Mémoire présenté pour l`obtention du diplôme de MAGISTER En
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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE
MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE
SCIENTIFIQUE
Université d’Oran
Faculté des Sciences
Département de Biologie
Laboratoire Réseau de Surveillance Environnementale
Mémoire présenté pour l’obtention du diplôme de
MAGISTER
En
SCIENCES DE L’ENVIRONNEMENT
Option : Biologie et Pollution Marines
Présentée par : Mme Bouhadiba Chenait Sultana
Thème :
Evaluation des concentrations des quatre métaux lourds (Pb, Cd,
Cu, Zn) chez le Mulet (Mugil cephalus Linné 1758) pêché dans les
baies d’Oran et de Béni saf
Président
: Mr Z. BOUTIBA
Examinateur : Mr T. SAHRAOUI
Examinateur : Mr A. KERFOUF
Encadreur : Mr M. BOUDERBALA
Professeur
Professeur
Maitre de conférences A
Maitre de conférences A
Université d’Oran
Université d’Oran
Université de Sidi Bel Abbes
Université d’Oran
Dédicaces
J ai le plaisir de dédier ce modeste travail
Aux êtres les plus chers ; à mon cœur ; à la lumière de mes yeux ; A
mon très cher père et très chère mère et j’espère qu’ils seront fiers de
moi et de mon travail.
A mon mari qui ma énormément aidé et pour sa compréhension et sa
disponibilité
A mon très cher frère ; AISSA et mes petites sœurs ; RANDA, RIHAB
A l’amour de ma vie mon fis Saad
Mes grands parents et ma belle mère
A mes tantes Yamina, Fatiha, Soumia, Noria, khayroura,Nawel……. .
A mes ancles, Ahmed, chaabane, Abdallah,Majdoub ………
A mes belles sœurs et beaux frères
Aux personnes les plus proches et les plus chères a mon cœur ;
HADJAR, MAYA, FOUZIA, NAWEL.
A ma promo de post graduant 2009
SULTANA
REMERCIMENTS
Je tiens avant tout à adresser mes plus sincères remerciements à Monsieur M.
BOUDERBALA directeur de cette thèse. Il me semble difficile d’ordonner et de citer
toutes les choses pour lesquelles je pourrais le remercier. Dans ce paragraphe, je vais
donc me permettre de lui dire merci pour : la thèse, son soutien, ses corrections, ses
remarques judicieuses sa confiance, son encadrement que j’ai particulièrement
apprécié, et j’en passe. Au final, je pense avoir appris beaucoup grâce à ses conseils. Si
l’avenir me le permettait, ce serait avec grand plaisir que je continuerais à travailler
avec lui. En attendant, qu’il soit sûr de ma reconnaissance.
Je souhaite exprimer mon entière reconnaissance à Monsieur Z. BOUTIBA
professeur à l’Université d’Oran présidents de cette thèse. Grâce à lui, j’ai pu faire mes
premiers pas dans le monde des sciences de l’environnement marin et passer des
années passionnantes dans son laboratoire.
Je tiens à remercier vivement Monsieur
T. SAHRAOUI
professeur à
l’Université d’Oran, pour s’être intéressé à mon travail et pour avoir accepté pour sa
part de l’examiner en siégeant au sein de ce jury. Qu’il me soit permis de lui exprimer
ma sincère gratitude.
J’exprime mes sincères remerciements à Monsieur A. KERFOUF Maitre de
conférences à l’Université de Sidi Bel Abbes, pour avoir bien voulu prendre part au
jury. Je le remercie pour l’honneur qu’elle me fait en acceptant de juger ce travail.
L’occasion m’est offerte pour le remercier et lui témoigner toute ma gratitude.
Je suis très reconnaissante envers Monsieur O. ROUANE ET Madame F.
BELHOCINE et aussi Monsieur B. BELHOUARI.
Je ne remercierai jamais assez Monsieur E. CHAREF Chef de Section au
niveau du Laboratoire de GL1/Z de la Sonatrach qui m’a aidé à la Spectrophotométrie
d’Absorption Atomique et qui a été pour beaucoup dans la réalisation de mes dosages.
Mes remerciements s’adressent également à ses collaborateurs.
Je remercie vivement Monsieur A. BELATOUI Responsable au niveau du
Laboratoire de GL1/Z de la Sonatrach, et Madame R. BERAAHOU
Mes remerciements les plus intenses vont à tous ceux qui ont contribué de prés ou de
loin à la réalisation de ce travail mes amies, mes collègues de l’équipe de recherche
du Laboratoire LRSE.
Enfin, un grand merci à mes parents et mon mari qui mon énormément aidés.
Merci à tous
Résumé
Notre présente étude a portée sur l’évaluation des concentrations des quatre métaux
lourds (Cd, Pb, Cu et Zn ) chez le mulet ( Mugil cephalus L. 1758) pêché dans les baies
d’Oran et Béni saf , ce poisson benthique, reflète très bien la qualité de son biotope, et se
trouve être une espèce très abondante dans les eaux côtières algériennes . et fortement très
apprécié par le consommateur Algérien.
L’échantillonnage mensuel s’est étalé sur une période de cinq mois de Février à Juin
2010 trois organes ont été pris en considération : le foie (partie molle), organe de
détoxification, les gonades (partie molle) organes de reproduction et le muscle représentant la
partie consommée par l’Homme.
Les concentrations en métaux lourds ont été déterminées par le Spectrophotométrie
d’Absorption Atomique à flamme en fonctions de plusieurs paramètres (sexe, mois, organes,
et la zone).
De cette étude, il ressort
que : le mulet (Mugil cephalus ) renferme les quatre
polluants métalliques recherchées, les teneurs les plus fortes sont celles du Zinc, le Cuivre a
des concentrations plus au moins importante ; les plus faibles concentrations sont celles du
Plomb et Cadmium.
Les résultats obtenus
traités statistiquement n’ont révélés aucune différence
significative entre les teneurs en métaux lourds des deux sexes et au niveau des organes ciblés
et les zones d’échantillonnages.
Les niveaux de concentrations des métaux traces traduisent une pollution certaine des
zones d’échantillonnages (la baie d’Oran et la baie de Béni Saf).
Mots clés : Mulet, Mugil cephalus, métaux lourds, contamination, pollution, baie d’Oran, baie
de Béni Saf.
Abstract
Our study was based on the assessment of the contamination by 04
heavy metals (Cd, Pb , Cu and Zn) to the mule (Mugil cephalus L. 1758) fished in the
baysof Oran and Béni saf, this fish benthique, reflects very well the quality of its
biotope, and is to be a very plentiful sort(species) in Algerian coastal waters. And
strongly very estimated(appreciated) by the Algerian consumer.
The monthly sampling spread out over a period of five in February in June,
2010, Tree organs have been taken in consideration: The liver left marrow and organ
of the detoxification. Muscules are consumed by men.
The concentrations of heavy metals were determined by atomic absorption
spectrophotometry in flame functions of several parameters (gender, month, bodies,
and areas).
This study shows that: the mullet (Mugil cephalus) contains four metal
pollutants investigated, the highest concentrations are those of zinc, copper at
concentrations more or less important, the lowest concentrations are those of the Lead
and Cadmium.
The obtained results are treated statistically and have shown neither significat
différence between concentration of metal in both sexes and to the level of the two
organs targeted.
The polluted concentrations record in this study contain a certain pollution at
the level of the two target zones.
Keys words: Mullet, Mugil cephalus, heavy metals, contamination, pollution,
polluants, Bay of Oran, Bay of Béni Saf.
Mugil cephalus
(Cd, Pb, Cu, Zn)
-
SAA
-
Mugil cephalus
-
Mugil cephalus
Sommaire
Liste des abréviations
Liste des figures
Liste des tableaux
Introduction
1
PARTIE I : Pollution métallique et nuisances
I-1 Généralités
5
1 - Définition de la pollution
5
1 -2 Les Polluants
5
1-3 Pollution marine
6
1-4 Origine des polluants
6
1- 4-1 Pollution accidentelle et pollution chronique
6
1-4-2 Origine continentale (tellurique)
7
1-4-3 Origine marine
7
I -2 Sources des principaux polluants des milieux aquatiques
8
I-3 Cheminement des polluants dans les milieux aquatiques
8
3-1 Les retombées atmosphériques
9
3-2 Le ruissellement
9
3-3 Les rejets par les émissaires
9
3-4 Les rejets directs
9
I-4 Differents types de pollution
10
II- Introduction générale sur les métaux lourds
11
1- Les métaux en milieu marin
11
2- Situation générale des métaux en Méditerranée
13
3- Le cadmium
14
3-1 Propriétés fondamentales
14
3-2 Utilisations
16
3-3 Cycle et sources naturelles et anthropiques
16
3-4 Propriétés biologiques et toxicité
17
4- Le cuivre
18
4-1Propriétés fondamentales
18
4-2 Utilisations
19
4-3 Cycle et sources naturelles et anthropiques
20
4-4 Propriétés biologiques et toxicité
21
5- Le plomb
21
5-1 Propriétés fondamentales
22
5-2 Utilisations
22
5-3 Cycle et sources naturelles et anthropiques
23
5-4 Propriétés biologiques et toxicité
24
6- Le zinc
25
6-1 Propriétés fondamentales
25
6-2 Utilisations
25
6-3 Cycle et sources naturelles et anthropiques
26
6-4 Propriétés biologiques et toxicité
26
7- Processus physiologiques de bioaccumulation des métaux
27
8- Mécanisme de capture des métaux
28
9- Capture des métaux en solution
29
10- Capture des métaux associés aux particules
30
11- Mécanisme d’excrétion des métaux
31
12- La pollution en Méditerranée
32
III- Recensements des sources implantées sur le littoral Ouest Algérien
34
PARTIE II : Donnée de biologie générale du mulet Mugil cephalus
:
I-Généralités
37
II – Biologie de l’espèce
40
1-Mugil cephalus
40
2- Morphologie de l’espèce
41
3- Ecologie de l'espèce
43
3-1 Habitat
43
3-2 La salinité du milieu
43
4- Reproduction
44
5- Migration
46
6- Alimentation
46
7- Distribution géographique
47
8- Mulet en Algérie
48
9 - Rôle de l’espèce dans L’écosystème
49
10- La technique de pèche
49
PARTIE III: Présentation de la zone d’étude
I- Caractères géomorphologiques et biodiversité marine du bassin algérien
51
1- Plateau continental et fonds marins
51
2-Biodiversité marine
52
3-Données océanographiques sur le bassin méditerranéen
53
4-Donnés hydrologiques
54
4-1 Les courants
54
4-2 Les eaux de surface
54
4-3 Les eaux intermédiaires levantines
55
4-4 Les eaux profondes
56
5- Le bassin de concentration
56
6- Le bassin de dilution
7- La salinité
56
57
8- Les Houles
57
9- Données météorologiques de la zone d'étude
57
II- Situation géographique de la baie d’Oran
59
III- Situation géographique de la wilaya d’Ain Témouchent
60
1- Présentation sur la baie de Béni saf
60
2-Aperçu des ports de la zone
62
3-Port de Béni-saf
62
PARTIE IV : Matériel et méthodes
1- Choix et intérêt du matériel biologique
64
2-Méthodes d’échantillonnage
64
3- Choix des zones
66
4- Technique d’étude
66
5- Méthodes de la minéralisation
70
6 – Dosage des métaux lourds
74
7- Etalonnage
77
8- Exercice d’intercallibration et assurance de la qualité du dosage
77
9 - Détermination de la teneur en eau
78
10- Analyse Biométrique
79
11- Traitements Statistique
79
PARTIE V : Résultats et discussions
Résultat et discutions
81
Conclusion générale
111
Bibliographie
114
Annexes
Liste des abréviations
A.I.E.A.
Ag
C
C.E.E.
Ca
Cd
CdS
CELPAP
CGPM
cm
Cu
D.M.A.
DPRH
F
F.A.O.
FBC
Fe
g
G.I.P.P.M.
GESAMP
GIPM
H
Hg
I.F.R.E.M.E.R
I.O.P.R.
I.S.M.A.L.
Kg
Km
Km2
l
L’ENASUCRE
La SAAC
LT
m
m3
Max
MES
mg
Min
ml
mm
NAFTEC
ng
Ni
: Agence Internationale de l’Energie Atomique.
: Argent.
: Celsius (degrés).
: Communauté économique européenne
: Calcium.
: Cadmium.
: Sulfure de Cadmium.
: Entreprise Nationale de la Cellulose et du Papier
: Commission générale des pêches pour la Méditerranée
: Centimètre.
: Cuivre.
: Dose Maximale Admissible.
: Direction des Pêches et des Ressources Halieutiques.
: Foie.
: Food and Agricultural Organisation.
: Facteur de concentration
: Fer.
: Gramme.
: Groupe Interministériel des Problèmes de la Pollution de la Mer.
: Group of Expert on the Scientific Aspects of Marine Pollution.
: Groupe d’Etudes des Problèmes de Pollution des Mers
: Heure.
: Mercure.
: Institut français de recherche pour l’exploitation de la mer.
: Institut Océanographique Paul Ricard.
: Institut des Sciences de la Mer et de l’Aménagement du Littoral.
: Kilogramme.
: kilomètre.
:
Kilomètres Carré.
: Litre.
: Entreprise Nationale de Sucre,
: Société Algérienne d’Accumulateurs
: Longueur Totale.
: mètre.
: Mètre Cube
: Concentration Maximale.
: Matière En Suspension.
: Milligramme.
: Concentration Minimale.
: millilitre.
: millimètre.
: Entreprise Nationale de Raffinage de Pétrole.
: nanogramme.
: Nickel.
NO2
NO3
P.A.P.M.
P.C.B
P.F
p.p.m
P.S
Pb
PbCl+
PbCl2
PbCl3
PbCO-3
pH
PH
POP
ppm
Q.S.P
s
S.A.A.F.
SAAC
SH
Sn
T°
ug
UNESCO
USEPA
Vr
Vt
We
Wg
Wh
Wt
Zn
ZnS
%
°
: Nitrites.
: Nitrates.
: Plan d’Action de Protection de la Méditerranée.
: Polychlorobiphényles.
:
: Poids Frais.
: Partie par million.
: Poids Sec.
: Plomb.
: Chlorure de plomb.
: Di chlorure de plomb.
: Trichlorure de plomb.
: Carbonate de plomb.
: potentiel Hydrogène.
: Poids Humide.
: Polluants organiques persistants
: partie par million.
: Quantité suffisante pour.
: Seconde
: Spectrophotométrie d’absorption atomique à flamme.
: Société Algérienne d’Accumulateurs.
: Sulfure d’hydrogène.
: Selinium.
: Température.
: microgramme.
: comité Océanographique Internationale
: United States Environmental Protection Agency’s.
: Valeur réelle.
: Valeur trouvée.
: Poids éviscéré.
: Poids des gonades.
: Poids du foie.
: Poids total.
: Zinc.
: sulfure de zinc
: Pour Cent.
(Interministériel)
: degré
Liste des figures
Figure 1
Cycle géochimique du Cadmium dans l’environnement
Figure 2
Cycle biogéochimique du plomb dans l’environnement
Figure 3
Anatomie externe Mugil cephalus
Figure 4
Distribution géographique du Mugil cephalus
Figure 5
Position des deux zones d’échantillonnages l’un par rapport a l’autre
Figure 6
Position de la baie d’Oran
Figure 7
Localisation de d’Ain Témouchent
Figure 8
Mensuration des échantillons
Figure 9
Dissection des échantillons
Figure 10
Figure 11
Figure 12
Figure 13
Ouverture de la cavité abdominale
Pesés les organes de l’échantillon
Détermination du sexe
Protocole de minéralisation et de dosage en Spectrophotométrie d’Absorption
Atomique
Figure 14
Minéralisation par voie humide
Figure 15
Lecture des concentrations au SAA
Figure 16
Corrélation entre longueur total des individus males et femelles de Mugil
cephalus de la baie d’Oran
Figure 17
Corrélation entre longueur total des individus males et femelles de Mugil
cephalus de la baie Béni saf
Figure 18
Pourcentages des concentrations moyennes des quatre métaux lourds présents
dans les échantillons de la baie d’Oran
Figure 19
Pourcentages des concentrations moyennes des quatre métaux lourds présents
dans les échantillons de la baie de Béni saf
Figure 20
Evaluation mensuelle des concentrations moyennes en métaux lourds (Cd, Pb,
Cu, Zn) en mg/kg de P.F chez Mugil cephalus dans la baie d’Oran
Figure 21
Evaluation mensuelle des concentrations moyennes en métaux lourds (Cd, Pb,
Cu, Zn) en mg/kg de P.F chez Mugil cephalus dans la baie de Béni saf
Figure 22
Variation des concentrations moyennes de Zinc mg/kg P.F dans les trois
organes (muscle, foie, gonades) chez le mulet pêché dans la baie d’Oran
Figure 23
Variation des concentrations moyennes de Cuivre mg/kg P.F dans les trois
organes (muscle, foie, gonades) chez le mulet pêché dans la baie d’Oran
Figure 24
Variation des concentrations moyennes de Plomb mg/kg P.F dans les trois
organes (muscle, foie, gonades) chez le mulet pêché dans la baie d’Oran
Figure 25
Variation des concentrations moyennes de Cadmium mg/kg P.F dans les trois
organes (muscle, foie, gonades) chez le mulet pêché dans la baie d’Oran
Figure 26
Variation des concentrations moyennes de Zinc, mg/kg P.F dans les trois
organes (muscle, foie, gonades) chez le mulet pêché dans la baie de Béni saf
Figure 27
Variation des concentrations moyennes de Cuivre mg/kg P.F dans les trois
organes (muscle, foie, gonades) chez le mulet pêché dans la baie de Béni saf
Figure 28
Variation des concentrations moyennes de Plomb mg/kg P.F dans les trois
organes (muscle, foie, gonades) chez le mulet pêché dans la baie de Béni saf
Figure 29
Variation des concentrations moyennes de Cadmium mg/kg P.F dans les trois
organes (muscle, foie, gonades) chez le mulet pêché dans la baie de Béni saf
Figure 30
Variation mensuelle des concentrations moyennes en métaux lourds en
fonctions de sexe (Cd, Pb, Zn et Cu) chez Mugil cephalus pêchée dans la baie
d’Oran
Figure 31
Variation mensuelle des concentrations moyennes en métaux lourds en
fonctions de sexe (Cd, Pb, Zn et Cu) chez Mugil cephalus pêchée dans la baie
de Béni saf.
Figure 32
Variation des concentrations moyennes de Zinc mg/kg P.F dan le muscle, le
foie et les gonades de Mugil cephalus dans les deux baies
Figure 33
Variation des concentrations moyennes de Plomb mg/kg P.F dan le muscle, le
foie et les gonades de Mugil cephalus dans les deux baies
Figure 34
Variation des concentrations moyennes de Plomb (mg/kg) P.F dan le muscle, le
foie et les gonades de Mugil cephalus dans les deux baies
Figure 35
Variation des concentrations moyennes de Plomb (mg/kg) P.F dan le muscle, le
foie et les gonades de Mugil cephalus dans les deux baies
Liste des tableaux
Tableau 1
Tableau 2
Principaux types de pollution des eaux continentales, nature de produits
polluants et leurs origines.
Distribution selon la taille de quelques espèces chimiques du cadmium dans
les eaux
Tableau 3
Sources et effets des principales pollutions marines dans la mer Méditerranée.
Tableau 4
Modèle de la fiche d’échantillonnage
Les conditions opératoires en spectrophotométrie d’absorption atomique à
flamme
Tableau 5
Résultats obtenus des exercices d’intercallibration
Tableau 6
exprimés en ppm P.S.
Tableau 7
Concentrations moyennes des quatre polluants suivies de leurs écartypes dans
Mugil cephalus péché dans la baie d’Oran exprimées en mg/kg de P.F.
Tableau 8
Concentrations moyennes des quatre polluants suivies de leurs écartypes dans
Mugil cephalus péché dans la baie de Béni saf exprimées en mg/kg de P.F.
Tableau 9
Comparaison des concentrations en métaux lourds (ppm P.F) chez Mugil
cephalus par rapport aux doses maximales admissibles (D.M.A)
Tableau 10
Variations des concentrations moyennes en métaux lourds traces (moyenne ±
écart type ppm P.F.) chez différent organismes marin
L'eau superficielle ou souterraine symbole et source de vie sur notre planète,
semble être menacée par la pollution sous toutes ses formes. Jadis, Les océans et les
mers en raison de leur immensité étaient terrain d'expéditions, de découvertes et de
gloire pour plusieurs civilisations anciennes.
Hélas, depuis la révolution industrielle du XX siècle et jusqu'a présent, ces
étendues d'eau continuent toujours à être utilisées comme décharges pour les activités
humaines. L'environnement marin est constitue d'écosystèmes frés complexes et très
fragiles aux rots Cette fragile et cette vulnérabilité nous incitent a agir, ce milieu
constituent le premier maillon de la chaîne trophique permet a toute la planète
d'exister.
Quel est le devenir de notre planète si le progrès technologique continue
toujours à évoluer ? Les modifications climatologiques. Les effets de serre, la
disparition de plusieurs espèces végétâtes et animales, l'apparition de nouvelles
espèces incompatibles avec les différents maillons de la chaine trophique (taxifolia,
nouveaux germes et nouveaux virus,... etc.) est-ce naturel et normal dans le cadre de
révolution elle-même ou est-ce les répercutions négatives de l'intelligence humaine sur
l'Homme lui-même ?
L'Algérie est un pays méditerranéen qui se développe de jour en jour
économiquement et industriellement et la source d'énergie de notre pays n’est autre
que le pétrole et ses dérives.
En effet, les activités pétrolières et ses produits dérives ne sont qu'une cause
parmi d'autres (rejets urbains, agricoles et autres rejets industriels) de la pollution du
littoral Algérien.
L’urbanisation et l’industrialisation croissantes, d’une part et la mauvaise
gestion d'autre part, rendent difficile la conservation ou !a préservation d'un
environnement propre et écologiquement stable, puisque les rejets contiennent des
substances étrangères (métaux, déchets organiques et autres micropolluants) à des
doses anormales, les activités et le transport pétrolier agit négativement sur
l'environnement, a cela s'ajoutent le forage en mer et le rejet accidentel
d'hydrocarbures (incidents et collisions) (Attou et bouabdala, 1993).
Mondialement, le littoral Ouest-Algérien n’est pas classe comme zone polluée
mais il est considéré comme zone très fragile, cela ne veut pas dire qu'il échappe à la
pollution et ses conséquences (IOPR, 1996).
En vue d'une gestion rationnelle et meilleure. De nos ressources naturelles
(ressources biologiques et produits de pêche) et une préservation de notre
environnement, le Laboratoire de Biologie et Pollution Marines de l'Université d’Oran
est pas resté indifférent face a l'approche du danger.
A cet effet, plusieurs travaux ont été menés afin d’évaluer les niveaux de
contamination métallique des organismes Marin qui fréquent le littoral ouest-algérien
Benguedda, 1993 (sur le rouges de roche Mullus surmuletus );
(Boutiba
; 1989 ; 1992; 1994 ; Boutiba et al. , 1996) (sur les
Mammifère marins) ; Merbouh, 1997 (Sur la sardine Sardina. pilchardus );
Dermeche,
1998
(sur
l'oursin
Paracentrotus
lividus ):
Bendimerad, 2000 (sur la moule Mytillus galloprovencialis); Aoudjit, 2001
(sur Boops boos) ; Haddou, 2003 (sur Sepia officinalis) ; Belhoucine, 2005 (sur
Merlucius merlucius) ; Benamar, 2006 (sur Sardinella aurita) ; Benaddan , 2008
(sur Trachurus trachurus); Ayad, 2009 (sur Diplodus sargus) .
Mulet ou Mugil cephalus servent de la proie pour leurs prédateurs. Son rôle dans
l’écosystème marin est une liaison écologiquement importante dans le flux d'énergie
dans des communautés marines. Ils servent de la proie pour leurs prédateurs (Bester,
C. 2004), pour son mode trophique beaucoup d'études a été consacrer a ces habitudes
de son alimentation (Suzuki ,1965 ; Odum ,1968 et 1970 ; Zismann et al 1975,
évêque et Miglarese ,1978) .
De plus parmi les poissons apprécies par la population côtière algérienne, Mugil
cephalus occupe une place de choix. Cette espèce benthique fréquente la zone étudiée
(Medifaune 2002).
Notre travail se présente en cinq parties, ainsi :
PARTIE I : Apportera des généralités sur la pollution marine, le cycle
géochimiques des métaux lourds, ainsi que leur toxicité vis-à-vis des
organismes marins.
PARTIE II : Nous présenterons dans cette deuxième partie quelques
généralités sur la Biologie du mulet Mugil cephalus, ainsi que des données
sur sa répartition géographique, son régime alimentaire et sa reproduction.
PARTIE III : Sera réservée a la caractérisation des zones étudiée (aspects
géomorphologiques, Océanographiques physiques).
PARTIE IV : Cette partie exposera les techniques expérimentales utilisées
(échantillonnage, prélèvement des organes, analyses chimiques...).
PARTIE V : Sera consacrée a la présentation et l'analyse des résultats, ainsi
que leur interprétation statistique.
PARTIE I
Généralités sur la pollution et
nuisance
I-1 Généralités
1- Définition de la pollution
La pollution est un problème d’actualité, elle effectué pratiquement tous les
écosystèmes y compris l’environnement marin. Elle présente aussi un risque pour la
santé humaine et cause des mortalités pour les poissons.
Polluer signifie :(souiller). Actuellement ce verbe a pris le sens de (dégrader un
milieu), urbain ou agricole. C’est donc un dommage causé par l’homme a son
environnement et a lui –même (Barré, 2005).
Plusieurs organisations et groupes ont définit le mot pollution ; parmi eux :
Le comité Océanographique Internationale de L’UNESCO qui a défini en 1999 la
pollution marine comme « tout rejet a la mer, direct ou indirect, qui a un effet nuisible,
sur les organismes vivants et sur la santé humaine.
1-2 Les Polluants
La majeure partie des polluants rejetés dans l'environnement parvient au milieu
marin, soit indirectement par les rivières, le ruissellement ou l'atmosphère, soit
directement par les rejets à la mer d'origine urbaine, agricole, ou industrielle. Or, la
capacité naturelle des zones côtières à disperser et assimiler les polluants est limitée
(Ifremer, 2003).
Les polluants se composent de :
1-2-1 Substances naturelles (matières organiques surtout, substances minérales
provenant de l'exploitation de mines, de carrières...); les substances organiques sont
dégradables, surtout sous l'action des microorganismes.
1-2-2 Substances de synthèse (plastiques, pesticides) dégradables ou non,
toxiques ou non à rémanence variable.
1-3 Pollution marine
La pollution marine comprend une gamme de menaces, y compris à partir de
sources terrestres, les déversements d'hydrocarbures, eaux usées non traitées,
l'envasement, l'eutrophisation (enrichissement en éléments nutritifs), les espèces
envahissantes, les polluants organiques persistants (POP), métaux lourds des résidus
miniers et d'autres sources, l'acidification, substances radioactives, les déchets marins,
la surpêche et la destruction des habitats côtiers et marins (McCook 1999, Nyström et
al. 2000, Bellwood et al. 2004).
Selon le Gesamp, c’est l’introduction par l’Homme dans le milieu marin y
compris les estuaires directement ou indirectement des substances ou d’énergie
pouvant entraîner des effets délétères tels que dommages aux ressources biologiques,
danger pour la santé humaine, entraves aux activités maritimes (pêche), diminution de
la qualité de l’eau de point de vue son utilisation et réduction des possibilités offertes
dans le domaine des loisirs (Encyclopédie de la Mer, Tome 8).
La particularité de la pollution dans le milieu marin est qu'elle ne reste pas
localisée comme cela peut arriver sur terre. Les substances polluantes se dispersent au
grès des vents et des courants.
De plus, si elles peuvent passer facilement de la terre vers la mer, la plus grosse
part des polluants ne peut pas passer de la mer vers la terre : Ces substances qui
arrivent dans le milieu marin y sont piégées.
1-4 Origine des polluants
1- 4-1 Pollution accidentelle et pollution chronique
La pollution accidentelle provient : en mer de collision, échouage de navire,
perte de conteneurs, accidents sur plate-forme de forage, à terre, d'accident
dans une usine, d’accident de transport (Beauchamp, 2003).
La pollution chronique (systématique) est faite de déversements volontaires, ou
inconscients, et étalés dans le temps :
En mer rinçage des cuves de pétrolier, des ordures et eaux usées des navires (y
compris la navigation de plaisance), déversement volontaire de déchets solides à partir
de navire, rejet d'effluents par canalisation immergée à terre, eaux usées des réseaux
d'assainissement et des industries côtières, eaux de ruissellement des terres agricoles,
eaux pluviales des zones urbaines et des axes routiers.
1-4-2 Origine continentale (tellurique)
Les polluants sont introduits dans la zone littorale à partir du continent par les
rejets d'effluents ou les dépôts de déchets solides sur la côte, par les apports par les
fleuves et les eaux de ruissellement en secteur urbain et agricole (eaux pluviales). Les
effluents domestiques sont collectés dans les réseaux et conduits dans une station
d'épuration, qui réduit mais non supprime leur charge polluante, avant d'être rejetés
mais ils peuvent être rejetés sans épuration dans certains cas. Les effluents industriels
sont très variés, ils sont collectés par les réseaux d'assainissement ou rejetés
directement (Beauchamp, 2003).
Selon le même auteur, du point de vue nature des substances rejetées, il existe
trois catégories d'apports : apports à dominante bactérienne: égouts urbains, industries
agro-alimentaires, abattoirs, traitement des peaux, élevages industriels... apports à
dominante chimique : rejets industriels, canaux et ruissellements très contaminés
chimiquement. Apports mixtes: cours d'eau.
1-4-3 Origine marine
Les polluants sont apportés par les courants marins; ils sont introduits au large,
par les activités des transports maritimes et les exploitations des fonds marins (platesformes pétrolières), ou proviennent d'autres zones côtières par l'action des courants
littoraux (les polluants, en particulier les P.C.B., rejetés dans la baie de Seine sont
transportés le long des côtes de la Manche jusqu'en Mer du Nord) (Beauchamp,
2003).
I -2 Sources des principaux polluants des milieux aquatiques
Les activités humaines sont à l’origine de l’émission d’une grande variété de
polluants dont la plupart se retrouve finalement dans les milieux aquatiques.
En dehors de points de rejets clairement identifiés (pollution ponctuelle), il existe une
pollution issue d’une multitude de petites sources ou de la dispersion à grande échelle
de certaines substances (pollution diffuse). Selon leur nature et leur origine, les
polluants peuvent concerner des zones géographiques réduites (pollution locale) ou
être transportés dans l’eau ou l’atmosphère et contaminer l’ensemble de la planète
(pollution globale). La très grande majorité des polluants est entraînée par
ruissellement et drainage dans les cours d’eaux et par infiltration dans les nappes
souterraines. Lorsqu’ils sont disséminés par le vent, les polluants retombent
inévitablement avec les eaux de pluies, parfois à de grandes distances de leur point
d’émission.
I-3 Cheminement des polluants dans les milieux aquatiques
Dans les milieux aquatiques, les polluants peuvent suivre différents trajets, plus
ou moins longs. Certains polluants sont dégradés très rapidement par des réactions
chimiques, sous l’effet de la lumière, ou encore grâce à l’intervention de
microorganismes (biodégradation).
D’autres polluants, dits persistants, contaminent durablement les milieux
aquatiques, soit en restant dans l’eau et surtout dans les sédiments, soit en passant dans
les organismes vivants et, dans certains cas, en s’accumulant dans les chaînes
alimentaires (bioaccumulation).
La capacité d’auto-épuration d’un écosystème aquatique dépend de sa structure
physique, de sa composition biologique (nombre d’espèces présentes) et de son,
fonctionnement.
Celons Lacaze, 1993 il ya quatre principaux modes d’acheminement des
polluants vers la mer :
3-1 Les retombées atmosphériques
Certaines substances peuvent ainsi être transportées sur des distances
considérables, et retombent sur terre ou en mer avec les précipitations.
3-2 Le ruissellement
Toutes les substances (naturelles ou de synthèses) déposées sur les sols sont
entraînées par les eaux de pluies, et acheminées jusqu'au milieu marin par les fleuves
et les rivières.
3-3 Les rejets par les émissaires
Les eaux usées domestiques et industrielles, collectées et traitées dans les
stations d'épuration, sont rejetées dans les rivières ou les mers. Ces traitements, loin
d'être parfaits, n'éliminent pas toutes les substances toxiques.
3-4 Les rejets directs
Tous les polluants ont toutes les chances d'arriver dans le milieu marin,
directement, ou par l'intermédiaire des rivières et des fleuves. Ils ont également très
peu de chance d'en sortir. Les mers et les océans sont les collecteurs universels de
toutes les substances polluantes.
I-4 Differents types de pollution
Tableau1 : Principaux types de pollution des eaux continentales, nature de produits polluants
et leurs origines, d'après C. Lévêque, Écosystèmes aquatiques (Hachette, 1996).
NATURE
SOURCES
TYPES DE
POLLUTION
> Physique
pollution thermique
rejets d'eau chaude
centrales thermiques
pollution radioactive
radio-isotopes
installations nucléaires
>Matière organique
glucides,
lipides, effluents
protides
domestiques,
agricoles,
agro-
alimentaires
ammoniac, nitrates
élevages et piscicultures
nitrates, phosphates
agriculture, lessives
mercure, cadmium,
industries,
plomb,
pluies
> Chimique
fertilisants
métaux
et
métalloïdes
pesticides
aluminium,
agriculture,
acides,
arsenic...
combustion
insecticides,
agriculture, industries
herbicides,
fongicides
organochlorés
PCB, solvants
industries
composées
nombreuses
industries
organiques
de
molécules
synthèse
détersifs
agents tensio-actifs
effluents domestiques
hydrocarbures
pétrole et dérivés
industrie
pétrolière,
transports
> Microbiologique
bactéries,
champignons
virus, effluents
d'élevage
urbains
et
II- Introduction générale sur les métaux lourds
Le milieu marin, biotope particulièrement riche, est caractérisé à la fois par une
remarquable stabilité de ses propriétés fondamentales et une grande variabilité de ses
micro constituants. L’eau de mer contient en solution des combinaisons de tous les
éléments chimiques mais seulement certains d’entre eux, au nombre de douze, ont des
concentrations égales ou supérieures au mg.L-1. Ces douze éléments majeurs
interviennent pour 99,4 % en masse du total de la croûte terrestre (O, Si, Al, Fe, Ca,
Na, K, Mg, Ti, H, P et Mn par ordre d’abondance). Les éléments traces, au nombre de
68, ne représentent en masse que 0,6 % du total et sont à des concentrations inférieures
à 10-6 M dans l’eau de mer (Miquel, 2001; Neff, 2002).
Ces éléments sont engagés dans des réactions biochimiques et contribuent à
l’équilibre du milieu marin.
Mais l’apport de contaminants métalliques par l’intermédiaire des effluents industriels
et de l’atmosphère, des fleuves et de leur estuaire, peut modifier la composition de
l’eau de mer qui peut devenir toxique pour les plantes et les animaux.
L’étude de l’interaction entre les contaminants et les barrières biologiques est
d’un intérêt considérable pour la compréhension des phénomènes écotoxicologiques,
particulièrement la bioaccumulation et les transferts à travers les chaînes trophiques.
Les processus impliqués sont très complexes et sont influencés par le contaminant
(taille molécule, spéciation chimique, etc.), l’organisme récepteur (propriétés
membranaires, composition chimique, processus actifs, etc.) et l’environnement intra
et extracellulaire (température, pH, etc.).
1- Les métaux en milieu marin
Un métal est un élément chimique, issu le plus souvent d’un minerai doté d’un
éclat particulier, bon conducteur de chaleur et d’électricité, ayant des caractéristiques
de dureté et de malléabilité, se combinant aisément avec d’autres éléments pour former
des alliages utilisés par l’homme depuis l’Antiquité.
Si les métaux sont souvent indispensables au déroulement des processus biologiques
(oligo-éléments), nombre d’entre eux peuvent s’avérer contaminants pour diverses
formes de vie, lorsque leur concentration dépasse un seuil, lui-même fonction de l’état
physico-chimique (spéciation) de l’élément considéré. C’est le cas du Fer (Fe), du
Cuivre (Cu), du Zinc (Zn), du Nickel (Ni), du Cobalt (Co), du Vanadium (V), du
Sélénium (Se), du Molybdène (Mo), du Manganèse (Mn), du Chrome (Cr), de
l’Arsenic (As) et du Titane
(Ti) (Miquel, 2001).
D’autres ne sont pas nécessaires à la vie et peuvent être même préjudiciables
comme le Mercure (Hg), le Plomb (Pb), le Cadmium (Cd) et l’antimoine (Sb)
(Chiffoleau et al., 2001).
L’appellation « éléments en traces métalliques » (ETM) ou par extension «
éléments traces » est communément utilisée pour désigner les éléments métalliques
naturels, caractérisés par une masse volumique élevée, supérieure à 5 g.cm-3.
Les utilisations des métaux sont multiples et très diversifiées, depuis les additifs
de plomb dans les carburants jusqu’aux sels d’argent de l’industrie photographique, au
nickel ou au cadmium des batteries d’accumulateurs, au zinc des gouttières ou au
chrome des aciers inoxydables, au cuivre de l’industrie électrique ou à l’arsenic des
produits phytosanitaires. Les sources de contamination le sont par conséquent aussi.
Durant toutes les phases d’élaboration, d’utilisation et/ou de recyclage de ces produits,
des métaux sont rejetés dans l’environnement, soit directement dans les eaux
continentales ou marines, soit dans l’atmosphère transportés par les vents, associés aux
aérosols avant de se déposer par voie sèche ou humide à la surface de la terre ou de
l’océan.
Ainsi, les métaux traces sont présents dans tous les compartiments de
l’environnement, à la fois parce qu’ils sont naturellement présents (sources naturelles)
ou parce que certaines activités de l’homme favorisent leur dispersion (source
anthropique). Enfin, ils présentent un danger potentiel pour le consommateur de
produits marins du fait de leur possibilité de concentration dans les espèces marines,
de leur élimination difficile et de leur large répartition dans le milieu aquatique.
2- Situation générale des métaux en Méditerranée
Comme son nom l’indique, la Méditerranée est une mer semi-fermée, entourée
de trois continents, les apports atmosphériques et telluriques sont donc importants. Sa
superficie est de 2,5.1012 m2, alors que son bassin versant représente 1,8.1012 m2. Le
rapport des surfaces bassin versant sur mer est donc de 0,7 alors qu’il est de 0,3 pour
l’océan mondial. Cet effet du bassin versant reste toutefois inférieur à ce que subit la
mer Noire où le rapport des surfaces respectives atteint 4,4. Dans la vingtaine de pays
riverains de la Méditerranée sont hébergés près de 400 millions d’habitants, dont 100
millions de résidents sur la zone côtière, recevant 120 millions de visiteurs par an. En
conséquence, au lessivage naturel des sols et à l’érosion éolienne, s’ajoutent les
apports (ou rejets) liés aux activités industrielles, agricoles et urbaines du bassin
versant. De plus, les apports atmosphériques, inclus dans la circulation atmosphérique,
peuvent venir de régions extérieures au bassin versant: Europe du Nord et régions
sahariennes.
Les premières mesures fiables d’éléments traces, réalisées en 1983, ont montré
des profils verticaux très différents en Méditerranée de ceux mesurés dans les océans
Atlantique et Pacifique (Ruiz-Pino et al., 1990; Ruiz-Pino et al., 1990; Ruiz-Pino et
al., 1991).
Dans ces deux océans, pour le zinc et le cadmium, par exemple, les profils
verticaux s’apparentaient à ceux des éléments nutritifs, à savoir de très faibles
concentrations en surface et une augmentation progressive en profondeur.
En Méditerranée, ces métaux traces sont plus concentrés dans les couches
supérieures que dans les couches inférieures où ils restent en quantité relativement
stable. Ces profils particuliers en Méditerranée ont été interprétés par un état non
stationnaire, les apports superficiels étant plus forts que le transfert vertical par
l’activité biologique et les mouvements hydrologiques. Cette caractéristique a permis
aux chercheurs d'analyser avec plus de facilité l'évolution de la concentration des
métaux traces (mercure, cadmium, plomb, cuivre et zinc) provenant de l'atmosphère et
des rivières: dus pour l'essentiel aux activités humaines.
3- Le cadmium
Le cadmium est un élément chimique dont le symbole est Cd. Il possède le
numéro atomique 48.
3-1 Propriétés fondamentales
Le cadmium a une grande résistance à la corrosion ; son point de fusion est bas ;
il a une bonne conductivité de l’électricité ; ses produits dérivés ont une bonne
résistance aux fortes températures ; il présente des caractéristiques chimiques proches
de celles du calcium, en particulier le rayon ionique, facilitant ainsi sa pénétration dans
les organismes (Borchardt, 1985).
Le cadmium est un élément rencontré en milieu aquatique sous diverses formes
physiques (dissoute, colloïdale, particulaire) et chimiques (minérale ou organique). Un
ensemble de variables physicochimiques du milieu (salinité, pH, potentiel redox,
caractéristiques sédimentologiques, nature géochimique des particules, concentration
en chlorures) gouvernent les transformations du cadmium dans l’environnement
(Gonzalez et al., 1999; Chiffoleau et al., 2001). La distinction entre les trois formes
dissoutes, colloïdales et particulaires se fait par filtration et ultrafiltration, dont les
seuils sont fixés arbitrairement en fonction de leur taille :
- les formes dissoutes (< 1 nm) de cet élément en milieu aquatique sont des espèces
libres (Cd2+) et formées par des associations (complexation) de cadmium avec des
composés (ligands ou complexant) minéraux ou organiques. Contrairement au
mercure, l’ion libre du cadmium se trouve majoritairement dans le milieu. Ainsi, à
pH=8, la quasi-totalité du cadmium est présent sous forme Cd2+. Plus la salinité
augmente, plus la concentration en Cd2+ diminue (Campbell, 1995).
Pour des pH supérieurs à 8, le cadmium précipite avec les carbonates. En zone
côtière, lors du mélange des eaux douces avec l’eau de mer, le cadmium forme des
complexes très stables avec les chlorures: les chloro-complexes (CdCl2, CdCl+, CdCl3
- et CdCl4. Pour des salinités faibles, c’est l’espèce CdCl+ qui domine, alors qu’en
milieu marin, c’est CdCl2 qui est majoritaire (Cossa et Lassus, 1989).
- les formes colloïdales (de 450 à 1 nm) lorsqu’il se fixe à des oxydes de fer, de
manganèse, des hydroxydes, des carbonates, des argiles ou de la matière organique
colloïdale.
- les formes particulaires (> 0,45 μm) se font par intégration du cadmium dans la
structure cristalline de minéraux détritiques (bruit de fond géochimique), par liaison à
une fraction d’origine organique (carbonates, restes d’organismes, pelotes fécales), par
précipitation avec différents fractions minérales (carbonates, phosphates, oxydes et
hydroxydes de fer ou de manganèse, sulfures) et par adsorption sur des phases de
différentes natures (argiles, matière organique, oxydes et hydroxydes de fer et de
manganèse) (Gonzalez et al., 1999)
Tableau 2 : Distribution selon la taille de quelques espèces chimiques du cadmium dans les
eaux
Solution vraie
- Ions libres
- Complexes inorganiques
- Complexes organiques
Ex: Cd2+, CdCl+
Colloïdes
- Colloïdes minéraux
- Complexes organiques de PM élevé
- Métal adsorbé
Ex: CdCO3, CdS, Cd-Ac. Humiques, Cd adsorbé sur des
hydroxydes
Particulaires
- Précipités inorganiques et organiques
- Organismes vivants
Ex: Cd adsorbé sur particules, Cd adsorbé par les organismes
3-2 Utilisations
Le cadmium est naturellement présent à l’état de traces dans les roches
superficielles de l’écorce terrestre, ce qui en fait un élément plus rare que le mercure et
le zinc. Il y a deux origines principales de présence de cadmium:
- le cadmium primaire est principalement associé au zinc dans les minerais de zinc
(blende) (0,01 à0,05%) et donc sous-produit de la métallurgie du zinc qui donne en
moyenne 3 kg de cadmium par tonne de zinc. Le cadmium est également présent dans
des minerais de plomb et de cuivre ainsi que dans des phosphates naturels (Jordanie,
Tunisie). Les usages de cadmium se situent principalement en électricité
(accumulateurs), en électronique, en métallurgie (traitement des surfaces par
cadmiage) et dans l’industrie des matières plastiques (stabilisateur de polymères)
(Ramade, 1992).
- le cadmium secondaire est produit par recyclage (accumulateurs Ni/Cd, alliages
Cu/Cd, poussières d’aciéries, incinération d’ordures ménagères) représentant des
causes de pollution de l’environnement. A l’image du mercure, les combustions des
dérivés fossiles du carbone introduisent également ce métal dans l’atmosphère
(combustion produits pétroliers et charbon). Aussi, le transport de ce polluant peut
couvrir de grandes distances.
3-3 Cycle et sources naturelles et anthropiques
Le cadmium rejeté dans l’atmosphère provient de sources naturelles et
anthropiques. Le cadmium présent dans la croûte terrestre peut être dispersé dans l’air
par entraînement de particules provenant du sol et parles éruptions volcaniques.
Cependant, les activités industrielles telles que le raffinage des métaux non ferreux, la
combustion du charbon et des produits pétroliers, les incinérateurs d’ordures
ménagères et la métallurgie de l’acier constituent les principales sources de rejet
atmosphérique. Dans l’eau, le cadmium provient de l’érosion naturelle, du lessivage
des sols (engrais phosphatés) ainsi que des décharges industrielles et du traitement des
effluents industriels et des mines (Ramade, 1992).
Figure 1: Cycle géochimique du Cadmium dans l’environnement
(COSSA, 1993)
3-4 Propriétés biologiques et toxicité
Contrairement à de nombreux métaux, le cadmium n’a aucun rôle métabolique
connu et ne semble pas biologiquement essentiel ou bénéfique au métabolisme des
êtres vivants. Il remplace parfois le Zn dans des systèmes enzymatiques carencés en
Zn chez le plancton (Price et Morel, 1990; Lane et Morel, 2000).
Le cadmium présente des risques chez le consommateur. Même à de faibles
concentrations, il tend à s’accumuler dans le cortex rénal sur de très longues périodes
(50 ans) où il entraîne une perte anormale de protéines par les urines (protéinurie) et
provoque des dysfonctionnements urinaires chez les personnes âgées. Chez l’homme,
le phénomène de toxicité aiguë est connu depuis 1950 sous le nom de syndrome d’ItaiItai
défini
par
l’association
d’une
insuffisance
rénale
avec
ostéoporose
(déminéralisation et fragilisation des os) et ostéomalacie (déminéralisation et
déformation des os). Son nom provient des cris poussés par les malades, riziculteurs
âgés de 40 à 60 ans, du bassin de la rivière Jintsu au Japon, intoxiqués par l’eau de
boisson et la consommation de riz contaminés par les rejets d’une usine de métaux non
ferreux.
Le JECFA (Joint Expert Comittee for Food Additives) comité mixte
FAO/OMS, a recommandé chez l’homme une dose hebdomadaire tolérable (DHT) de
7 μg de cadmium par kilogramme de poids corporel et par semaine. Il faut noter que,
outre la boisson et la nourriture, le tabagisme est une source importante de cadmium
notée dans toutes les études épidémiologiques. De la même façon que pour le mercure,
le règlement (CE) n° 466/2001 fixe les quantités maximales de cadmium dans les
denrées alimentaires (1mg.kg-1 poids humide). Cependant, il ne présente pas de
toxicité aiguë pour les organismes marins à des concentrations susceptibles d’être
rencontrées dans le milieu. Au niveau sublétal1, des concentrations de 0,05 à 1,2 μg.L1 peuvent provoquer des effets physiologiques (anomalies dans le développement
embryonnaire et larvaire chez mollusques bivalves) et des inhibitions de croissance
(Chiffoleau et al.,2001).
4- Le cuivre
4- 1 Propriétés fondamentales
Le cuivre est indispensable au métabolisme des êtres vivants (oligo-éléments).
L’ion Cu2+ forme de nombreux complexes stables avec des ligands minéraux, comme
les chlorures ou l’ammonium, ou avec des ligands organiques (Atsdr, 1990; Dameron
et Howe, 1998). Dans les milieux aqueux, le comportement du cuivre est influencé par
de nombreux processus:
- complexation avec des ligands organiques (surtout sur les groupes -NH2 et -SH, et
dans une moindre mesure sur le groupe -OH) ou minéraux.
- adsorption sur des oxydes métalliques, des argiles ou des matières organiques
particulaires.
- bioaccumulation, présence de cations de compétition (Ca2+, Fe2+, Mg2+), présence
des sels (OH-, S2-,PO43-, CO32-).
- échange entre les sédiments et l’eau (Atsdr, 1990; Dameron et Howe, 1998).
L’oxyde cuivreux Cu2O est insoluble dans l’eau alors que les formes CuSO4,
Cu(OH)2 et CuCl2 le sont. La majorité du cuivre rejeté dans l’eau est sous forme
particulaire et tend à se déposer, à précipiter ou à s’adsorber à la matière organique, au
fer hydraté, aux oxydes de manganèse ou aux argiles. Dans l’eau, le cuivre particulaire
représenterait de 40 à 90 % du cuivre (ATSDR, 1990). Après introduction du cuivre
dans le milieu aquatique, l’équilibre chimique est généralement atteint en 24 heures.
4-2 Utilisations
Le cuivre existe à l’état natif et est extrait d’une grande variété de minerais. Il se
rencontre surtout sous forme de sulfures CuS et Cu2S dans la tétrahédrite et l’énargite,
et sous forme d’oxydes. Le minerai le plus important est la chalcopyrite. La teneur en
cuivre dans les minerais varie de 0,5 à 5 %. Elle est de 0,01 % dans les roches
volcaniques et de 0,0055 % dans les roches cristallines. Le cuivre est principalement
produit par broyage de minerais sulfurés, enrichissement par flottation ou par lessivage
acide des minerais oxydés suivi d’une fusion et d’un raffinage électrolytique ou
thermique.
Le cuivre est l’un des métaux les plus employés à cause de ses propriétés
physiques et de sa conductibilité électrique et thermique. Il est utilisé dans la
métallurgie, dans la fabrication des alliages de bronze (avecétain), de laiton (avec zinc)
ou de joaillerie (avec or et argent). Il est très largement employé dans la fabrication de
matériels électriques (fils, enroulements de moteurs, transformeurs), dans la
plomberie, dans les équipements industriels, dans l’automobile et en chaudronnerie.
L’acétate de cuivre est utilisé comme catalyseur, notamment dans la fabrication
de caoutchouc, comme pigments pour les céramiques et les teintures, comme fongicide
et comme insecticide. Le chlorure cuivrique est employé comme catalyseur, agent
désodorisant, désulfurant ou purifiant, fixateurs pour la photographie. Il est utilisé pour
la production de couleurs dans les compositions pyrotechniques ou encore pour la
conservation du bois et le raffinage des métaux. Aussi, le sulfate de cuivre anhydre est
utilisé en analyse pour la détection et l’élimination de traces d’eau provenant des
alcools. La forme hydratée est utilisée comme fongicide agricole, bactéricide et
herbicides. Il entre dans la composition de la bouillie bordelaise utilisée pour le
traitement des vignes.
4-3 Cycle et sources naturelles et anthropiques
Le cuivre est présent dans l’environnement de manière ubiquiste. Sa
concentration dans l’écorce terrestre est estimée à environ 70 mg.kg-1. Le transport
par le vent des poussières de sol, les éruptions volcaniques, les décompositions
végétales, les feux de forêts et les aérosols marins constituent les principales sources
naturelles d’exposition. Les principales sources anthropiques sont l’industrie du cuivre
et des métaux en général, l’industrie du bois, l’incinération d’ordures ménagères, la
combustion de charbon, d’huile et d’essence et la fabrication de fertilisants
(phosphate). Le milieu environnemental le plus exposé au cuivre est le sol: 97 % du
cuivre libéré dans l’environnement s’y retrouve contre seulement 3 % dans les eaux et
0,04 % dans l’air (Atsdr, 1990). La contamination des sols est due principalement aux
scories d’extraction et de broyage des minerais de cuivre, les boues des usines de
traitement des eaux usées, les déchets de la galvanoplastie, l’industrie du fer et de
l’acier. Dans les eaux, le cuivre provient pour la majeure partie de l’érosion des sols
par les cours d’eau (68 %), de la contamination par le sulfate de cuivre (13 %) et des
rejets d’eaux usées qui contiennent encore du cuivre, même après traitement.
La viticulture, principale monoculture dans la région méditerranéenne constitue
une source potentielle de pollution métallique. Divers fongicides à base de cuivre sont,
par exemple, largement utilisés pour protéger la vigne. De surcroît, en zone
Méditerranéenne, l'importance du ruissellement et de l'érosion sont susceptibles
d'accroître les transferts vers les eaux superficielles des produits phytosanitaires issus
du traitement de la vigne, le cuivre inclus. Par conséquent, ce métal, connu pour son
effet fongicide sur les végétaux, se retrouve présent dans l’écosystème aquatique
récepteur et peut être à l’origine de perturbations au niveau des populations
phytoplanctoniques.
4-4 Propriétés biologiques et toxicité
Le cuivre est un élément essentiel chez l’homme et l’animal. Il est impliqué
dans de nombreuses voies métaboliques, notamment pour la formation d’hémoglobine
et la maturation des polynucléaires neutrophiles. De plus, il est un cofacteur spécifique
de nombreuses enzymes et métalloprotéines de structure intervenant dans un
métabolisme oxydatif, la respiration cellulaire, la pigmentation (OMS-IPCS, 1998). Il
a une importance capitale dans l’entretien des processus biologiques. Chez les
mollusques, le sang renferme un pigment respiratoire à base de cuivre, l’hémocyanine.
La toxicité vis à vis des organismes marins dépend de la forme chimique du cuivre et
de son état d’oxydation. En particulier, la concentration létale en 48 h pour 50 % des
larves d’huîtres plates serait de 1 à 3 μg.L-1 et des inhibitions de croissance du
phytoplancton se produisent à partir de 4 μg.L-1.
Les caractéristiques physico-chimiques du milieu (pH, dureté, teneurs en autres
inorganiques) agissent sur le degré de dissociation entre les formes métalliques et
ioniques. Le cuivre complexé est moins toxique que le cuivre à l’état ionique.
5- Le plomb
Le plomb est un métal dense, gris bleuté mou, malléable et flexible de masse
atomique 207.21 et numéro atomique Z=82, sa conductivité électrique est faible, il
appartient au groupe 14 du tableau périodique des éléments. Il possède 20 isotopes
dont 16 sont radioactifs, les isotopes naturels sont quatre et non radioactifs : Pb204,
Pb206, Pb207, Pb208 qui sont les produits définitifs de la décomposition radioactive de
l’uranium, de l’actinium et de thorium respectivement.
Le plomb est un élément naturel très réactif dans l’environnement. L’atmosphère
est son principal vecteur vers l’océan (IFREMER, 1993).
5-1 Propriétés fondamentales
Le plomb existe sous trois formes essentielles: le plomb dissous, le plomb
colloïdal et le plomb particulaire:
- Sous forme dissoute, les espèces dominantes dans l’eau de mer sont PbCO3, PbCl2
ou PbCl+. Cette répartition ne prend pas en compte la matière organique dissoute et le
fait que le plomb, dans l’eau de mer, se trouverait essentiellement sous forme de
complexes organiques labiles. De même que pour le mercure, le plomb peut-être
méthylé par les bactéries dans les sédiments, mais ce phénomène revêt une moindre
importance.
- Aussi, le plomb présente une forte affinité pour la matière particulaire. A peine 10 %
du plomb se trouve sous cette forme dans l’océan. L’adsorption du plomb sur la
matière particulaire est fonction du pH et augmente avec ce dernier
5-1 Utilisations
Le plomb est très souvent associé au zinc dans les minerais mais aussi à de
nombreux autres éléments: Fe, Cu, Cd, Bi, Sb, Ge, As, Ag, Au qui sont en grande
partie (sauf Fe) récupérés lors des opérations métallurgiques. Les minerais mixtes PbZn représentent 70 % de la production minière de plomb, les minerais de plomb en
représentent 20 %, et 10 % de la production de plomb proviennent d’une coproduction
lors du traitement du minerais de cuivre, de zinc ou d’autres métaux.
Le principal minerai du plomb est la galène (PbS) très souvent associé à la
blende et à la pyrite (Chiffoleau et al., 2001).
L’utilisation du plomb est directement liée à la métallurgie. Avec deux pics
notables: sous l’empire romain pour la production de la monnaie, les canalisations et la
vaisselle ; et pendant la révolution industrielle pour l’industrie, l’imprimerie, les
peintures et les carburants automobiles. Cette dernière utilisation qui consistait à
ajouter du plomb à l’essence comme antidétonant est aujourd’hui prohibée
(Miquel, 2001). Depuis décembre 1991, il n’y a plus de production minière en France.
Par contre, plus de 90 % du plomb utilisé dans les batteries sont récupérés.
5-2 Cycle et sources naturelles et anthropiques
Dans l’air, les émissions de plomb provenant de poussières volcaniques
véhiculées par le vent sont reconnues d’importance mineure. Les rejets
atmosphériques sont principalement anthropiques.
De nombreux auteurs ont mis en évidence une augmentation d’un facteur 20, au
cours des deux derniers siècles, des concentrations en plomb dans les glaces polaires
ayant intégré la retombée atmosphérique (Murozumi et al., 1969; Boutron et
Patterson, 1983). Cette augmentation est en relation avec l’accroissement des
émissions anthropiques. Les apports de plomb à l’océan se font majoritairement par
voie atmosphérique, la source principale étant encore à l’heure actuelle la combustion
des carburants automobiles. Les teneurs dans les eaux côtières sont à peine plus
élevées qu’en zone océanique à cause de l’ampleur de l’enlèvement dans les zones où
les concentrations en matières en suspension sont fortes. Des eaux côtières, dont les
teneurs sont inférieures à 50 ng.L-1 peuvent être considérées comme non contaminées.
Dans les sédiments, le plomb peut être remis en solution par dégradation aérobie de la
matière organique particulaire à laquelle il est associé. Cette solubilisation s’observe
également en subsurface par dissolution des oxydes de fer et de manganèse
(Marchand et Kantin, 1997).
Figure 2: Cycle biogéochimique du plomb dans l’environnement (COSSA, 1993)
5-3 Propriétés biologiques et toxicité
Les doses létales du plomb, sous la forme de sel minéral, sont souvent
supérieures à sa limite de solubilité dans l’eau de mer, c’est à dire 4 mg.L-1. Le plomb
inorganique peut donc être considéré comme toxique (concentration létale de 1 à 10
mg.L-1) ou modérément toxique (concentration létale de 10 à 100 mg.L-1). Les
teneurs létales en plomb tétralkylé sont en revanche beaucoup plus faibles: les CL50
96 heures sont en effet généralement inférieures à 1 mg.L-1, c’est à dire que cette
forme va de très toxique à extrêmement toxique (Marchand et Kantin, 1997). Le
seuil de qualité sanitaire réglementaire est de 1,5 mg.kg-1 (p.h) du règlement européen
CE 221/2002.
Des effets sur la croissance de certaines espèces phytoplanctoniques ont été
enregistrés à partir de 0,5 μg.L1.
Les invertébrés marins aux stades embryonnaires sont plus sensibles que les
adultes. Ainsi, la concentration inhibitrice du développement embryonnaire de la
moule (Mytilus galloprovincialis) est d’environ 500 μg.L-1 ; de plus, à cette
concentration, un grand nombre de larves sont anormales. L’effet toxique du plomb
peut se traduire par une compétition avec des métaux essentiels.
Ses principaux organes cibles sont le système nerveux, les reins et le sang. Cette
maladie se caractérise par une anémie et une perturbation du métabolisme par
compétition avec les ions Ca2+.
6- Le zinc
Le zinc est un métal ductile, bleu-gris. Il réagit avec les bases et les acides. Il
ternit au contact de l'air. Sa densité 7.14 et sa température de fusion est de l’ordre de
419°C, alors que sa température d’ébullition est de 907°C. En solution aqueuse,
6-1 Propriétés fondamentales
Le zinc est indispensable au métabolisme des êtres vivants (oligo-éléments) ; en
particulier comme coenzyme. Le zinc existe dans l’eau de mer sous diverses formes:
ion hydraté (Zn(H2O)2+ n), zinc complexé par les ligands organiques (acides
fulviques et humiques) et zinc adsorbé sur de la matière solide.
6-2 Utilisations
Le zinc est présent dans l’écorce terrestre, souvent associé au plomb et au
cadmium dans les minerais, avec une teneur variant de 4 à 20 %. Le minerai principal
est la blende, sulfure de zinc (ZnS). Il est produit principalement suivant un procédé
hydrométallurgique ou encore pyrométallurgique.
Le zinc est principalement utilisé pour les revêtements de protection des métaux
contre la corrosion (galvanoplastie, métallisation, traitement par immersion). Il entre
dans la composition de divers alliages (laiton, bronze, alliages légers). Il est utilisé
dans la construction immobilière, les équipements pour l’automobile, les chemins de
fer et dans la fabrication de produits laminés ou formés. Il constitue un intermédiaire
dans la fabrication d’autres composés et sert d’agent réducteur en chimie organique et
de réactif en chimie analytique.
6-3 Cycle et sources naturelles et anthropiques
Le zinc principalement sous forme de sulfure (blende) est assez uniformément
distribué dans les roches magmatiques (40 à 120 mg.kg-1). Sa concentration est un peu
plus élevée dans les sédiments argileux (80 à 120 mg.kg-1) et les schistes alors qu’elle
est plus faible dans les roches mères sableuses.
Il entre naturellement dans l’atmosphère à partir du transport par le vent de
particules du sol, des éruptions volcaniques, des feux de forêts et d’émission
d’aérosols marins.
Les apports anthropiques de zinc dans l’environnement résultent des sources
minières industrielles (traitement minerai, raffinages, galvanisation du fer, gouttières
de toitures, piles électriques, pigments, matières plastiques, caoutchouc), des
épandages agricoles (alimentation animaux, lisiers) et des activités urbaines (trafic
routier, incinération ordures).
Dans les zones portuaires, le zinc est introduit à partir de la dissolution des
anodes destinées à la protection des coques de bateaux contre la corrosion, et est
contenu dans certaines peintures antisalissures.
6-4 Propriétés biologiques et toxicité
Comme le cuivre, le zinc est un métal essentiel, nécessaire, à la vie d’un grand
nombre d’organismes, en quantité généralement faible. Le zinc est l’un des oligoéléments les plus abondants chez l’homme
(besoins 15 mg.jour-1). Il intervient au niveau de la croissance, du développement
osseux et cérébral, de la reproduction, du développement foetal, du goût et de l’odorat,
des fonctions immunitaires et de la cicatrisation des blessures (NAS/NRC, 1989). Sa
toxicité pour les organismes aquatiques n’en fait pas un contaminant prioritaire, bien
qu’il s’agisse, à de fortes concentrations, sur la reproduction des huîtres et la
croissance des larves.
7- Processus physiologiques de bioaccumulation des métaux
La bioaccumulation est le processus par lequel un organisme vivant absorbe
une substance à une vitesse plus grande que celle avec laquelle il l’excrète ou la
métabolise. Elle désigne donc la somme des absorptions d’un élément par voie directe
et alimentaire par les espèces animales aquatiques ou terrestres (Ramade, 1992).
Face à la complexité et l’immensité des problèmes écotoxicologiques, il semble
impératif de s’occuper séparément des mécanismes d’accumulation et du transfert des
contaminants. Les termes de transfert et d’accumulation sont fortement liés. Le
premier représente un changement d’état du second. Les transferts représentent le flux
de contaminants entre les différents compartiments abiotiques et biotiques et
l’accumulation représente la quantité stockée dans chacun des compartiments. La
bioaccumulation est donc le résultat des processus par lesquels le contaminant entre
dans l’organisme et des processus de décontamination, une combinaison des
mécanismes d’excrétion vers l’environnement et de biotransformation endogène
(Ribeyre et Boudou, 1989).
La bioconcentration est un cas particulier de bioaccumulation. Elle est définie
comme le processus par lequel une substance (ou un élément) se trouve présent dans
un organisme vivant à une concentration supérieure à celle de son milieu environnant.
C’est donc l’accroissement direct de la concentration d’un contaminant lorsqu’il passe
de l’eau à un organisme aquatique. Le facteur de concentration (FBC) peut être défini
comme une constante issue du rapport de la concentration d’un élément dans un
organisme en état d’équilibre à sa concentration dans le biotope (Veith et al., 1979;
Ramade, 1992).
La bioamplification est le processus par lequel le prédateur concentre une
substance (ou un élément) à un niveau supérieur à celui où il se trouve dans la proie.
Ainsi, le concept de bioaccumulation résulte de la balance nette des processus de
capture, de stockage et d’excrétion d’une substance dans un organisme, due à une
exposition dans l’eau, la nourriture, le sédiment et l’air (Neff, 2002). La
bioaccumulation, phénomène capital au niveau de l’organisme, est exprimée par la
différence entre la quantité de métaux qui pénètre au travers des barrières biologiques
et celle qui est éliminée vers le milieu extérieur (processus d’excrétion). Pénétration,
stockage dans les organes cibles et élimination seront sous la dépendance des facteurs
abiotiques du milieu, de la nature du contaminant et des caractéristiques
physiologiques et biochimiques de l’organisme ou de l’espèce considérée.
La bioaccumulation ou bioconcentration caractéristique des organismes
aquatiques traduisant le fait que les concentrations dans les espèces supérieures à
celles mesurées dans les eaux où elles évoluent, c’est donc la possibilité pour une
espèce donnée de concentrer un toxique donné à partir du milieu extérieur. Ces
substances non biodégradables vont se concentrér le long des divers maillons de la
chaîne trophique. Les concentrations maximales
se retrouvent chez les grands
prédateurs (Poissons, Mammifères marins, Homme) ou chez les mollusques filtreurs
comme les moules (Boutiba, 2004).
La biomagnification ou bioamplification ou magnification écologique d’un
toxique : c’est une concentration d’un toxique après consommation du plus petit
organisme de la chaîne par le plus grand ; il s’agit dans ce cas de la possibilité pour un
toxique d’être cumulé par une chaîne trophique.
Si le toxique n’est pas dégradé ou
éliminé, il va s’accumuler de plus en plus au niveau de chaque maillon de la chaîne
alimentaire (Boutiba, 2004).
D’après Asso (1982), la bioaccumulation regroupe la biomagnification ainsi que
les phénomènes de contamination directe de l’animal à partir du milieu extérieur.
8- Mécanisme de capture des métaux
Pendant tout processus physiologique d’échange avec le milieu environnant, les
molécules exogènes pénètrent à travers les barrières biologiques séparant
l’environnement interne de l’organisme du milieu externe. Quand la contamination se
fait, ces barrières (cutanées et respiratoires pour la contamination directe, et intestinale
pour la contamination trophique) montrent des propriétés biologiques liées à leur
structure et aux conditions physico-chimiques de l’environnement (température, pH,
électrolytes, etc.). La membrane plasmique est la structure primaire impliquée dans ces
processus (Luoma, 1983).
Les métaux traces sont piégés par les organismes aquatiques par deux voies
principales, à partir de l’eau (voie directe) et à partir de la nourriture (voie trophique).
La pénétration des métaux traces nécessite donc le franchissement de structures
biologiques spécifiques comme le revêtement extérieur et surtout l’épithélium
branchial pour les contaminants présents dans l’eau, et l’ensemble du tractus digestif
pour les métaux associés aux particules ou contenus dans les proies ingérées. Toutes
ces voies sont possibles pour un même métal et leur importance relative est fonction de
la forme chimique sous laquelle le métal est dans le milieu.
C’est la coexistence de ces mécanismes et la dynamique de la spéciation qui
rend si complexe la notion de biodisponibilité.
Les caractéristiques de l’interface Environnement - Organisme ont une influence
importante sur la forme métallique accumulée. Cette interface est une membrane
lipidique, non polaire, imprégnée de molécules qui vont intervenir dans le transport de
substances polaires essentielles à travers la membrane.
9- Capture des métaux en solution
Les organismes aquatiques baignent dans des solutions où les concentrations en
métaux traces varient du ng.L-1 dans l’océan ouvert, à des niveaux approchant le
μg.L-1 dans les zones côtières.
La capture, par la surface perméable, de beaucoup de ces métaux traces en
solution se fait généralement par diffusion passive ne requièrant aucune dépense
d’énergie (Luoma, 1983; Phillips et Rainbow, 1994; Anandraj et al., 2002). Ainsi,
les formes métalliques liposolubles ou à polarité réduite (ex. HgCl2, CH3HgCl, etc.),
peuvent traverser la membrane via la diffusion. Cette diffusion passive peut être
facilitée (diffusion par gradients de concentration, déplacement dans un champ
électrique, présence de solvants, transport par canaux spécifiques aux cations
essentiels) en utilisant des protéines de transports associées à la membrane.
Les processus digestifs jouent aussi un rôle important dans la détermination de
capture à partir de la nourriture et de l’eau ingérée (Tran et al., 2002).
Le clivage enzymatique des protéines pourrait faciliter l’assimilation si les
métaux sont transportés avec les acides aminés. Le pH est probablement le facteur le
plus important dans le tractus digestif.
La concentration de l’ion libre métallique a une grande importance dans le
contrôle de la capture métallique à partir des solutions. Le métal sous forme d’ion libre
a été proposé comme l’espèce métallique dissoute la plus biodisponible (Campbell,
1995).
10- Capture des métaux associés aux particules
Les particules présentes dans les eaux naturelles peuvent être inorganiques ou
organiques et les métaux se lient avec chacune de ces fractions par mécanismes variés.
La capture directe des métaux à partir d’une particule nécessite toujours l’ingestion de
celle-ci et son piégeage à partir du tractus alimentaire. D’autres cheminements ne
nécessitant pas l’ingestion existent, comme la pinocytose dans les branchies (Phillips
et Rainbow, 1994).
Les processus de digestion qui relâchent les éléments de la particule matrice
sont toujours nécessaires après l’entrée des métaux dans le tractus alimentaire. En
effet, la biodisponibilité des métaux ingérés dans la nourriture solide dépend des
processus de digestion du consommateur et de la concentration et nature chimique du
métal dans la nourriture. Ceux-ci varient beaucoup selon le pH digestif et selon
l’activité des enzymes digestives en relation avec les substrats présents dans la
nourriture.
11- Mécanisme d’excrétion des métaux
Parallèlement aux étapes de pénétration et de répartition des contaminants au
sein de l’organisme, de nombreux mécanismes physiologiques et biochimiques
contribuent à les éliminer. Tous les organismes aquatiques piègent des métaux en
quantités importantes mais pour beaucoup d’espèces, l’excrétion des métaux
accumulés n’est pas négligeable. Les quatre processus principaux sont: la défécation,
la perte via la surface perméable, la désorption passive et les granules d’expulsion
(Phillips et Rainbow, 1994).
L’organe d’excrétion des métaux est le rein. Les métaux stockés dans les
granules peuvent être perdus à travers le tractus alimentaire (Rainbow, 1990; Wang et
Fisher, 1997).
12- La pollution en Méditerranée
Face aux perspectives de la croissance industrielle sur le pourtour de la
Méditerranée, de nombreux experts ont posé le problème de la capacité de cette mer à
résister aux agressions. En effet, de tout temps, la mer a joué le rôle de réceptacle des
déchets de l’Homme. Si pendant longtemps son pouvoir auto-épurateur a permis
l’absorption des déchets urbains et agricoles que les Sociétés non industrialisées
‘rejetaient dans la Méditerranée, il n’en va plus de même depuis une vingtaine
d‘années, et les polluants contenus dans les déchets des nouvelles activités ne peuvent
plus être complètement réduits, soit / en raison de leur quantité, soit en raison de leur
composition (dégradation lente ou nulle) (Becam, 1974).
Selon le même auteur, l’action réelle des polluants est encore mal connue. On
constate néanmoins en une trentaine d‘années, une régression de la vie animale et
végétale en bordure du littoral.
Tableau 3: sources et effets des principales pollutions marines dans la mer Méditerranée
(IOPR, 1996).
Type de polluant
Sources principales
Effet environnemental
Effet sur les ressources
vivantes
Déchets
organiques
pouvant être pathogènes
Rejets
d’eaux
usées
Pollution
des
zones
de
Maladies humaines dont la
domestiques non traitées
baignade des eaux côtières et
typhoïde,
ou partiellement traitées,
des baies ; dépôts organiques
des yeux et de la peau, la
dans les rivières,
les
dans les baies et les fonds
poliomyélite, le choléra et
estuaires ou la mer ;
marins, y compris les prairies
l’hépatite
A;
quelque contribution des
de
contamination
des
rejets agricoles et eaux
augmentation de la turbidité,
usées industrielles.
réduction du taux d’oxygène
phanérogames,
des
infections
coquillages.
dans l’eau ; dégradation des
zones
humides
et
de
la
végétation submergées.
Excès de sels nutritifs,
Ruissellement agricoles
Eutrophisation des lagons, des
Mort de la vie aquatique
dont les phosphates et les
(engrais) et eaux usées
baies et des golfes semi-fermes
par
nitraets.
domestique (détergents)
qui se manifeste souvent par
dans l’eau, dermites par
rejettes dans les rivières,
une
contrat avec des algues
les estuaires et la mer.
d’algue ; salissure des plages
toxiques
par
proportions,
croissance
les
excessive
algues en
décomposition
manque
nutritifs
d’oxygène
(en
faibles
les
sels
peuvent
être
favorables aux poissons.
Industries
chimiques
Rejets
d’eaux
(métaux lourds, chimie
industrielles
organique)
partiellement
usées
Hautes concentrations locales
Accumulation de mercure
ou
dans les sédiments et l’eau en
dans les coquillages, les
mer.
poissons, les mammifères
non
traitées
dans les rivières,
estuaires
quelques
des
et
la
les
mer ;
contribution
eaux
usées
marins (venant d’industries
produisant des chlorures
d’alkyles ou de source
naturelle), cadmium
domestique, des rejets
(venant des électrolyses ou
industriels dans l’air sur
d’autres métaux et
le plateau continental.
composes chimiques
organique persistants ;
risques potentiels pour les
consommateurs humains.
Pesticides
et
produits
autres
Ruissellements agricoles
Pollution des eaux côtières et
Accumulation de DDT et
chimiques
dans les rivières et les
des baies ; dépôts organiques
d’autres
estuaires,
quelques
dans les baies et des fonds
organiques persistants dans
apports des retombées de
marins, y compris les prairies
les poissons, les oiseaux et
poussières aériennes.
de phanérogames ; dégradation
les mammifères causant
des zones humides et de la
des dommage aux oiseaux
végétation submergées.
et aux poissons prédateurs,
agricoles
composes
ainsi qu’au humains en
raison de la concentration
locale
des
organophosphates.
Hydrocarbures
Rejets des bateaux et des
Nappes
complexes
boules de goudron sur les
baigneurs,
côtiers, quelques apports
plages
poissons
d’origines industrielles et
souilles,
urbaines par les rivières,
bateaux ou toute autre surface.
des oiseaux de mer.
en
Mort des poissons, des
dans
l’eau ;
tortues, des oiseaux et des
de
déchets
pétroliers
d’huile
sur
organismes
goudron
l’eau,
marins
sur
les
Goudron sur la peau des
atteinte
et
des
des
mammifères marins, mort
le ruissellement urbain et
les rejets directs
Déchets,
dont
les
Décharges côtières, rejets
Décharges
plastiques,
les
débris
de bateaux, rejets locaux
suspension
flottants et les matériaux
sur les côtes par les
accumulation
organiques
touristes et les résidents
inesthétiques sur les plages et
quelques
dans les ports ; entraves aux
Vases
et
suspension.
déchets
en
apports
de
flottants
ou
l’agriculture et de la
installations
pêche.
d’énergie et de désalinisation.
de
mammifères
marins
par
ingestion et étranglement.
production
Erosion
des
sols
Envasement des logons et des
Diminution
de
agricoles,
des
zones
eaux côtières ; augmentation de
productivité
déforestées et des soles
la turbidité ; du niveau de
humides, des lagons et des
riches en métaux.
mercure et d’autres métaux
deltas ; accumulation de
prés des zones d’apports.
mercure dans les poissons
des
la
zones
avec des risques pour la
santé
des
gros
consommateurs
de
poissons
III- Recensements des sources implantées sur le littoral Ouest Algérien
Plusieurs sont Les sources de pollution marine au niveau de cette zone, on peut citer :
L’usine d’électrolyse de zinc de Ghazaouet :
Cette usine utilise de l’eau de mer pour le refroidissement des installations de
fabrication de l’acide sulfurique et de certaines installations de la centrale thermique
de l’usine. L’eau, qui a servi aux différents usages est directement rejetée en mer, elle
a un débit de 2500 m3/h, (Bakalem, 1980). Les rejets de ces eaux sont responsables de
l’apparition d’une pollution thermique et chimique dans ce milieu.
La cimenterie de Béni-Saf.
La zone industrielle d’Arzew (Z.I.A) :
Elle regroupe des industries de liquéfaction de gaz naturel (GNL), des industries
pétrochimiques, des petites unités industrielles et une importante zone de support
logistique, elle occupe la portion littorale du golfe d’Arzew entre la ville d’Arzew et
Mers el Hadjadj (environ 12 Km).cette zone industrielle utilise l’eau de mer pour la
réfrigération des unités de liquéfaction du gaz naturel et du complexe d’ammoniac. La
masse d’eau de mer utilisée par cette zone est de 13 millions de m3/j (Bakalem,
1980). Toutes ces eaux usées qui sont rejetées dans le golfe d’Arzew sont responsables
de la création de nombreuses pollution : (pollution physique, pollution chimique,
pollution organique, pollution thermique, pollution métallique et pollution par les
hydrocarbures)
Au niveau de Mostaganem plusieurs complexes sont implantés :
La CELPAP : Entreprise Nationale de la Cellulose et du Papier, située en bordure du
golfe.
L’ENASUCRE : Entreprise Nationale de Sucre, située dans la partie ouest de la ville,
sur la route nationale d’Oran Mostaganem.
La SAAC : Société Algérienne d’Accumulateurs (unité de fabrication des
accumulateurs à plomb), située dans la partie Sud-est de la ville.
Les rejets non traités se font directement en mer de ces complexes auxquels
s’ajoutent les rapports telluriques provenant des complexes à l’intérieur du pays
(complexe de papier Saida, complexe téléphone Tlemcen, industrie du textile
Tlemcen, industrie agro-alimentaire, agriculture Mascara, etc…(Nabi et Aouaragh,
1992).
PARTIE II
Biologie de l’espèce
I- Généralités
Le nom vernaculaire de mulet (également appelé mule ou muge) désigne
plusieurs espèces de poissons essentiellement dans la famille des Mugilidés, mais aussi
des familles Cyprinidés, Lebiasinidés ou Polynemidés . Souvent rassemblés en bancs,
entre deux eaux ou près de la surface, ils longent les calanques et les plages pour
séjourner enfin dans un port ou dans les eaux saumâtres d'un estuaire.
Ce sont de remarquables nageurs, leur puissante nageoire caudale leur permet
d'atteindre de bonnes vitesses de pointe et d'effectuer des sauts de plusieurs mètres
hors
de
l'eau.
Les espèces sont réputées herbivores, ce qui est effectivement leur caractère
principal. Les Muges se rapprochent du fond où ils broutent la végétation et la vase
pour en extraire les matières organiques nutritives. Mais malgré leur espace buccal très
réduit, certaines espèces se nourrissent aussi de petits poissons et d’invertébrés.
La famille des Mugilidés compte plus de 100 espèces dans le monde :
Famille Mugilidae
o
genre Agonostomus
o
Agonostomus catalai France Mulet comoro
Agonostomus monticola France Mulet de fleuve
Agonostomus monticola Martinique Mulet
Agonostomus telfairii France Mulet enchanteur
genre Erectus Charentus
o
Chaenomugil proboscideus France Mulet foutré
genre Chelon
o
Chelon bispinosus France Mulet des îles du Cap Vert
Chelon labrosus France Mulet labeon chaluc, Mulet labeon lippu,
Mulet lippu ou Mulet à grosses lèvres
genre Crenimugil
o
Crenimugil crenilabis France Mulet boxeur
Crenimugil crenilabis Seychelles Mulet ordinaire
genre Joturus
o
Joturus pichardi France Mulet bobo
genre Liza
o
Liza alata France Mulet diamant
Liza alata Polynésie française Mulet ailé
Liza aurata France Mulet, Mulet doré ou Mulet à tête fine
Liza aurata Mauritanie Mulet doré
Liza carinata France Mulet caréné
Liza dumerili France Mulet bouri
Liza dumerili Sénégal Mulet
Liza falcipinnis France Mulet à grandes nageoires
Liza falcipinnis Gabon Mulet
Liza falcipinnis Sénégal Mulet
Liza grandisquamis France Mulet écailleux
Liza grandisquamis Sénégal Mulet à grandes écailles
Liza grandisquamis Togo Mulet
Liza macrolepis France Mulet à grandes écailles
Liza macrolepis Nouvelle-Calédonie Mulet lunette ou Mulet à
grandes écailles
Liza macrolepis Seychelles Mulet rond
Liza melinoptera France Mulet otomebora
Liza parmata Seychelles Mulet
Liza parsia France Mulet joue d'or
Liza ramado France Mulet, Mulet blanc, Mulet calusse, Mulet
capiton ou Mulet porc
Liza richardsonii France Mulet sudafricain
Liza saliens France Mulet sauteur
Liza subviridis France Mulet dos vert
Liza tade France Mulet tade
Liza vaigiensis Djibouti Mulet mopiro
Liza vaigiensis France Mulet mopiro
Liza vaigiensis Nouvelle-Calédonie Mulet à queue carrée
genre Mugil
Mugil bananensis France Mulet banane
Mugil capurrii France Mulet sauteur d'Afrique
Mugil capurrii Mauritanie Mulet noir
Mugil cephalus France Mulet, Mulet cabot, Mulet à grosse tête ou
Mulet-cabot
Mugil cephalus Guyane Mulet cabot
Mugil cephalus Maurice Mulet voilé
Mugil cephalus Mauritanie Mulet jaune
Mugil cephalus Mozambique Mulet cabot
Mugil cephalus Polynésie française Mulet cabot
Mugil cephalus Réunion Mulet ou Mulet cabot
Mugil cephalus Sénégal Mulet ou Mulet jeune
Mugil curema France Mulet blanc
Mugil curema France Mulet curème
Mugil curema Guadeloupe Mulet de mer
Mugil curema Guyane Mulet
Mugil curema Martinique Mulet
Mugil curema Porto Rico Mulet
Mugil curvidens France Mulet mignon
Mugil hospes France Mulet hospe
Mugil incilis France Mulet parassi
Mugil incilis Guadeloupe Mulet prassi
Mugil incilis Martinique Mulet prassi
Mugil liza France Mulet lébranche
Mugil rammelsbergii France Mulet
Mugil setosus France Mulet lesète
Mugil trichodon Guadeloupe Mulet éventail
Mugil trichodon Martinique Mulet éventail
Quelques unes d'entre elles fréquentent les eaux de la Méditerranée
Mugil cephalus Linnaeus, 1758 - mulet cabot
Mugil capito Cuvier, 1829 Liza ramada (Thomson, 1986) - mulet capiton (ou
ramada)
Mugil auratus Risso 1810 Liza aurata (Risso, 1810) - mulet doré
Le Muge labéon (Oedalechilus labeo)
Mugil chelo Cuvier, 1829 Chelon labrosus (Cuvier, 1758) - mulet lippu ou
mulet à grosses lèvres
Mugil saliens Risso, 1810 Liza saliens (Risso, 1810)
II - Biologie de l’espèce
1-Mugil cephalus (Linné 1758)
Les espèces de ce genre se reconnaissent aisément, car le tissu adipeux recouvre
la plus grande partie de la pupille. On note également la présence d’une écaille
pectorale axillaire bien développée, (généralement plus de 30% de la longueur des
pectorales).
Classification
Embranchement : CORDES
Classe : OSTEICHTYENS
Sous-classe : ACTINOPTERYGIENS
Infra-classe : TELEOSTEENS
Ordre : PERCIFORMES
Sous-ordre : MUGILOIDES
Famille : MUGILIDES
Genre : Mugil Espèce :
cephalus (Linné, 1758)
Noms vernaculaires : Bourri
Nom d'espèces : Mugil Cephalus Linné, 1758
Dans la Grande-Bretagne est nommé : Flathead Grey Mullet dans la France
est nomme : Muge cabot et Mulet a grosse tète, Mulet cabot, on Itali Cefalo, et on
Espagne Pardete .
Mugil cephalus est un poisson osseux qui fréquente les eaux côtières,
(Eschmeyer et al., 1983 ; Allen et Allen, 2002) qui entre souvent aux estuaires et des
rivières (Allen, 1991, Thomson, 1986 ; Yamada et al., 1995 ;Allen et al., 2002).
D'habitude dans les écoles sur le sable ou le fond entre 0 et 10 m (Eschmeyer
et a.l, 1983), arrivant également dans des eaux tropicales, subtropicales et tempérées
La longueur maximale annoncée comme 120 cm (Thomson, 1990) et son poids
maximal est de 12 kg (Bok, 1984), il se cultive dans des étangs d'eau douce et
saumâtres (Allen, 1991 ;Jackson, 1984). L’âge maximum du Mugil cephalus est de 16
ans (Thomson, 1963).
2- Morphologie de l’espèce
Mugil cephalus est facilement identifié grâce à
son corps cylindrique et
robuste, et a sa tête large dont la largeur dépasse celle de la fente buccale. Sa
coloration adulte est gris-bleuâtre ou verdâtre, devenant argentée le long des côtés du
corps, et blanc du côté ventrale. Ce poisson présente 6 - 7 barres horizontales noires le
long des côtés du corps, la ligne latérale n’est pas évidente. Les nageoires pectorales
sont courtes placées haut sur les cotés, et les nageoires pelviens sont abdominales.
Mugil cephalus a un museau émoussé, et une bouche légèrement petite.
La paupière de nature adipeuse est bien développée chez ce poisson. Deux
nageoires dorsales; la première porte 4 épines; la seconde 8-9 rayons épineux. Le
début de la première nageoire dorsale est plus près de la pointe du museau que de la
base de la nageoire caudale; le début de la deuxième nageoire dorsale est à la verticale
entre la moitié et le un quart le long de la base de la nageoire anale. La nageoire anale
a 8 rayons. Les nageoires pectorales contiennent 16-19 rayons; la pectorale axillaire
mesure environ le un tiers de la longueur de la nageoire.et il possède 36 à 45 écailles
des séries latérales.
Figure 3 : Anatomie externe du Mugil cephalus (FAO, 1985)
Dentition
La bouche est triangulaire dans la forme une fois vue d'en haut, avec de petites,
close-set dents a arrangé dans plusieurs rangées sur les mâchoires.
Taille, âge, et croissance
La longueur maximum du Mugil cephalus est de 47.2 pouces (120 cm), avec un
poids maximum de 17.6 livres (8 kilogrammes). La durée de vie s'étend quelque part
entre 4 et 16 ans. La maturité est atteinte à approximativement 3 ans, correspondant
aux longueurs de 7.9-11.8 pouces (20-30 cm). Les femelles mûrissent à une taille
légèrement plus grande que des mâles. La plupart de croissance se produit pendant les
mois de ressort et d'été. Les adultes se développent à un taux de 1.5-2.5 pouce (3,8-6,4
cm) par an. Les femelles sont plus grandes et se développent plus rapidement que des
mâles du même âge.
3- Ecologie de l'espèce
3-1 Habitat
Mugil cephalus est cosmopolite dans les eaux côtières de la plus part des zones
tropicales et subtropicales. Ils sont trouvés dans des eaux fortement salées et des
eaux douces et qui sont chaudes ou tempérées de 8 à 24 C.
Ils passent beaucoup de temps près du rivage autour des bouches de courant et
des rivières ou dans des baies saumâtres, les admissions et des lagunes avec le sable ou
des fonds de boue (le Texas gare, 2005). Ils entrent souvent aux estuaires et des
environnements d'eau douce.
Mugil cephalus adulte a été trouvé dans des eaux aux limites de 0 ppt à 75ppt de
salinité. Les adultes forment des écoles énormes près de la surface sur des fonds
sablonneux ou boueux et la végétation dense (le Texas gare, 2005).
3-2 La salinité du milieu
Les adultes sont trouvés dans les eaux dont la salinité s'étend de 0 à 75%o, alors
que les juvéniles ne peuvent tolérer de telles variations de salinité qu'après avoir atteint
des longueurs de 4-7 cm (FAO, 1985).
Les adultes forment des bancs énormes près des surfaces sur les fonds sableux
ou boueux et de la végétation dense. Ils émigrent en groupes vers la mer ouverte pour
le frai. Les larves se déplacent vers la côte dans les eaux extrêmement peu profondes
qui procurent une protection contre les prédateurs ainsi qu'un environnement riche en
nourriture. Après avoir atteindre 5 cm de longueur, ces jeunes mulets se déplacent vers
les eaux légèrement plus profondes.
4- Reproduction
Cette espèce
est catadromous, c'est-à-dire ils engendrent dans l'eau salée
passent encore la plupart de leur vies dans d'eau douce. Pendant les mois d'automne et
d'hiver, le mulet adulte migre loin en mer dans de grandes accumulations pour
engendrer (Hill, 2004).
La fécondité de Mugil cephalus évaluée de 0.5 à 2.0 millions d'œufs par
femelles, selon la taille de l'individu (Bester, 2004 ; Hill, 2004). La portée de mulet
féminine la maturité sexuelle en leur quatrième année, quand ils sont entre 40 à 42 cm.
Les mâles mûrissent en leur troisième année, une fois qu'ils atteignent une
taille qui varie de 33 à 38 cm (Colline, 2004)
Le minimum engendrant la taille de femelles est entre 31 à 34 cm. Le Mugil
cephalus est un poisson ovipare (Colline, 2004). Commençant au début de l'automne,
les grandes écoles de mulet s'agrègent dans les portées inférieures d'estuaires et aux
embouchures dans la préparation pour la migration.
L'engendrement arrive dans des eaux profondes, de la mi-octobre à fin janvier, avec
l'engendrement de sommet arrivant en novembre et décembre
Les larves et préjuveniles migrent alors aux estuaires côtiers où ils peuplent peu
profond,
réchauffent
de
l'eau
dans
la
zone
interne
de
la
marée.
Mugil cephalus sont isochronal, avec tout l’oocyte la maturité s'étendant en même
temps.
Cependant, basé sur la taille de la cavité de l'organisme féminine, il est peu
probable que le dépôt entier d'une femelle d'œufs est hydraté en même temps dans la
préparation pour l'engendrement. Plutôt celles ci vont probablement hydrater des œufs
dans des lots et le frayé sur des soirées successives jusqu'à ce que leur provision d'œufs
soit épuisée (colline, 2004). Une fois que les œufs sont mis, le Mugil adulte ne fournit
pas le nouveau soin parental (le Texas Gare, 2005).
L'état de maturation des gonades à été déterminé par simple observation
macroscopique. Parmi plusieurs échelles de maturation établies chez les muges (J.
Brusle ,1981 ; Albaret & Legendre 1985 ; El Housni ,1988), nous avons utilisées
celle d'El Housni plus adaptée à nos observations.
Stade 1 : Les testicules et les ovaires sont très fins et mesurent quelques millimètres
de large. Ils sont transparents et disposés en forme de V dont la pointe se situe à
l'extrémité postérieure de la cavité générale.
Stade 2 : Les gonades mâles et femelles se présentent sous ?forme de fins filaments
blanchâtres. Chacune est longée par un fin vaisseau sanguin nettement visible
La gonade ne dépasse pas le quart antérieur de la cavité abdominale.
Stade 3 : C'est à partir de ce stade que l'on peut aisément faire la distinction, à l'oeil
nu, entre les gonades mâles et femelles. Les testicules sont blancs à section aplatie et
les ovaires ont une couleur rose claire à section ovale, les ovocytes ne sont pas encore
visibles à l'œil nu.
Stade 4 : C'est la puberté, les gonades sont bien développées et ?occupent
généralement une grande partie de la cavité abdominale.
Stade 5 : Les gonades remplissent la majeure partie de la cavité générale. La moindre
pression sur l'abdomen fait écouler la laitance chez les mâles et les ovocytes chez les
femelles.
Stade 6 : Ce stade suit la ponte, les gonades vides deviennent flasques. Après ce stade,
les gonades reviennent au stade 4.
Ou par la classe de taille selon (Brulhet, 1974) : Longueur moyenne (cm) en
fonction du sexe chez Mugil cephalus. Age Mâles et Femelles
Age
Mâle
Femelle
2 ans
21.1
35.5
3 ans
42.5
50.1
4 ans
49.3
58.9
5 ans
54.0
64.5
5- Migration
Les migrations devraient être cycliques et prévisibles et couvrir plus de 100 km.
(Riede, 2004) généralement les femelles migrant aux eaux marines en mer pour
engendrer (Citoyen, 1980) en raison du mouvement dans l'eau doux, espèces parfois
désignées sous le nom catadromous : engendrant en eau salée, mais retournant à l'eau
douce pour l'alimentation (De Silva, 1980) .
En hiver, il migre en eaux profondes, pour se rapprocher du littoral au
printemps. En été, il entre dans les estuaires et remonte très loi de l’embouchure.
Ce poisson ne semble pas être gêné par les eaux polluées, pauvres en oxygènes
et peu salines.
6- Alimentation
Le mulet s’alimente de jour, consommant principalement zooplancton, la
matière d'usine, de plante morte et le détritus (Blaber, 1976 ;Tung, 1981 ; Cardona,
2000) . Le mulet a des segments semblables au gésier avec des murs épais dans leur
estomac avec une longue étendue gastro-intestinale qui leur permet de se nourrir du
détritus. Ils sont une liaison écologiquement importante dans le flux d'énergie dans des
communautés estuarien. Alimentant en absorbant la couche supérieure de sédiments, le
Mugil cephalus enlève les détritus et des microalgues. Ils prennent aussi quelques
sédiments qui fonctionnent pour rectifier l'alimentation dans la partie semblable au
gésier de l'estomac. Le mulet frôle aussi sur des épiphytes et épifaunes de seagrasses
aussi bien qu'ingère l'écume superficielle contenant des microalgues à l'interface d'eau.
Le Mugil larvaire s’alimente principalement sur des microcrustacés.
Une étude a prouvé que les copépodes, les larves de moustique et les débris
d'usine et de plante dans le contenu d'estomac des larves en dessous de 35 millimètres
dans la longueur. La quantité de sable et le détritus dans l'estomac contente des
augmentations avec la longueur indiquant que plus d'alimentation est ingérée du
substrat de fond comme ce poisson mûr (Bester, 2004).
7- Distribution géographique
Mugil cephalus est cosmopolite dans les eaux tropicales côtières, subtropicales
et les zones tempérées de toutes les mers.
Sa répartition irait du Maroc à l'Angola (Ould Mohamed vall, 2004).
Le Pacifique Oriental : la Californie, des USA au Chili (Eschmeyer et al.,
1983 ;Robins et Rayon, 1986 ;Thomson, 1951).
Le Pacifique Occidental : du Japon en Australie.
L'océan Indien occidental : de l'Inde à l'Afrique du Sud (Smith et B. Smith, 1986).
L'Atlantique Occidentale : Nova Scotia, du Canada au Brésil, absent dans les Bahamas
et la plupart des Antilles et des Caraïbes (Robins et le Rayon, 1986).
L'Atlantique Orientale : du golfe de Gascogne en Afrique du Sud, y compris la
Méditerranée et la Mer Noire (Thomson, 1951). Annoncé en Mer d'Okhotsk (Fedorov
et al., 2003).
Habitats : Mugil cephalus
Figure 4:Distribution géographique du Mugil cephalus
Source (http://www.aquamaps.org)
8- Mulet en Algérie
Il existe 5 variétés de mulets en mer algérienne:
1. Mugil céphalus (Linné): mulet cabot
2. Mugil auratus (Risso): mulet doré
3. Mugil saliens (risso): mulet sauteur
4. Mugil capito (Cuvier): mulet capiton ou ramada
5. Mugil chelo (Cuvier): mulet lippu ou à grosses lèvres.
9- Rôle de l’espèce dans L’écosystème
Mulet ou Mugil cephalus à une liaison écologiquement importante dans le flux
d'énergie dans des communautés marines. Ils servent de la proie pour leurs prédateurs.
Le mulet est un hôte pour beaucoup de parasites incluant flagelle, cille, monogènes et
digénes trématodes, nématodes, acanthocéphales, des sangsues, argulids, copépodes
(Bester, 2004).
10- Technique de pêche
Le Mulet peut se pêcher au flotteur, à la callée, à la dandine et au lancer avec un
leurre. Pour pêcher le mulet, une canne de 4m, Télescopique ou à emmanchement est
idéale. Le moulinet sera rempli avec au moins 150m de fil 20/100.
Pour le bas de ligne, utilisez un fil de 16/100, un plomb olive de 10 ou 15
grammes et un hameçon n° 7 à 12. Il est possible de fixer directement l'hameçon au
bout d'un corps de ligne en 16/100. Dans ce cas le fait de serrer un plomb à 60cm au
dessus de l'hameçon marquera le point de rupture en cas de problème.
Pour sa pêche, on peut utiliser des appâts très divers. Un morceau de pain sur
lequel on dépose quelques gouttes d'huile de foie de morue, un petit dé de maquereau
ou une moule font l'affaire. Ceci étant, le mulet est un poisson méfiant et le montage
utilisé doit être fin.
PARTIE III
Présentation des zones d’étude
I- Caractères géomorphologiques et biodiversité marine du bassin algérien
1- Plateau continental et fonds marins
Le littoral Sud Méditerranéen est constitue de 70% de falaises abruptes
entrecoupés de promontoires rocheux avec des saillies et des caps, les 30% restants
sont représentées par des plages sablonneuses bordées de cordons dunaires ou cadrées
par des affleurements de roches éruptives (Boutiba, 1992)
Leclaire (1972) (In Boutiba, 1992) a remarque une variabilité dans la largeur
de la bordure côtière sous-marine de l'ouest-algérien car elle est de 10 km au large de
cap-Falcon et de pries de 90 km dans le golf de Ghazaouet et que le plateau continental
ouest-algérien est considérés comme le plus étroit de la Méditerranée (largeur
moyenne de 7km).
La zone s'étendant jusqu'à 5 à 6 milles est caractérisée par la présence de sable
plus ou moins pur parsemé de roches, est suivie par une autre zone à un caractère
vaseux (molle et grisâtre) sur une largeur de 2 à 3 milles. Un mélange de sable
coquiller grossier et de vase suit cette dernière zone.
Les dépôts de sable, de graviers et de coquilles tapissent la bande côtière qui
s'étend jusqu'à 20 ou 30 m, cette nature sableuse est retrouvée à 100 m au large et
s'étend jusqu'à l'est envahissant ainsi la baie d'Oran (Attou et Bouabdallah, 1993).
La zone littorale à caractère sableux est suivie d'une zone à sable vaseux, suivie
d'une zone à vase molle. Vers les fonds de 100 m nous pouvons rencontrer le sable
coquiller puis la vase molle jusqu'au talus du plateau continental (Attou et
Bouabdallah, 1993).
Les fonds marins de l'ouest algérien sont de caractère argilo-silicieux du Cap
Noé jusqu'aux îles Habibas, Maurin (1962) (In Boutiba, 1992) a qualifié ces
formations volcaniques de « Chandeliers » vu que ces dernières sont peuplées par des
touffes de coraux à Dendrophylltum à une profondeur de 200 à 300 m de Ghazaouet
Rachgoun.
Le flux d'eaux océaniques entrant par le détroit de Gibraltar sous forme de
méandres associe son effet avec d'autres phénomène complexes pour engendrer des
«upwelling» ou remontée des eaux profondes, d’oû un apport en sels minéraux et
éléments nutritifs qui permet le développement de phyto et zooplancton, premier
maillon de la chaîne trophique marine nécessaire au maintien d'un équilibre stable de
cet écosystème (Boutiba, 1998).
Selon Bendimerad (1996) les upwellings côtiers contribuent au transfert et à la
répartition des polluants.
2- Biodiversité marine
Vu l’intervention de ces facteurs extérieurs et ce changement de caractères des
différentes zones constituant le littoral ouest algérien (sable, vase, sable coquiller.. ).
La faune et la flore marine sont trés diversifiées, avec prédominance des
espèces coralligènes, la faune benthique et aussi trés variée (spongiaires, cnidaires,
bryozoaires, mollusques. échinodermes... (Boutiba, 1992).
La végétation est majoritairement représentée par les herbiers de posidonies
peuplant les fonds marins du sud de la Méditerranéen et ayant un rôle très important
(apport en oxygène, frayère et nurseries pour plusieurs espèces
de poissons.
mollusques, et crustacés) (Boutiba, 1992).
Le littoral ouest algérien se caractérise par une importante biomasse phyto
planctonique estimée entre 21912 et 60.378 tonnes. Sous l'effet du courrant Atlantique
la biomasse
zooplanctonique et micronectonique sont trés importants en saison
hivernale (Boutiba, 1992).
D'autre part cet auteur a mentionné la présence de :
13 espèces de mammifères marins fréquentant les côtes maghrébines
(dauphins et phoques).
Environ 300 espèces de poissons.
Prés de 8 espèces de mollusques.
Quant aux reptiles, ils sont majoritairement représentés par deux espèces qui sont
la tortue caouanne Caretta caretta et le tortu luth Dermochelys coriacea.
3- Données océanographiques sur le bassin méditerranéen
La Méditerranée est une mer comprise entre l'Europe, l'Afrique et l'Asie, reliée
a l'océan Atlantique par le détroit de Gibraltar, la Méditerranée est presque fermée par
les terres, faisant communiquer des entités culturelles, politiques et religieuses (IOPR,
1996). La Méditerranée couvre une superficie d'environ 2.510.000 km2, sa longueur
d'est en ouest est d'environ 4000 km, la frange maritime fait 46000 km. Sa profondeur
moyenne est de 1500 m et elle atteint un maximum de 5150 m au large de la côte
méridionale en Grèce (I0PR, 1996). La Méditerranée occupe approximativement
l'emplacement de l’ancien océan Thétis, qui se referma lors de la montée vers le nord
de la plaque tectonique africaine à l'oligocène (il y'a 200 millions d'années), les
plaques eurasiatiques et africaines restent encore en contact, ce qui entretient un
volcanisme actif, dont les principales manifestations ont lieu en Italie (Etna, Vésuve,
Stromboli) et provoquent de fréquents tremblements de terre (Grèce, Turquie, Italie)
(Lascaratos, 1998).
Malte et la Sicile contrôlent la navigation par les passages stratégiques du canal
de Sicile et du détroit de Messine. Parmi les autres îles importantes figurent les
Baléares, la Corse, Ia Sardaigne, Chypre, les îles Loniennes, les Cyclades, les îles du
Dodécanèse et les îles de la mer Egée (Lascaratos, 1998).
Des bras de la Méditerranée ferment la mer Tyrrhénienne (ouest de l'Italie), la
mer adriatique (entre l'Italie et la péninsule des Balkans), la mer egée et la mer
ionienne (au large de la Grèce). Marseille, Barcelone, Gène, Trieste, Alexandrie et
Hafia sont parmi les plus grands et principaux ports de la Méditerranée. L'Ebre, le
Rhône le Pô et le Nil se jettent dans le bassin méditerranéen (Lascaratos, 1998).
4- Donnés hydrologiques
4-1 Les courants
Depuis l'antiquité, les scientifiques ont essayé de comprendre qu'est-ce qui se
passait dans ce bassin mystérieux. La première expédition a été menée par le danois
« Nielsen » en 1912, les expéditions et les croisières océanographiques se sont
multipliées entre les années 80 et 90, avec l'apparition de nouvelles techniques et
appareils tels que la télédétection, le sonar, les sondes CTD à haute résolution … etc,
de nouveaux concepts et théories sont apparues (Lascaratos, 1998).
Il est nécessaire de miter qu'un seuil sous-marin reliant la Tunisie a la Sicile
divise la Méditerrané en deux bassins : Oriental et occidental. un autre seuil joignant
l’Espagne et le Maroc se situe a l'entrée de la Méditerranée : profond seulement de 300
m, il restreint la circulation hydrologique par le détroit de Gibraltar. Nous pouvons
dire que la Méditerranée est presque mise a l'écart des grands courants de l'Atlantique.
Aussi bénéficie telle d'une faible amplitude de marée. L’évaporation étant très
importante cette mer enregistre de ce fait des taux de salinité très importants
(Lascaratos, 1998).
La circulation des eaux méditerranéenne est la résultante d’une somme de
plusieurs courants secondaires. Les mouvements les plus étudies sont les méandres ou
gires qui sont des circuits circulaires fermés ou semi fermés, à diamètre plus ou moins
grand. II existe trois masses d'eau qui se superposent dans le bassin Méditerranéen :
4-2 Les eaux de surface
Selon Boutiba (1992) se sent des eaux d'origine Atlantique qui pénètre en
surface par le détroit de Gibraltar, effleurant les côtes espagnoles pour traverser les
cotes algériennes. Ce courant se déplace sur 1200 km de long et sur une largeur de 50
km, ayant une salinité estimée a 36,25 psu et une température de 12c a 13°c.
Lascaratos (1998) estime le flux atlantique a I Sv (Isverdrup1000000m3 /sec),
ce dernier va traverser la mer d'Aloran puis les cotes algériennes sous forme de gyre
anticyclonique (mouvement circulaire suivant le sens des aiguilles d'une montre), ce
même courant (courant algérien) est souvent instable et a forte intensité engendrant des
courants secondaires (méandres) qui vont se diviser en deux branches.
La première va se déplacer vers le nord en longeant les Gates de l'Italie, de la
France et de l’Espagne (courant liguro-provençal) pour revenir a l'Atlantique via le
détroit de Gibraltar.
La deuxième gagnera la Méditerrané orientale via le détroit de Sicile, mais lit
les caractéristiques physico-chimiques des eaux (pH, densité, salinité, température,
taux d'oxygène,...) vont changer sous l'effet de l'évaporation et seront appelées MAW
(Modified Atlantic Waters).
Ces eaux vont longer les cotes de la une partie de cc courant va gagner le Sud
(côtes égyptiennes) pins l'est (côtes Israéliennes) pour arriver au Bassin levantin (ile de
Chypre) (Lascaratos, 1998).
La plus grande panic qui reste est appelée MMJ (Mid Méditerranéen Jet) qui est
tin courant très fort qui va comme nous avons dit remonter vers file de Chypre, la se
divise en deux parties, l’une aboutissant vers l'Ouest et la plus importante remontant
vers l'Est et le Nord et seront déviées et traversent la région comprise entre la Turquie
et File de Cipre (AMC :Asian Minor Current, eaux chaudes et très salves), en fin de
parcours (AMC traverse le sud de File de Crète traverse la Méditerranée pour atteindre
l'Atlantique (Lascaratos, 1998).
4-3 Les eaux intermédiaires levantines
Les eaux de la Méditerranée subissent un refroidissement en hiver qui accroit
leur densité et les oblige a plonger en profondeur, formant ainsi une couche
intermédiaire épaisse de 50 a 100 rn. Ces eaux circulent le long des cotes algériennes
mais sans aucune orientation d'est en ouest (Boutiba, 1992).
Au niveau du Bassin algérien l'eau levantine qui s'écoulé du détroit de Sicile
arrive sous forme de poches, entrainées probablement par des tourbillons d'intensité
moyenne depuis les cotes de la Sardaigne (Millot, 1987).
4-4 Les eaux profondes
Les masses d’eau superficielles et intermédiaires refroidissent encore et
plongent sous Faction des phénomènes atmosphériques d'hiver, ces eaux sont très
homogènes dans tout le Bassin Méditerranéen avec une température fixe de 12,7°C,
une sal Mite estimée a 38.4 psu et une densité évaluée a 29,11 (Boutiba, 1992).
5- Le bassin de concentration
La mer Méditerranée constitue un bassin allongé relativement étroit (détroit de
Gibraltar : 15 km de 'argent.), comme nous avons cite précédemment le bassin
Méditerranéen est divise en deux grands bassins occidental et oriental. Les pertes en
eau enregistrées sont nettement supérieures que celles apportées par les précipitations
et les fleuves d’ou l’idée ou l’apparition du terme de « bassin de concentration »
(Lascaratos, 1998).
Les eaux de l'océan Atlantique pénètrent en surface par le détroit de Gibraltar,
sont moins sakés. En raison de l’évaporation elles deviennent plus sakés (donc plus
denses) et plongent a une profondeur intermédiaire pour regagner par la suite
l'Atlantique, de cette façon les pertes en eaux sont compensées et la salinité maintenue
constante, le type de mouvement des eaux est dit a est dit « lagunaire » (Lascaratos,
1998).
6- Le bassin de dilution
Par contre en Méditerranée il y'a des endroits ou les apports des précipitations et des
fleuves sent supérieurs aux pertes d'eau par évaporation (ex : la mer noire ou rouge).
Dans ces régions les eaux profondes sont plutôt salée et denses tandis que les eaux de
surface sont plutôt douces est mains denses, de ce fait nous aurons tin mouvement
inverse du premier ou les eaux profondes remontent a la surface pour réguler la densité
et la salinité des eaux. Dans ce cas de figure nous employons le terme de « bassin de
dilution » et le mouvement est dit « estuarien » (Lascaratos, 1998).
7- La salinité
Les eaux de surface des cotes algériennes se caractérisent par une salinité
avoisinant les (37psu) à 20 m cette salinité diminue et atteint son seuil le plus bas au
niveau des cotes oranaises (36,42 psu), la salinité décroit entre 50 et 100 m car le
courant algérien s’éloigne des côtes
(36,38 psu).
A 200 m la salinité se caractérise par une légère baisse. Entre 300 et 500 m la salinité
est sous l'influence de ('eau levantine intermédiaire qui donne un taux de sel compris
entre 38,6 psu (Boutiba, 1992).
8- Les Houles
Les houles présentée au large et au niveau des doles a la fois, agissent
activement (jusqu'a 200 m de profondeur) mélangeant et dispersant les différentes
substances polluantes, favorisant la sédimentation et d'autres phénomènes complexes
(Boutiba, 1992).
9- Données météorologiques de la zone d'étude
Le climat de notre région est de type méditerranéen, modérément chaud, Pete
(29°C maximum), et doux l'hiver (9°C minimum) avec une saison sèche marquée entre
la mi-juin et la mi-septembre. En dehors de cette période, les pluies, d'origine
atlantique sont en géneral de type frontale (pluies longues de faibles intensités
irrégulières dans le temps et dans l'espace, au sein desquelles peuvent s'installer des
événements de type orageux : pluies intense concentrées dans le temps et dans
l'espace) (Touarsi et Begoug, 2000).
Variable d'une année a l'autre, la pluviométrie de la région d'Oran reste tine des
faibles de Algérie du nord, ce phénomène étant du à l'assèchement des masses d'air a
la traverse des montagnes Espagnoles, (Touarsi et Begoug. 2000).
La température des cotes des eaux superficielles des côtes algériennes fluctue
scion les saisons, elle est de 14,8°C au printemps et s'élève pour atteindre son
maximum 25°C en été (août) (Touarsi et Begoug, 2000).
En ce qui concerne les vents il est important de rappeler qu'ils jouent un rôle
important dans le transport des polluants. Sur le littoral Oranais, la vitesse moyenne
des vents enregistrée pendant les quatre années (1995-1999) est de l'ordre de 2,1 m /s
(L'O.N.M, 2000). Les informations données par le 5.140 (Service Météorologique
d'Observation) mettent en évidence une répartition trimestrielle et semestrielle des
vents dominants ainsi durant le premier, le deuxième et le guanidine trimestre les vents
de l'ouest sent dominants. Le troisième trimestre est domine par les vents est et nordest (Zouaoucha, 1999).
La répartition semestrielle est représentée par deux saisons : La saison estivale
qui s'étend du mois de mai jusqu'd octobre avec des vents qui soufflent du nord-est a
est et sent en majorité de faible vitesse et la saison hivernale de novembre a avril avec
prédominance des vents de l'ouest a nord-ouest avec uneZP
vitesse
1 moyenne supérieure a
80 m/s (Zouaoucha, 1999). Les vents du nord marquent une apparition constante au
cours de l’'amide (Zouaouci ia, 1999).
ZP 2
N
Figure5: Position des deux sites d’échantillonnage l’un par rapport à l’autre
(Max sea, 2006).
ZP1 : Zone de pêche 1 ,
ZP2 : Zone de pêche 2
II- Situation géographique de la baie d’Oran
Dans les sahels, la baie d’Oran est bordée sur 30 Km de terre élevée. Elle
dessine, à elle, une demie circonférence, à peu prés régulière, sous-tendue par un
diamètre imaginaire du Cap Falcon, à l’ouest, jusqu’au Cap de l’Aiguille à l’est. Dans
cet harmonieux ensemble se succèdent trois ovales d’effondrements, séparés par des
fractures transversales (in Aoudjit, 2001).
De la pointe de Mers-El-Kebir à celle de fort Lamoune, sur 7 Km, s’enserre une
belle rade entre les mâchoires des deux djebels rocheux du sahel d’Oran : le Santon au
nord et le Pic de l’Aidour à l’est. A ces deux reliefs, s’accroche plan incliné,
dissymétrique et incurvé du Murdjadjo (Tinthoin, 1952).
N
Mer Méditerranée
0
km
Figure 6 : Baie d’Oran (Google Maps, 2011).
III- Situation géographique de la wilaya d’Ain Témouchent
La Wilaya d’Aïn Témouchent s’étend sur une superficie de 5 000 m2 sur tout
le long des 80 km de façade maritime elle renferme une biomasse de plus de 60 000
tonnes, selon une évaluation faite en 1982 .La capacité d’accueil au niveau des deux
ports que compte la wilaya est de 452 unités dont 267 au port de Béni- Saf et 185 au
port de Bouzedjar. Les deux ports comptent 14 chantiers de construction et de
réparation navale, 6 unités de transformation et une école de formation aux techniques
de pêche et d’aquaculture.
7
Figure 7 : Localisation de d’Ain Témouchent
0
0
0
0
Comprise entre les latitudes 35 20’N et 35 40’N et longitude 2 00’ ouest jusqu'à 2
30’ est. Elle s’étend sur une longueur de 80 km depuis l’ile ronde (cap Falcon) à l’est
jusqu'à Ras Honaine (cap Noé) .
1- Présentation sur la baie de Béni Saf
La baie de Béni Saf est pourvue d’un plateau continental ;le plus importent de
tout la côte algérienne . Cette zone est caractérisée par une impotence activité de pêche
.son port est le premier fournisseur algérien de protéine animales d’origine marine. De
ce fait, il constitue un pion de vent très animé.
Mer Méditerranée
Figure 8 : Baie de Béni Saf (Google Maps, 2011).
2- Aperçu des ports de la zone
La baie de Béni Saf se caractérise par une forte intensité de pêche, et
notamment au niveau des ports de Béni-Saf et Bouzedjar, lesquels sont présentés
comme les principaux producteurs en divers produits de pêche et surtout en poisson
bleu.
L’importance de la flottille de ces deux ports est différente. En effet, c’est au
niveau du port de Bouzedjar que l’activité de pêche est la plus importante.
Cette activité s’articule autour de trois axes:
- La pêche de poissons blancs et Crustacé (chalutiers).
- La pêche du poisson bleu (senneurs).
- La pêche réalisée par les petits métiers (palangriers et filets maillants).
3- Port de Béni-Saf
Le port de Béni- Saf a été construit en 1877, il est orienté vers le nord et dispose
de deux bassins. L’un destiné uniquement pour les chalutiers et le deuxième
comportant des sardiniers et des petits métiers, situé au milieu d’une baie qui s’étend
sur 14 km environ.
Le port de Béni-Saf
est situé à 33 Km du chef lieu de la wilaya d’Aïn
Témouchent. Il est rattaché à la SPA/EGPP Ghazaouet et distant du siège de la
Direction générale de 90 Km. Sa coordonnée géographique est : 01°23’16’’west et
35°18’26’’nord).
L’accès au port d’effectue par une passe d’environ 160 m de large qui donne sur
un plan d’eau de 17 hectares. Le port est abrité par une digue nord de 500 m qui se
raccorde avec la jetée ouest de 400 m, par une courbe de 60 m de rayon.
PARTIE IV
Matériel et méthode
1- Choix et intérêt du matériel biologique
Notre choix s'est porté sur le mulet ; Mugil cephalus (Linné, 1758) un poisson
osseux qui fréquente les eaux costières, ( Eschmeyer et al.,1983 ; Allen et Allen ,
2002) son rôle dans l’écosystème marin est une liaison écologiquement importante
dans le flux d'énergie dans des communautés marines. Ils servent de la proie pour leurs
prédateurs (Bester, 2004), pour son mode trophique beaucoup d'études a été consacrer
a ces habitudes de l’alimentation du mulet (Suzuki, 1965 ; Odum, 1968; Zismann et
al., 1975 ; évêque et Miglarese, 1978) .
les détritus et le sable ont commencé la première fois à apparaître dans l’estomac
du mulet , cela augmente plus le pourcentage de l'accumulation des métaux lourds
dans le corps de mulet (De Silva et Wijeyarante, 1977),et son intérêt économique
Le mulet a un bon marché dans certains pays, particulièrement dans la région
méridionale et orientale de la Méditerranée.
2- Méthodes d’échantillonnage
Il est nécessaire de rappeler que la procuration des échantillons du muet (Mugil
cephalus) au niveau du laboratoire s’effectuée par le biais des pêcheurs professionnels.
Ceci nous permet d’être sûrs de leur état de fraîcheur, de connaître la date exacte de
leur capture et de leur lieu. Pour cela aussi on utilise une fiche d’échantillonnage
spécifique (Tab 4) (Annexe1).
L’échantillonnage que nous avons réalisé est mensuel, étalé sur cinq mois de
Février à Juin 2010, prélevé au niveau de deux zones la baie d’Oran et la baie de Béni
Saf. L’analyse de l’échantillon frais se fait dés son arrivée au laboratoire.
Laboratoire Réseau de Surveillance Environnemental
Département de Biologie – Faculté des Sciences
Université d’Oran (Es-Sénia)
Fiche d’échantillonnage des Poissons
La date :
Numéro de l’échantillonnage :
Nombre des échantillons :
Le site :
numéros Poids Longueur Longueur Longueur Poids
totale
totale
à
fourche
la standard
éviscère
sexe Poids Poids
Poids
du
du
foie
muscle gonades
Les remarques :
Tableau 4: Modèle de la fiche d’échantillonnage (Annexe1)
des
3- Choix des zones
Nous avons porté notre choix sur la baie d’Oran et la baie de Béni Saf pour les
raisons suivantes :
La proximité de la zone industrielle d’Arzew.
La cimenterie de Béni Saf
Les rejets industriels : il s’agit des activités des usines (industrie agroalimentaire, industrie du textile et tannerie de cuir, industrie chimique et celle
liée à l’activité de SONELGAZ.
Les rejets urbains : faute de stations d’épurations, les eaux usées sont déversées
en mer sans traitement préalable.
Le tourisme estival
Le port d’Oran et le port de Béni Saf qui à vocation industrielle commerciale et
de pêche (port mixte).
L’usine d’électrolyse de zinc de Ghazaouet
4- Technique d’étude
4-1- Mensuration et Pesées
On commence par déterminer les différentes mensurations qu’on doit
impérativement les reflétés sur la fiche d’échantillonnage :
-
Longueur totale Lt : C’est la longueur du bout du museau à l’extrémité de la
nageoire caudale.
-
Longueur à la fourche : Lf : C’est la longueur du bout du museau à la
fourche.
Puis, on effectue ne incision dans la cavité abdominale pour observer les
gonades et déterminer le sexe, ainsi que pour prélever ultérieurement les organes.
Figure 8: Mensuration des échantillons
- ensuite chaque poisson est pesé individuellement a l’aide d’une balance a précision
pour noter :
-
Poids total
-
Poids éviscère
-
Poids du foie
-
Poids des gonades
-
Poids du muscle (filets)
4-2 -La dissection :
-Les poissons sont disséqués sur une planche en verre propre.
Protocole de dissection :
a. Le poisson est posé sur la face dorsale contre la planche à dissection figure (9).
b. La paroi abdominale est incisée en partant de l’anus jusqu’a l’extrémité antérieure
des fentes operculaires.
c. Ecarter doucement les deux volets latéraux.
d. On découvre alors, l’organisation interne de l’animal, et ainsi situer les divers
appareils (circulatoire, respiratoire, digestif, uro-genital) et les différents organes
figure (10) :
• le cœur est situe a l’avant de la cavité abdominale.
• Le foie est positionne situe dans la partie antérieure, en arrière du cœur.
• Les deux reins sont accoles et localises dorsalement.
• Les deux gonades se trouvent sur la face ventrale des reins qu’elles recouvrent plus
au moins.
e. On procède au prélèvement du foie et du muscle et les gonades. Le poids des
échantillons prélever est noté avant leur conservation dans des piluliers en verrefigure
(11) . Ces piluliers sont étiquetés.
f. Les organes sont ensuite congelés à basse température jusqu’a l’analyse chimique.
Figure 9: Dissection des échantillons
Figure10: Ouverture de la cavité abdominale
Figure11: Pesés les organes de l’ échantillon
4.3- Détermination du sexe
Figure12: Détermination du sexe
5- Méthodes de la minéralisation
Minéralisation par voie humide
Cette méthode est applicable pour doser les éléments suivants : Arsenic,
Cadmium, Plomb, Zinc, Cuivre dans les produits œnologiques contenant de l’eau
Toute recherche d’un toxique minéral fixe dans les organes, exige toujours une
minéralisation qui aboutit à une dégradation complète de la matière organique
(Amiard et al., 1987).
Protocole pour la chair de Poisson
_ Peser 1 g d’échantillon (frais) dans le tube.
_ Ajouter 1ml d’Acide Nitrique Concentré.
_ Sélectionner le programme pour une température de 95° pondant une heure.
_ Refroidissement du minéralisateur par une pompe d’eau.
_ Compléter ou ajuste l’échantillon jusqu’a 4 ml avec de l’eau bidistillé.
_ Analyser l’échantillon par la S.A.A.
Les buts de la minéralisation sont donc ;
D’éliminer l’action perturbatrice du substrat protéique.
D’ioniser les métaux.
D’assurer leur concentration (puisque le métal n’existe qu’à une infime
concentration).
Nous avons opté pour la minéralisation humide car elle nous permet de minimiser
les déperditions de composés volatiles organo-métalliques en cours de séchage
(F.A.O, 1977). La méthode adoptée est celle de (Amiard et al., (1987).
1 g d’échantillons
Minéralisati
on
1 ml HNO3 a 95°
4ml H2O
bidistillée
Q.S.P
Lecture au S.A.A
à flamme
Figure13 : Protocole de minéralisation et de dosage en Spectrophotométrie
d’Absorption Atomique (Amiard et al ; 1987).
Figure14: Minéralisation par voie humide
Figure 15 : Lecture des concentrations au SAA
6 – Dosage des métaux lourds
La Spectrométrie d’Absorption Atomique (SAA) étudie les émissions ou
absorptions de lumière par l'atome libre, c'est à dire lorsque celui-ci voit son énergie
varier au cours d'un passage d'un de ses électrons d'une orbite électronique à une autre.
Généralement seuls les électrons externes de l'atome sont concernés. Ce sera le cas si
les énergies mises en jeu sont modérées (Annexe2).
Les principales techniques mettant en jeu la spectroscopie atomique utilisée en analyse
chimique sont :
l'émission d'arc ou d'étincelle (analyse qualitative préalable),
l'émission de flamme et l'absorption atomique (analyse quantitative des
éléments à faibles teneurs).
Elle permet de doser une soixantaine d'éléments chimiques à l'état de traces (quelques
mg/litre).
Principe
La Spectrométrie d’Absorption Atomique étudie les émissions ou absorptions
de lumière par l'atome libre, c'est à dire lorsque celui-ci voit son énergie varier au
cours d'un passage d'un de ses électrons d'une orbite électronique à une autre.
Au cours des analyses de Spectrophotométrie d’Absorption Atomique, une solution
contenant des éléments métalliques est introduite dans le brûleur de l’appareil, celle-ci
est convertie dans une flamme air–acétylène ou un atomiseur électrothermique sous
forme de vapeur constitué maintenant d’atomes libres. Une source lumineuse émise
d’une lampe à cathode creuse faite du métal à analyser est dirigée à travers la vapeur,
les atomes de l’échantillon dispersés dans la vapeur absorbent une partie de la
radiation, ce qui entraînera une diminution de cette dernière (F.A.O., 1977).
La loi d'absorption en absorption atomique
L'intensité de l'absorption dépend directement du nombre de particules
absorbant la lumière selon la loi de Beer Lambert selon laquelle l'absorbance est
proportionnelle au coefficient d'absorption spécifique ε , au trajet optique L et à la
concentration C.
D.O. = Log ( I0 / I ) = ε L C
ε : COEFFICIENT d'absorption spécifique
L : Longueur du chemin optique constante = longueur de la source d’atomisation
C : Concentration dans la solution de l’élément considéré.
I0 : Intensité de la radiation incidente.
I : Intensité de la radiation transmise
Cette relation émanant de la loi générale de la spectrophotométrie est dite loi de
BEER – LAMBERT.
Nos dosages ont été réalisés à la Sonatrach au niveau du laboratoire du
complexe GNL1 / Z : Gaz Naturel Liquéfié 1 Arzew. L’appareil mis à notre
disposition pour l’analyse de nos échantillons.
Chaque dosage de métaux a une lampe spécifique et une longueur d’onde
précise.
Tableau 5 : Les conditions opératoires en spectrophotométrie d’absorption atomique à
flamme
Elément
Longueur
Bande pass
Courant
Débit; flamme
Brûleur
Temps
trace
d’onde (λ)
(fréquence)
(m.A)
Air/Acétylène
(mm)
d’intégration
mm
(ml / m3)
pour le
calculateur
Cd
288.8
-
-
28
100
1
Pb
217.0
0.5
10
28
100
1
Zn
213.9
0.2- 0.5
10
28
100
1
Cu
232
0.5
10
28
100
1
7- Etalonnage
L’étalonnage a été réalisé avec une gamme relative à la concentration des
échantillons. Pour chaque métal à analyser, les échantillons standards ont été préparés
à partir des solutions mères. Les concentrations des échantillons biologiques doivent
être comprises dans l’intervalle des concentrations des solutions standards (Pinta et
al., 1979) . Pour chaque métal, une courbe étalon relative à la concentration de nos
échantillons a été tracée à partir des solutions standards (mère) ainsi on pourra faire la
lecture correctement de nos dosage au SAA (Figure. 15).
8- Exercice d’intercallibration et assurance de la qualité du dosage
Chaque série de minéralisation des échantillons, on ajoute un échantillon
Standard dit échantillon d’intercallibration
dont le même protocole que nos
échantillons p, il provenant de l’Agence Internationale de l’Energie Atomique
(A.I.E.A).
Sont but est de vérifier la fiabilité, la précision et la justesse de la technique.
L’assurance de la qualité du dosage est nécessaire, car des décisions économiques,
médicales, administratives et juridiques peuvent être fondées sur les résultats obtenus
(Bouderbala, 1997).
Ainsi, la différence entre la valeur trouvée (Vt) et la valeur référencé (Vr) est
calculée et le Δ est définit comme suite :
Δ % = ( Vt – Vr / Vr ) x 100
La correction des valeurs sera faite comme suit :
Si Δ % < 10 : aucune correction n’est apportée.
Si Δ % >10 : la correction est obligatoire et s’effectue de la manière suivante :
V c = Vt / (1 + Δ / 100)
Vt : Valeur trouvee.
Vr : Valeur de reference.
Vc : Valeur corrigee.
Tableau 6 : Résultats obtenus des
exercices d’intercallibration
exprimés en ppm P.S.
Elément
Valeur trouvée
Vt
0.511
Cu
Valeur référence
(A.I.E.A).
0.537
(0.50- 0.574)
2.19
(1.91- 2.47)
5.05
(4.77-5.33)
46.7
Zinc
47.3
(45.3- 49.3)
Cadmium
Plomb
2.01
4.92
9 - Détermination de la teneur en eau
La teneur en eau est définit comme étant le pourcentage d’eau contenu par unité
Pondérale d’échantillon frais
Notre protocole expérimental consiste à étuver 2g de chaque échantillon frais à une
température de 65°C pendant 48 heures.
Après la déshydratation complète, les échantillons sont pesés de nouveau et la
teneur en eau (%) est déterminée de la manière suivante :
T% = Pf – Ps / Pf x 100
Pf : poids frais de l’échantillon.
Ps : pois sec de l’échantillon.
T% : pourcentage en eau dans l’échantillon considère (teneur en eau).
La teneur en eau sur nos échantillons est de 71.82 % pour 1g.
10- Analyse Biométrique
Croissance pondérale
C’est la relation entre la longueur et le poids chez l’espèce étudiée (Le Cren 1951) :
W=aLtb
W : est poids du poisson en (g),
Lt : la longueur du poisson en (cm), a une constante et b le taux d’allométrie.
Le taux d’allométrie b varie de 2 à 4, mais il est le plus souvent proche de 3.
Quand b = 3 il y a isométrie de croissance (et la densité spécifique de l’animal ne
change pas). Si b>3, l’allométrie est majorante, le poisson grossit plus vite qu’il ne
grandit. Si b<3, l’allométrie est minorante, le poisson grandit plus vite qu’il ne grossit.
11- Traitements Statistique
Le traitement statistique des résultats a été effectué sur PC à l’aide de Microsoft
Excel, version 2007.
Pour comparer les concentrations en métaux lourds entre deux groupes
indépendantes issues de la même population, le test T de student (test d’égalités des
espérances : deux observation de variance égale) a été utilisé pour estimer la
signification des différences entre les concentrations en métaux lourds. Cette
différence a été considérée significative à un seuil de probabilité (P) inférieur à 5 %
(P< 0.05) (Annexe 3).
Afin de tester l’homogénéité des concentrations en métaux lourds par rapport aux
différentes classes de tailles des individus et l’analyse de variance a été utilisée.
Ainsi, ce test fournit la conclusion où les séries expérimentales testées (en
fonction du sexe, des saisons, des organes et des classes de taille et de région) ont
conduit à des moyennes significativement différentes à un seuil de probabilité (P)
inférieur à 5 % (P < 0.05).
Partie V
Résultats et discussions
Résultat et discutions
Notre étude est une contribution de la contamination métallique par quatre
métaux lourds (Pb, Cd, Cu, Zn) chez un poisson osseux qui fréquente nos côtes
algériennes le mulet (Mugil cephalus), nous avons ciblé deux zones, la baie d’Oran et
la baie de Béni Saf
L’échantillonnage s’est étalé sur une période de cinq mois d’Avril à Juin 2010,
trois organes ont été pris en considération : le foie qui est l’organe de détoxification, le
muscle représente la partie consommée et les gonades qui représentent l’organe de
reproduction.
Les concentrations de ces quatre polluants ont été déterminés par
Spectrophotométrie d’Absorption Atomique (SAA) à flamme, nous avons pu doser
330 échantillons. L’analyse des échantillons à été réalisée au laboratoire de chimie du
Complexe GnL1/Z- Arzew.
Pour plus de fiabilité, nous avons répliqués la lecture jusqu’a trois fois pour
chaque échantillon. Pour plus de clarté dans l’élaboration de nos résultats nous avons
calculé les différentes concentrations moyennes (± écartypes) de ces métaux traces.
Ensuit et en fin de procéder à une interprétation nous nous somme répartir les
groupe de nos échantillons en fonction de plusieurs paramètres, en fonction de sexe,
des organes, et en fin de la zone d’étude. Ces paramètres nous aiderons pour une
meilleure approche dans l’interprétation des niveaux de concentrations obtenus.
Ce présent travail a été traité par une étude statistique le test d’égalité des
espérances : (test T de student) suivi d’une étude comparative entre les deux zones
d’échantillonnages.
1- Croissance pondérale (taille- poids) :
1200
1000
y = 0,0166x2,9894
R² = 0,9767
800
males
femelles
Puissance (males)
600
Puissance (males)
400
y = 0,0121x3,0719
R² = 0,9561
200
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Figure16: Corrélation entre longueur totale des individus males et femelles de
Mugil cephalus de la baie d’Oran
Pt
700
y = 0,0107x3,1136
R² = 0,9588
600
males
500
femelles
400
Puissance (males)
y = 0,0293x2,8223
R² = 0,8921
300
Puissance
(femelles)
200
100
0
0
10
20
30
40
Lt
Figure17: Corrélation entre longueur totale des individus males et femelles de
Mugil cephalus de la baie Béni Saf
L'utilisation d'une relation taille-poids permet d'atteindre deux objectifs : la
conversion d'une taille en poids théorique et inversement et le passage de la croissance
linéaire à la croissance pondérale.
Le taux d’allométrie « b » pour Mugil cephalus égale à 3, en constate que la
croissance est isométrique, c'est-à-dire que la forme et la densité du corps ne varient
pas avec l'âge
Les résultats de la corrélation montrent que
les valeurs théoriques de la
longueur et du poids sont proches, donc ces résultats montrent que la croissance
pondérale et linéaire est parfaitement relative.
Les relations taille-poids chez les deux sexes montrent qu’à taille égale le poids
corporel est plus élevé chez les femelles que les mâles. (Farrugio,1975 ; Koutrakis et
Sinis ,1994) ont observé le même phénomène chez d’autres espèces de muges (Liza
ramada, L. saliens et Chelon labrosus) particulièrement après la taille de première
maturité sexuelle.
La taille et le poids du Mugil cephalus vont ensemble dans les deux zones
d’études. Au fur et à mesure que le mulet augmente de taille ; il prend plus de poids
et de volume.
2% 2%
Zn
48%
Cu
Pb
48%
Cd
Figure18: Pourcentages des concentrations moyennes des quatre métaux lourds
présents dans les échantillons de la baie d’Oran
1%
3%
Zn
33%
Cu
Pb
63%
Cd
Figure19: Pourcentages des concentrations moyennes des quatre métaux lourds
présents dans les échantillons de la baie de Béni saf
Les résultats obtenus (Figure 18) montrent que les concentrations moyennes des
quatre métaux analysés au niveau de Mugil cephalus dans la baie d’Oran se diffèrent à
celles des concentrations de la baie de Béni Saf.
Les concentrations moyennes du Zinc et celles du Cuivre sont similaires, ils
présentent 48% et sont plus dominants que le Plomb et le Cadmium.
Le taux des concentrations moyennes des quatre métaux analyses au niveau de
la baie de Béni Saf se présentent sous l’ordre décroissant suivant :
Zn > Cu > Pb > Cd
Les analyses ont révélés la présence de valeurs en métaux traces très
hétérogènes. La contamination la plus importante concerne relativement le zinc dans la
baie de Béni Saf et dans la baie d’Oran, le Cuivre et le zinc sont importants, malgré
qu’ils ne sont pas des éléments toxiques; Toutefois, une forte concentration peut
engendrer des dérèglements physiologiques à l’organisme, (Temara et al., 1996 ;
1998).
Les concentrations moyennes des différents polluants ont été calculées par
rapport au poids frai des organes de Mugil cephalus (muscle, foie et gonade) et sont
exprimées en ppm. Nous avons déterminé la teneur en eau en pourcentage, afin de
pouvoir convertir nos résultats exprimés en ppm de poids frai (P.F) par rapport au
poids sec (P.S), étant donné que ce type d’expression est le plus souvent utilisé par les
organismes internationaux, tels la F.A.O et l’OMS, pour l’établissement des normes
de sécurité.
Tableau 7 : Concentrations moyennes en quatre métaux lourds (Cd, Pb, Zn et
Cu) (moyenne ± écart ype ppm P.F.) chez M. cephalus péché dans la baie d’Oran
Zinc
Cuivre
Plomb
Cadmium
Foie
Gonade
Muscle
Foie
Gonade
Muscle
Foie
Gonade
Muscle
Foie
Gonade
Mars
Muscle
Février
12.4
14.7
41.2
0.10
25.9
2.14
0.53
1.75
0.25
0.12
0.25
0.07
7±
5±
2±
±
±
±
±
±
±
±
±
6±
5
3.82
6
0.15
1.64
1.07
0.03
0.28
0.44
0.1
0.04
0.01
8.21
18.0
14.4
0.01
0.21
0.00
0.34
0.17
0.03
0.51
0.56
0.37
±
6±
5±
8±
85±
1±
±
±
3±
2±
±
5±
4.4
1.31
0.19
0.00
0.25
0
0.49
0.03
0.00
0.03
0.07
0.25
34
6
Avril
Mai
juin
7.14
21.9
80.5
0.00
33.5
0.00
0.00
0.00
0.00
0.11
0.12
0.08
±
6±
5±
1±
7±
1±
1±
1±
1±
5±
5±
3±
1.9
2.30
9.2
0
7.51
0
0
0
0
0.07
0.03
0.06
9.92
16.8
63.6
0.13
36.9
0.63
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
±
6±
6±
±
2±
±
1±
1±
1±0. 1±
1±
1±
2.21
3.09
6.64
0.01
9
0.23
0
0
001
0
0
0
1.55
4.73
14.3
0.00
0.19
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
±
±
1±
1±
±
1±
1±
1±
1±
1±
1±
1±
0.08
2.02
3.27
0
0.03
0
0
0
0
0
0
0
Tableau 8 : Concentrations moyennes en quatre métaux lourds(Cd, Pb, Zn et
Cu)(moyenne ± écart ype ppm P.F.) chez M. cephalus péché dans la baie de Béni
Saf.
Zinc
Cuivre
Plomb
Cadmium
Foie
Gonade
Muscle
Foie
Gonade
Muscle
Foie
Gonade
juin
Muscle
Mai
Gonade
Avril
Foie
Mars
Muscle
Février
7.94
16.7
8.83
0.24
16.3
0.14
3.17
3.17
4.34
0.43
0.5
0.5
±
2±
±
5±
4±
±
±
±
±
±
±
±
2.4
1.15
2.09
0.33
1.63
0.16
2.02
1.4
0.07
0.10
0.07
0.05
14.0
15.3
34.4
0.00
25.6
0.15
2.21
1.13
0.00
0.07
0.13
00.0
3±
0±
±
1±
±
±
±
±
1±
6±0. ±
54±
1.8
0
0.72
0.2
1.2
0.03
0
06
0.08
0.09
1.01
1.66
14 ± 30.3
60.2
0.41
36.7
2.16
0.00
0.00
0.00
0.05
0.00
0.00
1.87
±
4±
±
5±
±
1±
1±
1±
5±
1±
1±
5.34
6
0.29
4.35
0.51
0
0
0
0.10
0.
0
11.3
11
45
0.10
34.9
0.56
0.23
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
±
±
±
±
9±
±
±
1±
1±
3±
1±
1±
3.3
3.18
0
0.17
2.77
0.49
0.39
0
0
0.02
0
0
1.55
4.66
12.3
0.00
0.17
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
±
±
3±
1±
±
1±
1±
1±
1±
1±
±
1±
0.08
1.08
2.51
0
0.28
0
0
0
0
0
0
0
Les résultats obtenus dans les deux tableaux révèlent la présence de tous les
polluants dans les trois organes du mulet, les plus élevés sont le zinc et le Cuivre, ils
représentent respectivement 80.55mg /kg, 36.92mg/kg dans la baie d’Oran et
60.24mg /kg, 36.75mg/kg dans la baie de Béni Saf.
Les concentrations du Plomb et du Cadmium sont moins importantes par
rapport au Zinc et au Cuivre.
Nos résultats corroborent avec ceux notées par les chercheurs de notre
laboratoire LRSE ≪Réseau de Surveillance Environnementale ≫.
Chez les moules Perna perna par Benguedda (1993), chez le rouget Mullus
surmuletus par Benguedda (1993), chez l’oursin Paracentrotus lividus par Dermeche
(1998), chez la sardine Sardina pilachardus par Merbouh (1998), chez le rouget
Mullus barbatus par Bensahla (2001), chez la seiche Sepia officinalis par Haddou
(2003), chez le merlu Merluccius merluccius par Belhoucine (2005) et chez l’allache
Sardinella aurita par Benamar (2006), chez Trachurus trachurus par Benadda
(2008) , chez le sar Diplodus sargus par Ayad (2009).
I-2-Variation mensuelle des concentrations moyennes en métaux lourds (Cd, Pb,
Zn et Cu) chez Mugil cephalus pêchée dans la baie d’Oran
Les deux figures ci-dessous englobent les concentrations moyennes des quatre
polluants exprimées en mg/kg de P.F.
45
40
35
30
25
Zn
20
Cu
Pb
15
Cd
10
5
0
-5
Fevrier
Mars
Avril
Mai
Juin
Figure20: Evaluation mensuelle des concentrations moyennes en métaux lourds (Cd,
Pb, Cu, Zn) en mg/kg de P.F chez Mugil cephalus dans la baie d’Oran
45
40
35
30
Zn
25
Cu
20
Pb
15
Cd
10
5
0
Fevrier
Mars
Avril
Mai
Juin
Figure21: Evaluation mensuelle des concentrations moyennes en métaux lourds (Cd,
Pb, Cu, Zn) en mg/kg de P.F chez Mugil cephalus dans la baie de Béni Saf
Baie d’Oran
D’une manière générale, nous assistons à des épisodes de hausse et de chutes des
concentrations en éléments métalliques.
La concentration moyenne en Zinc, la plus élevée durant le mois d’Avril, elle
atteint 36.5 mg/kg.
Pour le Cuivre, les concentrations moyennes sont assez faibles comparées a celle
de Zinc mais plus significatives aux concentrations plombique et cadmique.
Nous remarquons que les concentrations en ces deux éléments traces (Cadmium et
Plomb) sont très faibles durant tout les mois d’échantillonnages.
Par contre, durant le mois de Juin, nous enregistrons une chute importante des
concentrations en éléments essentiels (Cuivre 0.056mg/kg et le Zinc 6.9 mg/kg) par
rapport aux mois précédents.
Concernant la baie de Béni Saf, Les résultats que nous avons obtenus montrent que
les concentrations en Zinc et Cuivre sont plus élevées durant touts les mois
d’échantillonnages excepté pour le mois de Juin.
Néanmoins,
nous avons remarqués que les concentrations en
Cadmium enregistrées durant tout les mois restent
très
Plomb et en
faibles et presque
homogènes.
Ces deux xénobiotiques figurent dans la liste des substances dangereuses (C.E.E,
1982), et sont aussi considérés comme polluants hautement dangereux et non
biodégradables (E.E.A, 1997).
Il est à noter que dans les deux sites d’études pendant le
mois d’Avril, les
concentrations moyennes sont maximales, tandis que durant le mois de Juin, les
concentrations moyennes sont minimales.
La période de repos sexuel est une phase de gamétogenèse caractérisée par une
accumulation accrue de réserves nutritives avec une synthèse et mises en réserves de
matériels glucidiques, lipidiques et protéiques (Webb, 1997).
A la ponte, les réserves nutritives se puisent, automatiquement les concentrations
en métaux lourds chutent (relargage des métaux à ce moment là) et l’accumulation des
réserves ne reprendra lentement qu’au début de la période du repos sexuel (Webb,
1997).
Selon ces auteurs
(Landret, 1974 ; Greely et al., 1987 ; Ibañez, 1994), la
reproduction de Mugil cephalus a lieu d'octobre à janvier.
En Méditerranée, en mer Caspienne et en mer de Marmara, les différentes
populations M. cephalus se reproduisent entre juin et octobre (Faouzi, 1938 ; Erman,
1959 ; Morovic, 1963 ;Farrugio, 1975 ; J. Brusle & S. Brusle, 1977 ; J. Brusle,
1981).
Le test T de Student n’a donné aucune différence significative par rapport a
toutes les concentrations des métaux lourds (Cd, Pb, Cu, Zn) trouvés dans les deux
secteurs d’études (P>0.05).
I-3- Variation des concentrations moyennes de Zinc, Cuivre, Plomb, Cadmium
mg/kg P.F en fonction des organes (muscle, foie, gonade) chez le mulet pêché dans
la baie d’Oran
Concentration du Zinc
mg/kg
20
15
10
5
0
Muscle
Foie
Gonades
Figure22 : Variation des concentrations moyennes de Zinc mg/kg P.F dans les trois
organes (muscle, foie, gonades) chez le mulet pêché dans la baie d’Oran
Concentration du Cu
mg/kg
20
15
10
5
0
Muscle
Foie
Gonades
Figure23 : Variation des concentrations moyennes de Cuivre mg/kg P.F dans les trois
organes (muscle, foie, gonades) chez le mulet pêché dans la baie d’Oran
Concentration du Pb
mg/kg
15
10
5
0
Muscle
Foie
Gonades
Figure24: Variation des concentrations moyennes de Plomb mg/kg P.F dans les trois
organes (muscle, foie, gonades) chez le mulet pêché dans la baie d’Oran
Concentration du Cd
mg/kg
0,15
0,1
0,05
0
Muscle
Foie
Gonades
Figure25 : Variation des concentrations moyennes de Cadmium mg/kg P.F dans les
trois organes (muscle, foie, gonades) chez le mulet pêché dans la baie d’Oran
Dans cette présente étude, les paramètres taille, et sexe n’ont pas été pris en
considération.
Notre période d’échantillonnage étalée seulement sur cinq mois (Février a Juin 2010)
ce qui ne nous a pas permis de déterminer les variations annuelles de la contamination
métallique chez Mugil cephalus.
Ces variations sont beaucoup plus accentuées quand il s’agit du Zinc 14 mg/kg
et du Cuivre 16.5mg/kg. Probablement en raison de leur fonction en tant que cofacteur de l'activation d'un certain nombre d'enzymes.
Le Cuivre est impliqué dans le de transport des électrons. En outre, l'activité de
nombreuses enzymes (Cu-Zn-superoxyde
dismutase, catalase, la tyrosinase, etc)
dépend de la présence de Cu. Le rôle principal de Zinc est qu’un co-facteur dans de
nombreux systèmes enzymatiques, impliquées dans l'utilisation de presque tous les
nutriments (Schlenk et Benson, 2001)
Les concentrions moyennes en Zinc et en Cuivre dans le muscle sont faibles.
Il est généralement admis que tissu musculaire n'est pas un organe dans lequel
s'accumulent les métaux (Legorburu, 1988).
D’après d’autre auteurs; le tissu musculaire spécialement celui des poissons est
a peine impliqué dans son métabolisme et son accumulation (Guns et al, 1984 ; El
nabawi et al, 1987 ; Hornung et Ramelov, 1987.).
Quand aux concentrations plombiques sont élevées au niveau du muscle que le
foie comme l’explique Odzak, Zvonaric (1995 ) le plomb absorbé peut être distribué
rapidement aux d'autres tissus et organes (par exemple les os, les reins, les muscles),
plutôt que de s'accumuler dans le foie.
Dans la littérature, les quantités de bioaccumulations de métaux lourds dans les
tissus peuvent peut varier en fonction de la longueur et le poids des échantillons
(Barghigiani et Ranieri De, 1992; Zyadah, 1999), comme notre matériel biologique
est un grand poisson ; nous avons pu observés
une quantité des métaux assez
importante dans chaque organes de ces poissons mais a des concentrations différentes
selon chaque type du métal considéré et son mode de pénétration.
La concentration des métaux dans le tissu hépatique semble plus importante
que le tissu musculaire, car le foie est un organe cible de l'accumulation de nombreux
métaux, en raison de sa d'irrigation et de forte fonction d'excrétion, tels que les
gonades, les reins et les branchies, sont les tissus métaboliquement actifs et
d'accumuler les métaux lourds des niveaux plus élevés.
L’absorption des métaux
lourds, de
l'eau et des les aliments contaminés
peuvent différer par rapport aux besoins écologiques, le métabolisme et la
contamination gradients de l'eau, la nourriture et les sédiments, ainsi que d'autres
facteurs tels que la salinité, la température et les interactions (Romeo et al., 1999).
La concentration du cadmium est moins importante par rapport aux trois
micropolluants (Zinc, Cuivre, Plomb).
D’après Phillips (1977), le cadmium s’accumule surtout dans les organes mous
des organismes marins ; le foie est considéré comme le principal organe
d’accumulation.
Des résultats similaires ont été déjà mentionnés
chez d’autres groupes de
chercheures qui ont travailler sur Mugil cephalus en Turquie (YILMAZ, 2009), les
concentrations trouvés dans
le muscle sont 0.12mg/kg de Cadmium , cuivre
6.34mg/kg et 0.43mg/kg de Plomb et 98mg/kg de zinc, pour le foie 0.43 de cadmium
,73.91mg/kg de Cuivre et 1.63mg/kg de plomb et le zinc présente 199.32 mg /Kg.
Aussi une autre étude a été réaliser dans le même pays par Bahar YILMAZ
2003. Les concentrations de ces polluants chez le M.cephalus sont 1.39 mg /kg de
cuivre ,47.25 de zinc, et 10.02mg/kg de plomb dans le muscle et les gonades le cuivre
représentes 44.50mg/kg, 269.06mg/kg de zinc et 90.9 mg/kg de plomb.
I-4- Variation des concentrations moyennes en Zinc, Cuivre, Plomb, Cadmium
mg/kg P.F en fonction des organes (muscle, foie, gonades) chez le mulet pêché
dans la baie de Béni Saf
Concentration du Zn
mg/kg
40
30
20
10
0
Muscle
Foie
Gonades
Figure26 : Variation des concentrations moyennes de Zinc, mg/kg P.F dans les trois
organes (muscle, foie, gonades) chez le mulet pêché dans la baie de Béni Saf
Concentration du Cu
mg/kg
30
25
20
15
10
5
0
Muscle
Foie
Gonade
Figure27: Variation des concentrations moyennes de Cuivre mg/kg P.F dans les trois
organes (muscle, foie, gonades) chez le mulet pêché dans la baie de Béni Saf
Concentration du Pb
mg/kg
1,5
1
0,5
0
Muscle
Foie
Gonades
Figure28 : Variation des concentrations moyennes de Plomb mg/kg P.F dans les trois
organes (muscle, foie, gonades) chez le mulet pêché dans la baie de Béni Saf
Concentration du Cd
mg/kg
0,15
0,1
0,05
0
Muscle
Foie
Gonades
Figure29 : Variation des concentrations moyennes de Cadmium mg/kg P.F dans les
trois organes (muscle, foie, gonades) chez le mulet pêché dans la baie de Béni Saf
Les gonades présentent une forte concentration en Zinc 32.1 ppm,
par le
foie 15.6ppm, et enfin le muscle 10ppm.
La teneur en Zinc est la plus élevée par rapport aux autres polluants.
La concentration moyenne du cuivre est assez élevée au niveau du foie
22.7ppm, elle représente cinq fois plus la concentration moyenne des gonades, par
contre faiblement représentée dans le muscle.
La concentration moyenne du Plomb aux niveaux de tous les organes est
presque identique mais reste faible devant les concentrations du Zinc et le Cuivre.
Pour le Cadmium les concentrations moyennes sont très faibles par rapport aux autres
micropolluants.
La concentration du cadmium est moins importante devant les trois éléments
métalliques (Zinc, Cuivre, Plomb).
I-5-Variation mensuelle des concentrations moyennes en métaux lourds en
fonctions de sexe (Cd, Pb, Zn et Cu) chez Mugil cephalus.
40
35
30
25
20
Zn
15
Cu
10
Pb
Cd
5
0
Muscle
Foie
Gonade
Muscle
Mâle
Foie
Gonade
Femelle
Figure30: Variation mensuelle des concentrations moyennes en métaux lourds en
fonctions de sexe (Cd, Pb, Zn et Cu) chez Mugil cephalus pêchée dans la baie d’Oran
30
25
20
15
Zn
Cu
10
Pb
Cd
5
0
Muscle
Foie
Mâle
Gonade
Muscle
Foie
Gonade
Femelle
Figure31: Variation mensuelle des concentrations moyennes en métaux lourds en
fonctions de sexe (Cd, Pb, Zn et Cu) chez Mugil cephalus pêchée dans la baie de Béni
Saf.
Sur la base des résultats de la figure 30, nous pouvons dire que la
bioaccumulation des quatre polluants est plus importante chez les individus femelles
que chez les individus mâles.
Les concentrations moyennes en fonction du sexe indiquent que le Cuivre
et
le Zinc sont bioaccumulées plus par les femelles que les mâles.
Pour le Plomb et le Cadmium présentent une faible concentration chez les deux
sexes et dans tous les organes
Les concentrations des métaux sont mieux bioaccumulées au niveau du foie des
femelles, que celles mesurées chez les mâles.
De ce fait, Powell et al (1981) avaient déjà démontré que les métaux lourds se
concentraient dans les organes des poissons téléostéens de façon décroissante :
Foie > Rein > Muscle.
Le foie est considéré comme le principal organe d’accumulation. Selon certains
auteurs (Guns et al., 1984 ; El Nabawi et al., 1987 ; Hornung et Ramelov, 1987), le
tissu musculaire spécialement celui du poisson, est à peine impliqué dans le
métabolisme.
L'accumulation privilégiée de ces métaux, en particulier le cuivre et le zinc, par
les femelles par rapport aux mâles, ceci
pourrait être due à des différences de
concentrations au niveau des gonades.
La figure 31 laisse apparaitre que les individus
femelles affichent une
concentration moyenne en Zinc et en Cuivre plus élevées que celle des mâles,
malgré certaines différences claires, mais ce qui concerne le Plomb, il apparait plus
chez les individus mâles que femelles dans tous les organes. Le taux de Cadmium est
visiblement moins élevé chez les deux sexes.
L'accumulation du cuivre et celle du zinc est toujours élevée, par les femelles
par rapport aux mâles,
cela pourrait être due à des différences de concentrations au
niveau des gonades.
Selon Sidoumou et al,. (1991), les gonades femelles concentrent plus le cuivre
et le zinc que les gonades mâles.
Les femelles sont plus contaminées que les mâles, cela dut peut être à leur
migration vers les côtes polluées, qui explique la forte contamination par les métaux
lourds via les différentes sources de pollutions.
D’après Thibaud (1976) fait le constat suivant : des teneurs légèrement plus
élevées ont été décelées dans les poissons pêchés à proximité des côtes.
Pour les mâles et les femelles des deux zones d’études le test T de student
n’enregistre aucune différence significative (P >0.05)
différents sexes.
entre les concentrations des
II-Etude comparative entre les deux baies d’échantillonnages :
Nos valeurs moyennes en métaux traces ce sont révélées très hétérogènes, et varient
selon les paramètres physiologiques ou biologiques pris en considération (organes,
taille, mois, sexe,…). Cela coïncide étroitement avec les affirmations de Langston et
Spence (1995) et Wang et Fisher (1997).
Concentration e du Zn
mg/kg
40
30
20
10
0
Muscle
Foie
Gonades
Muscle
Oran
Foie
Gonades
Beni Saf
Figure32 : Variation des concentrations moyennes de Zinc mg/kg P.F dan le
muscle, le foie et les gonades de Mugil cephalus dans les deux baies
Les concentrations moyennes du Zinc dans la baie d’Oran est plus faible que
celle enregistrées au niveau de la baie de Béni Saf.
Cette forte concentration du zinc au niveau de la baie de Béni Sa probablement
liée à la présence de L’usine d’électrolyse de zinc de Ghazaouet ; Cette usine utilise
de l’eau de mer pour le refroidissement des installations de fabrication de l’acide
sulfurique et de certaines installations de la centrale thermique de l’usine. L’eau, qui a
servi aux différents usages est directement rejetée en mer (Bakalem, 1980).
Cette différence n’est pas significative ( P>0.05) ,( t =1.64 et le T critique = 2.13)
Concentration du Pb
mg/kg
12
10
8
6
4
2
0
Muscle
Foie
Gonades
Oran
Muscle
Foie
Gonades
Beni Saf
Figure 33: Variation des concentrations moyennes de Plomb mg/kg P.F dan le
muscle, le foie et les gonades de Mugil cephalus dans les deux baies
Quand au plomb, nous notons des teneurs plus importantes au niveau de la baie
d’Oran qu’a celles de la baie de Béni Saf.
Cossa et al (1992) avancent que les teneurs en plomb dans le muscle tendent à
diminuer avec la taille dans les zones les peu contaminées, cependant dans les milieux
très contaminés la relation inverse s’observe selon Bedsha et sainbury (1977).
L'effet toxique du Pb dépend du cycle de vie du poisson, du pH, de la dureté de
l'eau et de la présence des matières organiques. Le Pb est classé parmi les métaux les
plus toxiques pour l’homme et les animaux (Roony et al., 1999). Il ne montre pas
d’accumulation le long de la chaîne alimentaire pour les organismes marins (Amiard–
Triquet et al., 1988). Il n'a aucun rôle connu dans les systèmes biologiques (Kalay et
al., 2000).
La baie d’Oran est en parfaite continuité avec le Golfe d’Arzew au large du quel
sillonnent les bateaux de commerce et les grands méthaniers qui sont charges de
substances extrêmement toxiques (Boutiba et al ; 2003).
Après analyse par le test de student T, il n’y
a aucune différence significative
(P>0.05) entre les deux zones en ce qui concerne le Plomb.
0,3
Concentration du Cd mg/kg
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
Muscle
Foie
Oran
Gonades Muscle
Foie
Gonades
Beni Saf
Figure34: Variation des concentrations moyennes de Plomb (mg/kg) P.F dan le
muscle, le foie et les gonades de Mugil cephalus dans les deux baies
La concentration du cadmium présente que des traces par rapport aux autres
polluants dans les deux baies. Cette différence n’est pas significative (P > 0.05).
Bargagli (1993) trouve que les concentrations de cadmium sont variables selon
les organes mais toujours plus élevées dans le foie ou l’hépatopancréas. D’après ce
même auteur, aucune preuve n’a été avancée quant à une pollution de l’environnement
et de la biomagnification du cadmium le long de la chaîne alimentaire pélagique et
benthique. En Mer Tyrrhénienne, les prédateurs présentent des teneurs en cadmium
plus basses que chez leurs proies.
Concentration du Cu
mg/kg
30
20
10
0
Muscle
Foie
Gonades
Oran
Muscle
Foie
Gonades
Beni Saf
Figure 35 : Variation des concentrations moyennes de Plomb (mg/kg) P.F dan le
muscle, le foie et les gonades de Mugil cephalus dans les deux baies
Quand au Cuivre, nous notons que les concentrations moyennes dans les
organes du mulet sont élevées dans la baie d’Oran que celle de la baie de Béni Saf.
Le Cu est essentiel pour le métabolisme des poissons (Canli et al., 2003), mais
dangereux pour l’homme. Il a été révélé que même dans les eaux non polluées par le
cuivre les poissons l’accumulent (Ogino et al., 1980).
Après le test statistique de student T aucune différence significative (P > 0.05),
entre les deux zones.
Dans les deux baies, nous avons enregistrés la présence des éléments traces
mais aucune différence significative n’est notée entre elles (t= 0.04 et T critique=2.13).
Tableau 9: Comparaison des concentrations en métaux lourds (ppm P.F) chez Mugil
cephalus par rapport aux Doses Maximales Admissibles (D.M.A)
Mugil
cephalus
présente étude
a) Oran
b) Béni Saf
Cd
Pb
Cu
Zn
0.3 mg/kg P.F
0.4 mg/kg P.F
9.2mg/kg P.F
9.09 mg/kg P.F
1.07 mg/kg P.S
1.42mg/kg P.S
32.85mg/kg
32.46mg/kg P.S.
P.S
0.11 mg/kg P.F
1 mg/kg P.F
0.39 mg/kg P.S
3.57mg/kg P.S
5 ppm P.S (d),
0.3 ppm P.F (c)
9.92mg/kg P.F
19,17 mg/kg P.F
35.4mg/kg P.S
Aliments
244.4mg/kg P.S.
-
-
40 ppm P.S (h)
100-1600 ppm
(e)
0.05 ppm P.F
(d)
Mollusques
5 ppm P.S (a)
2.8-6 ppm P.S
(h)
Crustacées
P.S (h)
5 ppm P.S (a)
1 mg/Kg P.F (f)
40ppmP.S-
-
1 ppm P.S (a)
0.3 à 6 mg/Kg
5 mg/g P.S (g)
5 mg/g P.S (g)
P.S (b)
Poissons
0.15-3 pde
P.Spm P.S (h)
30ppm PF(g)
0.5 mg/Kg P.F
(f)
0.1 ppm P.F (f)
(a) AUGIER et al, (1988) – (b) G.I.P.P.M (1973) [Groupe Interministériel des Problèmes de Pollution de la Mer] – (c)
C.N.R.S (1971)[Groupe d’experts chimistes] (d) O.M.S (1971) – (e) F.A.O (1971) – (f) CSHPF (1990) [Conseil
Supérieur d’Hygiène Publique de France]- (g) CNRMS d’Australie (1992) [Conseil National pour la Recherche
Médicale et de la Santé] – (h) I.O.P.R (1996) [Institut Océanographique Paul Ricard].
Nous remarquons que les doses moyennes des métaux lourds relevées dans le
Mulet comparées à celles fournies par la littérature relatifs aux D.M.A., ne sont pas
inquiétantes.
Les concentrations du zinc sont très élevées mais on compare avec les résultats
fournies par la D.M.A. sont inférieure concernons la baie d’Oran 32.64mg/kg P.S , et
de la baie de Béni Saf 244.4mg/kg.
En ce qui concerne les valeurs moyennes enregistrées pour le Cuivre sont
inférieure à la D.M.A dans tous les échantillons.
La concentration moyenne en Cd de P.S chez Mugil cephalus de la baie d’Oran
est de 0.3 ppm qui est inférieure au D.M.A.
La concentration moyenne de Cd de PS dans les échantillons de mulet dans la
baie de Béni Saf est inferieure au D.M.A.
Pour le Plomb les valeurs moyennes enregistrées de tous les échantillons sont
dans l’intervalle de poids sec des résultats de la D.M.A.
Tableau 10: Variations des concentrations moyennes en métaux lourds traces
(moyenne ± écart type ppm P.F.) chez différent organismes marins
Cadmium
Plomb
Zinc
Cuivre
Auteur
S. pilchardus
0.02 ± 0.01
2.17 ± 0.450
10.99 ± 3.93
-
M.surmuletus
0.08 ± 0.02
1.32 ± 0.08
13.25 ±0.08
-
A (1993)
M.surmuletus
0,151±0.014
0,234±0.098
21,232±3.21
-
BOURSALI
MERBOUH
(1998)
BENGUEDD
(2005)
M.merluccius
0.22 ± 0.17
0.274± 0.05
6.384± 4.46
-
BELHOUCIN
E
(2006)
0.019 ±0.08
S. aurita
0.29 ± 0.08
6.08± 1.8
-
BENAMAR
(2006)
T. trachurus
0.019±0.003
0.062± 0.04
2.76 ± 1.27
-
BENADDA
D.sargus
(2008)
Oran
0.114±0.121
0.320±0.185
3.006±1.85
-
AYAD
(2009)
Béni-
0.203±0.318
0.291±0.198
2.838±1.257
-
0.3±0.02
0.4±0.021
9.09±0.58
9.2±0.40
Mugil cephalus
Saf
Oran
Présente étude
BéniSaf
0.11±0.08
1±0.001
19.17±1.2
9.92±0.05
L’étude comparative entre les organismes marins ; regroupés sur le tableau 10
indique qu’il existe des différences de concentration entre les polluants et les espèces
de familles différentes.
Les résultats regroupés dans ce tableau, montrent que Mugil cephalus apparait
comme un produit contaminée.
Mugil cephalus bioaccumule plus les concentrations moyennes en Cuivre et en Zinc
dans les deux baies.
En ce qui concerne le Plomb la concentration est plus faible en comparons aux
deux autres polluions (Zinc et Cuivre), mais elle se
rapproche des résultats de
Palinurus mauritanicus 1.75 mg/kg, et Mullus surmuletus (Rouget de vase) 1.32
mg/kg pour la concentration de la baie de Béni Saf (1mg/kg) P.F.
Pour la concentration du Plomb dans la baie d’Oran se rapproche aux
concentrations de Diplodus Sarrus (d’Oran) .
Concernant le Cadmium, il représente également une moyenne de 0.11 mg/kg
de P.F. dans la baie de Béni Saf et 0.3 mg/kg P.F dans la baie d’Oran. Ces dernières
sont presque similaires, et sont parmi les faibles concentrations par rapport aux
autres espèces étudiées.
Les concentrations en métaux lourds sont très hétérogènes et varient selon les
paramètres pris en considération (sexe, organes, maturité, taille).
Ce constat est confirme par Langston & Spence (1995) et Wang & Fisher
(1997). En effet les facteurs biologiques tels que l’âge, la taille, la croissance, la
perméabilité des membranes externes, les habitudes alimentaires ainsi que la nature et
la quantité des ligands internes, contribuent énormément dans la variabilité de la
bioaccumulation des métaux lourds.
Conclusion
La Méditerranée couvre une aire de plus de 3 millions de Km², elle constitue
une mer presque fermée et s'ouvre à l'ouest sur l’Atlantique par le détroit de Gibraltar
et à l'est sur la mer rouge par le canal de Suez. Du fait de son grand volume d'eau, elle
présente une grande capacité d'absorber la pollution, cependant les grandes quantités
de résidus déversés ne peuvent pas être assimilées dans les zones côtières.
cette pollution est une menace si lourde, et l’inquiétude est si grande dans l’opinion
publique, que les Etats cherchent individuellement et en commun , tous les instruments
nécessaires pour freiner, réduire ou enrayer cette pollution marine.
L’Homme, consommateur final des produits marins et occupant le dernier
maillon de la chaîne alimentaire, peut à n’importe quel moment en être victime.
Il est vraiment rare que les êtres humains soient exposés directement à des
effets mortels des polluants des eaux, mais peuvent néanmoins subir des troubles
accidentels (coliques) ou plus graves encore, être victime de la consommation
habituelle de Poissons ou fruits de mer qui représentent les maillons accumulateurs
d’éléments toxiques assimilés par une chaîne trophodynamique.
L’utilisation des d’organismes marins pour l’évaluation et la détermination du
niveau de contamination ont été orientées dans l’optique de cet objectif.
Nos recherches portent ainsi sur le mulet (Mugil cephalus pêchés dans la baie
d’Oran, et de la baie de Béni Saf. Un échantillonnage mensuel a été réalisé pendant
cinq mois (de Février à Juin), et les concentrations de quatre éléments métalliques
(Cadmium, Plomb, Cuivre et le Zinc) ont été évaluées par Spectrophotométrie
d’Absorption Atomique en fonction du sexe, organes (foie, gonades et muscle), et la
variation mensuelle.
Au terme de ce travail, dont nous soulignons l’intérêt, la synthèse des résultats
trouvés, nous permet de faire un bilan sur la situation actuelle de la baie d’Oran et la
baie de Béni Saf en termes de pollution environnementale littorale et marine.
En analysant les résultats dans leurs ensembles, il apparaît que :
Les quatre métaux sont présents plus accumulées dans le foie et les gonades que
le muscle.
Parmi les métaux dominants, le Cuivre et le zinc se détachent nettement des
deux autres éléments à des teneurs très importantes.
Concernant la maturité sexuelle, une relation a été établie entre la période de
ponte et les valeurs élevées de métaux traces qui correspond à une activité
hépatique accrue survenant lord de l’engraissement de l’espèce après la période
de reproduction.
Par rapport au sexe les individus femelles sont fortement contaminé que les
individus mâle.
D’après les résultats, il ressort que les deux baies d’échantillonnage, nous
permet de conclure que les deux zone sont polluer mais pas différences
significative entre eux.
Les concentrations moyennes des métaux ciblés au cours de notre étude semble
bien inférieures, et le mulet provenant des deux baies ne semble pas présentée
un véritable danger pour le consommateur; mais il est à rappeler que ces
micropolluants ont un effet cumulatif à travers la chaîne trophique, et qu’ils ont
aussi un effet néfaste à long terme sur la santé publique.
La comparaison des teneurs en métaux traces chez différents organismes marins
montre que la pollution métallique du milieu induit la contamination des
espèces qui y vivent tout en exprimant des variations dans les teneurs liées aux
groupes zoologique et à leur éthologie.
Les résultats que nous venons d’exposer ne font que révéler l’existence d’une
relation entre la pollution marine et nombreux rejets industriels et urbains aux niveaux
des baies (Oran et Béni Saf), et des régions avoisinantes. Cette pollution est une
menace que, si elle ne reste encore que ponctuelle, a une extension géographique
relativement large.
Pour limiter le danger de contamination humaine, il faudrait d’abord étudier de
prés la distribution et le sort des contaminants qui se déversent dans les écosystèmes
marins, leur décharge et leur transport.
-Il faudra aussi, augmenter le nombre des stations d’épurations des eaux usées tout au
long des cotes algériennes.
-Lancer un projet de prévention de la pollution, priant les pêcheurs et les marins a
rapporter leurs déchets et encourageant les ports et les marinas à aménager des
installations pour les déchets.
-Déposer les déchets toxiques, comme l’huile a moteur, les diluants a peinture et les
herbicides, aux endroits désignes, jamais dans les égouts.
-Organiser un programme de recyclage en installant des poubelles distinctes pour le
papier, l’aluminium, le plastique et le verre.
-Sensibiliser la population sur le danger de contamination a travers les spots et
documents télévisuels et radiophoniques nationales et aussi par la distribution des
prospectus sur la richesse de notre milieu océanique et la préservation obligatoire de
cette richesse pour les générations actuelles et futures.
-L’application stricte des lois et règlement par les autorités en matière de rejet des eaux
usées.
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Annexes
Annexe 1
Laboratoire Réseau de Surveillance Environnemental
Département de Biologie – Faculté des Sciences
Université d’Oran (Es-Sénia)
Fiche d’échantillonnage des Poissons
La date :
Numéro de l’échantillonnage :
Nombre des échantillons :
Le site :
numéros Poids Longueur Longueur Longueur Poids
totale
totale
à
fourche
la standard
éviscère
sexe Poids Poids
Poids
du
du
foie
muscle gonades
Les remarques :……..
Tableau 4: Modèle de la fiche d’échantillonnage
des
Annexe 2
Dosage des métaux lourds par Spectrophotométrie d’Absorption Atomique avec Flamme
Principe
Au cours des analyses de spectrophotométrie d’Absorption atomique, une solution contenant des
éléments métalliques est introduite dans le brûleur de l’appareil, celle-ci est convertie dans une
flamme air-acétylène ou un atomiseur électrothermique sous forme de vapeur constituée d’atomes
libres.
Une source lumineuse émise d’une lampe à cathode creuse, faite du métal à analyser, est dirigée à
travers la vapeur ; les atomes de l’échantillon dispersé dans la vapeur absorbent une partie de la
radiation, ce qui entraînera une diminution de cette dernière
(F.A.O., 1977).
Cette absorption se fait à une longueur d’onde spécifique aux atomes formés
(métal considéré), elle est liée à la concentration de l’élément considéré. Les dosages ont été réalisés
au niveau du laboratoire de GnL1 /Z d’Arzew .Un spectrophotomètre d’absorption atomique.
Les précautions à prendre en considération sont :
- l’utilisation de tout matériel métallique est déconseillée afin d’éviter toute contamination et le
matériel utilisé doit être de nature : lames en platine, piluliers en verre ou en plastique, des verres à
montre pour les pesées.
Etalonnage
L’étalonnage a été réalisé avec une gamme relative à la concentration des échantillons. Pour chaque
métal à analyser, les échantillons standards sont préparés à partir des solutions mères. Les
concentrations des échantillons biologiques doivent êtres comprises dans l’intervalle des
concentrations standards (PINTA, 1979).
L’étalonnage étant prêt, on passe nos standards de la gamme étalon avec des concentrations connues
de l’élément à doser. Une fois assurer de la fiabilité de l’appareil, faire passer ces échantillons un à
un pour la lecture au S.AA.P
Annexe 3
Test t de Student
Principes de lecture de t
Les fonctions statistiques proposées par Excel permettent deux lectures du test t de Student : soit en
termes de valeur critique, soit en termes de seuil de signification statistique. On notera dès à présent
que cette seconde option est le plus souvent retenue pour la publication et le commentaire de
données statistiques.
1. Fonction TEST.STUDENT
La fonction TEST.STUDENT renvoie simplement le seuil de probabilité associé à une valeur t
calculée pour deux matrices A et B. La boîte de dialogue propose de délimiter les deux matrices, de
choisir la direction du test (uni/bilatéral) et le type de situation analysée (pour ce qui nous concerne,
le type 2=deux échantillons indépendants de variances égales ; les autres cas ne seront pas traités
dans le cadre du cours de PSS cette année).
1. Si le seuil calculé est inférieur à 0.05, on peut donc rejeter l’hypothèse d’égalité des moyennes et
en conclure que les moyennes observées des échantillons A et B sont significativement différentes
d’un point de vue statistique (que leur différence est supérieure à la simple erreur d’échantillonnage
que l’on pourrait observer dans la grande majorité [95%] des cas) ;
2. Si, en revanche, le seuil observé est supérieur à 0.05, on peut en déduire que le risque de rejeter
par erreur l’hypothèse nulle (donc de conclure in fine à la différence des moyennes) est trop élevé :
la différence observée peut être attribuée potentiellement au hasard –processus d’échantillonnage.
Dans ce second cas, on conserve l’hypothèse nulle d’égalité des moyennes (quand bien même
celles-ci ne sont pas strictement égales).
Remarque :
- le seuil de 0.05 est, redisons-le, fixé arbitrairement par l’utilisateur et correspond dans ce cas
précis à une règle de pratique générale en sciences sociales.
Certaines applications spécifiques (médecine, biologie) nécessitent parfois de rabaisser le seuil à
0.01 (donc réduire la probabilité de rejeter par erreur l’hypothèse nulle à 1 chance sur 100). C’est là
encore un choix délibéré de la part du chercheur.
Si nécessaire, la valeur absolue du test t peut être obtenue en utilisant la fonction miroir
2. L’utilitaire d’analyse statistique
L’utilitaire d’analyse (data analysis tools en anglais) fournit l’ensemble des paramètres et permet
donc, outre la lecture directe du seuil de signification statistique, de travailler sur les valeurs
critiques de t pour un niveau de probabilité et un degré de liberté donnés.
Les résultats du test sont fournis sous la forme suivante (les données dans l’exemple ci dessous sont
celles de notre cas théorique de comparaison des groupes A et B).
Test d'égalité des espérances: deux observations de variances égales (exemple )
Variable 1
Variable 2
Moyenne
4,00666667 1,00666667
Variance
17,8321333 0,01213333
Observations
3
Variance pondérée
8,92213333
Différence
hypothétique
des
moyennes
1
Degré de liberté
4
Statistique t
0,82005177
P(T<=t) unilatéral
0,22911995
Valeur critique de t (unilatéral)
2,13184678
P(T<=t) bilatéral
0,45823991
Valeur critique de t (bilatéral)
2,77644511
3
