Academic literature on the topic 'Analyse de la qualité de l'eau'

Cette thèse de doctorat comporte trois volets d'études interreliés portant sur l'évaluation microbiologique de l'eau potable. Dans le premier volet, des analyses comparatives des méthodes classiques ont montré que les tests de détection uniquement basés sur la reconnaissance d'un seul paramètre phénotypique ne permettaient pas de détecter la totalité de la population microbienne recherchée. Une identification des microorganismes cibles par le biais de séquences spécifiques d'ADN a permis de pallier à ce problème. Toutefois, l'application de tests moléculaires rapides pour évaluer la qualité microbiologique de l'eau potable n'en est qu'à ses premiers balbutiements particulièrement parce qu'il n'existe pas de solution technologique simple permettant de concentrer et de récupérer efficacement la petite quantité de microorganismes présente dans un volume relativement grand d'eau potable. Ainsi, dans le second volet de cet ouvrage, une procédure de récupération et de concentration des microorganismes comprenant une dissolution de membrane, suivie d'un confinement gravitationnel sur support solide, a été inventée. Combinée à une procédure d'extraction et d'amplification aléatoire du génome entier, ainsi qu'à une amplification PCR spécifique, cette méthode a permis la détection sensible & Escherichia coli, d'entérocoques, d'oocystes de Cryptosporidium, de kystes de Giardia, ainsi que de spores de Clostridium perfringens dans l'eau potable en 5 heures. Dans le troisième volet, nous avons testé la procédure complète de détection moléculaire avec des échantillons d'eau naturelle. Les études préliminaires ont montré que la procédure développée était équivalente aux méthodes basées sur la culture en termes de spécificité, de sensibilité et de limite de détection. À la lumière des résultats obtenus, cette nouvelle méthode de récupération, de concentration et de détection moléculaire pourrait être utilisée pour évaluer la qualité microbiologique de l'eau potable. Nous recommandons donc une étude de comparaison plus poussée auprès des laboratoires d'analyses environnementales et des autorités gouvernementales, pour la validation de cette nouvelle méthode moléculaire.

L'eau est une matière première exceptionnelle. Elle est essentielle aux hommes, aux animaux et aux végétaux et pour cette raison, elle doit servir d'abord à satisfaire ses besoins essentiels. Considérée longtemps comme une ressource abondante voire illimitée, il semble normal à chacun qu'elle soit gratuite ou presque. L'eau est une des clefs du développement durable, elle présente une importance décisive pour les dimensions sociale, économique et environnementale du développement. La pollution est présente partout car peu de pays, développés ou non, se sont suffisamment souciés de la qualité de l'eau et n'ont pas réussi à limiter sa pollution. Plus encore que les industries et les municipalités, l'agriculture est le principal responsable de la pollution car les engrais et les pesticides ont contaminé les nappes d'eau souterraines et les eaux superficielles dans la quasi-totalité des pays où ils sont utilisés. Cela étant, le volume des déchets des industries et des municipalités a énormément augmenté durant ces dernières décennies. On estime qu'entre deux cents et quatre cents produits chimiques contaminent les cours d'eau dans le monde. Notre travail s'articule autour de deux axes, théorique et empirique. Il s'agit d'étudier la relation entre l'économie et l'environnement et l'influence des changements climatiques, les risques et les dangers et sur la qualité de l'eau. Nous avons pris l'exemple de la Corse pour montrer que la proximité des cours d'eau pour les populations riveraines a un impact sur la qualité de l'eau au même titre que la proximité d'élevages porcins. Plusieurs sites ont fait l'objet de prélèvements sur les composantes de la qualité de l'eau en Corse; les données se présentent sous la forme d'appréciations qualitatives attribuées par des experts. Un modèle de logique floue a été utilisé pour établir une synthèse des données et définir un indice de qualité de l'eau prenant ses valeurs dans l'intervalle [0, 1]. Une analyse économétrique a permis ensuite de mettre à jour les déterminants de la qualité de l'eau<br>Water is an exceptional raw material as far as it is essential for people, animais and vegetables. Ifs considered for a long time as an unlimited plentiful resource. Some people consider it free or almost free. Water is one of the keys of sustainable development; it presents an important dimensional device for the social, economical and environmental development. Water is essential for human health and for that reason it satisfy human essential needs. Ln our research, we find that I?ollution is presented everywhere. Some developed or none developed countries, cares enough about the quality of water and controllers' pollution. Agriculture is the main reason responsible for pollution, more than the industry and municipalities. Ln sorne countries farmers use, fertilizers, pesticides, contaminated ground-water and superficial water. Agriculture remains the principle source for water pollution but the amount of factories and municipalities' garbage has increased in the last years. We believe that there are two hundred to four hundred chemical products found in water. Ln our research ifs composed of two axes. The first is theoretical, and the second is empirical. The primary one is divided into two chapters: ln. The first, it will concern sustainable development, to study the relation between economy and environ ment, concept of development, influence of climatic changes and inform the international politics. We took the example of Corsica to show that the nearness of watercourses for populations bordering the street has an impact on the quality of water in the same capacity as nearness of porcine animal. Data come in the form of qualitative evaluations allocated by experts. A model of logique floue was used to establish a synthesis of data and define a quality indication of the water taking its stocks interval [0, 1]. An econometric analysis allowed then to update the determiners of the quality of water

La Directive-cadre sur l'eau 2000/60/CE oriente la politique communautaire de l'eau avec un recours important à l'outil économique, notamment pour l'évaluation des biens non marchands (coûts et bénéfices environnementaux). Rapide et peu onéreuse, la méthode du transfert paraît une approche adaptée afin d'effectuer ces évaluations. Cette méthode, consistant à réutiliser pour un cas d'espèce les résultats d'études in situ analogues, est analysée avec une attention particulière pour le domaine de l'eau. Le concept du transfert (de valeurs monétaires ou de modèles économétriques) est formalisé, et la fiabilité de la méthode est examinée à travers des exemples empiriques de la littérature. Pour le transfert de méta-modèle, les bases de données actuelles ne sont pas suffisantes (quantité et qualité de l'information) et devront être enrichies. L'étude de la fiabilité du transfert de méta-modèle a été menée pour un cas concret: les loisirs de plein air aux EtatsUnis. Il ressort que les méta-modèles élaborés sont robustes et aboutissent à des transferts valides et moyennement fidèles; les méta-modèles spécifiques (d'une activité de loisir ou d'une méthode d'évaluation) ne donnent pas de meilleurs résultats que le méta-modèle général; et les méta-modèles ont tous un caractère régional. Enfin, le matériau de base du transfert est abordé: l'étude in situ. Une évaluation contingente appliquée à l'eau a été conduite et porte sur la valeur accordée à l'amélioration de la qualité de deux rivières françaises. L'analyse a permis, outre l'estimation des valeurs de surplus associé, de tirer des enseignements pour la réalisation de futures études in situ en vue de fiabiliser le transfert.

Ce travail a été initié pour mieux connaître la présence, le transport et l'impact sur la qualité de l'eau de la matière particulaire dans les réseaux d'eau potable. Un flux constant de particules en suspension a été mesuré à la sortie de l'usine de traitement alimentant le réseau étudié dans les conditions normales de fonctionnement. Même si les concentrations sont faibles (25-50 µg/L), ces particules qui incluent une large fraction organique et même biologique, représentent près d'une tonne introduite dans le réseau. Le transport de l'eau dans le réseau de distribution "produit" aussi des particules qui sont retrouvées au niveau des dépôts principalement minéraux des réservoirs et canalisations sous forme d'hydroxydes ou carbonates. Les concentrations de particules en suspension (30-130 µg/L) montrent une augmentation liée au transit dans le réseau de distribution. L'accumulation des composés minéraux dans les dépôts résulte non seulement de la sédimentation des particules en suspension, mais aussi de la transformation de matière dissoute en matière particulaire, probablement par précipitation/floculation, et de la dégradation des matériaux constituant les réseaux. De plus, les concentrations de matière organique dans les dépôts sont environ 1000 fois plus importantes que dans l'eau et l'importante biomasse bactérienne mesurée à ce niveau (2,5 10[puissance]8 bactéries cultivables par gramme de matière sèche) est associée à une chaîne trophique permettant parfois la présence de macro-invertébrés. De fait, les dépôts forment un écosystème protecteur par rapport aux désinfectants véhiculés par l'eau, puisque les composés organiques présents dans les sédiments ont un pouvoir réducteur élevé. L'accumulation de matière organique et de bactéries cultivables dans les dépôts ne résulte pas de la sédimentation de particules en suspension, mais plutôt de la croissance biologique à partir de la matière dissoute. La limitation de problèmes microbiologiques au niveau de l'eau distribuée, résultant de la remise en suspension de dépôts, dépend donc principalement de la réduction de la matière organique dissoute dans l'eau traitée<br>The nature, concentration, and distribution of particles were evaluated in a large water distribution system, both for suspended matter and deposits, to better evaluate their impact on water quality. A constant flux of particles is found penetrating the distribution system from the treatment plant. Concentrations are low (25-50 µg/L dry matter), and mainly consist in organic and biological material. After one year, such concentrations represent on average 1 ton of particles introduced in the network. The transport of water in the network produces particles since suspended matter concentration slightly increases (30-130 µg/L), and loose deposits accumulate in pipes and reservoirs. These deposits are mostly minerais (insolubles, hydroxides, carbonates) resulting not only from the sedimentation of particulate matter, but also probably from the precipitation/flocculation of dissolved and colloïdal material, and from the corrosion of the surfaces in contact with water. Organic matter is a minority fraction in deposits (less than 20% on average), but corresponds to concentrations about 1000 times higher than in water, resulting in the accumulation of biomass (2. 5 108 culturable bacteria per gram), leading in some cases to the presence of macro-invertebrates in deposits. By the way, deposits are forming ecosystems which can act as a refuge versus disinfectants carried with water, since organic compounds accumulated in deposits have a high reducing capacity. The accumulation of organic matter and bacteria in deposits does not result from the sedimentation of suspended particles, but merely from the biological growth on dissolved organic matter. The control of microbial problems resulting from the resuspension of deposits in the water phase can thus mainly be achieved by reducing the quantity of dissolved organic matter introduced in the system

Les données acquises lors des surveillances environnementales peuvent être sujettes à différents types d'anomalies (i.e., données incomplètes, inconsistantes, inexactes ou aberrantes). Ces anomalies qui entachent la qualité des données environnementales peuvent avoir de graves conséquences lors de l'interprétation des résultats et l’évaluation des écosystèmes. Le choix des méthodes de prétraitement des données est alors crucial pour la validité des résultats d'analyses statistiques et il est assez mal défini. Pour étudier cette question, la thèse s'est concentrée sur l’acquisition des données et sur les protocoles de prétraitement des données afin de garantir la validité des résultats d'analyse des données, notamment dans le but de recommander la séquence de tâches de prétraitement la plus adaptée. Nous proposons de maîtriser l'intégralité du processus de production des données, de leur collecte sur le terrain et à leur analyse, et dans le cas de l'évaluation de la qualité de l'eau, il s’agit des étapes d'analyse chimique et hydrobiologique des échantillons produisant ainsi les données qui ont été par la suite analysées par un ensemble de méthodes statistiques et de fouille de données. En particulier, les contributions multidisciplinaires de la thèse sont : (1) en chimie de l'eau: une procédure méthodologique permettant de déterminer les quantités de pesticides organochlorés dans des échantillons d'eau collectés sur le terrain en utilisant les techniques SPE–GC-ECD (Solid Phase Extraction - Gas Chromatography - Electron Capture Detector) ; (2) en hydrobiologie : une procédure méthodologique pour évaluer la qualité de l’eau dans quatre rivières Mexicaines en utilisant des indicateurs biologiques basés sur des macroinvertébrés ; (3) en science des données : une méthode pour évaluer et guider le choix des procédures de prétraitement des données produites lors des deux précédentes étapes ainsi que leur analyse ; et enfin, (4) le développement d’un environnement analytique intégré sous la forme d’une application développée en R pour l’analyse statistique des données environnementales en général et l’analyse de la qualité de l’eau en particulier. Enfin, nous avons appliqué nos propositions sur le cas spécifique de l’évaluation de la qualité de l’eau des rivières Mexicaines Tula, Tamazula, Humaya et Culiacan dans le cadre de cette thèse qui a été menée en partie au Mexique et en France<br>Data obtained from environmental surveys may be prone to have different anomalies (i.e., incomplete, inconsistent, inaccurate or outlying data). These anomalies affect the quality of environmental data and can have considerable consequences when assessing environmental ecosystems. Selection of data preprocessing procedures is crucial to validate the results of statistical analysis however, such selection is badly defined. To address this question, the thesis focused on data acquisition and data preprocessing protocols in order to ensure the validity of the results of data analysis mainly, to recommend the most suitable sequence of preprocessing tasks. We propose to control every step in the data production process, from their collection on the field to their analysis. In the case of water quality assessment, it comes to the steps of chemical and hydrobiological analysis of samples producing data that were subsequently analyzed by a set of statistical and data mining methods. The multidisciplinary contributions of the thesis are: (1) in environmental chemistry: a methodological procedure to determine the content of organochlorine pesticides in water samples using the SPE-GC-ECD (Solid Phase Extraction – Gas Chromatography – Electron Capture Detector) techniques; (2) in hydrobiology: a methodological procedure to assess the quality of water on four Mexican rivers using macroinvertebrates-based biological indices; (3) in data sciences: a method to assess and guide on the selection of preprocessing procedures for data produced from the two previous steps as well as their analysis; and (4) the development of a fully integrated analytics environment in R for statistical analysis of environmental data in general, and for water quality data analytics, in particular. Finally, within the context of this thesis that was developed between Mexico and France, we have applied our methodological approaches on the specific case of water quality assessment of the Mexican rivers Tula, Tamazula, Humaya and Culiacan

Ce travail repose sur une analyse historique et fonctionnelle des changements de composition des ruisseaux suite à l'évolution des polluants atmosphériques depuis cinquante ans et à un amendement expérimental total de bassin versant. L'analyse historique montre une acidification et une déminéralisation continue des eaux sur grès depuis 50 ans. Sur granites riches en minéraux altérables, l'acidité et la minéralisation des eaux ont diminué depuis 30 ans. Sur les granites à plagioclase qui fournissent une large proportion des eaux acides du massif, les eaux se sont déminéralisées depuis 20 ans, et les teneurs en Al ont baissé depuis dix ans, mais sans que le pH n'ait changé. L'apport d'un mélange de dolomie/calcaire dolomitique, gypse et KCl a provoqué une augmentation brutale et durable des teneurs en Ca, Mg et du pH des eaux d'un bassin versant sur granite à plagioclase sodique. L'analyse de la dynamique du traceur chlorure montre que les eaux de sol alimentent rapidement les zones humides et le ruisseau, tandis qu'une faible fraction s'infiltre profondément dans l'arène. Sur grès, mis à part un effet immédiat dans la crue suivant l'amendement, l'augmentation des concentrations en éléments issus de l'amendement est très faible. L'essentiel du chlorure apporté et du Ca et Mg solubilisés pénètre profondément dans les sols sableux perméables, sans atteindre le ruisseau. Un faisceau d'arguments isotopiques, hydrologiques et chimiques suggère que le temps de transfert de l'eau et des éléments minéraux de la surface des sols au ruisseau est de plusieurs décennies. Ce travail permet de proposer une politique raisonnée de correction de l'acidité des eaux dans le massif vosgien<br>Our work is based on (1) a functional analysis of a long term in the chemical composition of streams since fifty-years, (2) an experimental liming of catchments. The historical analysis showed an acidification and a continuous demineralization of water draining sandstone since fifty years. The acidity and the mineralization of streams draining granites rich on weatherable minerals have decreased since thirty years. In the area covered by granites rich in Na plagioclase, which is drained by many acid streams, mineralization has decreased since twenty years and Al concentration have decreased since ten years, without pH changes. The experimental input of dolomite and dolomitic limestone, gypsum and KCl has caused a sudden and durable increase in Ca, Mg and pH in the stream of granitic catchment riche in sodium plagioclase. The dynamic of chloride showed a rapid contribution of soil waters to the humid area and stream, while a small fraction has infiltrated deeper into the soil. On sandstone, except a direct effect during the flood following the liming, the increase of concentrations was very small. The majority of chloride, Ca and Mg are infiltrated deeper into the permeable sandy soils, without contributing directly to the stream flow. Hydrologic, isotopic, chemical arguments suggest that the mean residence time of water and mineral elements in catchment is of several decades This work supports the scientific material for a reasoned politic of acidity correction of stream water in the Vosges mountains

Le lac Trois-Lacs reçoit des sédiments et de [i.e. des] nutriments en provenance de son bassin versant, il en résulte des pertes pour la population locale en termes d'économie et de qualité de vie. Les causes en sont multiples, l'agriculture qui est très présente sur le territoire et la perte de milieux humides contribuent certainement à cette problématique. L'objectif principal de cette étude est de développer une démarche analytique multi-échelles alliant la gestion des milieux humides et celle des problématiques agricoles liées à l'eau pour améliorer la qualité de l'eau dans le lac et son bassin versant. Dans un premier temps, l'analyse du bassin versant est effectuée dans le but d'en faire ressortir : (1) les sous-bassins versants prioritaires pour les interventions de mitigation, (2) les complexes de milieux humides à prioriser pour la conservation et (3) des sites potentiels de restauration de milieux humides. L'étape suivante, à une échelle plus fine, consiste à réaliser un diagnostic détaillé de chacun des sous-bassins versants prioritaires. Ce diagnostic inclut le calcul de l'indice de qualité de la bande riveraine, l'identification de parcelles à risque d'érosion et de points d'érosion potentielle ainsi que la sélection de sites pour la restauration de milieux humides. L'analyse du bassin versant a permis de faire ressortir 12 sous-bassins versant [i.e. versants] prioritaires parmis [i.e. parmi] les 32 présents dans le bassin versant et d'identifier 20 complexes de milieux humides pour la conservation. Les diagnostics détaillés des 12 sous-bassins prioritaires fournissent de l'information pertinente à l'implantation de meilleures pratiques de gestion ainsi qu'à la restauration de bandes riveraines et de milieux humides. Ils ont permis de localiser 239 parcelles à risque élevé d'érosion et 87 parcelles à risque moyen ainsi que 132 points d'érosion potentielle. Au total, 71,4 km de bandes riveraines ont été caractérisées comme ayant un indice de qualité très faible et 65,4 km faible. La méthodologie permet de mettre à profit les forces de chacune des échelles et de compenser pour leurs faiblesses respectives. L'étude a mis l'accent sur l'agriculture, mais d'autres sources de pollution diffuse ou ponctuelle sont présentes dans le bassin versant et devraient également être l'objet d'analyses détaillées dans le futur.