Academic literature on the topic 'Nitrates – Mesure'

Cette étude vise à évaluer la capacité d’une sonde à rayons ultraviolets (UV) à estimer simultanément les teneurs en nitrate et nitrite en sortie d’une unité de biofiltration en postdénitrification. L’estimation de ces deux espèces est compliquée du fait de la très grande similitude de leur spectre UV et de la présence d’autres molécules absorbantes dans l’UV. Celle-ci est pourtant indispensable au développement d’algorithmes de contrôle, seuls à même de garantir un résiduel en nitrite et nitrate conforme aux exigences de la directive cadre sur l’eau. La sonde WTW Nitra Vis 705 IQ NI a été calibrée puis validée en laboratoire sur un effluent réel dans une gamme de 0 à 3,5 mgN/L en nitrite. Elle a ensuite été installée en sortie d’une unité de biofiltration de la station de Seine Centre afin d’évaluer sa capacité à prédire les dynamiques de concentrations en nitrites et nitrates. Le suivi a montré que, moyennant une calibration multipoint pour le nitrite et multilinéaire pour le nitrate, il est possible de mesurer simultanément et dynamiquement le nitrite dans la gamme 0-5 mgN/L avec une précision de 0,2 mgN/L et le nitrate dans la gamme 0-10 mgN/L avec une précision de 0,3 à 0,4 mgN/L. Les mesures en ligne de protoxyde d’azote dissous, effectuées sur site au moyen de sondes ampérométriques, montrent que la dynamique est similaire à celle du nitrite en fonction du ratio DBO/N-NO3– appliqué, et que l’on obtient une meilleure corrélation du protoxyde d’azote avec le nitrite (R2 = 0,72) comparativement à la somme nitrite + nitrate (R2 = 0,52).

Bien que la préservation et la restauration des têtes de bassins versants soient décrites depuis de nombreuses années comme essentielles à la reconquête de la qualité de l’eau, il existe peu d’outils opérationnels permettant de comprendre ces hydrosystèmes complexes. En effet, les stations officielles de mesure de la qualité de l’eau drainent généralement des bassins versants dont la surface dépasse 10 km2. Cet article présente l’intérêt de la mesure de qualité des cours d’eau à haute résolution spatiale pour une meilleure gestion des bassins versants, à travers l’application d’un service innovant sur un territoire impliqué dans le plan de lutte contre les algues vertes 2 (PLAV2). Ce service implique l’utilisation d’un système de mesure portable, développé spécialement pour le suivi longitudinal de la qualité des eaux de petits cours d’eau en tête de bassin versant, et validé via la comparaison avec des analyses en laboratoire. Une cinquantaine de points de mesure ont été réalisés en avril, juin et septembre 2018 le long d’un linéaire de 8 km sur une des têtes de bassin versant du Frémur, contributeur majeur de la baie de la Fresnaye (22) en débit et flux de nitrates. Les résultats montrent tout l’intérêt de la mesure à haute résolution spatiale pour mieux comprendre l’hydrosystème, identifier facilement des sources ponctuelles ou diffuses le long du cours d’eau et calculer la contribution relative de chaque source au débit et au flux de polluant du cours d’eau. La méthode permet également des comparaisons qualitatives avant/après travaux de restauration de cours d’eau.

Dans les périmètres irrigués du Maroc, la pollution nitrique diffuse des eaux souterraines augmente le risque de détérioration de la qualité des ressources hydriques et engendre un risque sanitaire pour la population rurale s'approvisionnant le plus souvent directement de l'aquifère. La présente étude, réalisée dans le périmètre du Tadla (3600 km2), située au centre du Maroc, vise à faire l'état des lieux de la contamination des eaux souterraines par les nitrates et à identifier les causes potentielles de cette pollution. Le suivi de la concentration des eaux souterraines en nitrates a été réalisé durant la période août 1996 - avril 1998 dans un réseau de cent puits. Les paramètres du milieu physique et des pratiques culturales ont été déterminés soit par des mesures au champs, des analyses au laboratoire ou par enquête auprès des agriculteurs dans un réseau de 40 sites. Les résultats sont présentés sous forme de cartes thématiques par le SIG. Le niveau actuel de la pollution nitrique des eaux souterraines dans le périmètre irrigué du Tadla commence à devenir critique. De part la pollution ponctuelle mise en évidence aux alentours de quelques agglomérations urbaines et à l'aval des sucreries, les zones dont les teneurs en nitrates des eaux souterraines dépassent 50 mg NO3- /l sont localisées en aval des Béni Amir et en aval et à l'Est des Béni Moussa Est. Béni Moussa Ouest reste en général moins polluée que Béni Moussa Est. Les apports excessifs en eau et en engrais azotés pour les cultures pratiquées (blé, betterave, cultures maraîchères, arboriculture et luzerne), sont les causes directes de la pollution diffuse. Par ailleurs, il est certain que la texture du sol (argileuse, argilo-limoneuse et limono-argileuse), la teneur en argile (29% à 55%) et tous les paramètres qui leurs sont corrélés notamment la réserve utile du sol, réduisent le risque de lixiviation des nitrates en profondeur et assurent en conséquence un contrôle naturel de la pollution nitrique des eaux souterraines. Néanmoins, tous les autres facteurs étudiés notamment le niveau des nappes faible par rapport au sol (<4m-12m), la vitesse d'infiltration du sol en milieu saturé généralement élevée (20-450 mm/h), les teneurs assez importantes du sol en matière organique (1.5%-3.5%) et en azote total (0.10%-0.15%), joueraient positivement sur la vulnérabilité de la nappe à cette pollution. De même, le pouvoir de minéralisation élevé des sols couplé aux conditions écologiques favorables à une minéralisation intense de la matière organique native du sol, assez caractéristique des régions irriguées à climat méditerranéen, seraient en partie responsable de cette pollution. Néanmoins, Aucune corrélation n'a été mise en évidence entre la teneur en nitrate des eaux souterraines et les combinaisons linéaires des variables du milieu physique. Ceci serait dû à l'homogénéité du milieu physique et à l'accumulation de la pollution suivant le sens d'écoulement des nappes de l'amont vers l'aval hydraulique. Vu le niveau d'intensification agricole que connaît cette région, la situation risquerait de s'aggraver rapidement induisant, en dehors de toute mesure de prévention, la détérioration de la qualité des eaux souterraines dans cette région.

Résumé La rivière Yamaska est l’un des affluents du Saint-Laurent les plus contaminés par les activités agricoles. Cette problématique touche particulièrement le sous-bassin de la rivière Noire où les dépôts de surface du Quaternaire sont discontinus, de faible épaisseur et souvent perméables. L’objectif de cette étude est de déterminer la vulnérabilité de l’eau souterraine sur une partie du sous-bassin de la rivière Noire (100 km2). La méthodologie utilisée comprend la caractérisation de l’aquifère, l’analyse des concentrations en nitrates et des contenus en δ18O, l’étude de la vulnérabilité en utilisant l’approche AQUIPRO et la modélisation hydrogéologique. Les résultats montrent une dégradation significative et d’origine anthropique de l’eau souterraine : plusieurs concentrations excèdent 1 mg N-NO3/L et quelques-unes excèdent 10 mg N-NO3/L. Les puits contaminés sont situés sur les crêtes topographiques où le silt argileux est absent et le till discontinu, et où la plus grande vulnérabilité AQUIPRO a été identifiée. Une diminution des concentrations avec la profondeur de prélèvement s’explique par un écoulement souterrain peu profond entraînant les nitrates vers un ruisseau et vers la rivière Noire. La vulnérabilité de l’eau souterraine est ainsi beaucoup plus grande dans les couches superficielles du roc fracturé. Le temps moyen de séjour de l’eau souterraine est estimé à 20 ans. Les concentrations mesurées permettent d’établir un lien direct entre la vulnérabilité, les dépôts de surface, la stratigraphie du substrat et les directions de l’écoulement souterrain. Elles démontrent aussi la présence d’une contamination de l’eau souterraine par les nitrates qui est susceptible d’augmenter si aucune mesure préventive n’est mise en place.

The development of tolerance to organic nitrates in patients with ischemic heart disease is reviewed, with particular interest in alterations to both the hemodynamic and antiischemic effects over time. The article primarily focuses on how tolerance is defined, what biochemical mechanisms are involved when this condition occurs, which agents have been associated with the development of tolerance, and what can be done to prevent or reverse the condition in patients taking nitrates for ischemic heart disease. From a historical perspective, tolerance to organic nitrates has been a recognized phenomenon since the last century. The role that blood-level determinations and nitroglycerin pharmacokinetics have in the development of tolerance is discussed, and an extensive overview of currently marketed organic nitrate preparations and a few others available only through approved investigational protocols is presented. The role of cross-tolerance is discussed as is the role that nitrate-free intervals play in partially or completely reversing the effects of tolerance during chronic nitrate therapy. Additionally, a discussion of which specific nitrate formulations are least likely to have tolerance associated with their use is included, such as short-acting nitrate formulations with the exception of the intravenous dosage form. Finally, buccal nitroglycerin is presented as another new formulation that appears to be associated with minimal tolerance in studies already completed. Extracto Se revisa en este artículo el desarrollo de tolerancia a los nitratos orgánicos en pacientes con enfermedad isquémica del corazón, con particular interés en la alteración de los efectos hemodinámicos y anti-isquémicos con el tiempo. El artículo enfoca primeramente como se define tolerancia, qué mecanismos bioquímicos están envueltos cuando esto ocurre, qué agentes se han asociado al desarrollo de tolerancia, y qué se puede hacer para prevenir o revertir la condición en pacientes que toman nitratos para enfermedad isquémica del corazón. La tolerancia a nitratos orgánicos es un fenómeno que se ha descrito desde principios de este siglo. Se discute el rol de la farmacocinética de nitroglicerina y de la determinación de concentraciones sanguíneas en el desarrollo de tolerancia. Además se presentan las diferentes preparaciones de nitratos orgánicos disponibles en el mercado al igual que otros que están en investigación. Se discute el rol de tolerancia cruzada y el de los intérvalos libres de nitrato en revenir parcial ó completamente los efectos de tolerancia durante la terapia crónica con nitratos. En adición, los autores discuten cual formulación de nitrato tiene menor probabilidad de desarrollar tolerancia con su uso, tales como las preparaciones de acción corta exceptuando la forma intravenosa. Finalmente, se presenta la nitroglicerina bucal como una nueva formulación que, en estudios recientes, aparenta estar mínimamente asociada con el desarrollo de tolerancia. Resume Le phénomène de tolérance développé au cours de l'utilisation des dérivés nitrés chez les patients avec ischémie cardiaque est revisé. Cet article de revue met une emphase particulière sur les effets hémodynamiques et anti-ischémiques des dérivés nitrés en usage chronique. Les éléments discutés incluent une définition du terme tolérance, les mécanismes biochimiques impliqués dans ce phénomène, les agents associés au développement de tolérance, et la prévention ou les mesures disponibles pour remédier au développement de tolérance chez les patients traités avec les dérivés nitrés. Le rôle de la détermination des niveaux sanguins et des paramètres pharmacocinétiques de la nitroglycérine dans le développement de tolérance, de même que l'avantage de périodes d'arrêt du médicament dans le rétablissement partiel ou complet du phénomène de tolérance durant un traitement chronique y sont discutés. L'évaluation des composés nitrés présentement sur le marché et ceux en investigation clinique a démontré que les composés nitrés à courte durée d'action sont les moins susceptibles d'être associés à ce phénomène. Finalement, la nitroglycérine orale est présentée comme étant une nouvelle formulation causant le moins de tolérance.

La station d’épuration par boues activées de Nador génère de grandes quantités de boues qui posent un sérieux problème environnemental. Ces boues sont stockées à côté de la lagune de Nador, sans aucune mesure assurant leur innocuité à l’environnement. Pendant la période pluvieuse, les eaux de pluies s’infiltrent à l’intérieur des déchets en se chargeant de leurs composés minéraux et organiques générant ainsi un lixiviat. Notre étude vise à caractériser le lixiviat des stocks de boues et à approcher expérimentalement via un test de percolation le risque du transfert possible des contaminants issus de ces stocks vers les ressources d’eau. Les analyses physico-chimiques des lixiviats des stocks de boue ont montré qu’ils sont riches en azote Kjeldhal (NTK max = 1 436 mg•L-1), en nitrates (NO3 max = 88,6 mg•L-1), en PT (PT max = 88,79 mg•L-1) et en PO4 (PO4 max = 20,87 mg•L-1). En outre, ces lixiviats présentent des teneurs assez élevées en SO4, Cl, Ca, Mg, Na et K. Ces lixiviats contiennent également des métaux lourds, principalement le Cu et le Zn. Le test de percolation réalisé a permis de mettre en évidence un lessivage important d’azote et de phosphore à partir des boues en comparaison avec le témoin (le sol). En effet, les quantités de NO3, NH4, NTK, PO4 et PT exportées par lessivage à travers les boues sont respectivement 8 fois, 21 fois, 35 fois, 3 fois et 18 fois plus élevées en comparaison avec les valeurs témoins. Par ailleurs, la charge lessivée des boues en métaux lourds (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn) représente 0,07 % de la charge initiale, ce qui est approximativement le double de la charge lessivée à partir du sol.

L'étude des variations des descripteurs physiques, chimiques et biologiques des eaux d'un réservoir de maturation du lagunage mixte (Ben Slimane, Maroc), a montré une augmentation des valeurs de certaines variables (oxygène dissous, transparence) après le 36ème jour de rétention en raison d'une remise en solution. A 36 jours de rétention, la chute des teneurs de la DBO5, de la DCO, des composés azotés (NH4+, NO3-, NTK) et phosphorés (PO43-, PT), et l'augmentation du pH, de l'oxygène dissous et de la transparence laissent présager une maturation à cette date de mesure. Les densités planctoniques enregistrées à ce niveau sont les plus basses. Au-delà de ce stade de maturation, le phytoplancton prolifère avec dominance d'Euglena viridis qui montre un pic de densité (4,1.106 Individus/m3) le 81ème jour. Le début de sa phase exponentielle de croissance est observé à partir du 18ème jour de maturation. La densité cellulaire est ensuite atténuée vraisemblablement en raison de la diminution de la charge organique (DBO5 et DCO) après le 81ème jour et de l'intensité de broutage par le zooplancton herbivore surtout Acanthocyclops robustus qui montre son maximum de croissance le 138ème jour. Après le 81ème jour de maturation, Euglena viridis est remplacée par deux espèces de Chlorophycées (Pediastrum boryanum et Ankyra judai) dont le maximum de densité (91% de la densité algale totale) est atteint le 138ème jour. La prolifération de ces espèces coïncide avec des valeurs en nitrates dépassant 10,6 mg N/L. A la fin de cette période d'étude (le 138ème jour), le zooplancton est à sa prolifération maximale (106 individus/m3). Il est dominé par Acanthocyclops robustus avec présence de Nauplii et de Daphnia magna. Les Rotifères présents depuis le début de la maturation disparaissent à 138 jours de rétention. L'étude bactériologique a révélé un rendement épuratoire remarquable atteignant 100% pour les coliformes fécaux et les streptocoques fécaux.

Résumé La concentration en oxygène dissous en milieu fluvial varie selon un cycle diurne (24 h) qu’il est essentiel de considérer dans l’évaluation de l’état d’oxygénation d’un cours d’eau. En principe, seules des mesures en continu recueillies au cours de cycles de 24 h permettent d’évaluer correctement l’état d’oxygénation d’une rivière, ce que, en pratique, les contraintes logistiques et budgétaires ne permettent pas de réaliser. Le présent article vise à faire la synthèse des connaissances sur les facteurs de contrôle et la modélisation des variations diurnes de la concentration en oxygène dissous en rivière. Parmi les facteurs biologiques et physico-chimiques, les activités autotrophe et hétérotrophe sont les facteurs dominants responsables des variations diurnes de l’oxygène dissous. Certains modèles de qualité de l’eau permettent de modéliser la teneur en oxygène et, dans certains cas, la variation diurne. Toutefois, ces modèles sont souvent complexes, d’utilisation ardue et impliquent la mesure directe sur des cycles de 24 h des variables qui régissent la concentration en oxygène dans le milieu. Une démarche est proposée pour l’élaboration d’un modèle et a été appliquée dans une étude de cas réalisée dans la rivière Saint-Charles (Québec, Canada). Un modèle simple (une fonction sinusoïdale) dont les paramètres ont été corrélés à la température et à la concentration moyenne en nitrate a permis de générer des valeurs simulées d’oxygène dissous très proches des valeurs observées in situ. Un modèle alternatif utilisant des valeurs ponctuelles de température et de concentration de nitrate a donné des résultats équivalents. L’approche proposée constitue donc une alternative simple et pratique à la mesure en continu de l’oxygène et permet une évaluation plus réaliste de l’état réel d’oxygénation d’une rivière que la prise de mesures ponctuelles.

L’objectif de ce texte est d’analyser dans quelle mesure il est possible de réduire l’excrétion de N par l’animal et les quantités de N potentiellement lessivables par réduction des intrants azotés tout en limitant les effets négatifs sur la nutrition de l’animal et les performances laitières par animal et par hectare. Dans une première partie, ce texte rappelle les origines des pertes d’azote par l’animal. Ce sont les quantités d’azote excrétées dans l’urine qui sont les plus variables. Elles varient notamment en fonction de la fertilisation azotée et de l’équilibre de la ration. Au niveau de l’animal, la réduction de la fertilisation azotée réduit fortement l’excrétion urinaire sans affecter fortement la valeur nutritionnelle du fourrage et les performances, du moins tant que la teneur en MAT de l’herbe reste supérieure à 120 g par kg de MS. En deçà de cette valeur, l’ingestion d’herbe et finalement la production laitière sont réduites. L’introduction de trèfle blanc permet de limiter la fertilisation sans affecter les performances voire même en les accroissant mais, du fait de sa forte teneur en protéines, le trèfle accroît l’excrétion urinaire de N. A l’échelle de la parcelle, la réduction de la fertilisation réduit toujours le bilan azoté et les risques de pertes par lessivage car les intrants azotés sont alors toujours réduits dans une bien plus grande proportion que les quantités d’azote exportées par le lait. L’introduction de trèfle permet en général de réduire le bilan N de la parcelle et les risques de fuites de nitrates comparés à une parcelle de graminées fortement fertilisée, à conditions toutefois de ne pas dépasser 30 à 40% de trèfle dans l’association. Au-delà, les quantités d’azote fixées par le trèfle et finalement le lessivage peuvent augmenter. Pour un niveau de fertilisation N donné, l’accroissement du chargement ne réduit que marginalement le bilan N des parcelles. La supplémentation avec des céréales ou de l’ensilage de maïs permet de réduire l’excrétion de N par vache car elle réduit la teneur en N de la ration mais elle peut dégrader les bilans à l’échelle de la parcelle car elle s’accompagne en général d’un accroissement du chargement.

Depuis plusieurs décennies, on assiste à un double mouvement de concentration industrielle et spatiale dans les filières animales en France, comme dans de nombreux pays d’Europe et d’Amérique du Nord. La baisse du prix relatif de l’énergie, la présence&nbsp;d’économies d’échelle aux différents stades des filières, les gains économiques liés à la proximité géographique entre les éleveurs et les industries amont et aval constituent des facteurs importants de ce processus de concentration spatiale des productions animales. Cette agglomération se traduit cependant par une concentration des effluents d’élevage, dont l’épandage a des conséquences environnementales souvent néfastes. Des mesures de régulation environnementale ont vu le jour, notamment au travers de la Directive Nitrates de 1991. La question de la localisation des productions agricoles et notamment de sa dispersion a été évoquée comme un&nbsp;levier possible pour réduire les problèmes environnementaux, mais il apparaît que les mesures actuelles sont insuffisantes pour contrecarrer les facteurs d’agglomération à l’origine des excès d’azote dans les territoires spécialisés dans les productions animales. Plusieurs arguments peuvent en revanche être avancés montrant qu’il pourrait être plus efficace d’appliquer des régulations au niveau des filières plutôt que seulement sur les éleveurs.

Les teneurs en nitrates, nitrites et d'autres ions peuvent être estimées par spectrophotométrie UV dans les eaux usées et dans les légumes pour le contrôle de procédé, ainsi que pour la surveillance in situ. La méthode est basée sur l'identification spectrale: le spectre UV d'un échantillon est considéré comme une combinaison linéaire de spectres de référence. L'identification de spectres UV de solutions aqueuses peut discriminer le nitrite du nitrate, dans la gamme de 0,5 à 5 mg-N/L, et ce même en présence de chlorure, jusqu'à 100 mg/L et de bicarbonate, jusqu'à 200 mg/L. Les essais dans différentes conditions réelles au SIAAP montrent que cette méthode peut être utilisée pour la surveillance en ligne dans la station d'épuration traitant les eaux de Paris. Plusieurs légumes frais ainsi que les épinards congelés ont été testés. La teneur en nitrates varie de 377 à 3240 mg/kg de légumes frais, et de 545 à 1190 mg/kg d'épinards surgelés. Les ajouts dosés de nitrate montrent l'exactitude de la méthode, avec des récupérations de 91 à 99 % du nitrate ajouté. Les essais de validation effectués sur un site industriel ont montré le potentiel de la méthode d'identification spectrale. Cette méthode n'exige presque pas de consommable, est très rapide et quantitative, avec une maintenance facile et peu onéreuse. Le logiciel d'identification UV-Pro utilisé a toujours montré des résultats analogues à ceux obtenus par PLS ou PCR, il est basé sur des méthodes de résolution analogues. Les perspectives de ce travail sont l'utilisation des méthodes d'identification non linéaires et l'ajout d'autres méthodes de détection pour élargir les potentialités de la spectrophotométrie UV
Contents of nitrate, nitrite and some others ions can be estimated by UV spectrophotometry in wastewater also in vegetables for processing control as well as for in-situ monitoring. The method is based on the spectral identification: UV spectrum of a sample is considered as a linear combination of absorption spectra, named reference spectra. Mathematical identification of UV spectra can discriminate nitrite from nitrate, in the range of 0. 5 to 5 mg-N/L, even in presence of up to 100 mg/L chloride and up to 200 mg/L bicarbonate. The tests in different real conditions show that this method can be used for on-line monitoring in the Wastewater Treatment Plant of Paris. Several fresh vegetables as well as frozen spinaches have been tested. The nitrate content varied from 377 to 3240 mg/kg of fresh vegetables, and 545 to 1190 mg/kg of frozen spinach. The recovery of added nitrate ranged from 91 to 99%. The validation tests carried out in one industry showed the potentiality of the method of spectral identification. This method does not require almost any consumable, is quantitative and very fast reading with easy and low maintenance. The UV-Pro software identification used during this thesis has always shown similar results to those obtained by PLS or PCR, it is based on considerations and methods similar resolution. The prospects of this work will be the use of non-linear methods of identification and the use of complementary methods to expand the potential of UV spectrophotometry

La premiere partie de cette these s'est portee sur le developpement d'un analyseur submersible permettant la mesure in situ des nitrates et nitrites. Cet appareil a ete concu de facon a permettre la mesure des variations temporelles et spatiales de la teneur en nitrates et nitrites dans les eaux cotieres montrant de tres fortes variations de salinite. La methode analytique correspondant le mieux aux contraintes operationnelles fixees par le cahier des charges est la fia (flow injection analysis). Afin d'eliminer les interferences causees par les variations de temperature et de salinite, un traitement de signal base sur une detection simultanee du signal a deux longueurs d'onde differentes a ete propose. Cet analyseur fonctionne jusqu'a une profondeur de 300 m, dans des milieux ou la temperature varie de 2c a 30c et la salinite de 0 a 35 pss. Les mesures effectuees en rade de brest et en mer d'iroise avec l'analyseur ont montre une excellente coherence avec celles obtenues de facon conventionnelle. La seconde partie de la these a porte sur la dynamique de la production azotee dans un ecosysteme soumis a d'importantes perturbations: la rade de brest. Un suivi de la teneur des sels nutritifs, de la composition de la matiere particulaire et de la production phytoplanctonique a ete mene entre 1991 et 1993 a la station r3. Un bilan des flux d'azote inorganique dissous a ete dresse en rade de brest au niveau des fleuves, du sediment, de l'iroise, des rejets urbains et des apports atmospheriques. Le but de ce travail a ete d'observer la relation entre la disponibilite des differentes sources azotees et leur absorption (par les differentes classes de phytoplancton et sur toute la colonne d'eau), puis d'en deduire la forme azotee preferentiellement absorbee ainsi que le regime de production (nouvelle ou regeneree)

L'etude presente porte sur la pollution par les nitrates d'origine agricole dans le cadre d'un bassin-versant (330 ha, gers, france) en agriculture intensive, situe en domaine de terrefort molassique. Elle s'appuie sur la mise en place d'une base de donnees localisees (descripteurs physico-geographiques et agronomiques) et d'un logiciel concu dans l'esprit d'un systeme d'information geographique qui pilote cette base de donnees. Sur ces bases, une methode geostatistique debouche sur des zones representatives au sein du bassin-versant (bv) dans lesquelles la prospection pedologique a lieu. Outre la caracterisation des principaux facies de sols presents, les pas de sondage sont optimises par variographie et les observations pedologiques extrapolees a l'ensemble du bv. L'etude de la dynamique de l'azote mineral est abordee a 3 echelles: celle du bv entier, celle des sous-bassins versants (sbv) (analyse comparative) et enfin celle des zones sensibles ou des series de mesures par bougies poreuses confirment l'hypothese issue de l'analyse comparative des sbv, a savoir que le niveau de rejets nitriques est lie au type d'amenagement agro-paysager. A partir de ces resultats, il est possible d'identifier des zones a risques accentues de pollution nitrique et de proposer un ensemble de mesures antipolluantes localisees simples en partie applique
Nitrogen pollution in agriculture is studied in the scope of an hydrological basin (330 ha, gers, france) which is caracterized by an intensive agriculture and very diversified heavy molassic soils. A localized database (physical-geographic and agronomic parameters) and a custom software developped in the scope of geographic information systems handling the database are created. On this bases, a geostatistic method generates representative areas where pedological prospection takes place. Besides the caracterization of the principal soil facets, variography optimizes distances between soil sampling points and pedological observations are extrapolated to the whole basin. The study about nitrogen dynamics is taken up at three scale: at the scale of the entire basin, at the scale of elementary basins (comparative analysis) and finally at the scale of sensitive areas where measurement series by porous ceramic cups confirm the supposition achieved from the comparative analysis of the elementary basins that the level of nitrogen pollution is related to the agronomic or landscape features. High risk areas are identified and a package of simple localized antipollution measures are suggested and in part applied

Avec la recente loi sur l'eau de janvier 1992 qui comporte une necessite de traitements des eaux residuaires toujours plus pousses, donc delicats a gerer, il devient indispensable d'acceder a une meilleure connaissance des flux de pollution, notamment azotee. Or, la mesure en continu et sur site des nitrates (no 3) n'est pas encore suffisamment fiable ou est trop complexe et couteuse. Pour tenter de remedier a cette situation, nous avons etudie un principe de mesure simple et relativement selectif : l'absorption directe du rayonnement ultraviolet par les ions nitrates. Une etude de faisabilite avec un spectrophotometre de laboratoire, sur des echantillons reels, nous a permis d'obtenir un modele simple de calcul des concentrations en nitrates, applicable aux eaux usees de rejet provenant de differents types de traitements, mais aussi a des eaux superficielles ou de nappe. Ce modele universel (independant du site) tient compte de certains interferents dans des gammes de concentrations susceptibles d'y etre rencontrees. La mesure des matieres en suspension et des matieres organiques a ete prise en compte, rendant possible la realisation d'un capteur multiparametre. La longueur du trajet optique retenue permet d'obtenir une bonne linearite sur la gamme 0-150 mg/l no 3 et une precision sur effluents traites de l'ordre de 3 mg/l (niveau de confiance a 95%). D'autre part, aucune filtration de l'effluent n'est necessaire pour des concentrations en matieres en suspension allant jusqu'a 300 mg/l, et un systeme de nettoyage par raclage devrait etre adaptable aux dimensions de la cellule de mesure. Cette etude s'est poursuivie par la realisation d'une maquette, prefigurant un prototype pour sa partie optique : source deuterium, fibres optiques et spectrophotometre monolithique a barrette de photodiodes. Les premiers resultats sont tres encourageants puisqu'ils confirment la faisabilite de la mesure des nitrates, mais aussi de l'utilisation des fibres optiques. Ce dernier point n'est rendu possible que par l'emploi de longueurs d'onde superieures a 220 nm, limite de leur transmission dans l'ultraviolet.

La quantification du lessivage des engrais azotés en vue de réduire les pertes dans l’environnement sous production de pomme de terre (Solanum tuberosum L.) sur sol sableux constitue un enjeu majeur de la recherche actuelle. L’objectif général de la thèse répond à cette problématique en trois parties. Le premier sous-objectif visait à suivre le devenir des pluies et du couvert neigeux fondu dans le sol tout au long de l’année par les isotopes stables de l’eau (18O et 2H), car les nitrates suivent le trajet de l’eau. Nos résultats évaluent la vitesse de percolation des pluies et de l’eau issue de la fonte du couvert neigeux à environ 1,5±0,5 mois. L’eau circule plus lentement dans la couche arable supérieure que dans la couche sous-jacente. Finalement, un modèle perceptuel permet de distinguer le lessivage sur deux périodes : une première période entre la récolte et la plantation et une seconde période durant le développement de la plante. Le deuxième sous-objectif s’est intéressé au déplacement de l’engrais dans le sol et à estimer les quantités récupérées par la plante par le suivi de l’engrais enrichi en azote 15. Des profils de sol ont été prélevés les mêmes jours que pour l’oxygène 18 et le deutérium. Les résultats montrent que l’engrais reste localisé au centre de la butte tant qu’il n’y aucune pluie supérieure à 70±10 mm. Les nitrates sont lessivés essentiellement à l’automne, ce qui confirme les résultats obtenus avec l’oxygène 18 et le deutérium. A la récolte, le tubercule a prélevé 47% de l’azote issu du fertilisant, le reste étant susceptible au lessivage. Jusqu’au maximum de couverture foliaire, la plante prélève préférentiellement l’azote issu de l’engrais comparativement à l’azote issu de la minéralisation. La situation s’inverse ensuite. Le troisième sous-objectif était de simplifier la mesure des nitrates du sol à l’intérieur de la butte en vue d’améliorer la précision des bilans azotés. La butte a été échantillonnée sur une profondeur de cinquante centimètres à quatre endroits et à cinq moments durant la saison. Une relation robuste de pente de 0.78 reliait les concentrations de nitrate du sol prélevées au centre de la butte à celles de l’intégralité du profil de sol (0-80 cm) dont la microtopographie avait été modifiée par le buttage.
La quantification du lessivage des engrais azotés en vue de réduire les pertes dans l’environnement sous production de pomme de terre (Solanum tuberosum L.) sur sol sableux constitue un enjeu majeur de la recherche actuelle. L’objectif général de la thèse répond à cette problématique en trois parties. Le premier sous-objectif visait à suivre le devenir des pluies et du couvert neigeux fondu dans le sol tout au long de l’année par les isotopes stables de l’eau (18O et 2H), car les nitrates suivent le trajet de l’eau. Nos résultats évaluent la vitesse de percolation des pluies et de l’eau issue de la fonte du couvert neigeux à environ 1,5±0,5 mois. L’eau circule plus lentement dans la couche arable supérieure que dans la couche sous-jacente. Finalement, un modèle perceptuel permet de distinguer le lessivage sur deux périodes : une première période entre la récolte et la plantation et une seconde période durant le développement de la plante. Le deuxième sous-objectif s’est intéressé au déplacement de l’engrais dans le sol et à estimer les quantités récupérées par la plante par le suivi de l’engrais enrichi en azote 15. Des profils de sol ont été prélevés les mêmes jours que pour l’oxygène 18 et le deutérium. Les résultats montrent que l’engrais reste localisé au centre de la butte tant qu’il n’y aucune pluie supérieure à 70±10 mm. Les nitrates sont lessivés essentiellement à l’automne, ce qui confirme les résultats obtenus avec l’oxygène 18 et le deutérium. A la récolte, le tubercule a prélevé 47% de l’azote issu du fertilisant, le reste étant susceptible au lessivage. Jusqu’au maximum de couverture foliaire, la plante prélève préférentiellement l’azote issu de l’engrais comparativement à l’azote issu de la minéralisation. La situation s’inverse ensuite. Le troisième sous-objectif était de simplifier la mesure des nitrates du sol à l’intérieur de la butte en vue d’améliorer la précision des bilans azotés. La butte a été échantillonnée sur une profondeur de cinquante centimètres à quatre endroits et à cinq moments durant la saison. Une relation robuste de pente de 0.78 reliait les concentrations de nitrate du sol prélevées au centre de la butte à celles de l’intégralité du profil de sol (0-80 cm) dont la microtopographie avait été modifiée par le buttage.
Quantifying nitrogen fertilizer leaching in order to reduce environmental losses in the potato (Solanum tuberosum L.) production on sandy soils is a major issue of current research. The general objective of the thesis was to address this problem in three parts. The first part aimed to follow the fate of rainfall and snowmelt in the soil during an entire year with water stable isotopes (18O and 2H) since nitrates follow water pathways. Rainfall and snow melt percolation rate was approximately 1.5±0.5 months. Water percolates at slower rate in the upper soil layer than in sublayers. Finally, a perceptual model considered two periods of nitrate leaching: the first period from previous harvest to seeding and the second during the cropping season. In the second part, we followed the nitrogen fertilizer pathway through soil and estimated fertilizer recovered by plants after fortification with nitrogen 15. Soil profiles were sampled on the same days as for the oxygen 18 and deuterium samplings. Results show that the fertilizer remained in the hill until the occurrence of rainfall events exceeding 70±10 mm. Nitrates are leached away mostly during the fall, as was the case for oxygen 18 and deuterium. At harvest, the tuber took up 47% of the nitrogen from fertilizer, leaving the remainder susceptible to leaching. Until maximum foliage coverage, the plant took up nitrogen more from fertilizer than mineralized organic nitrogen, but the reverse occurred thereafter. The third part was to simplify the sampling procedure of soil nitrate within the hill for budgeting nitrate. The hill was sampled across a 0-50 cm soil profile at four places and at five moments during the cropping season. A reliable relationship with a slope of 0.78 related soil nitrate content sampled at the centre of the hill to that of the entire hill for the 0-50 cm soil profile.
Quantifying nitrogen fertilizer leaching in order to reduce environmental losses in the potato (Solanum tuberosum L.) production on sandy soils is a major issue of current research. The general objective of the thesis was to address this problem in three parts. The first part aimed to follow the fate of rainfall and snowmelt in the soil during an entire year with water stable isotopes (18O and 2H) since nitrates follow water pathways. Rainfall and snow melt percolation rate was approximately 1.5±0.5 months. Water percolates at slower rate in the upper soil layer than in sublayers. Finally, a perceptual model considered two periods of nitrate leaching: the first period from previous harvest to seeding and the second during the cropping season. In the second part, we followed the nitrogen fertilizer pathway through soil and estimated fertilizer recovered by plants after fortification with nitrogen 15. Soil profiles were sampled on the same days as for the oxygen 18 and deuterium samplings. Results show that the fertilizer remained in the hill until the occurrence of rainfall events exceeding 70±10 mm. Nitrates are leached away mostly during the fall, as was the case for oxygen 18 and deuterium. At harvest, the tuber took up 47% of the nitrogen from fertilizer, leaving the remainder susceptible to leaching. Until maximum foliage coverage, the plant took up nitrogen more from fertilizer than mineralized organic nitrogen, but the reverse occurred thereafter. The third part was to simplify the sampling procedure of soil nitrate within the hill for budgeting nitrate. The hill was sampled across a 0-50 cm soil profile at four places and at five moments during the cropping season. A reliable relationship with a slope of 0.78 related soil nitrate content sampled at the centre of the hill to that of the entire hill for the 0-50 cm soil profile.

Dans des contextes semi-arides et fortement anthropisés la caractérisation et la quantification des transferts de polluants dans les eaux de surface et vers la mer est importante à appréhender pour aider à une meilleure gestion de la ressource en eau dans un contexte de changements environnementaux. Sur le Nord-africain notamment la difficulté d’obtenir des données en quantité et qualité suffisante est difficile. La présente étude s’intéresse aux mécanismes de transfert des nitrates et des sédiments à l’échelle du bassin versant de la Tafna (7200 km2) et des plus grands fleuves de l'Afrique du Nord par une approche couplant les mesures in situ et le modèle SWAT (Soil and Water Assessment Tool). La partie in situ a permis de quantifier la quantité de nitrates apportée par les différents exutoires des sous bassins de la Tafna. Elle a aussi mis en évidence la contribution du bassin versant à l’eutrophisation de la Méditerranée tout en mesurant les quantités de nitrates acheminées vers les eaux marines. Les résultats ont mis en évidence les facteurs qui influent sur les flux et les concentrations en nitrates et notamment l’occupation du sol et les barrages ont une grande influence sur les flux de nitrates dans la Tafna. Les stations d’étude ont été classées selon un gradient d’eutrophisation, les stations amont présentant de fortes concentrations en nitrates, elles s’opposent aux stations avals. Les résultats de simulation sur la période 2003 à 2011 ont montré qu’une grande partie de l'eau de surface de la Tafna provient du ruissellement de surface (59%) et du flux latéral (40%), alors que la contribution des eaux souterraines est insignifiante (1%). La Tafna transfère une quantité annuelle moyenne de 2942 t.an-1 de sédiment vers la mer entre 2003 et 2011. SWAT a montré aussi que les cinq barrages de la Tafna stockent une grande quantité de sédiments, plus de 27 000 t.an-1 (90% des sédiments transportés par la Tafna). Le modèle reproduit aussi le flux de nitrates dans les stations de mesure entre 2003 et 2011. La Tafna transporte une quantité moyenne annuelle de 37 à 86 tN.an-1 jusqu'à la Méditerranée. Sur la base de ces résultats, l’approche de modélisation a pemis d’effectuer un changement d’échelle vers les grands bassins du nord-africain. La simulation a montré que les barrages de la Tafna stockent une quantité importante de nitrates [80 à 486 tN.an- 1], qui représente en moyenne 62% de la quantité totale de nitrates transportée annuellement par le fleuve. L’application du modèle sur les plus grands fleuves d'Afrique du Nord, Moulouya (55 860 km2), Tafna (7 200 km2), Chélif (44 694 km2) Oued el Kbir-Rhumel (8824 km2) et Medjerda (23 213 km2) a permis de représenter les flux d'eau, de sédiments et de nitrate. Les fleuves de cette région transportent une quantité de sédiments de 706 .103tan-1 vers la Mer ou le fleuve Oued Kbir-Rhumel qui contribue à la plus grande quantité (55%).Le flux de nitrates transportés vers la mer est de 5330 tN.an-1, le fleuve Moulouya qui contribue à la plus grande quantité (32%). Les barrages de cette région stockent une grande quantité de sédiments (98%) et de nitrates (39%) transportés par les fleuves vers la Méditerranée.