Comment l’homme enrichit-il le milieu

Les zones humides sont à l’heure actuelle des habitats naturels fortement menacés en raison de leurs vulnérabilités extrêmes d’écosystèmes délicats et d’autre part parce qu’ils se prêtent aisément à la mise en valeur. Ils suscitent aujourd’hui, le plus d’inquiétude, à cause de leurs pollutions par l’extension de l’agriculture intensive, l’industrie, l’urbanisation et l’exploitation abusive des ressources qu’ils contiennent. L’Algérie a ratifié la convention de RAMSAR en 1982, comptant 50 zones humides, couvrant plus de 50 % de la superficie totale estimée des zones humides en Algérie, dont 762 sont naturelles et 689 sont artificielles (Mammeria et al., 2019) .

Ces milieux naturels, dont les bénéfices et avantages pour l’humanité sont devenus indéniables, sont considérés par la convention de RAMSAR aussi productifs que les forêts tropicales. Le parc national d’El-Kala (figure.4), situé à l’extrême Nord-est de l’Algérie, revêt une importance particulière, écologique et économique, car il abrite le complexe de zone humide le plus important du Maghreb. Les lacs Oubeira et Tonga, un étang un et marécage, sont inscrits sur la liste de la convention de RAMSAR relative aux Aires Spécialement Protégées (ASP) (Van Dijk et Ledant, 1983). Le lac Oubeira est un bon exemple de zones humides naturelles de la région méditerranéenne, il se situe dans un complexe de zones humides qui viendrait en troisième position après ceux du delta de l’Èbre, en Espagne et de la Camargue en France (Samraoui et De Belair, 1998). Il est classé «réserve intégrale» du parc national d’El-Kala, il abrite des populations d’espèces animales et végétales parmi lesquelles plusieurs sont rares et mêmes très rares. Il accueille habituellement 20.000 oiseaux d’eau, les grands effectifs sont dénombrés au début de l’hiver (Loucif et al., 2009; Bouhaddada et al., 2016; Sarri 2017).

Bien que considéré comme un endroit d’hivernage par excellence, le lac Oubeira, est un lieu mais avec un degré moindre, pour la nidification de quelques espèces rares dont la plupart sont sédentaires (De Belair, 1990). Il est également le lieu d’alimentation pour des espèces qui nichent dans les autres zones humides de la région, comme les canards, les guifettes moustac et noire (Chlidonias hybrida et C. niger), les hérons pourprés et crabier ardea (purpurea et Ardeola ralloides), l’aigrette garzette (Egretta garzetta) et le garde-bœuf (Bubulcus ibiset des limicoles) (Boulahbel, 1999). Le lac Oubeira est le seul site de la région qui présente une organisation spatiale typique en ceintures de végétation (Hélophytes) avec une importante superficie colonisée par des herbiers flottants d’Hydrophytes, tel que la châtaigne d’eau (Trapa natans) dont le lac est l’unique station en Algérie, le nénuphar blanc (Nymphaea albaet) et du nénuphar jaune (Nuphar luteum) dont il est désormais la seule station Nordafricaine pour cette espèce (Miri ,1996; Samraoui et De Belair,1998).

Dès les années 1920, les spécialistes tenaient les apports en sels nutritifs et la morphologie des plans d’eau comme les deux facteurs qui exerçaient une influence considérable sur la production primaire et sur le statut trophique des lacs et des étangs. Les notions d’oligotrophie et d’eutrophie servent à caractériser les lacs selon leur nature peu ou très productive (Thienemann, 1918, Pearsall, 1920). Il a fallut toute fois attendre le début des années 1970 pour reconnaître que l’évolution accélérée de l’oligotrophie vers l’eutrophisation, avait une origine humaine et résultait pour l’essentiel du rejet des phosphates dans l’eau (Vollenweider, 1968). La biomasse du phytoplancton est souvent utilisée pour exprimer le degré d’eutrophisation des milieux aquatiques. Elle peut être exprimée en chlorophylle a ou, en quantité de carbone par litre d’eau (Geider et al., 1997 ).

Comment l’homme enrichit-il le milieu

Les rejets urbains

La production de déchets domestiques (résidus alimentaires et produits d’excrétion) et une conséquence inévitable de l’existence même de l’homme. Une partie de ces déchets et déversée dans l’environnement aquatique sans traitement, ainsi plusieurs pays ne sont pas raccordés à une station d’épuration. Il en résulte une pollution organique sous forme particulaire (matière en suspension ou MES) et dissoute (mise en évidence par la demande biochimique Oxygène ou DBO) du milieu et une pollution minérale (sels nutritifs azoté tels que les nitrites, l’ammonium et qui se transforment en nitrates avec consommation d’oxygène). Une autre partie est traitée par les stations d’épuration. Les eaux épurées ont perdu beaucoup de leur charge de matières en suspension, mais l’azote organique dissous et particulaire s’est en partie minéralisé en ammonium. Ainsi, l’effluent clarifié sortant d’une station d’épuration classique contient-il à peu près autant d’azote que l’effluent brut entrant dans la station. Un rejet urbain constitue donc pour le milieu une source d’ammonium, c’est-à-dire la forme d’azote minéral préférée des algues. Quant au phosphore, sa proportion par rapport à l’azote est généralement plus élevée dans un rejet urbain que dans une rivière. Dans les deux cas la plus grande part du phosphore se présente sous forme de phosphate. Parfois, le tripolyphosphate originaire des lessives n’est pas totalement hydrolysé en phosphate et se trouve dans le milieu. Il est également assimilable par les algues qui sécrètent les enzymes nécessaires à son hydrolyse. Les traitements d’épuration classiques retiennent un tiers à deux tiers du phosphate d’un effluent brut, mais les traitements spécifiques peuvent accroître sensiblement ces rendements (jusqu’à 80-90 %).

Les rejets agricoles

Les engrais agricoles artificiels azotés et phosphorés sont majoritairement constitués de nitrates de potassium et d’ammonium ainsi que de phosphate de potassium. L’urée est également utilisée comme source d’azote. Mais, en termes d’azote, c’est du nitrate que l’on retrouve dans les eaux et jusqu’au milieu marin, très prépondérante. Pourquoi ? Parce que les sols superficiels et les eaux d’infiltration sont des milieux relativement bien oxygénés ou l’azote organique est transformé en ammonium lui-même oxydé jusqu’au stade nitrate par les bactéries nitrifiantes. Toutes ces transformations ont le temps de se produire avant que l’azote n’arrive dans les rivières et à plus forte raison en mer. Le phosphate quant à lui ne subit pas de transformations et, mieux retenus dans les sols, résiste plus au lessivage.

Cycles des éléments nutritifs

Équilibre écologique

Pour entrer dans la chaîne alimentaire, autrement dit pour être assimilés par les algues, les éléments nutritifs doivent être présents dans l’eau sous forme minérales telle que nitrate, nitrite, ammonium, ou phosphate, dans le cas du phosphore. Dans le milieu aquatique, l’assimilation génère donc de l’azote et du phosphore organique particulaire vivant, c’est-à-dire des éléments nutritifs intégrés à la biomasse organique. Cette biomasse organique se transfère de maillon en maillon dans la chaîne alimentaire (zooplancton, poissons) avec un rendement assez faible et donc un retour partiel au milieu, à chaque transfère, par le biais de l’excrétion. Ainsi est restituée au milieu une partie des éléments nutritifs sous leur forme minérale primitive, notamment ammonium et phosphore. Mais en outre des formes nouvelles: les formes organiques particulaires détritiques et formes organiques dissoutes. Ces deux formes organiques trouvent également leur origine dans la dégénérescence et la mort des organismes vivants ainsi que dans les apports anthropiques. En fin, il ne faut pas oublier l’indispensable groupe des bactéries hétérotrophes, sans lesquelles le cycle ne se refermerait pas. Leur activité consiste en effet à utiliser la matière organique du milieu environnant comme source de nourriture et d’énergie. C’est au cours de ce processus que s’opère la minéralisation de la matière organique, c’est-à-dire la régénération des formes minérales primitives d’où est issue la biomasse, notamment le gaz carbonique (CO2), l’ammonium (NH4), le phosphate (PO4). Le cycle des éléments nutritifs ne peut fonctionner correctement que dans des conditions d’équilibre écologique . Lorsque des nuisances sont constatées, c’est que les limites de tolérance sont dépassées.

Table des matières

INTRODUCTION GÉNÉRALE
CHAPITRE 1 : LES ÉLÉMENTS NUTRITIFS ET L’EUTROPHISATION DANS LES LACS LES ÉLÉMENTS NUTRITIFS ET L’EUTROPHISATION DANS LES LACS
1. Nutriments
2. Comment l’homme enrichit-il le milieu
2.1. Les rejets urbains
2.2. Les rejets agricoles
3. Cycles des éléments nutritifs
3.1. Équilibre écologique
4. L’eutrophisation
4.1. Nutriments minéraux
4.2. Nutriments organiques
5. Différences entre les cycles de l’azote et du phosphore
5.1. L’azote
5.2. Le phosphore
6. Cas du lac Oubeira
7. Situation géographiques du lac Oubeira
8. Aperçu sur la géologie de la région d’étude
8. 1. La position structurale du lac Oubeira
9. Le couvert végétal du bassin versant du lac Oubeira
10. Morphométrie et réseau hydrographique du lac Oubeira et de son bassin versant
11. Conditions météorologiques de la région d’étude
12. Bathymétrie et envasement du fond du lacOubeira
13. Caractéristiques écologiquesdu lac Oubeira
13.1. La flore
13.2. La faune
13.3. Ichtyofaune
13.4. Phytoplancton
CHAPITRE 2: HYDROCLIMATOLOGIE ET BATHYMÉTRIE DU LAC OUBEIRA
1. Introduction
2. Matériel et méthodes
2.1. Analyses statistiques des précipitations annuelles
2.1.1. Ajustement des précipitations annuelles à la loi de Gauss ou loi normale
2.1.2. Application du test de X2 de K. Pearson
2.1.3. L’écart pluviométrique
2.1.4. Le coefficient de variation
2.1.5. La variable réduite de Gauss
2.1.6. La période de retour
2.2. Les paramètres utilisés dans l’analyse des températures
2.2.1. Le diagramme ombrothermique
2.2.2. L’évaporation
2.2.3. L’évapotranspiration réelle (E.T.R)
2.2.4..L’évapotranspiration potentielle (E.T.P)
2.3. Ressources en eau de surface
2.3.1. La méthode des polygones de Thiessen
2.3.2. Estimation du bilan d’eau
2.3.3. Échanges hydrologiques interannuels moyens du lac avec son bassin versant
2.3.4. Le bilan hydrologique moyen interannuel du lac avec son bassin versant
2.4. Les mesures bathymétriques
2.4.1. Le calcul des volumes des eaux du lac
2.4.2. Le calcul de la profondeur moyenne des eaux du lac
3. Résultats
3.1. Hydroclimatologie du lac Oubeira et de son bassin versant
3.1.1. Climatologie du lac Oubeira et de son bassin versant
3.1.1.1. Analyses des précipitations annuelles
3.1.1.1.1. Analyses statistiques des précipitations annuelles
3.1.1.1.1.1. Ajustement des précipitations annuelles à la loi de Gauss
3.1.1.1.1.2. Application du texte X² de K-Pearson
3.1.1.1.2. Variabilité interannuelle des précipitations
3.1.1.1.2.1. Estimation numérique des précipitations fréquentielles annuelles
3.1.1.2. Répartition des précipitations moyennes mensuelles
3.1.1.3. Les facteurs thermiques
3.1.1.3.1. Analyses des températures
3.1.1.3.2. Les saisons thermiques
3.1.1.3.3. L’évaporation
3.1.1.3.3.1. Évaluation de l’évapotranspiration réelle (E.T.R)
3.1.1.3.3.2. Calcul de l’évapotranspiration potentielle (E.T.P)
3.2. Bilans d’eaux et bilans hydrologiques du lac Oubeira
3.2.1. Estimation du bilan d’eau à l’échelle du bassin versant
3.2.1.1. Notions du bilan d’eau (Lame d’eau précipitée, le déficit d’écoulement et l’excèdent)
3.2.2. Échanges hydrologiques du lac avec son basin versant
3.2.2.1. Échanges hydrologiques interannuels moyens du lac avec son bassin versant
3.2.2.2. Échanges hydrologiques du lac durant les deux années 2003/2004 et 2004/2005 avec son bassin versant
3.2.2.2.1. L’année hydrologique 2003/2004
3.2.2.2.2. L’année hydrologique 2004/2005
3.2.2.3. Bilan hydrologique du lac avec son basin versant
3.2.2.3.1. Bilan hydrologique interannuel moyen
3.2.2.3.2. Bilans hydrologiques des deux années 2003/2004 et 2004/2005
3.3. Bathymétrie du lac
3.4. L’évolution des profondeurs et des volumes des eaux du lac Oubeira durant les deux années hydrologiques 2003/2004 et 2004/2005
4. Discussion et conclusion
CHAPITRE 3: CHIMIE ET QUALITÉS TROPHYQUES DES EAUX DU LAC
1. Introduction
2. Matériel et méthodes
2.1. Choix et caractéristiques des stations de prélèvements des échantillons d’eaux
2.2. Rythme des prélèvements
2.3. Méthodes de prélèvement et d’analyses
2.3.1. Les mesures des paramètres de l’environnement
2.3.2. Prélèvements et conservations des échantillons
2.3.3. Dosages des cations et des anions des sels majeurs
2.3.4. Dosages des sels nutritifs et des matières organiques dissoutes
2.3.5. Les matières en suspension (MES)
2.3.6. Le carbone organique particulaire (COP)
2.3.7. Dosages des chlorophylles a, b et c
2.4. Récolteset identification du phytoplancton
2.5. Traitements statistiques
3. Résultats
3.1. Paramètres de l’environnement
3.1.1. La température des eaux du lac
3.1.2. Le pH des eaux du lac
3.1.3. L’oxygène dissous des eaux du lac (O2)
3.1.4. Le total des solides dissouts (TDS)
3.1.5. La transparence des eaux du lac
3.2. Les sels majeurs
3.2.1. Les anions
3.2.1.1. Les chlorures (Cl-)
3.2.1.2. Les bicarbonates (HCO3-)
3.2.1.3. Les sulfates (SO4-)
3.2.2. Les cations
3.2.2.1. Le sodium (Na+)
3.2.2.2. Le potassium (K+)
3.2.2.3. Le calcium (Ca++)
3.2.2.4. Le magnésium (Mg++)
3.2.3. Évolution des concentrations moyennes mensuelles des sels majeurs
3.2.3.1. Les anions
3.2.3.1.1. Les chlorures (Cl-)
3.2.3.1.2. Les bicarbonates (HCO3-)
3.2.3.1.3. Les sulfates (SO4-)
3.2.3.2 .Les cations
3.2.3.2.1. Le sodium (Na+) et le potassium (K+)
3.2.3.2.2. Le calcium (Ca++)
3.2.3.3. 3. Le magnésium (Mg++)
3.2.4. Les faciès chimiques des eaux du lac
3.2.5. Analyse en composantes principales (ACP) et matrice de corrélation
3.3. Les sels nutritifs, les substances organiques dissoutes et les matières particulaires
3.3.1. Les sels nutritifs
3.3.1.1. L’ammonium (NH4+)
3.3.1.2. Les nitrates (NO3−)
3.3.1.3. Les nitrites (NO2−)
3.3.1.4. L’azote inorganique dissous (NID)
3.3.1.5. L’orthophosphate (PO4−)
3.3.2. Les substances organiques dissoutes
3.3.2.1. L’azote organique dissous (NOD)
3.3.2.2. Le phosphore organique dissous (POD)
3.3.3. Les matières particulaires
3.3.3.1. Les matières en suspension (MES)
3.3.3.2. Le carbone organique particulaire (COP)
3.3.3.3. La chlorophylle a
3.3.3.4. La chlorophylle b
3.3.3.5. La chlorophylle c
CONCLUSION GÉNÉRALE

Lire le rapport complet