation maximale de 16% pour le sol nu. Concernant le modèle modifié, la teneur du sol en sable est le paramètre ayant la plus grande influence sur la quantité d'eau ruisselée pour le sol nu. Par contre, pour les lysimètres ayant un couvert végétal, le pourcentage de sol couvert par la canopée est le factor majeur contrôlant la quantité d'eau ruisselée. Les paramètres liés au couvert végétal ont un plus grand impact sur le ruissellement que les paramètres liés aux propriétés intrinsèques du sol. Globalement l'introduction de l'équation de Green et Ampt a amélioré les capacités prédictives du modèle. Outre le fait que le modèle modifié ne nécessite pas un calage particulier pour la détermination des paramètres de transfert de l'eau dans le sol, il se base sur l'intensité de la pluie pour la détermination du ruissellement. Il a été montré que le modèle modifié est sensible aux changements de type d'occupation du sol. Il peut donc être donc utilisé comme outil pour évaluer l'impact de différents scénarios d'occupation du sol sur les ressources en eau dans les zones de pâturage et prairies naturelles. Toutefois, des améliorations, telles que l'introduction de l'impact du développement de fissures sur l'infiltration (écoulement préférentiel) ainsi que sur le phénomène d'évaporation devraient être prises en compte afin d'améliorer les prévisions du bilan hydrologiques, notamment sur sol nu.
705519ar
Sur l'origine de l'augmentation apparente des inondations en région méditerranéenne
null
En septembre 2002, les régions méditerranéennes françaises et notamment le département du Gard ont été affectées par des précipitations d'une extrême intensité. On estime que 80% de ce département a été inondé, on dénombre 23 victimes et les dégâts ont été évalués à 1.2 milliards d'euros. Cette catastrophe hydrologique soulève à nouveau les problèmes de la fréquence de ces événements et de l'augmentation des forts cumuls de pluie ces dernières années. L'objet de cet article est d'apporter quelques éléments de réponse, notamment à travers l'analyse régionale des pluies extrêmes journalières ayant affecté la région Languedoc-Roussillon de 1958 à 2002. La fréquence régionale des pluies extrêmes est estimée en prenant en compte la superficie couverte par ces événements en fonction des hauteurs pluviométriques. A l'échelle régionale la période de retour de l'événement varie entre 80 ans pour la superficie touchée par au moins 200 mm à 140 ans pour celle couverte par 300 mm. La stationnarité des fréquences des pluies extrêmes est analysée à partir des chroniques du nombre annuel d'événements pluvieux dépassant 200 mm, 250 mm et 300 mm en 24h maximum, entre 1958 et 2002 sur la région. Les tests de stationnarité ne révèlent pas de tendance significative à l'augmentation de ces fréquences. Les données historiques aboutissent aux mêmes conclusions. L'augmentation réelle des inondations est en fait principalement liée à l'augmentation de la vulnérabilité des bassins.
705520ar
Modélisation mathématique de l'évolution, à long terme, des teneurs en nitrates dans la nappe aquifère des craies du Crétacé de Hesbaye (Belgique)
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La nappe aquifère de Hesbaye, logée dans les craies du Crétacé, est sollicitée à raison de trente millions de mètres cubes par an. Bien que naturellement protégée par une épaisseur de 5 à 20 mètres de limons, de nombreux indices montrent une dégradation de la qualité des eaux souterraines, notamment par les nitrates. Les concentrations en nitrates atteignent 15 à 25 mg.l-1 dans la partie semi-captive de la nappe et sont systématiquement supérieures à 35 mg.l-1 dans la partie libre. Malgré de fortes fluctuations temporelles, les teneurs augmentent en moyenne de 0,35 mg.l-1 à 0,7 mg.l-1 par an selon la situation semi-captive ou libre de la nappe. La détermination des paramètres hydrodynamiques et de transport de la craie par plus de 35 traçages répartis sur 11 sites, a permis de réaliser un modèle local (10 km2) de transport simulant la propagation des nitrates dans la nappe. Le modèle a montré que cette dernière est, malgré une certaine homogénéisation, très sensible aux apports de surface engendrant une très forte variation spatiale des concentrations. La nappe réagit de manière très différente selon que les apports de surface sont d'origine ponctuelle ou diffuse. Pour les pollutions ponctuelles, les concentrations fluctuent rapidement avec des valeurs maximales et minimales observées respectivement en périodes de basses eaux et de hautes eaux. Cette situation est liée à un phénomène de dilution de la pollution par les eaux en provenance de l'amont. En cas de suppression d'une pollution ponctuelle, la qualité de la nappe s'améliore rapidement (délai de 1 à 2 ans). Pour les pollutions diffuses, les concentrations minimales s'observent en période de rabattement de la nappe : le front de nitrates migre plus lentement (environ 1 à 2 m par an) que les vitesses de rabattement de la nappe (jusqu'à 5 m par an) et les intrants restent nuls durant des périodes pouvant aller jusqu'à 3 ans. Différentes simulations mathématiques ont montré que si la quantité d'intrants d'origine diffuse diminue de manière permanente, la nappe mettra une vingtaine d'années pour se rééquilibrer. Ces constatations sont primordiales dans le cadre de la mise en œuvre de mesures de protection puisque, si les résultats de la suppression des pollutions ponctuelles sont rapidement mais localement observés, ceux liés à la diminution des pollutions d'origine diffuse sont observés dans des délais nettement plus longs (une à deux décennies). Ces résultats montrent clairement que toute gestion qualitative des aquifères doit être basée sur des actions à long terme.
705521ar
Comparaison par simulation de Monte-Carlo des propriétés de deux estimateurs du paramètre d'échelle de la loi exponentielle : méthode du maximum de vraisemblance (MV) et méthode des moindres carrés (MC)
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La loi exponentielle est très répandue en hydrologie : elle est faiblement paramétrée, de mise en œuvre aisée. Deux méthodes sont fréquemment utilisées pour estimer son paramètre : la méthode du maximum de vraisemblance et la méthode des moments, qui fournissent la même estimation. A côté de ces deux méthodes, il y a celle des moindres carrés qui est très rarement utilisée pour cette loi. Dans cet article, nous comparons le comportement asymptotique de l'estimateur de la méthode des moindres carrés avec celui de la méthode du maximum de vraisemblance en partant d'une loi exponentielle à un seul paramètre a connu, puis en généralisant les résultats obtenus à partir de la dérivation des expressions analytiques. L'échantillon historique disponible en pratique étant unique, et de longueur généralement courte par rapport à l'information que l'on désire en tirer, l'étude des propriétés statistiques des estimateurs ne pourra se faire qu'à partir d'échantillons de variables aléatoires représentant des réalisations virtuelles du phénomène hydrologique concerné obtenus par simulations de Monte Carlo. L'étude par simulation de Monte Carlo montre que pour de faibles échantillons, l'espérance mathématique des deux estimateurs tend vers le paramètre réel, et que la variance de l'estimateur des moindres carrés est supérieure à celle de l'estimateur du maximum de vraisemblance.
705522ar
Modélisation des réseaux de microirrigation
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La microirrigation est une technique dont l'uniformité de distribution d'eau par les goutteurs est très sensible aux faibles variations de pression. Pour maîtriser ces variations, avec davantage de précision, le présent travail est basé sur une analyse hydraulique approfondie de l'écoulement aboutissant à des équations différentielles aux dérivées partielles dont la pression et la vitesse de l'eau sont des inconnues. Ces équations non linéaires sont résolues en utilisant la méthode d'intégration Runge-Kutta d'ordre quatre. Les modèles développés dans la présente étude permettent de simuler la dynamique de l'eau dans la rampe et dans le réseau et sont utilisés pour déterminer le dimensionnement optimal du réseau. Les résultats obtenus corroborent ceux publiés par d'autres auteurs ayant utilisé la méthode des volumes de contrôle ou la méthode des éléments finis.
705523ar
Impact de la sécheresse sur l'évolution de la qualité des eaux du lac Mansour Eddahbi (Ouarzazate, Maroc)
null
L'objectif de ce travail est d'étudier l'impact d'une année hydrologique très sèche (98/99) sur la qualité physico-chimique et l'évolution de l'état trophique du lac Mansour Eddahbi. Ce lac est situé dans la région de Ouarzazate, au sud du Maroc, caractérisée par un climat aride continental, avec des écarts thermiques hiver-été importants, des précipitations très faibles et une forte évaporation. Ceci induit une réduction considérable du volume total du lac et par suite une baisse de 14 m de son niveau. À la lumière des valeurs de températures enregistrées au niveau de la colonne d'eau, le lac peut être classé dans la catégorie des lacs monomictiques avec une seule période de mélange hivernale. Le pH est légèrement alcalin. La réduction du volume d'eau au niveau du lac a engendré une augmentation de la salinité des eaux. Une corrélation significative est enregistrée entre les deux paramètres (r2 =0,60 pour n=13 et p<0,05). Un déficit marqué en oxygène dissous (7,3 mg d'O2 /l comme moyenne en surface et des valeurs inférieures à 2 mg d'O2 /l voire nulles en profondeur durant la stratification), les teneurs en Chl "a" (24 μg/l) permettent de classer le lac dans la catégorie des lacs eutrophes. Selon les teneurs enregistrées en azote (0,2 mg/l) et en phosphores (0,02 mg/l), le lac est hyper-eutrophe. Deux années auparavant, le lac était considéré comme mésotrophe (ONEP/BRL, 1998). Les conditions climatiques sévères qui ont sévi durant l'année hydrologique 98/99 ont contribué à une évolution accélérée de l'état trophique du lac.
705525ar
L'exportation de l'eau : comment concilier les exigences du commerce international et du développement durable
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La législation québécoise interdit les transferts massifs d'eau à l'extérieur des frontières politiques du Québec. Or, cette mesure pourrait être jugée contraire aux règles du commerce international par un tribunal d'arbitrage de l'Accord de libre-échange nord-américain ou de l'Organisation mondiale du commerce. De plus, on ne voit pas en quoi les transferts internationaux seraient plus dommageables pour l'environnement que ceux effectués à l'intérieur de la province. Une approche par bassins hydrographiques semblerait plus conforme aux normes du commerce international, aux objectifs environnementaux et à l'esprit de la nouvelle politique québécoise de l'eau.
705526ar
Programme de recherche sur les lacs collinaires dans les zones semi-arides du pourtour méditerranéen
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Un lac collinaire est une retenue créée par un petit barrage en terre. Les lacs collinaires contiennent quelques dizaines de milliers à 1 million de m3 d'eau recueillie sur des bassins versants d'une superficie de quelques hectares à quelques km2. Ils s'intègrent de façon naturelle dans le paysage en ne créant pas de nuisance particulière. Ils sont aptes à réguler les flux hydriques et donc susceptibles de maintenir les populations en place en leur assurant de réelles possibilités de développement. HYDROMED est un programme de recherche mené dans quatre pays (Liban, Maroc, Syrie et Tunisie), engagés dans une politique de construction de petits barrages en complément des réalisations de grande hydraulique. L'objectif du projet HYDROMED a été d'étudier l'aménagement " lac collinaire" et ses impacts sur l'environnement proche et sur les sociétés rurales riveraines. Outre les opérations de coordination et de formation, quatre opérations de recherches ont été menées - Synthèse des travaux existants et choix des sites pour les expérimentations, - Eau - Sol - Environnement, - Agronomie - Impacts sociaux et économiques, - Pérennité du lac collinaire et son intégration dans le développement durable des régions marginales.
705527ar
L'expérience algérienne dans le domaine des études de retenues collinaires
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Nous présentons dans cet article l'expérience algérienne acquise dans le domaine des études de retenues collinaires depuis 1987 à ce jour. En effet, plus de 40 % des retenues collinaires ayant fait l'objet d'une étude sont aujourd'hui en exploitation et ont atteint l'objectif visé. Avec une demande en eau croissante, l'Algérie s'est vue contrainte de mobiliser au maximum ses ressources en eau superficielles par la réalisation de petits ouvrages. Après les échecs enregistrés dans la réalisation de tels ouvrages du fait de la négligence d'études préalables, l'administration publique concernée pris en charge sérieusement la conception des retenues collinaires sur la base d'un dossier d'études répondant à des normes techniques établies. Le manque d'expérience dans de telles études a engendré un investissement colossal dans les travaux de conception. Pour remédier à cette situation, les bureaux d'études algériens ont développé leur propre méthodologie d'étude. Contrairement aux grands barrages, les petits barrages et retenues collinaires ont été considérés différemment vu leurs particularités. La consistance des études a été sensiblement modifiée avec comme résultat des délais de réalisation qui sont passés de 12 à 6 mois se répercutant aussi sur le coût global, qui est passé de 2 500 000 à 1 200 000 DA (50 000 à 25 000 $), sans pour autant affecter la qualité et la fiabilité de l'étude. Cette réduction a été obtenue grâce à la normalisation de certaines études et à la rationalisation des tâches, comme l'étude hydrologique, les reconnaissances géologiques et géotechniques (sondages, fouilles, essais en laboratoire), le dimensionnement hydraulique des ouvrages, le calcul de génie civil des ouvrages en béton armé et les pièces dessinées. La réduction des délais a été obtenue également grâce à la maîtrise technique et à l'outil informatique. Les travaux d'études ont été scindés en six missions distinctes : travaux topographiques, étude hydrologique, étude géologique et géotechnique, étude de faisabilité, étude d'exécution, et dossier d'appel d'offre. En effet l'étude hydrologique ne fait ressortir que les paramètres essentiels nécessaires à la suite des travaux d'études. L'étude géologique et géotechnique, sur la base d'une campagne de reconnaissance restreinte et d'essais en laboratoire limités, définit le type de remblai à mettre en place, les remèdes à prévoir dans le traitement des fondations, et les paramètres géotechniques rentrant dans le dimensionnement des ouvrages. Le choix du type de remblai qui est lié à la disponibilité des matériaux de construction en quantité et en qualité, se limite à un remblai homogène ou zoné. Les détails du remblai font l'objet d'un plan d'exécution standard valable pour toutes les retenues, il suffit seulement de mettre les cotes correspondantes. Le choix du type d'évacuateur de crues dépend essentiellement du relief. Il est préconisé des évacuateurs de crues à surface libre à entonnement frontal ou latéral. Les hauteurs des murs bajoyers ont été standardisées et des plans types de ferraillage de différentes hauteurs sont élaborés, prêts pour être adaptés à l'étude considérée. Les bassins d'amortissement qui sont préconisés sont de types USBR. Deux types d'ouvrages de vidange et de prise d'eau ont fait l'objet d'une préparation technique et dimensionnelle, dans le but de les caler sur tous les sites de retenues collinaires, et des plans d'exécution sont élaborés et prêts à une large utilisation. Pour mieux cerner ces études, un échantillon de plus d'une vingtaine de retenues collinaires réalisées et actuellement en exploitation, dans cinq Wilayas du Nord de l'Algérie, est présenté. La diffusion de notre expérience certes un peu courte comparativement à certains pays méditerranéens mérite d'être prise en considération et peut contribuer quelque part à améliorer la sécurité et les performances de ces ouvrages.
705528ar
Impact des changements d'utilisation des sols sur la production d'érosion et de ruissellement superficiel dans la région du Maghreb
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Les zones marginales du Maghreb subissent actuellement de rapides changements au niveau des types d'usage des sols. L'augmentation de la pression démographique au cours des dernières décennies a poussé leur population à intensifier leur système traditionnel d'agro-sylvo-pastoralisme et à adopter des pratiques de gestion des sols non traditionnelles (LAOUINA, 1999). Il est possible de distinguer trois grands types de changements d'usage des sols aux causes et aux conséquences se révèlent étroitement liées menant à une augmentation de la dégradation des sols et de l'érosion : 1. La mise en culture de sols jusqu'alors considérés comme non arables (lithosols pauvres sur pentes escarpées), à l'origine uniquement consacrés aux activités de pâturage et de sylviculture. Le labour est réalisé généralement dans le sens de la pente ; il est en plus mécanisé, partout où la pente le permet. 2. Le surpâturage des zones de maquis. Il résulte d'une part de l'augmentation du nombre de têtes de bétail et, d'autre part, de la réduction de la surface réservée à l'activité de pâturage conséquente à la reconversion de ces terres en zones de culture. (MIKESELL, 1960). 3. La plantation d'espèces à croissance rapide telles que les eucalyptus et les pins. L'extension de ce type de plantation se fait aux dépens des plantations de chênes liège et des zones de maquis (NAFAA et al., 2000). Elle a pour origine une tentative d'approvisionnement en bois et en combustible des populations locales. De ces changements d'usage de sol résultent une augmentation de l'érosion du sol et la dégradation des terres, comme décrit par LAOUINA (1990, 1998), LAOUINA et al. (1993), HAMZA (1994), et COELHO et al. (2002), menant pour les cas extrêmes à la formation de ravines et de " badlands ". La dégradation des terres peut souvent être considérée comme le résultat direct de l'abandon des pratiques traditionnelles de gestion durable (LAOUINA et al., 1993). Cet article présente les implications, l'érosion et le ruissellement superficiel des changements d'usage de sol survenus dans les zones marginales de la région du Maghreb. Une hiérarchisation des différents niveaux de pression sur le sol sera également établie pour trois différents usages (pâturage, sylviculture et agriculture). La méthodologie utilisée établit, pour chaque usage du sol, une description de la couverture végétale et de la litière sur des transects de 25 m. Les caractéristiques d'humidité du sol, de ruissellement superficiel et de taux d'érosion ont été déterminées par le biais d'une série d'expériences de simulation de pluie (CERDA et al., 1997). Le simulateur de pluie est constitué d'un diffuseur placé à une hauteur de 2 m capable de produire une intensité de pluie spatialement homogène de 50,5 mm/h sur une surface au sol de 1 m2. Une structure métallique circulaire délimitant une surface expérimentale de 0,24 m2 est insérée dans le sol. À l'intérieur de cette surface, une sonde de mesure de l'humidité du sol " Theta probe " est installée jusqu'à une profondeur de 6 cm. Les mesures de ruissellement superficiel et d'humidité du sol sont effectuées toutes les minutes. Cinq échantillons d'eau de ruissellement superficiel sont recueillis pour permettre la détermination de l'évolution de la charge en sédiment. Chaque simulation a une durée totale de 60 minutes. Après chaque simulation, un échantillon de sol est prélevé afin de déterminer au laboratoire, par un granulomètre " Coulter LS Particle Size Analyser ", la texture du sol de la fraction inférieure à 2 mm. La teneur en matière organique est déterminée par calcination à 550 oC durant 120 mn. La détermination de la résistance du sol à la pénétration et à la torsion est réalisée par 20 tests effectués autour de la parcelle à l'aide d'un pénétromètre et d'un " torvane ". L'analyse du couvert végétal indique que les peuplements d'espèces exotiques présentent des sous-strates végétales significativement plus faibles que les peuplements de chêne liège. Ceci s'explique par le labour précédant la plantation et la production de litière plus faible des peuplements d'eucalyptus en zone semi-aride. Les zones de pâturage présentent un large éventail de couverture végétale variant de 0 à 80 %. Les résultats relatifs aux " badlands " ont été obtenus dans une zone de pâturage incluant à la fois des zones de prairie avec une couverture atteignant 80 % et des zones ravinées sans aucune végétation. On observe une diminution de la couverture herbacée avec l'augmentation de la pression de pâturage. Au niveau des caractéristiques de résistance à la pénétration du sol, excepté pour les sites ayant subi un labour profond et les jachères qui présentent des valeurs plus faibles, tous les usages de sol présentent des valeurs supérieures à 2 kg?c m-3. Les " badlands " atteignent de manière homogène les valeurs les plus élevées. Les caractéristiques de résistance à la torsion du sol des peuplements forestiers, aux taux de matière organique élevés, présentent des valeurs inférieures à 0,25 kg?c m-2 en moyenne. Les surfaces labourées dont la structure du sol a été détruite atteignent les valeurs les plus faibles. Les zones de pâturage intensif sous couvert de chêne liège révèlent des valeurs de résistance à la torsion élévées. Les valeurs mesurées pour les " badlands " sont élevées mais très hétérogènes. Ce qui implique que pour certaines zones de " badlands " une grande fiabilité du sol en dépit d'un degré de compaction élevé. Concernant le ruissellement superficiel, les peuplements de chêne liège présentent des valeurs faibles, inférieures à 20%. L'augmentation de la pression de pâturage entraîne un accroissement significatif du ruissellement qui dépasse 50 % de la pluie incidente pour certains " badlands ". Les plantations d'eucalyptus présentent des taux de ruissellement supérieurs aux peuplements de chênes liège. La pratique du labour augmente la quantité de ruissellement, cependant le labour suivant les courbes de niveau semble une technique conservatrice contrairement au labour dans le sens de la pente. Les taux d'érosion les plus faibles ont mis en évidence pour les peuplements de chêne liège. La garrigue et les " badlands " présentent des taux d'érosion à peine plus élevés malgré des ruissellements importants. Les zones de pâturage intensif sous couvert de chêne liège montrent une érosion très importante. Dans les plantations d'eucalyptus, les quantités de sédiments produites sont réduites de moitié par rapport à la production de sédiments dans les zones de surpâturage. Ce sont les zones labourées qui présentent les taux d'érosion les plus élevés. En effet, cette pratique élimine le couvert végétal et la litière et détruit la structure et la cohérence des sols. La pratique du labour dans le sens de la pente sur des versants très pentus. En conclusion, pour chaque type d'usage du sol étudié, un indice de risque d'érosion des sols a été attribué. Les plantations d'eucalyptus ont été classées comme l'usage de sol ayant les conséquences négatives les plus faibles en matière de conservation des sols et de l'eau. Par ailleurs elles permettent de réduire la surexploitation des peuplements de chênes liège. Ces plantations représentent donc une alternative tout à fait acceptable. Les zones labourées présentent les taux d'érosion des sols les plus élevés. Cependant, le sol étant travaillé régulièrement, elles ne présentent pas les structures classiques des sols dégradés par l'érosion tels que les ravines ou les " badlands ". Cependant, l'érosion est évidente et pourrait se traduire par une baisse de fertilité des sols. Pour résoudre ce problème, le recours à des associations d'agriculteurs ou au remembrement foncier permettant l'emploi de techniques plus conservatrices serait nécessaire. Le surpâturage est souvent associé à des formes très marquées d'érosion. Malgré la très bonne cohérence des sols, les capacités d'infiltration réduites qui augmentent le ruissellement superficiel, et entraînant la formation de ravines et de " badlands ". Une solution à ce problème serait d'augmenter la surface de pâturage, soit par l'élargissement des surfaces de végétation naturelle, soit par le maintien d'une surface agricole en jachère plus importante, permettant au sol de se régénérer et d'alimenter le bétail.
705529ar
Modélisation robuste de l'impact agrégé de retenues collinaires sur l'hydrologie de surface
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En raison du développement de l'industrie légumière, les retenues collinaires à vocation d'irrigation se multiplient dans le département du Morbihan (Bretagne, France). Même si de tels aménagements hydrauliques ont une influence individuelle faible, leur multiplication et leur concentration géographique peuvent avoir des conséquences dommageables sur l'hydrologie de surface. Nous proposons d'utiliser une fonction de transfert de type Hydrogramme Unitaire Géomorphologique, basée sur l'identification de la fonction aire normalisée du bassin versant contribuant effectivement à l'écoulement et sur l'estimation d'une vitesse moyenne d'écoulement dans les thalwegs. Le déterminisme de cette fonction de transfert permet de semi-distribuer l'afflux pluviométrique. Il nous permet en outre de proposer une méthodologie de simulation explicite de l'effet agrégé des retenues collinaires, connaissant leur mode de fonctionnement hydraulique local. Puis, pour le bassin versant pilote de l'Yvel (302 km2), nous étudions a priori l'impact de l'implantation de retenues collinaires selon un scénario géographique de développement préférentiel et pour différents degrés d'intensification.
705530ar
Modélisation hydrologique globale conceptuelle appliquée aux petits bassins versants en zone semi-aride du nord-Mexique
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Dans le cadre d'une collaboration entre le CENID-RASPA (Centro National de Investigación Disciplinaria - Relación Agua, Suelo, Planta y Atmosfera, México) et l'IRD (anciennement ORSTOM, France), sept petites retenues du ranch Atotonilco, ranch d'élevage extensif situé au Nord-Mexique dans une zone semi-aride montagneuse, ont été équipées pour l'enregistrement en continu des niveaux d'eau (1996-1998). Des pluviomètres et pluviographes ont été installés sur leurs bassins versants (0,15 à 4,10 km2) et répartis sur toute la surface du ranch (450 km2). Par ailleurs, une soixantaine de petits barrages équipent ce ranch. En période pluvieuse ils complètent l'alimentation en eau du bétail, assurée principalement par des forages. L'objectif général de l'étude menée par le CENID-RASPA est d'analyser quel est et quel pourrait être le rôle de ces petits barrages dans l'alimentation en eau du ranch. À l'échelle des bassins versants, l'analyse des relations entre la hauteur de pluie et la lame ruisselée montre que la prise en compte de l'intensité de pluie est nécessaire pour expliquer le ruissellement. Dans ce but, un modèle hydrologique global conceptuel a été défini utilisant les notions : - d'intensité de pluie limite du ruissellement (IL), - d'indice des pluies antérieures (IK) - de pluie utile (PUIL), somme des pluies dont l'intensité, pour une même averse, dépasse la valeur limite IL. Les averses sans ruissellement et avec un faible ruissellement servent à définir la relation entre IL et IK. Deux paramètres définissent les relations hydro-pluviométriques : le coefficient de croissance parabolique E et le paramètre de position F, associé à l'origine des ruissellements. Le paramètre de position F varie en fonction de l'indice des pluies antérieures et tend à s'annuler pour une forte valeur de IK. Le paramètre E varie peu pour un même bassin, sauf lorsque deux averses sont espacées de moins de 24 heures et lorsque le couvert végétal herbeux est très dégradé. Dans ces deux cas, le coefficient E est nettement plus élevé, parfois trop élevé pour l'utilisation d'une relation parabolique. Les relations ainsi définies ont été utilisées pour calculer de longues séries d'apports journaliers dans les petits barrages du ranch Atotonilco (ESTRADA AVALOS, 1999).
705531ar
Évaluation des transferts entre barrage et aquifères par la méthode de bilan d'une retenue en zone semi-aride. Cas d'El Haouareb en Tunisie centrale
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Le barrage d'El Haouareb est situé en Tunisie centrale, dans une zone caractérisée par un climat semi-aride. Il draine le bassin versant de l'oued Merguellil d'une superficie d'environ 1 200 km2. Le but de cette recherche est d'évaluer, à partir du bilan du barrage, l'impact de la mise en place de cet ouvrage sur les ressources en eau de surface et souterraine, en vue de mieux cerner le fonctionnement de l'ensemble de ce système et faciliter ainsi sa gestion. Le bilan en eau de surface fait appel à deux termes non mesurés : l'infiltration à travers la cuvette de la retenue et les apports des oueds incomplètement contrôlés. Par une méthodologie originale, nous avons modélisé et calculé l'infiltration. Les apports journaliers au barrage, déduits du bilan ont été ensuite validés par comparaison aux débits mesurés sur une station située, plus en amont, sur le tributaire principal. Cette recherche a mis en évidence que, malgré des pertes non négligeables par évaporation (25% des apports), l'infiltration constitue, de loin, le terme le plus important du bilan de la retenue d'El Haouareb (63% des apports). Cette dernière a ainsi injecté, directement ou par nappe interposée, dans l'aquifère aval de la plaine de Kairouan plus de 9 millions de m3 par an.
705532ar
Utilisation du modèle KINEROS pour la simulation des hydrogrammes et des turbidigrammes en zone semi-aride tunisienne
null
L'article qui est proposé s'inscrit dans le cadre de la recherche de systèmes de gestion de l'eau qui soient en mesure de satisfaire une demande alimentaire croissante dans un contexte de rareté de l'eau, tout en respectant les exigences de l'environnement. Il développe la phase 1 d'une démarche méthodologique visant l'élaboration d'un plan de gestion des eaux d'un lac collinaire en zone semi-aride tunisienne pour un développement agricole durable. Cette phase correspond à l'utilisation d'un modèle de prévision du ruissellement et des sédiments par averse. Le modèle mathématique à paramètres physiques distribués KINEROS est utilisé et appliqué sur un petit bassin versant de 135,35 ha pour 9 averses enregistrées durant les deux années 1997 et 1998 en affectant aux différents paramètres du modèle des valeurs réalistes basées sur les résultats expérimentaux collectés dans la littérature. L'application de ce type de modèle nécessite la connaissance de l'occupation du sol à un instant donné. Pour ce faire, une carte d'aménagement agricole pour l'ensemble du bassin versant a été établie correspondant à la résultante de deux cartes élaborées ; la carte culturale et la carte d'aménagement antiérosif. L'analyse des résultats obtenus a montré que le modèle KINEROS peut être utilisé comme outil d'aide à la gestion des terres et des sols en zone semi-aride tunisienne à relief accidenté.
705533ar
Utilisation de l'hydrochimie d'un bassin versant de lac collinaire tunisien pour l'étude de la recharge de la nappe alluviale
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En climat méditerranéen, les ressources en eau des bassins sédimentaires sont rares. Pour limiter les écoulement de surface et recharger les nappes souterraines, des lacs collinaires ont été construits sous une pluviométrie annuelle comprise entre 250 et 500 mm. Des échantillons d'eau ont été prélevés dans le bassin versant d'El Gouazine, situé en Tunisie centrale, pour mieux expliciter le fonctionnement hydrochimique et la recharge de la nappe phréatique d'un lac collinaire très filtrant. Les eaux ont été échantillonnées à deux périodes distinctes (retenue presque asséchée et retenue pleine), en amont de la retenue dans le bassin versant et en aval dans l'aquifère alluvial. Trois faciès chimiques (bicarbonaté calcique, chloruré sodique et sulfaté calcique) caractérisent les eaux de nappe, l'eau de la retenue étant sulfatée calcique. La roche-mère et la nappe phréatique sont chimiquement très dépendantes. Les isotopes stables de l'eau montre que la nappe amont est peu profonde et d'origine météorique. L'eau de la retenue se mélange avec les eaux souterraines en conservant un caractère météorique en période d'écoulement et en acquérant un caractère évaporé en période d'assèchement. La nappe alluviale aval est alimentée par les eaux mélangées de la retenue. L'altération d'un affleurement gréseux forme un aquifère en rive gauche du lac expliquant en partie les pertes par infiltration. Les principaux processus géochimiques, qui se produisent au cours de l'écoulement de la nappe dans les formations superficielles, permettent une compréhension partielle du fonctionnement hydrochimique de la retenue et de son bassin versant.
705534ar
Impact des banquettes sur le ruissellement d'un petit bassin versant
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Dans le milieu aride et semi-aride tunisien, les aménagements de conservation des eaux et du sol jouent un rôle important dans la collecte et le stockage sur les versants des eaux de ruissellement. Cependant l'impact de ces aménagements sur les écoulements reste mal connu. Pour évaluer l'impact de banquettes à rétention totale à l'échelle d'un bassin versant situé au centre de la Tunisie, en zone semi-aride, nous nous proposons dans cet article d'utiliser le modèle géomorphologique H2U, fonction de transfert basée sur la répartition des chemins de l'eau à la surface du bassin. Pour la reconstitution des crues, ce modèle a été couplé à une fonction de production qui définit la pluie nette (lame ruisselée) à partir de la hauteur précipitée sur le bassin versant. Entre juillet 96 et juillet 97, le bassin versant d'El Gouazine (18,1 km2) a été aménagé en banquettes à rétention totale. La longueur moyenne de ces banquettes est d'environ 100 m pour une hauteur moyenne de 1,50 m. L'écartement moyen entre les banquettes est de 25 m. La superficie aménagée sur le bassin versant est de 783 hectares, soit 43 % de sa superficie. Cet aménagement a intéressé principalement les terres de culture et une partie des parcours dégradés transformés à cette occasion en terres de culture. Dès lors, sur ce bassin, les eaux de ruissellement sont interceptées par ces levées de terre et elles n'atteignent l'oued principal qu'après avoir rempli les fossés créés en amont des banquettes. Avant l'aménagement en banquettes, le coefficient de ruissellement global du bassin versant était de l'ordre de 7 à 8 % pour les hauteurs de pluie inférieures à 20 mm et compris entre 20 et 30% pour les hauteurs de pluie supérieures à 20 mm. Les pluies d'automne (septembre - octobre) présentaient les coefficients de ruissellement les plus forts car elles sont caractérisées par des intensités très élevées et les sols ne sont pas encore couverts par les végétations naturelles et cultivées. Ils présentent alors des croûtes de battance qui limitent l'infiltration des eaux de ruissellement. Le calage du modèle H2U (fonctions de transfert et de production associée) sur 12 crues avant aménagement a fourni une pluie d'imbibition initiale de 10 mm, une intensité limite pour l'apparition de ruissellement de 3,6 mm.h-1, un coefficient de ruissellement efficace de 42 % et un temps moyen de parcours de l'ordre de 40 minutes. Le modèle a été par la suite validé pour la crue du 20 septembre 1995. Les critères d'ajustement sont bons pour le calage et pour la validation. Le critère de Nash appliqué aux débits ruisselés est de 0,62 à 0,96 pour le calage et de 0,96 pour la validation. Après l'aménagement, les pluies enregistrées n'ont engendré qu'un faible ruissellement : un coefficient de ruissellement compris entre 1 à 3% pour les pluies de 30 à 50 mm, un coefficient de ruissellement de 9% pour une pluie de 80 mm (24 septembre 1998). L'utilisation du modèle H2U nous a permis d'évaluer l'impact des banquettes en comparant directement les crues observées avec aménagement et les crues reconstituées par le modèle sans aménagement. Ainsi la pluie du 24 septembre 1998, de fréquence décennale, a-t-elle engendré un ruissellement 4 fois plus faible avec l'aménagement en banquettes, un débit maximum 8 fois plus faible et un temps de réponse 4 fois plus fort. Malgré son extension limitée à 43 % de la surface du bassin d'El Gouazine, l'aménagement anti-érosif en banquettes joue donc un rôle très important sur la rétention des eaux de ruissellement, au point de limiter considérablement, de 50 à 80 %, les apports dans la retenue du petit barrage collinaire. Il convient donc de trouver, pour chaque bassin versant de la dorsale tunisienne, une solution optimale à l'aménagement des terres cultivées sur les versants tout en conservant des apports suffisants aux lacs collinaires pour subvenir aux besoins en eau des cultures irriguées. Pour caler le modèle H2U et sa fonction de production sur des bassins versants aménagés, une meilleure analyse du fonctionnement hydrologique d'un système de banquettes en cascade semble donc nécessaire.
705535ar
Phytoplancton du lac municipal de Yaoundé (Cameroun) : Succession écologique et structure des peuplements
null
L'évolution spatio-temporelle, qualitative et quantitative du peuplement phytoplanctonique a été suivie au lac municipal de Yaoundé. Pour cela des prélèvements hebdomadaires ont été effectués de novembre 1996 à décembre 1997, au niveau d'une station de la zone centrale du lac.Trois descripteurs (indice de diversité spécifique, régularité et diagrammes rangs-fréquences) ont été utilisés pour l'analyse de la dynamique de la structure du peuplement. L'indice de diversité spécifique obtenu à partir des biomasses spécifiques, par la formule dérivée de celle de SHANNON et WEAVER (1949), est compris entre 0,68 et 4,64 bits/μg. La régularité (PIELOU, 1966) varie de 0,14 à 0,84; les faibles valeurs correspondant dans l'ensemble à la présence des espèces fortement dominantes. Les profils des diagrammes rangs-fréquences, établis en coordonnées log-log, associés aux faibles valeurs de la diversité, sont essentiellement caractéristiques des stades pionniers (1 et 1') de l'évolution d'un lac tel que décrits par MARGALEF (1967) et FRONTIER (1976). Le stade 2 est rare alors que le stade 3 est absent. Une analyse simultanée basée sur les variations spatio-temporelles de la densité cellulaire et de l'indice de diversité spécifique, sur les valeurs de la régularité, et sur les profils des diagrammes rangs-fréquences révèle le caractère immature permanent des populations phytoplanctoniques inféodées à ce biotope, et caractérise ainsi un milieu eutrophe à hypereutrophe où aucun stade d'équilibre n'est atteint. La richesse du milieu en éléments biogènes et sa faible profondeur (Zmax=4,3 m) sont à l'origine de sa vulnérabilité. L'événement susceptible d'interrompre la succession des populations s'est avéré être le brassage des eaux, provoqué aussi bien par les pluies que les vents dont l'énergie cinétique est fréquemment suffisante pour entraîner un brassage complet d'une colonne d'eau de hauteur aussi faible.
705536ar
Étude de l'absorption des phosphates, azote, chrome et cadmium par trois algues vertes isolées à partir d'effluents urbains
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La capacité de déphosphatation et de dénitrification ainsi que la sensibilité et l'accumulation de deux métaux lourds (Cr et Cd) de Scenedesmus quadricauda, Chlorella pyrenoidosa et Chlamydomonas reinhardtii isolées des eaux usées de la ville de Fès, ont été étudiées dans les conditions de laboratoire. Les résultats ont montré que S. quadricauda présente les meilleurs taux de réduction des phosphates (83%), et d'ammonium (75%). L'étude de la sensibilité vis à vis du chrome et du cadmium des trois espèces, a montré qu'au delà d'une concentration de 1 ppm, la croissance se trouve réduite et que S. quadricauda présente une sensibilité plus faible que les deux autres espèces. Les résultats des expériences d'absorption conduites avec du chrome VI marqué au51 Cr et du cadmium marqué au109 Cd ont montré que les quantités de chrome et du cadmium prélevées par S. quadricauda dépassent celles des deux autres espèces. L'utilisation potentielle des trois espèces dans le traitement des effluents urbains est discutée à la lumière des résultats de ces expériences.
705537ar
Bilan du phosphore dans un bassin versant du lac Léman : Conséquences pour la détermination de l'origine des flux exportés
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Cet article s'intéresse à la dynamique du transfert du phosphore dans un bassin rural de la région lémanique, le bassin versant du Foron (51,5 km2). Nous montrons qu'en établissant, pour les périodes de tarissement, la relation concentration moyenne en phosphore - débit moyen à l'exutoire, il est possible d'évaluer globalement: 1) la rétention du P dans le réseau hydrographique lors de ces périodes; 2) la contribution moyenne des sources ponctuelles de P aux exportations du bassin. La rétention est un phénomène temporaire, mais c'est une étape clé de la dynamique du phosphore. Elle crée d'importants stocks de P dans le réseau hydrographique; ces stocks se situent pour l'essentiel au niveau des sédiments comme l'ont montré diverses études antérieures et sont exportés lors des crues. Les quantités stockées à l'issue de longs étiages dépassent souvent largement les exportations enregistrées pendant les plus fortes crues. La rétention s'accompagne d'une transformation partiellement irréversible de la spéciation du phosphore transféré. Ces phénomènes sont pris en compte pour établir des bilans annuels de pollution, et notamment la balance diffus - ponctuel.
705538ar
Traitements d'effluents issus de l'industrie de la pêche par un procédé de coagulation/floculation
null
La présente étude porte sur le traitement physico-chimique d'un effluent industriel chargé d'encre de seiche issu de l'industrie de conditionnement des produits de la pêche. Différentes combinaisons de coagulant -floculant ont été étudiées. Le sulfate d'aluminium (SA), divers polyélectrolytes et certains adjuvants pulvérulents ont été utilisés. L'efficacité du traitement par coagulation-floculation a été analysée en suivant l'évolution de la turbidité et de la DCO résiduelle du surnageant. Les résultats de cette étude ont révélé qu'à pH 6-7, l'addition de SA à une concentration supérieure à 1000 mg.l-1 entraîne la coagulation des particules d'encre de seiche. L'addition d'un polyélectrolyte en association avec le SA permet de réduire la concentration requise en SA à environ 300 mg.l-1, tout en améliorant l'efficacité du processus de coagulation-floculation. Le recours à un adjuvant pulvérulent en combinaison avec le SA et un polyélectrolyte accroît notablement les performances du traitement et permet d'obtenir un effluent ayant une turbidité résiduelle de 7 NTU.
705539ar
Toxicité de l'ion fluorure envers les organismes d'eau douce et effets de la dureté - revue et nouvelle analyse de données existantes
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Les plus importantes sources anthropiques de fluorures dans les systèmes d'eau douce comprennent les eaux usées municipales, les industries productrices de fertilisants et les alumineries. Plusieurs études montrent que la toxicité des fluorures est réduite lorsque le test toxicologique est réalisé en eau dure plutôt qu'en eau douce. Trois mécanismes peuvent être invoqués pour expliquer une telle tendance : (I) influence des ions de dureté (Ca2+ ; Mg2+) sur les organismes tests (soit au niveau de la barrière biologique séparant l'organisme de son milieu, soit au niveau de leur métabolisme interne); (II) complexation entre le fluorure et les ions de dureté dans le milieu d'exposition, menant à une réduction de la concentration en fluorure libre (F-); (III) précipitation de fluorite (CaF2) dans les milieux d'exposition, menant à une réduction de la concentration effective en fluorures. Pour identifier le ou les mécanisme(s) responsables de l'effet protecteur de la dureté, nous avons réalisé une revue de la littérature existante sur les poissons, les invertébrés et les insectes aquatiques d'eau douce. Parmi ces études, les plus complètes ont été sélectionnées et la spéciation des fluorures modélisée pour chaque cas. Les modélisations réalisées indiquent que la spéciation physique du fluorure (distinction entre les espèces dissoutes et particulaires) a beaucoup plus d'importance que sa spéciation chimique en solution dans les systèmes étudiés.
705540ar
Modélisation de l'évolution du couvert nival, sur le sous-bassin LG4 de la rivière La Grande dans le nord du Québec, à l'aide du modèle français CROCUS
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Au Québec, l'accumulation de la neige au sol prend une grande importance dans bon nombre d'activités humaines comme la production d'hydroélectricité. Face à cette importance de la neige, il devient fort intéressant de faire appel à des outils de modélisation dans le but de faire le suivi complet du manteau neigeux par la simulation des différents processus physiques agissant sur le couvert nival. En ce sens, la présente recherche vise à évaluer la capacité d'adaptation aux conditions environnementales du Québec, du modèle français multicouches CROCUS de suivi et de fonte du couvert nival, en vue de son utilisation ultérieure. Le choix du site d'étude s'accorde avec la présence de stations d'acquisition de données sur le couvert nival et la disponibilité d'un large éventail de données météorologiques essentielles aux modélisations. Suite au prétraitement des données d'entrée, le modèle CROCUS a pu être étalonné dans le but d'évaluer ses aptitudes à simuler l'évolution de l'épaisseur et de l'équivalent en eau du couvert nival, de même que les profils de densité et de température de ce couvert. Compte tenu des données disponibles, les résultats des périodes d'étalonnage et de vérification peuvent être considérés comme très bons et très encourageants pour des applications ultérieures de CROCUS au Québec.
705541ar
Étude corrélative des paramètres physico-chimiques et des données satellites IRS1C pour caractériser la pollution aquatique. Application à la baie d’Oran, Algérie
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Le contrôle de la qualité de l'eau est fondé naturellement et traditionnellement sur des mesures et des prélèvements in situ. Des images satellites étalonnées à partir des données mesurées in situ fournissent une information quantitative et continue sur le milieu aquatique et peuvent être employées pour estimer, avec une approximation raisonnable, les facteurs affectant la qualité de l’eau L’objectif de cet article consiste à établir des corrélations entre les propriétés optiques de l’eau de mer et les paramètres physico-chimiques. Nous présentons des relations exprimant les variables indicatrices de la qualité des eaux du littoral d’Oran et la réflectance calculée de chaque pixel à partir d’un modèle physique de correction radiométrique. Les mesures in- situ sont effectuées pour des zones de différentes qualités d’eaux et leurs réflectances sont calculées à partir d’une image satellite à haute résolution IRS1-C. Les meilleures corrélations sont obtenues sur le deuxième et le troisième canal visible. Pour la demande chimique en oxygène, le coefficient de corrélation atteint 0.84, pour les matières en suspension r2 = 0.88, pour la demande biochimique de l’oxygène pendant cinq jours r2 = 0.62, pour l’oxygène dissous r2 = 0.77 et pour la turbidité r2 = 0.90. Finalement, des relations linéaires sont établies avec les réflectances. L’inversion de ces relations permet d’obtenir des images transformées à partir du logiciel de traitement d’image afin d’estimer pour chaque pixel le degré de pollution du milieu.
705542ar
Organisation et fonctionnement d’un écosystème côtier du Maroc : la lagune de Khnifiss
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La lagune de Khnifiss, située au sud du Maroc, est une réserve biologique d’intérêt mondial pour l’avifaune. Des études pluridisciplinaires portant sur la physico-chimie des eaux, la biologie, la sédimentologie et les courants ont été réalisées par l’INRH dans la lagune en septembre 1998 et février 2001. Les résultats du courant obtenus montrent que la circulation des eaux à l’intérieur de la lagune est gérée par un courant alternatif et bidirectionnel : les courants du jusant sont plus importants que ceux du flot et varient également en fonction du rythme de la marée vive-eau/morte-eau. Ce mode de circulation des eaux attribue à la lagune une richesse en éléments azotés et phosphatés, surtout en période de vive-eau. La biomasse chlorophyllienne, assez importante dans la lagune, est causée par la richesse du milieu en éléments nutritifs et le phénomène d’upwelling qui se manifeste en été et au printemps dans la zone sud du Maroc. Ces études ont montré que la lagune de Khnifiss est un milieu propice à la conchyliculture. Néanmoins, l’installation de tout projet aquacole dans le site devra tenir compte de sa capacité trophique et de son équilibre écologique.
705543ar
Défluoruration des eaux d'exhaure de Youssoufia (Maroc) par percolation sur les cendres volantes de charbon
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Dans cette étude, nous nous sommes intéressés à la défluoruration des eaux souterraines de Youssoufia (eaux d’exhaure) par percolation en colonne sur les cendres volantes de la centrale thermique d’El Jadida et à la désorption des fluorures par la suite. Les résultats obtenus ont montré que : - le rendement d'élimination du F- est d'environ 97 % dans nos conditions expérimentales avec un temps de séjour supérieur à 72 heures ; - la régénération des cendres est possible à l’aide de NaOH; - le nombre de cycles successifs tolérés par les cendres permettant d’atteindre des efficacités convenables est d’au moins huit.
705544ar
Modélisation statistique des apports de MES associés au régime des crues d’un sous- bassin du Timis-Béga (Roumanie)
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Dans cette thématique concernant le transport solide des cours d’eau, il nous semble opportun de résumer le cadre général et d’y situer notre approche. Les formules classiques du transport solide évaluent le débit en matériaux du lit (charriage et suspension) à partir de ses déformations. Elles ne permettent pas d’estimer le débit des matériaux provenant directement du lessivage des versants et qui transite sans interaction avec le lit. Dans cet article, nous considérons uniquement la phase en suspension "MES" mesurée sans distinction à priori de l’origine des grains qui la constitue : provenance directe du bassin versant (phase directe) et (ou) reprise des stocks disponibles dans le lit (phase différée). Le bassin hydrographique du Timis-Béga (Roumanie) est particulièrement bien équipé pour le suivi des débits de 28 sous bassins et le contrôle des flux de MES de douze d’entre eux. De plus, son contexte physiographique nous permet de penser que la phase directe est prépondérante. Le protocole de mesure des flux de MES prévoit, entre autres, une densification variable des observations selon l’intensité des crues liquides. Ces considérations précédentes nous permettent d’envisager une modélisation statistique des apports solides en MES des sous-bassins du Timis-Béga. Celle-ci est directement inspirée des connaissances acquises sur la modélisation statistique "QdF" des régimes hydrologiques des bassins versants. Sur l’exemple du sous-bassin du Béga à Balint, qui draine une superficie de 1064 km2, nous retiendrons deux principaux résultats issus de la transposition du concept QdF aux débits solides QMESdF : Les analyses statistiques des régimes liquide et solide montrent que les débits solides de MES ne sont pas simplement proportionnels aux débits liquides mais croissent plus rapidement. Les deux lois de distributions privilégiées, Pareto généralisée pour les MES et exponentielle pour les débits, permettent de le justifier. Le temps de montée des hydrogrammes de projet liquide ou solide est quasiment identique, autrement dit nous vérifions la quasi concomitance de leurs débits de pointe. Ce résultat n’est possible que si le débit solide de MES provient essentiellement du lessivage des versants, ce qui était supposé à priori.
705545ar
Apports de la modélisation des effets des toxiques sur l’individu et la population en écotoxicologie aquatique
null
En général, les résultats des bioessais d’écotoxicologie sont étudiés par des méthodes statistiques et les paramètres estimés n’ont pas de signification biologique. La modélisation est apparue plus récemment en écotoxicologie et bénéficie même ces temps derniers d’un regain d’intérêt. Son développement s’effectue actuellement dans deux directions complémentaires que nous avons voulu présenter ici en en montrant les principaux apports. D’une part les effets sur les individus font l’objet d’efforts de modélisation afin de donner un sens biologique aux paramètres des tests de toxicité pour pouvoir intégrer des facteurs confondant au cours des tests comme par exemple des variations de la concentration d’exposition ou pour pouvoir déterminer les modes d’action des composés. D’autre part, l’écosystème étant l’objet d’étude par excellence de l’écotoxicologie, la modélisation est utilisée pour déduire les effets au niveau des populations à partir d’essais réalisés sur les individus. Jusqu’à présent, des approches classiques, qui se fondent sur l’équation d’Euler ou la diagonalisation de matrices de Leslie, ont été utilisées et ont permis une meilleure définition des paramètres à rechercher au niveau des tests de toxicité. D’autres approches sont à développer pour gagner en pertinence vis-à-vis du terrain (notamment hétérogénéité spatiale de la pollution et des habitats).
705546ar
Modélisation pluie-débit à l’échelle annuelle en Algérie du nord
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La modélisation du comportement hydrologique des bassins versants est incontournable dès lors que l'on s'intéresse à des problématiques relatives à l’évaluation et la gestion optimale des ressources en eau. Ceci s’illustre par un aspect quantitatif, dans les pays comme l’Algérie où l’alimentation en eau est un facteur limitant. L’objectif principal de cet article est d’expliciter les relations entre les conditions hydrologiques et la disponibilité en eau de surface. A cet effet, un modèle pluie-débit à l’échelle annuelle qui prend en compte les paramètres physiques et climatiques a été mis au point. L’application porte sur l’Algérie du Nord dont la superficie est de 325 000 km2. La mise au point de ce modèle nécessite au préalable une base de données qui a été acquise lors des travaux antérieurs incluant la carte des pluies médianes, la carte des perméabilités et le modèle numérique de terrain. Afin de compléter cette base de données, la cartographie des pluies des différentes années pour lesquelles on dispose des débits a été réalisée en utilisant une méthodologie intitulée "cartographie de la pluie centrée réduite". Ainsi, les données de 467 postes pluviométriques ont été traitées et ont permis de tracer les cartes des isohyètes annuelles. L’étude de la relation pluie-débit à l’échelle annuelle est basée sur les données de débits de 50 stations hydrométriques réparties à travers la zone d’étude. La démarche utilisée s’est inspirée de la fonction de production du S.C.S (Soil Conservation Service). Les résultats du modèle après calage ont permis d’obtenir un coefficient d’explication de 0,75, ce qui signifie que 75 % de la variance est expliquée par la pluie moyenne, la surface et un coefficient (a) qui correspond à la pente moyenne des bassins versants.
705547ar
Absorption et désorption du dioxyde de souffre par des gouttes d'eau de fort diamètre en chute.
null
Cet article concerne l’absorption et la désorption du SO2 par des gouttes d’eau de diamètre supérieur à 1mm en chute libre dans un mélange air-SO2 à faible et moyenne concentrations. Dans ce cas, le transfert résulte du couplage des résistances interne et externe à la goutte. Dans la phase liquide, un modèle local basé sur la vitesse de frottement inter faciale et le diamètre de la goutte permet le calcul du coefficient de transfert interne kl. Le coefficient de transfert externe kg dans la phase gazeuse est déterminé à l’aide d’une expression plus classique Afin de valider le modèle, des investigations expérimentales sont menées en absorption et en désorption sur une colonne de 2.3 m de hauteur dans laquelle le temps de séjour des gouttes est de l’ordre de la seconde. Le présent modèle simule fort bien l’ensemble de ces expériences réalisées pour différents diamètres de goutte [2.04 ; 4.31] mm et différentes concentrations [100 ; 2000] ppm. Le modèle proposé est aussi comparé avec succès à des résultats expérimentaux de la littérature à faible et moyenne concentrations pour des temps de contact beaucoup plus grands. Son domaine d’application couvre donc désormais l’absorption et la désorption du SO2 pour des concentrations comprises entre quelques ppm et quelque %.
705548ar
Modélisation du comportement hydraulique des déversoirs d’orage latéraux en régime transcritique
null
Le comportement hydraulique des déversoirs d’orage latéraux est le plus souvent marqué par une évolution discontinue de la ligne d’eau caractérisée par le ressaut hydraulique (Torrentiel/fluvial) et, dans certains cas, par une évolution rapidement variée causée par un écoulement également transcritique mais dans le sens fluvial/Torrentiel. Concernant les modèles actuels, ils ne permettent pas de simuler le comportement en transitoire de ce type d’ouvrage. Compte tenu de cela, nous avons modélisé l’ouvrage par les équations de Barré de Saint Venant écrite sous forme conservative en régime transitoire et couplée au modèle de déversoir de Hager. Le caractère conservatif de ces équations permet de transcrire dans un seul système d’équations les écoulements graduellement et rapidement variés. Afin de résoudre ces équations, nous avons utilisé le schéma numérique UPWIND à « capture de choc » du second ordre du type TVD (Total Variation Diminishing) utilisant le solveur de Roe. Dans l’objectif de valider notre démarche, nous avons créé un pilote de déversoir d’orage sur le site d’Obernai (laboratoire d'hydraulique du lycée agricole). Nous avons fait varier : le diamètre de la conduite aval par rapport au diamètre de la conduite amont, la longueur du déversoir, les pentes des conduites amont et aval ainsi que la hauteur de crête. La comparaison des débits déversés entre les modèles physique et numérique a montré que l’erreur observée rapportée au débit amont n’excédait jamais 13 % avec une majorité des cas entre ±5%.
705549ar
Spéciation des organoétains dans les eaux et sédiments du bassin Adour-Garonne
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De par leurs nombreuses propriétés physico- chimiques, les organoétains sont très utilisés dans l’industrie et en agriculture et entrent dans la composition de nombreux produits domestiques. Ils sont cependant extrêmement toxiques et la Communauté Européenne les a classés parmi les substances prioritaires dans le domaine de l’eau. Un suivi des organoétains a été réalisé sur onze rivières du bassin Adour-Garonne et sur l’estuaire de l’Adour. Ces composés y sont systématiquement présents, les butylétains et les octylétains étant les espèces les plus fréquemment détectées. Les concentrations varient de la limite de détection (0.2-0.5 ng(Sn)/l en moyenne) à 50 ng(Sn)/l dans les eaux, et de 15 à 300 μg(Sn)/kg dans les sédiments dulcicoles. Des pics de contamination ont été observés en fin de printemps et d’été, dans plusieurs rivières. Ils correspondent à la présence des mono- butyl- et -phénylétains principalement, leurs concentrations pouvant atteindre 700 à 900 ng(Sn)/l d’eau. Les rivières les plus contaminées sont la Garonne, le Gave de Pau, l’Adour, la Charente et le Thoré. Dans les matières en suspension de l’estuaire de l’Adour les concentrations atteignent quelques mg(Sn)/kg. L’ensemble des données recueillies a permis de mieux comprendre les origines et le devenir des organoétains dans le cycle hydrologique.
705550ar
Participation des radicaux carbonate à l’oxydation de l’atrazine lors de l’ozonation de solutions aqueuses contenant des ions hydrogénocarbonate
null
L’étude porte sur la détermination de la contribution des espèces O3, OH° et CO3°- dans la dégradation de l’atrazine lors de l’ozonation de solutions contenant différentes concentrations en ions hydrogénocarbonate et en carbone organique. Le suivi de la concentration en atrazine et en ozone dissous, et les expressions cinétiques ont permis de calculer les concentrations en radicaux hydroxyle et carbonate au cours des réactions. A partir des données expérimentales obtenues sur des eaux pures additionnées de carbone organique et inorganique, les résultats indiquent que l’élimination du micropolluant résulte de l’action de l’ozone (pour une faible part), des radicaux hydroxyle issus de la décomposition de l’ozone, mais aussi pour une part très significative, des radicaux carbonate. La participation des radicaux CO3°- diminue lorsque la concentration en carbone organique augmente. Les radicaux carbonate peuvent être responsable de plus de 40 % de la dégradation de l’atrazine lors de l’ozonation en présence de 7 mM d’ions hydrogénocarbonate et 129 μM d’ions glycolate utilisés comme molécule modèle pour l’apport de carbone organique. Les résultats obtenus sur des eaux naturelles confirment les conclusions déduites des expériences sur des eaux de composition connue.
705551ar
Prévision de crues avec le modèle conceptuel pluie-débit GR3H. Adaptabilité aux incertitudes sur la pluie
null
La prévision des crues des petits bassins versants, avec un modèle pluie-débit, est fortement conditionnée par la connaissance de la pluie. Cette information, estimée par des mesures de pluviographes ou de radar, est entachée de nombreuses incertitudes. Les services français de prévision des crues disposent maintenant d'une version du modèle conceptuel pluie-débit GR3H, adaptée à la prévision opérationnelle. Il utilise une procédure d'optimisation d'un seul paramètre, le niveau initial du réservoir-sol. On a voulu tester le comportement de ce modèle, face à différentes perturbations du signal pluie de base. L'hydrogramme de notre crue de référence a été préalablement simulé avec GR3H. On a montré que le modèle est capable d'absorber d'importantes variations du signal pluie, mais seulement si l'origine et la fin de l'épisode pluvieux sont respectés. Sinon, pour compenser un décalage temporel entre pluie et débit, on a combiné plusieurs modèles GR3H à temps de réaction différents, avec une procédure multimodèles simplifiée. Enfin, pour éviter quelques instabilités, on a testé une variante baptisée "multidélais" qui a permis d'apporter un gain supplémentaire sur la qualité de la prévision.
705552ar
Impacts des barrages sur les débits annuels minimums en fonction des régimes hydrologiques artificialisés au Québec (Canada)
null
Les débits annuels minimums des rivières déterminent le volume d’habitat minimum disponible pour assurer la survie des espèces aquatiques en période d’étiage. Dans cette étude, nous comparons les impacts de barrages sur les caractéristiques (période d’occurrence, magnitude, amplitude de variation et asymétrie) de ces débits dans trois régimes hydrologiques artificialisés d’une part, et les débits annuels minimums mesurés en aval des barrages aux normes de débits réservés pour protéger les habitats du poisson au Québec, d’autre part. Nous avons analysé 72 stations appartenant aux régimes artificialisés d’Inversion (26 stations), d’Homogénéisation (18 stations) et de Type Naturel (28 stations). Toutes ces stations appartiennent au bassin versant du fleuve Saint-Laurent. La présente analyse est fondée sur la comparaison des débits mesurés en rivières naturelles (75 stations) à ceux mesurés en aval des barrages au moyen des méthodes de proportionnalité et graphique. Il ressort de ces comparaisons les principaux résultats suivants. En régime artificialisé d’Inversion caractérisé par les débits mensuels maximums en hiver et les débits mensuels minimums au printemps, les impacts des barrages se traduisent par une hausse significative de fréquence des débits annuels minimums au printemps au moment de la fonte des neiges mais une baisse en été, une diminution significative de la magnitude des débits pour les bassins versants de taille < 10 000 km2, une hausse de la variabilité inter-annuelle et une forte asymétrie de la distribution. En régime artificialisé de Type Naturel caractérisé par des débits mensuels maximums au printemps et des débits mensuels minimums en hiver ou en été, on observe une hausse de la fréquence des débits annuels minimums pendant la première moitié de la période froide (de novembre à janvier), une diminution significative de la magnitude pour certaines rivières de taille < 6000 km2. En régime d’Homogénéisation caractérisé par des débits mensuels quasi constats toute l’année, les barrages provoquent une hausse de la fréquence des débits annuels minimums (printemps et automne) mais une baisse en été. Mais contrairement aux deux régimes précédents, l’impact des barrages se manifeste surtout par une hausse de la magnitude des débits annuels minimums pour quelques rivières. Pour les trois régimes artificialisés et durant les quatre saisons, les débits réservés sont systématiquement supérieurs aux débits annuels minimums lâchés en aval des barrages. L’écart entre les deux types de débits est surtout observé au printemps et en été pour les bassins versants > 10 000 km2.
705553ar
Évaluation de l'état d'une eau de rivière par analyse multidimensionnelle utilisant certains paramètres caractéristiques de la matière organique dissoute
null
L'évaluation de la qualité de l'eau de rivières pose un certain nombre de problèmes non encore résolus. Parmi ceux-là, nous en avons retenu un qui porte sur la méthodologie généralement adoptée pour réaliser cette évaluation et qui est à la base de nombreux autres problèmes. Actuellement en France, ainsi que dans de nombreux autres pays européens, la qualité de l'eau est évaluée à partir de grilles de valeurs limites de paramètres physico-chimiques ou biologiques. L'usage de telles grilles sous-entend que les paramètres qui la composent sont indépendants les uns des autres alors qu'il n'en est rien. En effet, il est indispensable de considérer les milieux aquatiques comme étant des systèmes chimiques, physiques et biologiques plus ou moins éloignés de leurs états d'équilibre et pour lesquels les paramètres qui les décrivent, considérés à un instant donné, sont liés les uns des autres par des relations qui évoluent avec leurs états. En plus du problème précédent, il faut rappeler que toute évaluation de l'état d'une masse d'eau (au sens de la Directive Cadre européenne sur l'Eau (DCE)) nécessite que soit précisé au préalable un état de référence. La diversité, hors anthropisation, des milieux aquatiques pose alors le problème du choix de telles références. Ce travail qui a pour cadre un cours d'eau du centre de la France (la Vienne) s'inscrit donc en partie dans cette double problématique. S'appuyant sur un suivi analytique mensuel en huit points, réalisé au cours d'une période de 27 mois entre 1999 et 2002, nous avons tenté de montrer que la méthode bien connue de l'analyse en composante principale (ACP) avec étude des corrélations, pouvait, moyennant quelques préalables, être un outil permettant de préciser avec une bonne objectivité l'état, ainsi que l'évolution spatio-temporelle de ces eaux. Nous avons également tenté de montrer que l'un de ces préalables était la prise en compte dans l'ACP de variables caractéristiques de la matière organique dissoute (MOD). Les paramètres classiques actuellement utilisés, en particulier par le système français d'évaluation de la qualité de l'eau (SEQ-Eau), qui sont essentiellement minéraux, ne suffisent pas à eux seuls pour expliquer et mettre en évidence les effets liés aux apports anthropiques. Dans cette étude, nous nous sommes donc attachés de différentes manière à montrer sur ce milieu, que les représentations ACP prenaient en compte les principales observations connues comme liées aux rejets polluants.
705554ar
Capacités de traitement d'un effluent de synthèse en infiltration percolation
null
Dans cet article, nous présentons des travaux mettant en évidence les capacités de traitement biologique des eaux résiduaires urbaines au sein des milieux poreux de textures différentes. Une étude comparative du développement de la biomasse couplé aux mécanismes généraux de transferts gazeux à travers deux réacteurs biologiques est menée. Des lits d’infiltration percolation sont simulés par des colonnes garnies de sables d’origine et de structures différentes. Ils sont alimentés périodiquement via un automate de commande avec un influent d’une charge de 525 mgDCO/l et de 54 mgNK/l. Les résultats obtenus établissent le fait qu’un développement équilibré de la biomasse incluant les phases de croissance et de régression est intrinsèquement lié à la nature physique du matériau support. A l’aide des carottes prélevées sur les massifs filtrants et des sondes d’oxymétrie introduites à différentes hauteurs des lits d’infiltration, nous montrons que la répartition verticale du biofilm dans les colonnes ainsi que l’oxygénation des milieux poreux lors des périodes de repos sont également corrélées à la structure des supports pourtant de diamètres moyens similaires. L’efficacité de traitement biologique du carbone est supérieure pour un sable d’origine alluvionnaire comparativement à un sable concassé ; la tendance s’inversant significativement lorsqu’il s’agit de la diminution de l’azote.
705555ar
Enlèvement du chrome par infiltration verticale sur lits de Phragmites australis (Cav.) Steudel
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L'objectif de la présente étude est de mettre en évidence les potentialités d'un hélophyte : Phragmites australis (Cav.) Steudel à épurer l'effluent du tannage riche en chrome sous un régime d'écoulement vertical et les comparer à celles d'un sol non planté sous climat aride. Le pilote expérimental est constitué de pots de capacité 120 litres, remplis sur une épaisseur de 15 cm de graviers et de 60 cm de sol (texture : limono - argilo- sableuse). Trois pots sont plantés de jeunes tiges de Phragmites australis (36 tiges /m2). Trois autres pots non plantés sont pris comme témoin. L'alimentation du système se fait par l'eau du tannage au chrome diluée à 50%. L’alimentation des systèmes se fait par bâchées de 10 litres/jour pendant 3 jours successifs suivie d’une période de repos de 4 jours. L'écoulement se fait par translation verticale à travers le substrat. L'étude du fonctionnement hydrologique des pilotes testés a montré que le débit moyen à la sortie du système planté est trois fois plus élevé que celui du lit non planté, ce qui permet de traiter un volume d’eau usée plus important ou bien de réduire la superficie nécessaire par équivalent habitant. Aucun signe de colmatage n’a été détecté aussi bien dans les pots plantés de Phragmites australis que dans les pots non plantés. Le suivi des performances épuratoires du système à Phragmites australis montre que le pH à la sortie des deux systèmes pilotes augmente de deux à trois unités par rapport à celui des rejets du tannage. La conductivité électrique des effluents traités augmente respectivement pour les deux systèmes. L’élimination moyenne de la DCO totale est de 74% pour le système planté et de 60,5% pour le système non planté. La différence entre les performances épuratoires des deux systèmes pour l’abattement de la DCO totale est statistiquement significative (p<0,05). Le Cr total subit globalement un abattement de 99% pour les deux pilotes qui fournissent des eaux épurées limpides. En effet, la concentration moyenne en chrome total dans les eaux usées brutes appliquées à l'entrée des différents pilotes varie de 534 mg/l à 1000 mg/l avec une concentration moyenne de 780±196 mg/l. Les teneurs de chrome total enregistrées à la sortie du lit à Phragmites varient de 2,2 mg/l à 3 mg/l avec une concentration moyenne de 2±0,5 mg/l. La concentration en chrome total des eaux usées à la sortie du sol non planté varie de 2,5 mg/l à 4 mg/l avec une valeur moyenne de 2,4±1,3 mg/l. La présence de Phragmites australis dans le système planté permet de maintenir une porosité suffisante pour assurer la percolation des eaux en traitement et réduire les risques de colmatage. Avec des temps de résidence hydraulique trois fois plus réduit, le système planté assure un abattement du chrome total comparable à celui du système non planté.
705556ar
Oued Moulouya: vecteur de transport des métaux lourds (Maroc)
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Les mines qui sont abandonnées avec leurs installations minières et métallurgiques constituent un exemple représentatif du transfert des éléments métalliques dans l’écosystème. Au Maroc, le site minier d’Aouli est drainé par l’oued Moulouya (l’unique oued de la région) d’une longueur de 520 km avec un bassin versant d’une superficie d’environ 50.000 km2. A travers ce travail, nous avons déterminé un certain nombre de paramètres chimiques afin de voir la destinée de certains métaux (Pb, Zn, Cu et Cd) issue de ce district minier abandonné. Les résultats ont montré que dans l’eau, dans les matières en suspension et dans les sédiments, il y a une contamination métallique due à la mine d’Aouli situé au niveau de la Haute Moulouya ; tandis qu’au niveau de la Basse Moulouya, l’affluent oued Za contribue à cette contamination par un apport anthropique qui résulte en une augmentation des teneurs en cadmium, plomb et zinc. L’effet de cette contamination externe est également mis en évidence par les caractères géochimiques d’une station témoin situé en amont de l’oued loin de toute influence minière. L’examen des rapports des différents éléments (Cd, Pb et Cu) par rapport au Zn dans les sédiments montre qu’ils sont préservés dans les sédiments en aval (Basse Moulouya). Par contre, au niveau de la Haute et la Moyenne Moulouya, on assiste à une diminution des rapports Cu/Zn et Cd/Zn et une augmentation du rapport Pb/Zn au niveau de la station S3; ce qui reflète l’effet de la mine d’Aouli. L’augmentation des rapports au niveau des stations S1 et S4 sont en relation avec la présence d’algues et qui jouent un rôle important dans la modification des teneurs en Zn dans les sédiments. L’étude de ces rapports a permis de confirmer que dans notre cas aucun effet notable dû aux apports des affluents n’est mis en évidence sur le contrôle des concentrations des éléments dans les sédiments de l’oued Moulouya. Cette particularité permet de suggérer que dans la cas de l’oued Moulouya la dilution physique est plus importante que la mobilisation chimique et permet d’expliquer le déclin en aval des concentrations des éléments métalliques.
705557ar
Le comportement d'un système hydrologique en climat méditerranéen par l'analyse corrélatoire et spectrale des débits et des pluies. Cas de trois sous bassins sud-méditerranéens : (oued Sebdou, Moulah et Isser - Tafna - NW Algérie)
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Les analyses corrélatoire et spectrale des chroniques de la pluie (entrée) et de débits (sortie) journaliers enregistrés au niveau des trois bassins sud méditerranéens Sebdou, Mouilah et Isser durant un seul cycle hydrologique nous ont permis d’obtenir des informations sur le fonctionnement de ces systèmes hydrologiques. Bien que la structure du signal « pluie » semble présenter les mêmes caractéristiques pour les trois bassins, le signal de sortie « débit » indique que l’oued Sebdou réagit différemment par rapport aux oueds Mouilah et Isser.
705558ar
Effet d'échelle sur la simulation du ruissellement en milieu urbain
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Ce travail consiste en l’élaboration d’une méthodologie systématique qui permet de substituer une modélisation hydraulique simplifiée à une modélisation détaillée d’un réseau d’assainissement. L’approche préconisée est basée sur une analyse multi-paramètre du processus du drainage en milieu urbain. Les paramètres adimensionnels retenus dans cette analyse font intervenir les caractéristiques du bassin versant, les caractéristiques du réseau et celles de la pluie. Pour donner à cette approche un cadre plus général, les auteurs ont mené cette analyse sur des réseaux et des pluies synthétiques couvrant un spectre très large de cas concrets. La méthodologie élaborée a fait l’objet d’une étude de validation sur le bassin No1 de l’arrondissement de Verdun (Montréal). La concordance entre les débits mesurés à l’exutoire du bassin et les débits simulés par cette approche est avantageusement satisfaisante. Les modèles de transformation découlant de cette analyse, permettant le passage d’une modélisation globale à une modélisation détaillée constituent une avancée très significative pour une gestion en temps réel et optimisée des réseaux d’assainissement.
705559ar
Classification, caractérisation et facteurs de variabilité spatiale des régimes hydrologiques naturels au Québec (Canada). Approche éco-géographique
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Nous proposons onze nouvelles variables pour classifier, caractériser et analyser les facteurs de variabilité spatiale des régimes hydrologiques des affluents du fleuve Saint-Laurent au Québec. Ces variables se rapportent exclusivement aux débits mensuels et utilisent quatre (volume d’écoulement, période d’occurrence, durée et amplitude de variabilité intra-annuelle des débits) des cinq critères proposés par Richter et al. (1996) pour caractériser écologiquement les régimes hydrologiques. L’analyse en composantes principales de ces onze variables hydrologiques a permis d’extraire trois composantes principales significatives après rotation d’axes par la méthode varimax. La première composante principale est associée aux débits saisonniers hivernaux et aux mois d’occurrence des débits mensuels maximums et minimums. La seconde composante est associée aux débits saisonniers printaniers et au rapport entre ces débits et les débits estivaux. Enfin, la dernière composante est associée au coefficient d’immodération (rapport entre les débits mensuels maximums et minimums) et aux débits mensuels minimums. La variance totale expliquée par ces trois composantes, à part presqu’égale, est d’environ 83%. Sur la base des signes de notes factorielles sur les trois composantes principales, les 72 rivières analysées ont été groupées en huit régimes hydrologiques naturels non contigus dans l’espace. Les caractéristiques de chaque régime hydrologique ont été clairement définies. Quant aux facteurs environnementaux qui influencent la variabilité spatiale des régimes hydrologiques, il est apparu que les six variables hydrologiques associées aux trois composantes principales sont principalement influencées par la température de l’air ainsi que la superficie couverte par les forêts, les lacs et les marais.
705560ar
L'impact des prélèvements d'eau pour l'irrigation sur les régimes hydrologiques des sous-bassins du Tescou et de la Séoune (bassin Adour-Garonne, France)
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Les besoins en eau pour l'irrigation des cultures des sous-bassins du Tescou et de la Séoune (Bassin Adour-Garonne) se sont considérablement accrus ces trente dernières années. Cela s'est manifesté, entre autres, par la création de très nombreuses retenues collinaires. Pour le sous-bassin du Tescou, aux crues rapides et peu volumineuses, on totalise 184 retenues individuelles dont le volume théorique cumulé s'élève à 4,3 Mm3 et qui interceptent environ un tiers (92 km2) de sa superficie (287 km2). Pour la Séoune, la pression due à l'usage de l'eau pour l'irrigation est un peu moins forte, compte tenu de sa taille (463 km2) et d'une ressource relativement abondante en hautes eaux. Près de 160 retenues collinaires sont dénombrées, elle représentent un volume de stockage théorique de 6,5 Mm3 pour une superficie interceptée d'environ un quart du sous-bassin (122 km2). Le suivi hydrométrique des sous-bassins permet de disposer pour chacun d'eux d'une chronique de débit influencée Q(t) sur une période d'observation d'environ 30 ans. A partir des débits observés, notre objectif a été d'identifier et de quantifier l'impact anthropique pour trois composantes du régime hydrologique : crue, module et étiage. L'approche saisonnière des crues et modules a permis une différenciation de l'impact anthropique selon les saisons "hiver" (mois 12 à 6) et "été" (mois 7 à 11). Cette saisonnalisation hydrologique reflète bien le mode de gestion actuel de la ressource en eau de ces sous-bassins agricoles : stockage l'hiver et irrigation à partir des retenues collinaires durant les premiers mois d'été. Pour identifier l'impact, nous avons fait usage de tests de détection de rupture de stationnarité des chroniques hydrologiques : de LANG (2004) pour les crues et d'une adaptation du test de BOIS (1986) pour les modules et étiages des sous-bassins. Pour ce qui concerne les crues d'été et les modules d'été les tests montrent que les chroniques sont stationnaires sur l'ensemble de la période d'observation. Pour les crues et les modules d'hiver par contre, les tests relèvent des ruptures de stationnarité des chroniques qui vont nous permettre de définir des sous-périodes stationnaires. Ces sous-périodes sont sensiblement cohérentes avec l'évolution des prélèvements théoriques cumulés de ces trente dernières années. L'analyse des ruptures de stationnarité menée sur les débits a été de même effectuée sur les pluies pour consolider nos résultats. La stationnarité des chroniques de pluie observées montre qu'il n'y a pas de composante climatique, autrement dit que la tendance détectée sur les débits est essentiellement d'origine anthropique. Il ne semble pas y avoir d'impact des éventuels pompages sur les débits d'étiage et tout particulièrement pour ce qui concerne la norme VCN30 "débit moyen minimum annuel sur 30 jours consécutifs" des deux sous-bassins. Finalement, l'usage de l'eau pour l'irrigation affecte essentiellement les crues et les modules de la saison hiver. Un essai de quantification de cette tendance a été menée à partir d'une analyse statistique associant les observations des sous-périodes stationnaires et les débits simulés pour une même référence pluviométrique. A partir des modélisations statistiques réalisées et des courbes de pression des besoins théoriques de l'irrigation, nous en avons déduit une tendance vraisemblable sur les quantiles de crue et les modules d'hiver. De manière générale, les crues de la saison hiver des deux sous-bassins sont fortement réduites en pointe et volume par l'ensemble des petites retenues. L'impact observé sur les quantiles de crue reste cohérent par rapport aux volumes théoriques prélevés dernièrement référencés. Les retenues collinaires sont sans action significative sur le temps de transfert (19j environ) du sous-bassin de la Séoune dont les crues sont volumineuses. Pour le Tescou par contre, aux crues rapides et peu volumineuses, le temps de transfert augmente sensiblement de 8h entre l'état de prélèvement zéro ("naturel" : 1,73j) et l'état actuel proche de 6 Mm3 (2,07j). Pour ce qui concerne les modules d'hiver des sous-bassins de la Séoune et du Tescou le coefficient d'écoulement moyen d'hiver diminue respectivement de 31% en moyenne et de 42% en moyenne entre l'état "naturel" et l'état anthropisé actuel. Cette diminution des coefficients d'écoulement est sans commune mesure avec les volumes théoriques stockés à partir des retenues collinaires. Autrement dit, les volumes théoriques des retenues collinaires ne peuvent expliquer à eux seuls la forte diminution des coefficients d'écoulement observés. Cependant, la cohérence des divers contrôles effectués, tant sur les chroniques observées que sur les modélisations effectuées, nous incitent à valider ces résultats. Ceux-ci devraient être retenus pour des objectifs de gestion immédiats ou ultérieurs de la ressource, si les conditions climatiques et d'occupation du sol n'évoluent guère.
705561ar
Les substances pharmaceutiques dans les milieux aquatiques. Niveaux d'exposition et effet biologique : que savons nous?
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Nous présentons ici une revue synthétique des récents résultats disponibles sur la présence, le devenir et les effets des principales familles thérapeutiques de médicaments à usage principalement humain, détectées dans les milieux aquatiques. Un exemple d'illustration du risque d'effet biologique, lié à la présence d'un ß-bloquant, le propranolol est présenté.
705562ar
Régionalisation des modules annuels et des régimes d'étiage du bassin hydrographique de la Moselle française : lien entre modèles régionaux
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Les modélisations régionales proposées sur les modules annuels et les débits moyens d'étiage des sous-bassins de la Moselle française devraient contribuer à l'amélioration des connaissances sur le fonctionnement physique actuel des hydrosystèmes. Elles s'inscrivent dans le contexte des directives de la loi Pêche et de la loi sur l'Eau et plus récemment de la Directive Cadre Européenne. Quarante neuf sous-bassins répartis en trois jeux ont permis de caler et valider un modèle régional des modules annuels et un modèle régional d'étiage. Dans le cas du bassin hydrographique de la Moselle française une certaine dépendance existe entre modèles régionaux dont la loi statistique choisie est la loi de Weibull à 2 paramètres. Une pseudo-dépendance est observée entre la loi régionale des modules annuels et la loi régionale des débits moyens d'étiage pour les années moyennes à sèches. Cette propriété va permettre en particulier l'usage d'une procédure simplifiée commune, établie à partir de la connaissance de jaugeages épisodiques d'étiage, pour l'estimation des descripteurs de débit d'un sous-bassin non observé : le module médian /qa et le débit quotidien minimal médian /vcnd=1. Pour le modèle régional d'étiage un deuxième descripteur local est nécessaire. Il s'agit d'un temps caractéristique d'étiage du sous-bassin ∆e (j) permettant de généraliser le modèle à toute durée d. Le concept débit-durée-fréquence QdF appliqué aux étiages exploite la convergence observée des distributions de différentes durées d et est indépendant de la loi fréquentielle choisie. Le caractère opérationnel de ces modélisations régionales dépend essentiellement de la précision d'estimation des descripteurs de débit du sous-bassin étudié /qa, pour les modules annuels et /vcnd=1 pour les étiages. Ces descripteurs de débit ont été estimés selon deux approches : l'approche classique par régression multiple et selon une approche simple de recherche d'un coefficient de tendance k entre jaugeages épisodiques d'étiage concomitants au sous-bassin étudié (pas ou peu d'observations) et au sous-bassin de référence (chronique de débit continue). Pour cela, un choix de cinq jaugeages d'étiage par an sur les douze dernières années en moyenne a été fait. Le descripteur de débit du sous-bassin étudié est ensuite déduit du produit de k par le descripteur de débit du sous-bassin de référence. Pour /vcnd=1, sb. étudié nous observons dans la majorité des cas une nette amélioration de l'estimation obtenue par régression, notamment une forte réduction des écarts les plus importants. Une similitude des classes de superficie entre sous-bassin étudié et sous-bassin de référence n'est pas exigée. La proximité géographique des sous-bassins semble donner de meilleurs résultats. En ce qui concerne le module médian /qasb. étudié, son estimation par régression multiple est assez performante. Parallèlement à cela, le coefficient k de tendance permet, de même que pour, une estimation cohérente de /qasb. étudié. Ce résultat un peu inattendu laisse supposer que la pseudo-dépendance observée entre modèles régionaux a bien une réalité physique. Nous avons insisté sur cette démarche "de régionalisation" nécessitant un faible investissement en mesures de débit des sous-bassins non observés par rapport au réseau national de suivi hydrométrique. Elle se présente à notre avis comme une alternative (ou complémentarité) intéressante aux méthodes de régionalisation à bases géostatistiques : telles que l'identification du voisinage hydrologique homogène du sous-bassin étudié ou encore la prise en compte de l'effet structurant du réseau hydrographique dans la cartographie du descripteur de débit. L'ensemble des connaissances relative à cette recherche est repris dans un Système d'Information Géographique pour répondre éventuellement à la demande.
705563ar
Saisonnalité du transport de carbone organique dissous dans le ruisseau de l'Hermine, un bassin versant de tête de réseau du Bouclier Canadien
null
Nous avons étudié la variabilité saisonnière de la relation entre les fluctuations des concentrations en carbone organique dissous (COD) dans le ruisseau de l'Hermine (Québec, Canada) et les changements du débit (Q). Un total de 93 événements hydrologiques échantillonnés de 1994 à 2003 et regroupés sur une base saisonnière (hiver-printemps, été, automne) a été analysé. Le modèle de régression linéaire est utilisé afin de déterminer, pour chaque événement, la pente de la relation entre la concentration en COD dans le ruisseau et le débit. Ces pentes sont regroupées par saison et selon un seuil arbitraire de un qui permet de contraster les conditions hydrologiques et climatiques initiales des événements répertoriés. Les résultats du test de Kruskal-Wallis, visant la comparaison entre les événements de pentes supérieures et inférieures à un, montrent clairement la saisonnalité de la relation entre le COD et le débit. La saisonnalité de la relation COD/Q est ensuite mise en relation avec des variables climatiques et hydrologiques susceptibles de conditionner le transport du COD dans le bassin de l'Hermine. Les résultats montrent que les changements saisonniers des conditions climatiques et hydrologiques dans le bassin versant ont un impact significatif sur la relation entre le COD et le débit. Ainsi, le volume de précipitation tombé durant l'événement, la température moyenne de l'air et la température du sol régissent significativement (p =0,041; 0,001 et 0,009 respectivement) le transport du COD pour la période hiver-printemps. Les basses températures du sol et l'apport élevé en eau via les précipitations et la fonte favorisent le lessivage intense du COD soluble déjà limité par les basses températures. Au cours de l'été, l'état initial d'humidité du bassin est le principal facteur contrôlant l'évolution des concentrations de COD lors d'une crue; les fortes relations avec le pourcentage d'humidité des sols et le débit total 24 h avant l'événement le prouvent (p =0,039 et 0,0003 respectivement). Les changements les plus prononcés du COD surviennent, au cours de l'été, suite à une période prolongée de sécheresse. À l'automne, le transport du COD est influencé par le volume de précipitation tombé durant l'événement (p =0,031) et la température du sol (p =0,042). La modélisation de la relation COD/Q par les variables hydro-climatiques montre que 40% de la relation COD/Q s'explique par la température du sol durant la période d'hiver-printemps. Durant l'été, les conditions initiales d'humidité du bassin, traduites par le débit 24 h avant l'événement, expliquent à 51% la relation COD/Q. À l'automne, la relation COD/Q est gouvernée à 50% à la fois par le volume de précipitation tombé durant l'événement et la température du sol. L'analyse de ces données établit clairement la saisonnalité de la relation COD/Q et que des variables climatiques et hydrologiques permettent de quantifier ces fluctuations saisonnières.
705564ar
Une contribution expérimentale à l'étude de l'érosion d'une digue par submersion et son analyse
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Dans cet article, on décrit un essai réalisé sous conditions contrôlées en laboratoire concernant l'initiation et le démarrage de la rupture par submersion d'une digue de revanche homogène et en moraine, un matériel utilisé dans les ouvrages réels, de granulométrie étendue et sans cohésion. Les résultats obtenus sur cette digue expérimentale ont montré que le mécanisme de formation et d'érosion de brèche est très différent du mécanisme global et moyen de développement et de progression de la brèche adopté dans les modèles courants de calcul des ruptures de barrages. L'essai souligne l'importance de la turbulence et des pertes de charge locales dans certaines zones spécifiques de l'écoulement et met en évidence le rôle de l'instabilité des parois latérales de la brèche dont la base est sapée continuellement. L'essai a été stoppé à un moment précis, soit lorsque l'accroissement rapide du débit de rupture était confirmé, afin de préserver les caractéristiques géométriques précises de la brèche en cours de formation. Les données ainsi recueillies sur la rupture de la digue d'essai sont utiles à tout développeur voulant valider sa compréhension physique de l'érosion de brèche ou un outil de calcul visant à reproduire ce mécanisme. Le texte présente aussi une analyse comparative effectuée par un outil informatique de prévision, BRECHE, et la confrontation des résultats produits selon cinq méthodes publiées durant les dernières décennies et reconnues. Une appréciation des résultats obtenus par prévision et des nombreuses données issues de l'essai réalisé sur le modèle en laboratoire est présentée et discutée.
705565ar
Estimation de la température de l'eau de rivière en utilisant les réseaux de neurones et la régression linéaire multiple
null
La température de l'eau en rivière est un paramètre ayant une importance majeure pour la vie aquatique. Les séries temporelles décrivant ce paramètre thermique existent, mais elles sont moins nombreuses et souvent courtes, ou comptent parfois des valeurs manquantes. Cette étude présente la modélisation de la température de l'eau en utilisant des réseaux de neurones et la régression linéaire multiple pour relier la température de l'eau à celle de l'air et le débit du ruisseau Catamaran, situé au Nouveau-Brunswick, Canada. Une recherche multidisciplinaire à long terme se déroule présentement sur ce site. Les données utilisées sont de 1991 à 2000 et comprennent la température de l'air de la journée en cours, de la veille et de l'avant-veille, le débit ainsi que le temps transformé en série trigonométrique. Les données de 1991 à 1995 ont été utilisées pour l'entraînement ou la calibration du modèle tandis que les données de 1996 à 2000 ont été utilisées pour la validation du modèle. Les coefficients de détermination obtenus pour l'entraînement sont de 94,2 % pour les réseaux de neurones et de 92,6 % pour la régression linéaire multiple, ce qui donne un écart-type des erreurs de 1,01 C pour les réseaux de neurones et de 1,05 C pour la régression linéaire multiple. Pour la validation, les coefficients de détermination sont de 92,2 % pour les réseaux de neurones et de 91,6 % pour la régression linéaire multiple, ce qui se traduit en un écart-type des erreurs de 1,10 C pour les réseaux de neurones et de 1,25 C pour la régression linéaire multiple. Durant la période d'étude (1991-2000), le biais a été calculé à +0,11 C pour le modèle de réseaux de neurones et à -0,26 °C pour le modèle de régression. Ces résultats permettent de conclure qu'il est possible de prévoir la température de l'eau de petits cours d'eau en utilisant la température de l'air et le débit, aussi bien avec les réseaux de neurones qu'avec la régression linéaire multiple. Les réseaux de neurones semblent donner un ajustement aux données légèrement meilleur que celui offert par la régression linéaire multiple, toutefois ces deux approches de modélisation démontrent une bonne performance pour la prédiction de la température de l'eau en rivière.
705566ar
Cartographie du risque unitaire d'endommagement (CRUE) par inondations pour les résidences unifamiliales du Québec
null
Actuellement, en considérant simultanément les éléments constitutifs du risque, soit l'aléa et la vulnérabilité, aucune des méthodes existantes dites de cartographie des risques d'inondation ne permet d'établir de façon précise et quantifiable en tous points du territoire les risques d'inondation. La méthode de cartographie présentée permet de combler ce besoin en répondant aux critères suivants : facilité d'utilisation, de consultation et d'application, résultats distribués spatialement, simplicité de mise à jour, applicabilité à divers types de résidences. La méthode présentée utilise une formulation unitaire du risque basée sur les taux d'endommagement distribués et reliés à diverses périodes de retour de crues à l'eau libre. Ceux-ci sont d'abord calculés à partir des hauteurs de submersion qu'on déduit de la topographie, des niveaux d'eau pour des périodes de retour représentatives et du mode d'implantation des résidences (présence de sous-sol, hauteur moyenne du rez-de-chaussée). Ensuite, le risque unitaire est obtenu par intégration du produit du taux d'endommagement croissant par son incrément de probabilité au dépassement. Le résultat est une carte représentant le risque en % de dommage direct moyen annuel. Une étude pilote sur un tronçon de la rivière Montmorency (Québec, Canada) a montré que les cartes sont expressives, flexibles et peuvent recevoir tous les traitements additionnels permis par un SIG tel que le logiciel MODELEUR/HYDROSIM développé à l'INRS-ETE, l'outil utilisé pour cette recherche. Enfin, l'interprétation sur la Montmorency des cartes d'inondation en vigueur actuellement au Canada (les limites de crue de 20/100 ans) soulève des interrogations sur le niveau de risque actuellement accepté dans la réglementation, surtout quand on le compare aux taux de taxation municipale.
705567ar
Une méthode pour anticiper les mises en alerte de crues sur la rivière Thoré (France)
null
Cet article présente les conclusions d'une recherche visant l'amélioration de l'annonce des crues, et son application à la rivière Thoré, dans le contexte du système d'alerte français. On y exploite les informations météorologiques contenues couramment dans les bulletins d'alerte aux précipitations [BAP] émis par Météo-France, dans le but d'aider les prévisionnistes du Service d'annonce de crues [SAC] à anticiper l'atteinte de la cote d'alerte sur une rivière. Le travail présenté fait partie d'une approche visant à munir les SAC d'outils prévisionnels fonctionnant en temps réel et aptes à prévenir d'une mise en alerte probable. L'approche préconisée conduit à une utilisation directe des informations contenues dans les BAP reçus des services de météorologie dans le processus de surveillance des crues. C'est au moyen de courbes d'intensité-durée-temps d'alerte [IDTA], préalablement établies pour des prévisions de pluies uniformément réparties, et de courbes d'intensité-superficie-temps d'alerte [ISTA] pour les prévisions relatives à des cellules orageuses localisées, que l'approche proposée est développée.
705568ar
Composition en acides aminés libres et combinés et en vitamines de la microalgue Micractinium Pusillum Fres. issue d'un lagunage naturel
null
Dans ce travail est présentée la composition biochimique en acides aminés (AA) libres et combinés et en vitamines de Micractinium pusillum isolée à partir du lagunage naturel expérimental de Ouarzazate où cette microalgue prolifère pendant la période chaude. M. pusillum est produite en culture en vrac, sur milieu synthétique, dans des conditions de lumière et de température fixes. Cette étude révèle la richesse de M. pusillum en acides aminés combinés qui constituent environ 59% de sa matière sèche. Les acides aminés libres forment 3,4% de cette matière. Dix-sept acides aminés et quatre vitamines (D3, B2, B3, et B12) ont été déterminés chez cette microalgue.
705569ar
Variations spatiales et temporelles de la richesse et de l'abondance des rotifères (Brachionidae et Trichocercidae) et des cladocères dans un petit lac artificiel eutrophe situé en zone tropicale
null
Les communautés de rotifères (Brachionidae et Trichocercidae) et de cladocères peuplant les eaux du lac Municipal de Yaoundé situé en zone tropicale (Cameroun), ont été examinés en relation avec quelques variables physico-chimiques du milieu. Des 26 espèces et sous-espèces de rotifères (Brachionidae et Trichocercidae) et 15 espèces de cladocères inventoriées, environ 16 sont identifiées pour la première fois au Cameroun. Parmi les espèces quantitativement dominantes, les espèces fréquemment rencontrées sont Brachionus angularis angularis, B. falcatus falcatus, et B. calyciflorus chez les Brachionidae, Trichocerca elongata elongata, et T. bicristata bicristata chez les Trichocercidae, et Ceriodaphnia cornuta et Chydorus eurynotus chez les cladocères. Plus de 75% des espèces répertoriées sont des espèces périphytiques communément considérées comme littorales, dont le développement important a été observé dans la zone pélagique du lac qui, sans doute, offre de nombreuses ressources et constitue un refuge vis-à-vis notamment de la prédation. L'absence de corrélations entre les communautés zooplanctoniques étudiés et les quelques variables physico-chimiques suivies, nous a amenés à considérer que le développement de ces communautés est sous la dépendance d'autres facteurs. D'ailleurs, une analyse canonique de correspondance indique que les stations, profondeurs et mois de prélèvement expliqueraient respectivement 3%, 5% et 36% de la variance totale associée à l'abondance des espèces prises en compte. Ce qui nous a permis d'émettre l'hypothèse selon laquelle les principales conditions environnementales qui affectent le développement potentiel des espèces analysées et le déroulement de leurs cycles biologiques, seraient dépendantes des deux saisons (la saison des pluies et la saison sèche) caractérisant les climats tropicaux.
705570ar
Évaluation d'un système de mesure des pertes de contaminants agricoles par ruissellement et drainage souterrain en régions froides
null
Cette note technique présente un système automatique de mesure des pertes de polluants agricoles par ruissellement et drainage souterrain pouvant opérer durant la période estivale et la fonte nivale. Le système de mesure du ruissellement est composé d'une trappe à sédiments, d'un déversoir en V et d'un système automatique de mesure du débit et de contrôle de l'échantillonnage. Le système de mesure du drainage souterrain consiste en un auget à bascule, relié à un compteur d'impulsions, et un partiteur de débit. Ces systèmes ont été utilisés sur neuf parcelles expérimentales pour mesurer les masses de contaminants agricoles perdues par ruissellement et drainage souterrain. La hauteur totale de ruissellement durant les deux années (4,6 mm an-1) a été faible comparée au drainage (227 mm an-1). Soixante-seize pourcent du ruissellement annuel s'est produit durant la fonte des neiges. Les principaux avantages de ce système sont de pouvoir mesurer simultanément les volumes et les débits de ruissellement tout en prélevant des échantillons d'eau.
705571ar
Impact de la variation du niveau d'eau d'un marais du lac Saint-Pierre (Québec, Canada) sur les concentrations et les flux d'hydrogène, monoxyde de carbone, méthane et dioxyde de carbone
null
Le but de la présente étude était d'étudier l'impact de la variation des niveaux d'eau d'un marais d'eau douce (Baie Saint-François, Québec) sur l'évolution des concentrations et des flux d'hydrogène, monoxyde de carbone, méthane et dioxyde de carbone. Une approche originale impliquant l'association d'un gradient de concentration de ces composés sur un profil vertical de 1,5 m au transfert de flux turbulent micrométéorologique fut utilisée pour la détermination des flux. L'étude démontre qu'une hausse du niveau d'eau d'un bassin versant alimentant une zone humide influence les flux de méthane, de monoxyde de carbone d'hydrogène et de dioxyde de carbone. En conditions submergées, le marais émettait du méthane et du monoxyde de carbone et consommait moins d'hydrogène troposphérique. Ainsi, cette étude démontre que des mesures in situ peuvent servir à inférer des scénarios d'impacts possibles des changements climatiques et des variations des niveaux d'eau sur les émissions des gaz à effets de serre dans l'écosystème du fleuve Saint-Laurent.
705572ar
Distribution du picoplancton autotrophe dans la zone pélagique d'un lac méromictique (Lac Czane, Pologne)
null
La composition, l'abondance et la biomasse de la communauté du picoplancton autotrophe (PPA, 0,2-2 m) ont été examinées dans un lac situé en Pologne et récemment considéré comme méromictique, le lac Czarne. Les échantillons d'eau ont été prélevés tous les mètres dans la colonne d'eau, en mars et en juillet 1998. Pendant ces deux dates, le PPA se caractérisait par des changements significatifs de densité dans la colonne d'eau. Au printemps, l'abondance la plus forte a été observée à 9 m (2,1·105 cellules·mL-1) tandis qu'en été elle est observée à 5 m (3,1·105 cellules·mL-1). À toutes les profondeurs, le PPA était dominé par des Cyanobactéries. Au printemps, dominent les cellules libres de picocyanobactéries, contrairement à l'été où les cellules coloniales étaient prépondérantes. La contribution des cellules eucaryotes était faible en termes d'abondance (<20%) et bien plus élevée en termes de biomasse, avec une valeur moyenne de 33% au printemps. La biomasse moyenne du PPA était plus élevée au printemps (12 μgC·L-1) qu'en été (8 μgC·L-1) et des différences nettes sont observées entre les saisons dans sa distribution en fonction de la profondeur.
705573ar
La lagune de Ghar El Melh : Diagnostic écologique et perspectives d'aménagement hydraulique
null
La lagune de Ghar El Melh, située au Nord de la Tunisie (dans le Golfe de Tunis), est caractérisée par une superficie de 28,5 km2, une faible profondeur et une faible communication avec la mer. Actuellement, sous l'effet des actions anthropiques (les rejets terrestres), elle connaît une dégradation progressive de la qualité de ses eaux et sédiments dont les conséquences sont la chute de la richesse biologique et la réduction des ressources halieutiques de la lagune. Dans ce travail, nous présentons les résultats de l'analyse des caractéristiques physico-chimiques et biologiques des eaux de la lagune. Ces analyses montent bien l'hyper-eutrophisation du milieu caractérisé par de fortes concentrations des eaux en azote total et en phosphore total. Les résultats de simulation du fonctionnement hydrodynamique, que nous avons réalisée à l'aide d'un modèle à 2 dimensions intégré sur la hauteur, montrent une stagnation des eaux dans environ 80% de surface de la lagune qui a fortement amplifié la dégradation de la qualité de l'écosystème. Parmi plusieurs scénarios d'aménagements simulés, nous proposons la création d'une nouvelle communication avec la mer dont la simulation hydrodynamique montre une nette augmentation des échanges d'eau mer-lagune. Nous présentons ensuite un modèle écologique homogène de la lagune de Ghar El Melh qui a été mis au point et calibré en s'appuyant sur les mesures de terrain. Les simulations, avec ce modèle, montrent que l'arrêt total des rejets terrestres et la création d'un nouveau grau réduisent considérablement l'eutrophisation du milieu ce qui conduiraient certainement à une nette amélioration de la production halieutique dans la lagune.
705574ar
Échanges du phosphore à l'interface eau-sédiment dans un bassin de maturation (lagunage de Boujaad) et un étang d'alevinage (station de pisciculture Deroua, Béni-Mellal), Maroc
null
Les sédiments utilisés dans cette étude sont prélevés dans deux milieux différents (bassin de maturation du lagunage de Boujaad et étang d'alevinage de la station Deroua, Béni-Mellal) dans le but de comprendre les conditions du milieu qui provoquent les échanges du phosphore à l'interface eau-sédiment et de comparer les échanges du phosphore à ce niveau. Cette étude a montré une différence dans la composition chimique des deux sédiments. En effet, au niveau de l'étang d'alevinage, le phosphore inorganique représente une part majoritaire (92,5%) surtout liée au calcium. En revanche, le phosphore total est réparti en phosphore organique (49,2%) et inorganique (49,8%) au niveau du bassin de maturation. Dans le bassin de maturation, le relargage du phosphore est plus important et il est sous forme inorganique lié essentiellement aux hydroxydes de fer. La fixation du phosphore par les sédiments est importante particulièrement en conditions aérobies, aussi bien dans le bassin de maturation que dans l'étang d'alevinage.
705575ar
Variabilité spatio-temporelle des apports liquide et solide en zone semi-aride. Cas du bassin versant de l'oued Mina (nord-ouest algérien)
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Les zones méditerranéennes et semi - arides sont caractérisées par des régimes pluviométriques irréguliers dans le temps et dans l'espace. L'érosion hydrique des bassins versants et la sédimentation des cours d'eau constituent des phénomènes complexes très répandus qui posent de nombreux problèmes aux ingénieurs chargés des projets de mise en valeur. En raison de son ampleur, cette érosion constitue une contrainte majeure au développement de l'agriculture et à la promotion des activités rurales en Algérie. Une approche statistique de quantification des apports solides est développée dans cette étude. Les données utilisées sont recueillies au niveau de cinq sous-bassins du bassin versant de l'Oued Mina drainés par les stations hydrométriques, en amont du barrage de Sidi M'hamed Ben Aouda. La période d'observation s'étale sur 22 ans (1973 à 1995). Il existe une grande variabilité inter-annuelle et intrannuelle des apports liquides et solides. En plus de cette variation temporelle, il a été remarqué une variabilité spatiale des apports solides et liquides. Les valeurs maximales du transport solide sont enregistrées au début d'automne et à la fin du printemps. Le transport solide d'automne reste le plus élevé, dépassant significativement les autres saisons. Cette variabilité trouve son explication dans la pauvreté du couvert végétal durant cette saison et la nature agressive des pluies d'automne. La charge spécifique du bassin versant de l'oued Haddad est de l'ordre de 212 t/km2/an. Le bassin versant de l'oued Taht a une charge spécifique inférieure à celle du bassin de l'oued Haddad (Ds=191 t/km2/an). Les bassins versants de l'oued el Abd présentent des charges spécifiques de l'ordre de 117 t/km2/an à Ain El Hamara et de 65 t/km2/an à Takhmaret. La charge spécifique de l'oued Mina au barrage de Sidi M'hamed Ben Aouda est de 160 t/km2/an. Des modèles mathématiques liant l'apport solide au coefficient d'écoulement ont été proposés pour les cinq sous-bassins drainés par les stations hydrométriques.
705576ar
Qualité physico-chimique des eaux du réservoir Daourat ; impact e la vidange sur son fonctionnement
null
Ce travail concerne l'étude de la qualité physico-chimique de la masse d'eau du réservoir Daourat au Maroc ; situé sur le cours inférieur du bassin Oum Rbia. Une vidange du réservoir a lieu le 23 décembre 2001, l'impact de cette vidange sur la qualité physico-chimique de l'eau a été déduit à travers l'augmentation du débit à l'entrée et à la sortie du réservoir en décembre ; l'élévation du taux de la matière en suspension ; des concentrations en éléments nutritifs et de la chlorophylle " a ". Cette étude inclue également une analyse de régression qui a permis de déterminer une relation entre le phosphore et la chlorophylle " a " ; ainsi qu'une évaluation du niveau d'eutrophisation du réservoir Daourat. Les résultats fournis par les paramètres physico-chimiques ont révélé que la masse d'eau ne présente aucune stratification thermique ni anoxie et que le pH est alcalin. L'évolution des concentrations en éléments nutritifs dans la masse d'eau du réservoir dépend des apports exogènes et endogènes. Les apports exogènes sont dominés par les apports latéraux venant du bassin versant local peu boisé et caractérisé par un sol à vocation agricole responsable de l'enrichissement du milieu récepteur en éléments azotés. Les apports endogènes sont gouvernés par les interactions eau - sédiment suite à la minéralisation de la matière organique en période estivale et par le relargage d'éléments à partir du sédiment suite à la vidange et à la crue en période hivernale. L'impact de la vidange sur l'écosystème étudié a été déduit à partir des modifications des paramètres abiotiques et biotique enregistrés en décembre (période de vidange) dans le milieu du réservoir (S2) et son aval (S3). L'étude de la relation entre les orthophosphates et la chlorophylle " a " dégage une forte corrélation significative. Les données du phosphore et de la chlorophylle " a " classe le réservoir Daourat dans l'état hypereutrophe
705577ar
Eutrophisation des eaux des retenues des barrages Smir et Sehla (maroc) : causes, conséquences et consignes de gestion
null
Au Maroc, plusieurs retenues de barrages connaissent des problèmes de la dégradation de leur qualité d'eau due essentiellement aux différentes sources de pollution. L'une des conséquences de cette situation est l'enrichissement de l'eau par les nutriments (N et P) indicateur d'un état avancé de l'eutrophisation. Ce phénomène provoque un déséquilibre de l'écosystème avec un développement anarchique d'algues et une consommation intense de l'oxygène au fond des lacs. La Direction de la Recherche et de la Planification de l'Eau a conduit depuis la fin des années 80 un programme de surveillance de la qualité des eaux des retenues de barrage dans le but de proposer des solutions pour réduire ses conséquences. Le présent travail consiste à présenter les résultats de l'eutrophisation des eaux de deux retenues de barrages : Smir située au Nord du Maroc qui sert à alimenter la zone côtière entre Tétouan et Sebta en eau potable, et Sahla située au Nord-Est du Maroc qui sert à alimenter la ville de Taounate en eau potable et protéger la grande retenue Al Wahda contre l'envasement et l'eutrophisation. Les résultats concernent l'exploitation des données physico-chimiques et biologiques selon un profil vertical de profondeur. Entre 1993 et 1998 pour Smir et entre 1996 et 1998 pour Sahla. Les paramètres physico-chimiques, transparence et phosphore total ne semblent pas être de bons descripteurs de la qualité des eaux de ces retenues se trouvant dans les zones semi-arides du fait de l'importance de la charge solide particulaire non bio-disponible pour le phytoplancton. Par contre la concentration en chlorophylle a semble être représentative du niveau trophique puisqu'elle donne une idée réelle du développement algale. Un état trophique des deux lacs réservoirs est dressé, et une comparaison de la qualité des eaux est faite en tenant compte des différentes mesures prises par le gestionnaire de la ressource en eau pour atténuer le phénomène de l'eutrophisation.
705578ar
Variabilités des descripteurs physiques, chimiques et biologiques d'un réservoir de stokage (lagunage mixte, en Slimane - Maroc)
null
L'étude des variations des descripteurs physiques, chimiques et biologiques des eaux d'un réservoir de maturation du lagunage mixte (Ben Slimane, Maroc), a montré une augmentation des valeurs de certaines variables (oxygène dissous, transparence) après le 36ème jour de rétention en raison d'une remise en solution. A 36 jours de rétention, la chute des teneurs de la DBO5, de la DCO, des composés azotés (NH4+, NO3-, NTK) et phosphorés (PO43-, PT), et l'augmentation du pH, de l'oxygène dissous et de la transparence laissent présager une maturation à cette date de mesure. Les densités planctoniques enregistrées à ce niveau sont les plus basses. Au-delà de ce stade de maturation, le phytoplancton prolifère avec dominance d'Euglena viridis qui montre un pic de densité (4,1.106 Individus/m3) le 81ème jour. Le début de sa phase exponentielle de croissance est observé à partir du 18ème jour de maturation. La densité cellulaire est ensuite atténuée vraisemblablement en raison de la diminution de la charge organique (DBO5 et DCO) après le 81ème jour et de l'intensité de broutage par le zooplancton herbivore surtout Acanthocyclops robustus qui montre son maximum de croissance le 138ème jour. Après le 81ème jour de maturation, Euglena viridis est remplacée par deux espèces de Chlorophycées (Pediastrum boryanum et Ankyra judai) dont le maximum de densité (91% de la densité algale totale) est atteint le 138ème jour. La prolifération de ces espèces coïncide avec des valeurs en nitrates dépassant 10,6 mg N/L. A la fin de cette période d'étude (le 138ème jour), le zooplancton est à sa prolifération maximale (106 individus/m3). Il est dominé par Acanthocyclops robustus avec présence de Nauplii et de Daphnia magna. Les Rotifères présents depuis le début de la maturation disparaissent à 138 jours de rétention. L'étude bactériologique a révélé un rendement épuratoire remarquable atteignant 100% pour les coliformes fécaux et les streptocoques fécaux.
705579ar
Variabilités spatiales et temporelles de la qualité physico-chimique et des invertébrés pélagiques des eaux de la retenue hydroélectrique de Petit Saut (Guyane française).
null
Le bassin versant du fleuve Sinnamary est situé en Guyane française, au nord du continent sud américain, en zone néo-tropicale. Il s'étend entre 4 et 5°de latitude Nord et entre 52°50' et 53°30' de longitude Ouest. En 1994, la mise en eau du barrage hydroélectrique construit sur le site de Petit Saut occasionne l'ennoiement de 365 km2 de forêt primaire. Le remplissage s'effectue en 18 mois, et la demande en oxygène dissous nécessaire à la dégradation de la matière organique est telle qu'en quelques jours la masse d'eau se stratifie en un épilimnion oxygéné et un hypolimnion anoxique. Représentant quelques centimètres en 1994, l'épilimnion s'épaissit progressivement jusqu'en 1998. Depuis, cette progression s'est nettement ralentie et l'épilimnion oscille autour d'une valeur moyenne de 5 à 6 mètres. Il abrite la plus grande partie du zooplancton pélagique. L'hypolimnion est anoxique et riche en éléments réduits. Le zooplancton s'est rapidement installé avec des rotifères, des cladocères et des copépodes. Des ostracodes et des Chaoboridae y sont désormais associés. La retenue présente une zonation longitudinale, de la tête de la retenue vers la queue, aussi bien en termes de densités que de composition des peuplements. De même, il existe une zonation transversale, notamment marquée par un gradient croissant de la conductivité de l'axe vers les berges. Ces ressources endogènes ainsi que des apports complémentaires (végétaux, invertébrés terrestres, détritus...) sont utilisées par la faune ichtyque qui a su s'adapter au changement du milieu. Le temps de rétention des eaux qui fluctue saisonnièrement en fonction des pluies semble être le facteur prépondérant de variabilité pour la qualité physico-chimique des eaux et les communautés biologiques.
705580ar
Efficacité d'un seuil artificiel sur l'oxygénation de l'eau et l'élimination de CH4 contenu dans l'eau évacuée par la barrage hydroélectrique de Petit Saut (Guyane française)
null
Quelques mois après le début de la mise en eau du barrage de Petit Saut, la mise en service normale de l'usine conduisait à une désoxygénation de l'eau du tronçon de rivière aval, le rendant incompatible avec la vie aquatique. La solution retenue a été la construction d'un seuil, afin d'apporter de l'oxygène et d'éliminer les gaz réducteurs produits au fond de la retenue, notamment le méthane, consommateur potentiel d'oxygène dissous. Un seuil métallique à deux lames déversantes successives a été construit ; sa configuration prend en compte les principaux critères physiques jouant un rôle significatif sur l'oxygénation de l'eau (hauteur de chute, épaisseur de la lame déversante, le dimensionnement du bassin de réception des chutes, la présence de dispositifs favorisant l'éclatement de la lame d'eau). Placé dans le canal de fuite de l'usine, à une centaine de mètres à l'aval du barrage principal, il est à l'abri des crues et ne crée pas d'obstacle supplémentaire en rivière. L'article chiffre l'effet d'aération de ce seuil pour les deux gaz O2 et CH4 dans deux configurations : celles consécutives à l'abaissement partiel de la chute amont réalisé en deux étapes. Après décembre 2001, pour le débit moyen turbiné (près de 200 m3 /s), l'efficacité d'aération du seuil a baissé de près de 10 % (gain de 80 % en oxygène dissous et élimination de 70 % et 75 % du méthane dissous). Après février 2003, pour un débit de 100 m3/s, 75 % du déficit amont en oxygène dissous est comblé et près de 70 % du méthane dissous éliminé.
705581ar
Réponses de trois espèces sentinelles aquatiques à la contamination en métaux traces dans deux rivières de l'Abitibi, Québec
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La métallothionéine (MT) est un ligand protéinique intracellulaire important à cause de son implication dans les processus de régulation des métaux traces essentiels et non-essentiels. Bon nombre de travaux ont été conduits en laboratoire pour bien comprendre les mécanismes de synthèse de cette protéine, mais les études réalisées en milieu aquatique sont beaucoup plus rares, particulièrement dans les rivières (milieu lotique). Dans ce contexte, la présente étude avait deux objectifs principaux : (1) identifier en milieu lotique les métaux traces (argent "Ag", cadmium "Cd", cuivre "Cu", nickel "Ni", plomb "Pb" et zinc "Zn") susceptibles d'induire la synthèse de la MT chez trois espèces sentinelles, soit le mollusque bivalve Pyganodon grandis, la larve d'éphémère Hexagenia limbata et le grand brochet du nord Esox lucius ; (2) définir les variables physico-chimiques ou toxicologiques pouvant influencer la prise en charge des métaux traces et conséquemment les concentrations en MT chez le mollusque P. grandis et l'éphémère H. limbata. Deux rivières de la région de l'Abitibi ont été échantillonnées à l'été 2001 afin de récolter les espèces sentinelles à 21 stations. Les concentrations en métaux traces, ainsi qu'en métallothionéine, ont été mesurées dans les branchies des mollusques, dans le rein des brochets et dans le corps entier des éphémères. La métallothionéine a été mesurée à l'aide d'une technique de saturation au mercure. D'après nos résultats, le cadmium tissulaire semble être le meilleur prédicteur de la concentration de MT chez les trois espèces sentinelles. Cependant, l'implication d'autres métaux est également possible. Dans le cas de P. grandis, la concentration de manganèse (Mn) dans les sédiments pourrait influencer la prise en charge du Cd et la synthèse de MT.
705582ar
Sensibilité à la pollution métallique de deux grands lacs africains (Tanganyika et Malawi)
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Les lacs Tanganyika et Malawi sont, de par leur volume, les deux plus grands lacs africains. Ces réservoirs semblent pour l'instant épargnés par la pollution en éléments en trace. Il est toutefois crucial, en raison de leurs caractéristiques hydrologiques, de poser la question du temps de réponse de ces systèmes à une pollution chronique potentielle véhiculée par les affluents. Cet article simule ainsi cette réponse dans la fraction dissoute suite à l'introduction pendant 50 ans de polluant par tous les affluents. Cette démarche s'appuie sur un modèle hydrologique intégrant les trois compartiments des colonnes d'eau (épi-, méta- et hypolimnion) et sur la prise en compte de la réactivité des éléments dissous dans ces compartiments par l'intermédiaire du taux de rétention élémentaire. Ainsi quatre types d'éléments sont considérés, (i) le type Cl, non réactif, (ii) le type Si, réactif-nutritif, (iii) le type Mn et (iv) le type V tous deux réactifs sensibles aux conditions d'oxydo-réduction. La réactivité de l'élément, l'efficacité du mélange vertical ainsi que la position de l'oxycline dans la colonne d'eau conditionnent l'amplitude et la cinétique de réponse des systèmes ainsi que le temps de retour à la situation initiale après l'arrêt des apports polluants. Ces caractéristiques propres à l'élément et au lac influent sur le risque potentiel encouru par l'écosystème et l'homme. Ainsi la pollution affecte principalement les eaux de surface (types Cl et V), les réseaux trophiques (type Si), les eaux profondes (types Si et Mn) et le compartiment sédimentaire (types Mn et V).
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Effets d'une perturbation anthropique sur les conditions hydrologiques de la langune de Smir (Nord-Ouest, Maroc)
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La lagune de Smir a été sujette à un aménagement (construction d'un barrage et d'un port de plaisance) qui a contribué à la modification de son système hydrologique notamment, la disparition de certaines espèces de flore et de faune et la réduction de superficies considérables de cet écosystème. Une caractérisation des eaux de cette lagune a porté sur la mesure pendant le reflux, d'un ensemble de paramètres physico-chimiques. Une méthodologie a été suivie afin d'exprimer de façon cartographique les résultats. De même, des suivis d'une journée ont été réalisés pour les eaux entrantes et sortantes au niveau de deux stations fixes, dans une tentative de comprendre l'action de la marée sur l'hydrologie au sein de la lagune, de cerner les caractéristiques des eaux entrantes dans la lagune et celles sortantes de celle-ci et de suivre l'évolution des différents paramètres physico-chimiques au cours des cycles marégraphiques. L'évolution spatiale des paramètres hydrologiques au niveau de la lagune, se réalise sous forme de gradients entre l'aval et l'amont. Elle est fonction des saisons, de la marée et des apports de l'Oued Smir et du Chenal principal venant des marais. La lagune subit le flux et le reflux de la marée d'un mètre d'amplitude environ. Combinée avec le déficit en eaux douces, la communication permanente avec la mer a eu pour conséquence l'augmentation générale de la salinité dans le plan d'eau lagunaire et dans les marais. Le fonctionnement hydrologique de la lagune de Smir se trouve actuellement régi par les facteurs hydrodynamiques liés à la marée (réguliers) et aux apports d'eaux véhiculés par le chenal des marais (irréguliers), auxquels peuvent être ajoutés des facteurs physiques (évaporation intense), bathymétriques (faible profondeur) et physiologiques (photosynthèse des macrophytes et des phanérogames dans la lagune et dans les marais limitrophes).
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Méthode de sélection de lacs de référence dans le cadre d'une étude Before-After Control-Impact (BACI) évaluant les effets des coupes forestières sur le zooplancton des lacs de la forêt boréale
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Plusieurs approches tentent de mesurer l'impact des perturbations anthropiques sur les écosystèmes. L'approche BACI (Before-After Control-Impact) consiste à suivre deux groupes de sites (contrôle et impact), avant et après une perturbation, afin de mesurer l'effet de cette dernière sur les écosystèmes. Les études BACI permettent de contrôler la variabilité naturelle entre les groupes de sites, par le suivi des mêmes sites d'impact avant et après la perturbation, tout en minimisant la variabilité naturelle entre les années grâce au suivi de sites de contrôle échantillonnés également avant et après la perturbation. Puisque la variation naturelle entre les années dans les sites d'impact est estimée à partir de celle des sites de contrôle, il est nécessaire de sélectionner des sites de contrôle dont les caractéristiques limnologiques sont semblables à celles des sites d'impact. Ceci est essentiel pour une bonne application de l'approche BACI, afin de s'assurer que les sites naturels et perturbés répondent de la même façon aux variations naturelles interannuelles dans l'environnement et que les différences observées dans les sites d'impact avant et après la perturbation soient attribuables à celle-ci. Cet article propose une méthode de sélection des sites de contrôle dans le cadre d'une étude BACI portant sur l'impact des coupes forestières sur le zooplancton des lacs de la forêt boréale au Québec. Le zooplancton de 16 lacs de la forêt boréale a été échantillonné un an avant (2000) et deux ans après (2001-2002) des coupes forestières sur le bassin versant de certains lacs. Six lacs ont subi des coupes importantes sur 44 à 77 % du bassin versant (lacs de coupe: DA2, DF2, DF7, DF9, K4, K8) et 10 lacs sont restés à l'état naturel ou n'ont subi que des coupes négligeables sur moins de 2 % du bassin versant (lacs de référence: K2, AB34, AB35, AB40, CSL5, DA4, DF4, N35, N89, N43). Parmi ces dix lacs de référence, nous avons sélectionné les six lacs les plus semblables aux lacs de coupe, à l'aide d'analyses en composantes principales (ACP) basées sur la similarité des variables morphométriques, de la qualité de l'eau et du zooplancton avant la coupe (2000). De plus, les variables ayant la plus grande contribution à la variation totale au niveau de ces trois groupes de variables ont été déterminées. Quatre lacs ont été exclus (K2, N89, AB35, AB40) et six lakes (AB34, CSL5, DA4, DF4, N35, N43) ont été sélectionnés comme référence. Finalement, la validité du choix des six lacs de référence a été testée par des analyses de redondance (RDA) avec une variable binaire qui permettait de distinguer les lacs de coupe des lacs de référence sélectionnés. Les analyses de redondance ont montré que les variables de la morphométrie, de la qualité de l'eau et du zooplancton des lacs de référence sélectionnés ne différaient pas significativement de celles des lacs de coupe avant la perturbation. En conséquence, les différences observées après la perturbation dans les six lacs de coupe, relativement aux variations naturelles dans les six lacs de référence sélectionnés, devraient être attribuables à l'effet de la coupe forestière. La méthode de sélection développée dans le cadre de cette étude peut être utilisée pour évaluer à l'aide d'une approche BACI les effets de toute perturbation anthropique sur les écosystèmes
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Suivi à moyen terme des impacts écologiques des feux et des coupes forestières sur la communauté zooplanctonique des lacs de l'écozone boréale
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Cet article vise à évaluer les effets à moyen terme des feux et des coupes de forêt sur la biomasse, la richesse spécifique et la composition du zooplancton des lacs de la forêt boréale au Québec. L'étude a été réalisée durant trois ans (1996-1998) après les perturbations sur 3 sous-ensembles de lacs similaires au niveau de leur morphométrie, incluant 7 lacs naturels non perturbés sur leur bassin versant, 7 lacs affectés par des coupes sur plus de 43% de la surface du bassin versant et 7 lacs affectés par des feux sur plus de 50% de la surface du bassin versant. Notre étude indique que le zooplancton a une forte résilience aux perturbations des lacs de la forêt boréale par les feux et les coupes. Les assemblages d'espèces sont très stables et varient peu entre les lacs naturels et les lacs perturbés. Les Rotifères sont le seul groupe affecté par les perturbations; leur richesse spécifique et leur biomasse sont plus fortes dans les lacs perturbés que dans les lacs naturels. Les feux ont un effet d'eutrophisation plus marqué que les coupes. Dans les lacs affectés par les feux, les apports accrus de nutriments favorisent la croissance du phytoplancton puis des rotifères. Toutefois, dans les lacs affectés par les coupes, la forte couleur de l'eau due aux apports accrus en carbone organique dissous est un facteur limitant, et la hausse du phytoplancton et des rotifères est moins accentuée. La richesse spécifique et la biomasse des Crustacés (Cladocères, Copépodes Calanoïdes et Cyclopoïdes) ne varient pas avec les perturbations. Sur l'ensemble du suivi, le niveau de perturbation n'est pas fortement relié aux changements dans la biomasse des groupes taxinomiques qui s'expliquent plutôt par les variations annuelles de la température de l'eau et des concentrations en chlorophylle a.