Soutenance mémoire
L’évolution des sols
Le sol se forme à partir d’un matériau parental, le plus souvent une roche, qui, sous l’effet de différents facteurs, s’altère, se désagrège et contribue à former la composante minérale du sol. Il peut également se développer à partir de matériaux apportés par le vent (cas des limons et sables éoliens) ou l’eau (marais, terrasses alluviales…). Les organismes vivants contribuent à former le stock de matière organique (Girard et al., 2011). Considéré comme un système dynamique, le sol évolue sans cesse sous l’effet de plusieurs facteurs en interaction. C’est ainsi que le climat, la végétation, le matériau parental, l’érosion (mécanique, chimique), l’hydrologie, le temps ou l’action de l’homme conditionnent le type de sol observé et sa durée de formation. Par exemple, un sol se développe d’autant plus rapidement qu’il se trouve sous un climat plus humide et plus chaud ou que la roche dont il provient est plus tendre et altérable. La formation d’un sol ne se déroule pas à échelle humaine mais demande du temps. Le temps de formation des sols varient de quelques milliers d’années, comme pour les sols des bordures des cours d’eau, à plusieurs millions d’années (Pillet & Longet, 1989). Quand on dit qu’un sol est «mature», cela ne veut pas dire que sa formation est terminée. Cela signifie que les changements dans le sol sont devenus pratiquement imperceptibles, car le sol entre en équilibre dynamique avec son environnement. Autrement dit, la vitesse à laquelle le sol se forme est approximativement égale à la vitesse à laquelle le sol se décompose ou est naturellement érodé (SSSA, 2019).
Les sources de pollution
Les sources de la pollution des sols (facteurs perturbateurs de l’écosystème) peuvent être d’origine naturelle dans le cas de la sècheresse, des incendies, les volcanismes, l’altération de la roche mère… etc. Notons que, d’une manière générale les sources naturelles sont moins fréquentes avec des conséquences plus ou moins négligeables. Il existe cependant des sols qui sont naturellement pollués (sol riche en métaux lourds ou en hydrocarbure). Les sources de la pollution de sols peuvent également être d’origine anthropique soit directe, dues aux rejets directs ou accidentels sur le sol, des polluants divers qui peuvent être issus de l’agriculture, de l’industrie, des déchets ménagers, soit indirectes, dues aux conséquences de la pollution atmosphérique et/ou de la pollution des eaux. Les causes anthropiques sont doncles plus graves car l’homme introduit dans le sol d’énormes quantités de produits naturels biodégradables dépassant la capacité d’autoépuration des sols ou des produits synthétisés à demi-vie élevé ou encore des produits non biodégradables. (ADEME, 2012). Les sources de la pollution des sols sont :
Décharge de déchets industriels ;
Percolation de l’eau contaminée ;
Rupture de réservoirs de stockage souterrains ;
Une application excessive de pesticides, d’herbicides ou d’engrais ;
Infiltration des déchets solides.
Origines et impacts des métaux lourds
Dans la croûte terrestre, douze éléments dont l’oxygène (O), le silicium (Si), l’aluminium (Al), le fer (Fe), le calcium (Ca), le sodium (Na), le potassium (K), le magnésium (Mg), le titane (Ti), l’hydrogène (H), le phosphore (P), le manganèse (Mn), constituent plus de 99% en poids du total de l’ensemble des éléments et sont présents à des teneurs moyennes supérieures ou égales à 1ppm (1g/kg) (Pearson, 1963). Les autres éléments (68 éléments minéraux), dont les teneurs sont inférieures à 1ppm (1g/kg), sont désignés sous le terme d’éléments traces métalliques (ETM) (Pearson, 1963), leur abondance totale dans la croûte terrestre, est de 0,6 % (Baize, 1997).Un métal lourd se caractérise par une densité supérieure à 5 g/cm3 . Les métaux lourds que l’on retrouve le plus souvent dans le sol sont : le cadmium, le manganèse, le cobalt, le chrome, le cuivre, le plomb, le mercure, le nickel et le zinc. L’arsenic est métalloïde lourd, peut également être associé à cette catégorie (McLean & Bledsoe, 1992). La présence de métaux lourds à des fortes concentrations entraîne la contamination des sols, posant ainsi un sérieux problème pour l’environnement et la santé humaine, du fait qu’ils sont persistants et non dégradables. L’USEPA a mis en place une liste des polluants les plus dangereux et les plus présents dans les sols (représentant un niveau toxicologique élevé) parmi lesquels nous retrouvons le Cd, Cr, Cu, Pb et Zn (Han et al., 2002). Les métaux lourds se libèrent dans le milieu depuis leurs sources qui peuvent être d’origine naturelle ou d’origine anthropique. En effet, ils sont des constituants naturels dans les roches et dans les gisements minéraux dont l’activité humaine a renforcé leur présence dans l’environnement en modifiant leurs répartitions, leurs formes chimiques et leurs concentrations. Parmi les sources naturelles, nous pouvons citer l’exploitation des mines, l’érosion des gisements naturels et les prélèvements d’eau ainsi que les éruptions volcaniques (Miquel, 2001). Parmi les sources anthropiques, nous pouvons citer les activités minières, l’industrie métallurgique et sidérurgique associée, les engrais et les pesticides appliqués dans les activités agricoles (fumiers, amendements, fertilisants), les incinérateurs et les cendres d’incinération des déchets (ordures ménagères), les déchets médicaux, les rejets toxiques des batteries, les émissions des usines et moteur à explosion, les émissions lors de la combustion du charbon et du pétrole. De plus, le ruissellement de surfaces contaminées, les effluents des égouts et des boues des stations d’épuration et les activités militaires peuvent être à l’origine de la contamination des sols (Mercier, 2000 ; Callender, 2003 ; Johnson et al., 2005 ; Levasseur et al., 2006 ; Mercier et al., 2007 ; Perron & Hébert, 2007 ; Bliefert & Perraud, 2009 ; Dermont et al., 2010 ; Laporte-Saumure et al., 2010 ; Guemiza, 2013). Donc, ce sont les activités industrielles qui constituent la principale source de contamination des sols par les métaux (USEPA, 2007). Une fois libérés, les métaux lourds sont transportés par voie éolienne et/ou par voie aqueuse. La mobilité et le comportement des métaux dans l’environnement dépend de plusieurs paramètres tels que : le climat, le pH et le potentiel redox du milieu, la composition du sol (teneurs en argile, limon et sable, teneurs en carbonates, en oxydes et en hydroxydes de fer, d’aluminium et de manganèse), la capacité d’échange cationique (CEC), le type, la distribution et la vitesse de décomposition de la matière organique, le type de végétation présente (Adriano, 2001 ; Darling & Thomas, 2003). Généralement, l’adsorption des ions métalliques dans les sols est importante en raison de la présence des argiles et de la matière organique (MO) qui sont des composés ayant de grandes surfaces spécifiques (allant jusqu’à 800 m2/g pour les argiles). Ainsi, une forte CEC et la présence de ligands organiques (carboxylique et phénolique) et des hydroxydes limitent la disponibilité des métaux. Cependant, une baisse du pH augmente la solubilité des métaux et entraîne leur lixiviation dans les eaux souterraines et les eaux de surface (lskandar, 2001). Les formes chimiques sous lesquelles les métaux sont présents influencent aussi leur comportement dans les sols. Il existe des formes libres (élémentaire, particulaire et ionique) et des formes liées (adsorbées, complexés aux composés organiques insolubles, précipités sous forme de sels ou des minéraux solides ou présents dans la structure cristalline des minéraux) (McLean & Bledsoe, 1992). Les ETM représentent une grande diversité de pollution, dépendant principalement de la source de leurs émissions (Tableau 2).
Le tri des déchets
Le tri des déchets est une opération qui permet de sélectionner les déchets selon leur nature et de les séparer en fonction de leur composition. Il est effectué par les particuliers et les industriels, puis affiné dans des centres de tri spécialisés. Le tri ménager des déchets est le premier échelon de la chaîne de valorisation des déchets et permet notamment de séparer les déchets recyclables des autres déchets (INRA, 2002). Le tri peut ensuite être réalisé soit sur déchets humides (ADEME, 1993) soit sur déchets séchés à 80°C (Norme AFNOR NFX 30-466, 2005). Les déchets sont ainsi séparés par taille. Le tri des déchets revêt plusieurs intérêts écologiques. Il permet en effet : d’économiser de l’énergie en recyclant les déchets. Il permet aussi de préserver les ressources naturelles de la planète, de réduire la quantité de déchets accumulés ou la pollution dégagée par leur incinération. Il permet enfin à tout citadin de prendre conscience de ses actes et de leurs conséquences sur l’environnement.
Les lixiviats
Le plus grand risque lié à la production de lixiviats est la contamination de la nappe phréatique. Cela aurait pour conséquence de polluer les puits d’eau de consommation et donc de priver la population d’un élément vital à sa survie. Ainsi le rejet des lixiviats bruts dans les cours d’eau a pour conséquence la modification de leur composition physico-chimique (Khattabi et al., 2002). Il peut même avoir des effets toxiques sur la faune et la flore à cause de leur charge organique élevée et à la toxicité de certains de leurs polluants. Les principaux problèmes de qualité de l’eau consécutifs à l’introduction des polluants des eaux de lixiviation sont : l’eutrophisation dont les principaux symptômes résident dans la prolifération d’algues et de macrophytes (Kauarkleite, 1990), l’anoxie des eaux, le goût, l’odeur et la coloration indésirables….etc.
Fonctionnement de la gestion des déchets en Algérie
La quantité de déchets municipaux produite en Algérie est estimée à 8,5 millions de tonnes/an (déchets ménagers et assimilés). Un algérien en zone urbaine produit quotidiennement environ 0,7 kg/j/hab de déchets solides. Au niveau de la capitale (Alger), cette production avoisine 0,9 kg/j/hab. La mise en décharge est la destination finale la plus privilégiée pour l’élimination des déchets solides urbains. L’enquête réalisée par les services du Ministère de l’Aménagement du Territoire et de l’Environnement (MATE) fait ressortir plus de 3000 décharges non contrôlées implantées à travers le territoire national, occupant une superficie de plus de 150 000 hectares et situées le plus souvent sur des terres agricoles ou le long des oueds. Ces dernières sont dans un état d’insalubrité très prononcée et constituent un danger permanent pour l’environnement et la santé publique. (Kehila, 2010) Le but de toute gestion saine des déchets est la préservation de la santé des populations et de son environnement, il est nécessaire de minimiser la qualité de rejet et de faire en sorte que les rejets soient enfouis dans le milieu naturel en prenant toutes les précautions possible. La caractérisation des déchets permet justement d’évaluer, au préalable, leur potentiel risque pour le milieu et de choisir le mode de traitement optimal pour ces rejets. Aujourd’hui, l’Algérie est confrontée au problème des sites pollués tels que les aires industrielles et les lieux de décharges, dans lesquels ont été utilisées ou déversées des substances dangereuses pour l’environnement. Les risques que ces sites pollués présentent, ont suscité une très grande préoccupation.
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Table des matières
Introduction générale
CHAPITRE I : SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE
I-1. Généralités sur les sols
I-1.1. Définitions d’un sol
I-1.2. La composition du sol
I-1.3. L’évolution des sols
I-1.4. La dégradation des sols
I-1.4.1. La pollution des sols
I-1.4.2. Les sources de pollution
I-1.4.3. Les formes de pollution
I-1.4.3.1. La pollution diffuse
I-1.4.3.2. La pollution ponctuelle
I-1.4.4. Les principaux types de polluants
I-1.4.4.1. Les polluants organiques
I-1.4.4.2. Les polluants inorganiques
I-1.4.5. Conséquences de la pollution des sols
I-2. Généralités sur les déchets
I-2.1. Qu’est-ce qu’un déchet ?
I-2.2. Catégories
I-2.2.1. Selon leur nature
I-2.2.2. Selon leur origine
I-2.2.3. Selon le mode de traitement et d’élimination
I-2.2.4. Selon le comportement et les effets sur l’environnement
I-2.3. La gestion des déchets
I-2.3.1. La collecte et le transport des déchets
I-2.3.2. Le tri des déchets
I-2.3.3. Le traitement
I-2.3.3.1. La valorisation des déchets
I-2.3.3.2. Le traitement thermique
I-2.3.3.3. L’enfouissement ou la mise en décharge
I-2.4. Les décharges non contrôlées
I-2.4.1. Fonctionnement et caractérisation des décharges
I-2.4.2. Processus biochimiques se déroulant dans une décharge
I-2.4.3. Impact des décharges sur l’environnement
I-2.4.3.1. Les émissions
I-2.4.3.2. Les nuisances
I-2.5. En Algérie
I-2.5.1. Cadre juridique de la gestion des déchets municipaux en Algérie
I-2.5.2. Fonctionnement de la gestion des déchets en Algérie
CHAPITRE II : DESCRIPTION DE LA REGION D’ETUDE
II-1. La région d’étude
II-1.1. Situation géographique
II-1.2. Aspect socio-économique
II-1.2.1. La population
II-1.2.2. Le tourisme
II-1.2.3. Agriculture
II-1.2.4. L’industrie
II-1.2.5. Facteurs de pollution
II-1.3. La géologie
II-1.4. La géomorphologie
II-1.4.1. Le relief
II-1.4.2. Réseau hydrologique
II-1.4.3. Hydrogéologie
II-1.5. La climatologie
II-1.5.1. Les facteurs climatiques
II-1.6. Les étagés bioclimatiques et les séries de végétations
II-1.7. La couverture pédologique
II-1.8. Répartition des décharges dans la région d’étude
II-2. Présentation de la zone d’étude
CHAPITRE III : EVOLUTION SPATIOTEMPORELLE DE LA DECHARGE DE KEF OUM TEBOUL
III.1. Introduction
III.2. La démarche
III.3. Résultats
III.4. Discussion
III.5. Conclusion
CHAPITRE IV : DIAGNOSTIC ET EVALUATION QUALITATIVE ET QUANTITATIVE DES DECHETS DE LA DECHARGE
IV.1. Introduction
IV.2. Matériel et méthodes
IV.2.1. Echantillonnage
IV.2.2. Analyse des échantillons
IV.3. Résultats
IV.3.1. Description générale du site d’étude
IV.3.2. Composition des déchets
IV.3.3. Caractéristiques physicochimiques du sol
IV.4. Discussion
IV.5. Conclusion
CHAPITRE V : EVALUATION ANALYTIQUE DE LA POLLUTION
V.1. Introduction
V.2. Matériel et méthodes
V.2.1. Echantillonnage
V.2.2. Analyse des échantillons
V.3. Résultats
V.3.1. Paramètres physicochimiques
V.3.2. Les éléments traces métalliques
V-3.3. Facteurs de contamination
V-3.4. Analyse statistique
V.4. Discussion
V.5. Conclusion
Conclusion générale
Perspectives
Références bibliographiques
Annexes
Résumés
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