Soutenance mémoire
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Pollution et autoépuration
Un milieu aquatique est dit pollué lorsque son équilibre a été modifié de façon durable par l’apport en quantités trop importantes soit de substances plus ou moins toxiques, d’origine naturelle ou issue d’activités humaines. Chaque polluant est différent et ne présente pas les mêmes risques pour les écosystèmes aquatiques et la biodiversité associée, en effet certains sont biodégradables et d’autres non. Naturellement, un écosystème a des capacités d’autoépuration par l’action directe de l’oxygène (aération) et par l’action d’organismes aérobies (oxydation) et anaérobies (réduction). L’écosystème est ainsi capable de transformer ou d’éliminer (en partie ou en totalité) les substances biodégradables qu’il reçoit. Un déséquilibre peut être observé lorsque la quantité de substances plus ou moins toxiques reçue est supérieure aux capacités auto-épuratoires de l’écosystème. L’élimination des polluants n’est alors plus aussi efficace et ceux-ci tendent à s’accumuler dans le milieu pouvant alors devenir toxiques pour les espèces.
L’autoépuration d’un milieu pollué peut être restaurée lors d’épisodes pluvieux importants, la pluie apportée permettant en effet une meilleure oxygénation de l’eau. Ce phénomène est notamment très important pour les zones les plus profondes dans lesquelles tendent à s’accumuler les cadavres et détritus organiques qui vont alors reprendre leur cycle de décomposition biologique naturel. Pour ce qui est des surplus de fertilisants et de certains produits phytosanitaires, ils vont être fixés dans la vase et de ce fait, ne seront plus disponibles. Ils pourront également être fixés par les végétaux aquatiques ou utilisés pour leur croissance. Enfin, l’équilibre d’un milieu ne peut perdurer que si un certain débit est maintenu, permettant ainsi le transport des débris et des sédiments, et évitant leur accumulation. Avec une lame d’eau plus importante et son renouvellement continu, l’oxygénation de l’eau est favorisée et la capacité auto-épuratoire du milieu maintenu. [1]
Eutrophisation des milieux
L’eutrophisation est une forme singulière mais naturelle de pollution de certains écosystèmes aquatiques qui se produit lorsque le milieu reçoit trop de matières nutritives assimilables par les algues et que celles-ci prolifèrent en quantité exceptionnelle, perturbant ainsi le fonctionnement de tout l’écosystème. Ce phénomène s’observe principalement dans les écosystèmes où les eaux se renouvellent lentement comme les lacs par exemple ou encore les cours d’eau à faible débit. Mais l’eutrophisation peut aussi bien atteindre les eaux douces, saumâtres ou salées, le milieu marin comme les milieux continentaux, les eaux profondes comme les eaux superficielles. Les principaux nutriments à l’origine de ce phénomène sont le phosphore (contenu dans les phosphates), l’azote (contenu dans l’ammonium, les nitrates, et les nitrites) et le carbone (carbonates, hydrogénocarbonates, matières organiques…). Le phosphore est généralement le facteur limitant dans les milieux naturels de type eau douce, l’azote est plutôt le facteur limitant en milieu marin. C’est un processus plutôt lent qui peut s’étaler sur de longues périodes. Il peut en revanche être accéléré lors d’apports plus élevés d’effluents domestiques, industriels et/ou agricoles. L’eutrophisation d’un milieu induit principalement une baisse de la biodiversité ainsi que de la qualité de l’eau. Ces dégradations sont liées à différents facteurs : l’augmentation du volume d’algues et de la biomasse, le développement de phytoplanctons toxiques et de pathogènes en lien avec la diminution de la pénétration des UV dans l’eau, la dégradation de l’eau (aspect, couleur, odeur …), l’envasement plus rapide du milieu et l’apparition de vase sombre et malodorante. L’asphyxie du milieu par diminution de la teneur en oxygène dissous la nuit est due à la respiration des nombreux végétaux et animaux présents ainsi qu’à la dégradation des habitats lors de la décomposition des algues. Les éléments décomposés vont colmater le fond des cours d’eau détruisant ainsi les milieux de vie des invertébrés et les zones de frai des poissons. Ces effets peuvent également se répercuter sur l’activité touristique qui peut être menacée lorsque la qualité de l’eau se dégrade. [1]
Paramètres qualitatifs des effluents
La caractérisation d’une eau fait appel à l’utilisation de plusieurs paramètres. Ils peuvent être physiques, chimiques, biologiques et spécifiques. Mais seuls ceux cités dans les paragraphes suivants font l’objet d’une analyse de contrôle pollution. [1]
Paramètres physiques
Couleur: C’est un paramètre organoleptique lié à la présence d’éléments dissous ou à l’état colloïdal tels que les composés humiques, les métaux ou les déchets de différents types. Les eaux naturelles sont généralement bleues ou vertes ou brunes à cause des particules en suspension qui réfléchissent la lumière. La couleur s’exprime en unité Hazen ou unité Platine Cobalt (Pt Co).
Odeur: L’odeur peut être définie comme l’ensemble des sensations perçues par l’organe olfactif en flairant certaines substances volatiles. En effet, toute odeur est un signe de pollution ou de la présence de matières organiques en décomposition. Ces substances sont en général en quantité si minime qu’elles ne peuvent être mises en évidence par les méthodes d’analyse ordinaire. Le sens olfactif peut seul, parfois, les déceler.
Turbidité: Elle caractérise la limpidité d’une eau ou son opalescence par l’effet Tyndall. Elle exprime la quantité de matières en suspension (microorganismes, algues, macromolécules organiques) qui sont à l’origine du trouble de l’eau. Elle ne mesure pas cette quantité, mais elle exprime la capacité des particules à retenir et diffracter la lumière. La turbidité s’exprime en Unité Formazin (FTU) ou en unité Néphélométrique (NTU).
Conductivité: C’est la quantité d’électricité transportée d’une électrode à l’autre à travers un secteur de 1cm2 d’un conducteur ayant une différence de potentiel de 1V.cm-1. Elle permet d’estimer le degré de minéralisation d’une eau, et est liée à la force ionique. Elle est proportionnelle à la teneur en sels dissous (TDS). Elle s’exprime en micro siemens par centimètre (µS.cm-1).
Matières en Suspension: Ces particules en suspension non dissoutes sont obtenues par filtration, séchage et pesage d’échantillons d’eau. Elles sont exprimées en mg. L-1. Les MeS sont responsables de la turbidité de l’eau, peuvent perturber la photosynthèse et la respiration des organismes aquatiques et véhiculer des contaminants (métaux lourds).
Température: La température de l’eau est fonction de la température ambiante, des processus chimiques et biochimiques qui ont cours dans le milieu aquatique, de la température des affluents au cours d’eau. Elle influence beaucoup de phénomènes physico-chimiques tels que le pouvoir auto épuratoire d’une eau polluée, la solubilité des gaz, la conductivité et le pH.
Paramètres biologiques
Plusieurs maladies (comme le choléra) se transmettent par voie hydrique. En effet l’eau peut véhiculer des germes pathogènes tels que les bactéries, les virus ou les protozoaires mais les salmonelles sont les plus fréquents. Les Germes-Test de Contamination Fécale (G.T.C.F.) permettent de détecter la présence des coliformes totaux ou fécaux, des Escherichia coli, des Entérocoques intestinaux ou Streptocoques fécaux, ainsi que des bactéries anaérobies sulfito-réductrices dans l’eau.
Paramètres spécifiques
Ce sont des paramètres rendant compte des pollutions spécifiques. Il s’agit des teneurs en hydrocarbures, en graisses et huiles, en métaux, en toxiques spécifiques telle que la cyanure, et en micro polluants organiques comme les composés organochlorés ou phénolés, les hydrocarbures mono aromatiques ou polycycliques.
Géomorphologie de la zone de Faralaza
La plaine d’Antananarivo dans laquelle s’intègre la plaine de Faralaza est caractérisée par l’existence de quelques unités géomorphologiques. Le fait le plus marquant est la présence du seuil de Farahantsana un peu en aval de la zone. Ce seuil rocheux influence l’évolution du relief immédiatement en amont, en particulier celle de la plaine d’Antananarivo. Au niveau immédiat du site, on peut remarquer l’existence de quelques unités géomorphologiques suivantes [6]:
La Surface fini-tertiaire ou Surface III, correspondant aux collines d’Ambotrimanjaka et de Talatamaty. Cette surface d’érosion se caractérise par des collines aux altitudes subégales de 1350 – 1375 m. Le raccordement avec la plaine se fait soit par des terrasses anciennes soit par des glacis d’érosion à pente longitudinale faible (8%). Cette surface fournit du matériel pédologique à la plaine.
Terrasses anciennes : ce sont des niveaux mis en relief par le recreusement hydrographique. Ces terrasses sont peu représentées dans le secteur de Faralaza. Elles sont constituées par des sols de type ferralitique remanié.
La plaine alluviale : la plaine tire son origine par le comblement de l’amont du seuil de Farahantsana par des matériaux alluviaux et des apports colluvionnaires. La plaine est caractérisée par l’existence des formes de relief propres à la morpho dynamique fluviale. Parmi ces formes on a des bourrelets de berges, des levées et des zones de débordement. Ces reliefs sont tous liés à la variation du cours du fleuve avant l’endiguement actuel et au débordement du fleuve ou inondation.
Résultats et interprétations des analyses en laboratoire
Les éléments trouvés dans l’eau sont les reflets de leur trajet, des conditions climatiques auxquelles elle est soumise, des éventuelles pollutions environnantes. Ainsi des analyses ont été effectuées en laboratoire depuis plusieurs années pour évaluer l’état de pollution d’un site. Certains des résultats ont été mis à notre disposition en vue d’une étude plus complète.
Pour ce faire, des mesures de paramètres physico-chimiques et bactériologiques ont été réalisés au cours de notre stage conformément aux protocoles d’analyse présentées en annexe 1.
Les résultats des analyses de contrôle pollution de Faralaza seront présentés sous forme de tableaux tels que : Les tableaux 5 à 11 montrent respectivement les résultats des analyses effectués récemment au points Fa0, Fa1, Fa2, Fa3, Fa4 et Fa5, Fa6, Fa7 et Fa8 à des dates différentes pour mettre en évidence l’évolution de la qualité de l’eau au fil du temps en un point donné .
Le tableau 12 indique les résultats de nos analyses de contrôle pollution à ces différents points. La classe de la qualité des différents points d’échantillonnage le long de la rivière a été déterminée à partir de la grille du tableau 3.
La classe de la qualité des différents points d’échantillonnage le long de la rivière a été déterminée à partir de la grille du tableau 3.
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Table des matières
PREMIERE PARTIE
1 Présentation de la société JI.RA.MA.
1.1 Historique
1.2 Missions
1.3 Organigramme
1.4 Objectifs (qualité- quantité)
2 Revue de la littérature
2.1 Pollution et autoépuration
2.2 Eutrophisation des milieux
2.3 Paramètres qualitatifs des effluents
2.4 Relation entre utilisation et pollution de l’eau
3 Impacts de la pollution
4 Classification des eaux de surface selon leur degré de pollution
DEUXIEME PARTIE
1 Description du site
1.1 Climat de la zone d’étude
1.2 Ressources hydrologiques
1.3 Géomorphologie de la zone de Faralaza
1.4 Activités riveraines
2 Etats des lieux
2.1 Description des points de prélèvement
2.2 Résultats et interprétations des analyses en laboratoire
2.3 Impact de la dégradation de la rivière Ikopa sur les populations riveraines
TROISIEME PARTIE
1 Gestion Intégrée des Ressources en en Eau (G.I.R.E.
1.1 Contexte
1.2 Objectifs
2 Cadre législatif et institutionnel de la G.I.R.E. à Madagascar
3 Application de la G.I.R.E. dans la protection des ressources en eau de surface
4 Recommandations relatives à l’application de la G.I.R.E. à Madagascar
CONCLUSION
REFERENCES
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