Soutenance mémoire
Au premier échelon de la chaîne alimentaire, le développement du phytoplancton est conditionné par la présence des sels nutritifs minéraux dissous tels que le phosphore (P), l’azote (N) et la silice (Si). Les sels azotés sont les nitrates (NO3) et l’ammonium (NH4) qui fournissent aux végétaux l’azote nécessaire à la synthèse des acides aminés, constituants essentiels des protéines. Le phosphore utilisable par les végétaux est sous forme de phosphate (PO4); il est utilisé en autre pour la synthèse des molécules riches en énergie. La silice dissoute dans les eaux est pour 95 % sous forme d’acide silicique (ou silicate) Si(OH)4; elle est nécessaire aux algues siliceuses comme les silicoflagellés, les radiolaires et les diatomées (Quéguiner, 2007). Le silicium ne se trouve pas à l’état natif, mais constitue sous forme de silice et de silicates, l’élément le plus abondant à la surface du globe, formant environ 28%, après l’oxygène. Le silicium naturel correspond en réalité à un mélange de trois isotopes stables 28Si (92,27 %), 29Si (4,68 %) et 30Si (3,05 %). En 1811 fut découvert par Gay-Lussac et Thénard, et en 1823 le silicium fut séparé de ses composés dans un état de pureté par le chimiste suédois Jöns Jackob Berzelius, mais dès 1787, Antoine Laurent de Lavoisier en avait soupçonné son existence. L’origine du nom silicium vient du mot latin « Silicis » signifiant « Silex ». Environ 40% des minéraux courants contiennent du silicium : le quartz, les variétés de quartz (comme l’onyx, le silex et le jaspe) sont des cristaux de silice naturels, le dioxyde de silicium est le principal constituant du sable. Les silicates (comme les silicates d’aluminium, de calcium et de magnésium) sont les principaux constituants des argiles, des sols et des roches (Quéguiner, 2007).
Le silicium dissous dans l’eau de mer est présent sous différentes formes chimiques (acide orthosilicique Si(OH4) éventuellement disponibles pour les diatomées, qui sont des microalgues unicellulaires ayant la particularité d’être entourées d’une paroi siliceuse appelée frustule. Les diatomées sont la principale source de silice biogénique à l’échelle de la planète, le métabolisme du silicium constitue chez ces microalgues un métabolisme majeur au même titre que celui du carbone ou de l’azote. En effet, le silicium est indispensable à leur croissance et à la division cellulaire.
Matériel et méthodes
Durant l’année 2006 on a étudiée la distribution du silicium dans le système estuarien du la Mafrag avec ses deux bras Bounamoussa et El-Kébir. Pour mieux comprendre cette distribution on a ajouté deux stations à Bounamoussa et trois stations à El Kébir à partir de janvier 2007 jusqu’à avril 2008. Dans cette période la distribution du silicium a été étudiée aussi au niveau de l’embouchure de la Seybouse, le golfe d’Annaba, les eaux souterraines, et dans les eaux de pluies de la région d’Annaba.
Les milieux étudiés
Oued Seybouse
Oued Seybouse à un bassin versant très vaste de 6 500 km² (ABH, 2002) hébergeant environ 1,5 Millions d’habitants (Figure 5). Il comprend 5 Barrages d’une capacité de 400 Millions m3 et 64 retenues collinaires (7,5 Millions m3 ). Sur ce bassin versant s’exercent d’importantes activités agricoles (céréales et cultures maraîchères) et industrielles intenses (plus de 70 usines dont les plus importantes se regroupent sur la Seybouse maritime). D’après ABH (2002) le réseau d’assainissement est de 1 200 Km avec un taux de raccordement aux eaux usées de 80%.
Le débit est très variable selon la pluviométrie de l’année. La pluviométrie reçue par le bassin versant varie de 450-735 mm par an selon les sous bassins. En mai 2002 le débit s’est abaissé jusqu’à 5 m3 .s-1 (Ounissi com. Pers.). Les données de LCHF (1976) permettent de retenir un débit moyen annuel de 15 m3 .s-1 , ce qui correspond à un flux de l’ordre de 500 millions m3 .an-1 . Les eaux de l’oued recèlent un mélange d’apports pluviométriques, domestiques, industriels et agricoles. L’échantillonnage a été effectué chaque mois de février 2007 jusqu’à avril 2008 à l’embouchure d’oued Seybouse (Figure 6). Les prélèvements ont été effectués une fois par mois à 20m de l’embouchure de la Seybouse.
Le système estuarien du Mafrag
Le complexe estuarien du Mafrag est un écosystème microtidal, formé par deux rivières (Bounamoussa et El-Kébir) avec leurs marécages. Le bassin versant du Mafrag s’étend sur 3 200 km², incluant deux barrages (Cheffia et Mexa) construits respectivement sur Bounamoussa et El-Kébir (Figure 5). Un autre barrage est actuellement en construction dans le sous-bassin d’El-Kébir. Cet ensemble de systèmes de régulation devrait aboutir à de graves perturbations du cycle hydrologique de l’estuaire.
La zone environnante est occupée par d’importants marécages (600 km² environ) inadéquats pour l’agriculture en raison de la salinisation des terres. En période de crue, l’eau excédentaire envahit complètement la pleine littorale et occasionne, de sérieuses atteintes des infrastructures et de l’environnement. Le bassin peu peuplé (100 000 habitants) est exploité pour l’agriculture et l’irrigation, est assurée en grande partie par les rivières tributaires de l’estuaire. L’agriculture y est essentiellement intensive et l’industrie se limite à de petites usines agro-alimentaires. La précipitation moyenne annuelle est de l’ordre de 800 mm et l’évaporation atteint 1250 mm. Le débit à l’embouchure du Mafrag est fortement variable avec des valeurs extrêmes de 0 m3 s-1 en période sèche jusqu’à 500 m3 s-1 lors des périodes de crues (Khélifi-Touhami et al., 2006). Si l’estuaire reste ouvert généralement de la fin de l’automne jusqu’à la fin de l’été, son embouchure est tellement peu profonde, pour une bonne partie de cette période, que l’échange estuaire-mer reste peu important. Ainsi, l’embouchure peut se fermer plusieurs mois en conditions de période de sécheresse prolongée (juillet-octobre) et lorsque le niveau d’eau de l’estuaire diminue par suite d’absence d’apports continentaux.
A cela s’ajoute le transport et l’accumulation de sable sur la côte, due à l’action des vents, importants par ailleurs en cette époque de l’année. En saison sèche, le coin salé, atteint 20 km dans la branche El-Kébir et environ 15 km dans Bounamoussa (Khélifi-Touhami et al., 2006) (Figure 5). Suivant la période pluvieuse et le fort écoulement, le volume de l’estuaire peut être entièrement déchargé à la mer en quelques jours seulement. Le temps de résidence peut varier ainsi entre quelques jours et quelques mois.
L’échantillonnage a été effectué de mars 2006 jusqu’à avril 2008 dans l’estuaire, depuis l’embouchure jusqu’à 11,5 km dans la branche El-Kébir et 8 km dans la branche Bounamoussa .
Le golfe d’Annaba
Le golfe d’Annaba s’étend sur un large plateau continental allant jusqu’à 40km. Il est affecté par un courant permanent de direction Est et reçoit les apports à l’Est par la Seybouse et à l’Ouest par la Mafrag (Figure 5). Ces avantages océanographiques sont contrastés par les apports domestiques et industriels d’une agglomération fortement urbanisée (ville d’Annaba). Si les influences naturelles (apports continentaux, courant permanent) ont pour effet le renouvellement hydrologique et la fertilisation du milieu (Fréhi, 1995 ; Ounissi et Fréhi, 1999), les rejets urbains et industriels ramènent à la côte Ouest des masses considérables de sels nutritifs et de matières organiques .La zone Est du golfe n’est pas totalement épargnée de ces influences anthropiques, mais semble plutôt sous la dépendance des relations d’échanges avec l’estuaire du Mafrag. En effet, lors des périodes de rues, les panaches du Mafrag s’étendent sur plusieurs dizaines de kilomètres carrés entraînant d’importantes quantités de sédiments, de matières en suspension, de sels nutritifs et de divers contaminants terrestres. En période d’ouverture de l’estuaire, la frange côtière est renouvelée et enrichit par les flux estuariens au gré d’une marée biquotidienne, permettant un échange de 20 millions de m3 par jour. En phase de fermeture de l’estuaire (qui dure selon la pluviométrie, quelques jours à quelques mois), la côte n’est soumise qu’aux conditions atmosphériques et aux apports par les sources émergées du massif dunaire. Le golfe est battu par les vents Nord à Nord Ouest de la fin de l’automne jusqu’à la fin du printemps et par un vent d’Est en été. La côte sud-ouest, particulièrement exposées aux vents du Nord, est sujette à de forts transport et accumulations sédimentaires. Sur le plan économique, le golfe entretien des débarquements se comptant parmi les plus importants d’Algérie. Selon le Dr Derbal F. (com. pers, 25 avril 2007), la pêche s’article sur les poissons pélagiques (Sardines à 80%) et sur le stock démersal (Sparidés : Bogue et Pageot et les Crevettes : rose, grise et royale).
L’échantillonnage a été effectué de mars 2007 jusqu’à avril 2008 dans 7 stations couvrant une surface de 100km² environ. Les stations sont différemment soumises aux influences de aux panaches de Seybouse et de l’estuaire du Mafrag . Le positionnement, la distance à l’embouchure, la profondeur et la nature du fond de l’ensemble de ces stations sont indiquées au . Les stations sont disposées approximativement selon trois radiales côte-large. La radiale Ouest devrait refléter le niveau d’extension Est des panaches mais devrait subir aussi les influences des courants résiduaires Est et Sud-Est. La radiale Ouest est supposée refléter l’extension Est des panaches du Mafrag.
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Table des matières
Introduction
Chapitre I : Le Silicium et l’environnement
Introduction
1- Le silicium dans la nature
2- Propriétés chimiques du silicium
3- Utilisations du silicium
4- Cycle du silicium
5- Distribution du silicium
Chapitre II : Matériel et méthodes
1. Les milieux étudiés
1.1 Oued Seybouse
1.2 Le système estuarien du Mafrag
1.3 Le golfe d’Annaba
2. Méthodes d’analyses chimiques
2.1 Dosage du Silicium
2.2 Réactifs
2.3 Mode Opératoire
Chapitre III : Hydrologie
1. Variation de la salinité dans l’Oued Seybouse
2. Variation de la salinité dans l’estuaire du Mafrag
3. Variation de la salinité dans le golfe d’Annaba
Chapitre IV : Distribution du silicium
1. Distribution du silicium dans l’Oued Seybouse
2. Distribution du silicium dans l’estuaire du Mafrag
3. Distribution du silicium dans le golfe d’Annaba
4. Distribution du silicium dans les eaux de pluie et les eaux souterraines
Discussion
conclusion
