Academic literature on the topic 'Sédiments aquatiques'

Les mesures de taux de sédimentation en milieux aquatiques peu profonds sont rares et sont souvent réalisées à l'aide de méthodes inadaptées. Les trappes à sédiment utilisées ont au minimum 25 cm de haut. Par conséquent, pour beaucoup de milieux peu profonds, plus de 25 % de la colonne d'eau ne sont pas échantillonnés. Nous avons pallié ce problème en développant un réceptacle mis en place dans les sédiments et destiné à recevoir des trappes à sédiment cylindriques. Le sommet des trappes peut alors être situé à moins de 5 cm de la surface des sédiments. Ce système est utilisable pour des milieux de profondeur inférieure à cinq mètres. Nos résultats montrent que les trappes à sédiments généralement utilisées sous-estiment de 35 à 79 % du taux de sédimentation. Les particules négligées proviennent des flux sédimentaires primaire et secondaire.

Les directives européennes requièrent que les États membres surveillent la contamination des sédiments continentaux et vérifient que les concentrations en contaminants hydrophobes et métaux dans les sédiments n’augmentent pas de manière significative au cours du temps. En France métropolitaine, les agences de l’eau coordonnent la surveillance des milieux aquatiques continentaux, mais ne disposent pas d’une méthodologie harmonisée permettant d’exploiter les données de contamination des sédiments de surface. À cela s’ajoutent des freins opérationnels, en raison de la difficulté à prélever des sédiments fins et comparables dans le temps résultant de l’hétérogénéité naturelle des sédiments. Aussi, le prélèvement de matières en suspension (MES), qui cible préférentiellement les particules fines, constitue une alternative intéressante au suivi des sédiments de surface. Une réflexion prenant en compte ces difficultés a été menée par Aquaref (Laboratoire national de référence pour la surveillance des milieux aquatiques) afin de proposer une méthodologie pour l’évaluation des tendances de contamination des sédiments. Cette méthodologie a été testée partir des données de surveillance, notamment en normalisant les données pour s’affranchir de la variabilité naturelle des sédiments. Des recommandations sur la qualité nécessaire des chroniques pour une exploitation fiable ont été formulées. Ainsi, sous réserve de disposer de chroniques comportant suffisamment de données et de paramètres normalisateurs, cette méthodologie permet d’identifier des tendances significatives et d’étudier l’évolution temporelle des contaminations à l’échelle d’une station. L’application de cette méthodologie sur des données de MES a permis de démontrer l’intérêt d’effectuer un suivi des MES pour évaluer les tendances de contamination, en raison de l’homogénéité de la fraction échantillonnée au cours du temps. Les comparaisons entre résultats obtenus sur des données de sédiments et de MES montrent que ces dernières peuvent permettre une étude plus fine des tendances. Les approches proposées constituent une première étape pour répondre aux exigences réglementaires, et pour une meilleure exploitation des données de contamination des sédiments.

A partir de références bibliographiques encore réduites, les auteurs ont mis au point un protocole expérimental d'évaluation de la toxicité des sédiments de rivière, après extraction au dichlorométhane et mesure de la toxicité par le lest de Bioluminescence Bactérienne. Ce protocole simple appliqué à quarante-trois prélèvements correspondant à des situations de pollution diversifiées, a permis d'établir et de proposer une typologie des sédiments en fonction de leur niveau de toxicité. Correspondant à une approche nouvelle (tests biologiques de toxicité sur sédiments), la méthodologie apparaît particulièrement intéressante pour la gestion patrimoniale des cours d'eau (réseaux de surveillance, mise en évidence de situations de pollutions), et devrait être intégrée dans les opérations de mesure de l'impact des pollutions toxiques sur les écosystèmes aquatiques.

Les activités exoenzymatiques participent de façon importante à la transformation des composés organiques dans les milieux aquatiques, en particulier par hydrolyse de composés à haut poids moléculaire qui sont réduits en monomères ou en petits oligomères assimilables par les bactéries. Cette étape est un processus clé dans le fonctionnement de la boucle microbienne. De nature très diverse, les exoenzymes ont une localisation variable selon le Gram de la bactérie ; leur régulation se situe soit au niveau de leur synthèse, soit au niveau de l'expression de leur activité. Bien que certaines exoenzymes soient constitutives, l'inductibilité semble être le mode de fonctionnement le plus fréquent. L'intégration de ce processus dans des études globales sur le potentiel hydrolytique de milieux aquatiques nécessite quelques précautions dans la réalisation expérimentale et dans l'interprétation des données : variabilité intrinsèque différente selon l'exoenzyme considérée (de 7 % pour la glucosidase à 16 % pour la phosphatase), variabilité géographique importante (pouvant atteindre +/- 50 % à un mètre de distance) dans les milieux sédimentaires, ce qui nécessite la connaissance topographique du milieu étudié et la définition d'une stratégie d'échantillonnage préalable. Les méthodologies de prélèvements, en particulier en sédiments ou en substratums grossiers, présentent une certaine complexité de mise en oeuvre que n'ont pas, au moins à faible échelle, les prélèvements en colonne d'eau (hétérogénéité du milieu à l'échelle centi- voire millimétrique, densité de population très variable, diffusion de substrat nutritifs,...). Une standardisation du protocole expérimental est proposé. Dans l'optique d'études sur les capacités d'assimilation et de biodégradation de matière organique des systèmes aquatiques, les données d'activités exoenzymatiques nécessitent d'être couplées à d'autres mesures biologiques ou biochimiques : biomasse bactérienne et/ou phytoplanctonique (en particulier pour la phosphatase), analyse fine de la matière organique assimilable (par exemple, par classes : lipides, glucides, protides, dans leurs fractions dissoutes et particulaires).

RésuméDurant la décennie 70, les extractions de sédiments en lit mineur ont connu une forte croissance dans les cours d’eau, notamment en France comme dans la plupart des pays développés. Si l’impact de ces activités extractives sur l’équilibre géomorphologique et biologique des cours d’eau a déjà été largement analysé, plus rares sont les études mettant en lumière l’effet des extractions sur les habitats écologiques des lits majeurs. L’objectif de cet article est d’évaluer rétrospectivement les effets des extractions dans le lit mineur du Doubs, un affluent de la Saône (France), sur l’évolution des zones aquatiques périfluviales, à partir d’analyses d’archives, de données issues de levésin situet de photographies aériennes. L’incision du lit en relation avec les activités extractives en lit mineur est d’abord mise en lumière. À partir de l’étude détaillée de 12 zones aquatiques périfluviales, un lien chronologique a ensuite été établi entre l’incision du chenal et la réduction de la superficie des zones humides périfluviales. L’intensité de la réduction n’est pas liée à la proximité de la fosse, l’incision touchant tout le tronçon et à la géométrie des berges. La recherche de liens causaux s’appuie sur un faisceau de preuves convergentes suffisamment robustes pour valider l’hypothèse initiale sachant que les preuves sont souvent partielles et les conditions d’utilisation de certaines données dans un cadre diachronique rigoureux sont restreintes.

Abstract En absence de normes de rejet, les rejets industriels au Maroc sont rejetés dans le milieu naturel, en particulier marin, sans aucun traitement préalable. Aussi, l'objectif du présent travail est d'étudier l'impact des rejets industriels riches en chrome au niveau des différents compartiments aquatiques (mollusques, poissons, algues et sédiments) le long de huit stations de prélèvements sur le littoral entre Casablanca et Mohammadia, durant une période de cinq années (été 1998 – printemps 2002); en plus, cette étude vise à évaluer l'espèce la plus bioindicatrice de pollution par le Cr. Les teneurs en Cr les plus élevées accumulées par les moules ont été détectées le long de l'Oued El Malleh (S2) et au niveau du site S6 de Oukacha (respectivement 18,7 et 14,4 mg/kg poids sec), soient deux secteurs recevant la majorité des eaux usées des unités industrielles de Mohammadia et de Ain Sebâa. Ces résultats sont cohérents avec les fortes concentrations en Cr (300 mg/ kg poids sec) détectées dans les sédiments prélevés aux stations S2 et S6. Ce dernier site a montré également des teneurs assez élevées de l'ordre de 9,70 et 25,90 mg/ kg poids sec respectivement pour l'Ulva lactuca et la Corallina officinalis. Les résultats d'accumulation du Cr chez deux espèces de poissons, le mulet Mugil cephalus et le sar Diplodus sargus, ont montré des teneurs plus élevées chez le mulet que chez le sar. L'étude comparative des concentrations en Cr entre les différents compartiments biologiques étudiés montre que la moule M. galloprovincialis est un excellent bioindicateur de pollution par le Cr, révélant des concentrations plus élevés que les autres espèces d'algues et de poissons.

Résumé En milieu urbain, les flux générés par la pluie peuvent transporter vers les hydrosystèmes une partie des éléments polluants accumulés par temps sec et issus des diverses activités humaines. Ces flux polluants sont qualifiés de « rejets urbains par temps de pluie » (RUTP). Les études menées depuis les années 1960 ont permis d’identifier le problème en évaluant l’origine des polluants, les ordres de grandeur des concentrations et les flux émis. Les RUTP présentent un caractère épisodique, mais peuvent avoir des effets de nature chronique, liés à la répétition des phénomènes. Ils peuvent altérer les différentes composantes des milieux récepteurs : composantes physiques (e.g. modification des écoulements, de la morphodynamique), chimiques (e.g. apports de matières en suspension, fertilisants, micropolluants), biologiques (e.g. sélection des espèces, toxicité, bio-accumulation) et l’hydrosystème dans sa globalité (e.g. eutrophisation). L’intégration d’une caractérisation biologique dans l’évaluation des impacts est reconnue depuis peu, et il existe relativement peu de travaux prenant en compte cette composante. La complexité des rejets (e.g. caractère intermittent, variabilité spatio-temporelle) et la diversité des milieux récepteurs font qu’il est difficile de dresser un bilan exact des impacts. Une approche intégrée, ou holistique, est aujourd’hui préconisée prenant en compte : des descripteurs physico-chimiques, des critères de qualité du milieu (eau et sédiments), de l’habitat, du régime hydraulique, des communautés biologiques autochtones, et des données toxicologiques. Toutefois, une telle approche est difficile à mettre en oeuvre et les travaux s’appuient généralement sur des approches plus simples : études de laboratoire ou de terrain ou combinant les deux.

La métallothionéine (MT) est un ligand protéinique intracellulaire important à cause de son implication dans les processus de régulation des métaux traces essentiels et non-essentiels. Bon nombre de travaux ont été conduits en laboratoire pour bien comprendre les mécanismes de synthèse de cette protéine, mais les études réalisées en milieu aquatique sont beaucoup plus rares, particulièrement dans les rivières (milieu lotique). Dans ce contexte, la présente étude avait deux objectifs principaux : (1) identifier en milieu lotique les métaux traces (argent "Ag", cadmium "Cd", cuivre "Cu", nickel "Ni", plomb "Pb" et zinc "Zn") susceptibles d'induire la synthèse de la MT chez trois espèces sentinelles, soit le mollusque bivalve Pyganodon grandis, la larve d'éphémère Hexagenia limbata et le grand brochet du nord Esox lucius ; (2) définir les variables physico-chimiques ou toxicologiques pouvant influencer la prise en charge des métaux traces et conséquemment les concentrations en MT chez le mollusque P. grandis et l'éphémère H. limbata. Deux rivières de la région de l'Abitibi ont été échantillonnées à l'été 2001 afin de récolter les espèces sentinelles à 21 stations. Les concentrations en métaux traces, ainsi qu'en métallothionéine, ont été mesurées dans les branchies des mollusques, dans le rein des brochets et dans le corps entier des éphémères. La métallothionéine a été mesurée à l'aide d'une technique de saturation au mercure. D'après nos résultats, le cadmium tissulaire semble être le meilleur prédicteur de la concentration de MT chez les trois espèces sentinelles. Cependant, l'implication d'autres métaux est également possible. Dans le cas de P. grandis, la concentration de manganèse (Mn) dans les sédiments pourrait influencer la prise en charge du Cd et la synthèse de MT.

RÉSUMÉ À l'ouest de Baie-Saint-Paul (Charlevoix), Ia vallée du bras du Nord-Ouest de la rivière du Gouffre est colmatée par plus de 120 m de sédiments wisconsiniens. À la base, les Dépôts lacustres d'obturation de Saint-Placide se composent de sables sous-aquatiques surmontés de 60 m de rythmites. Celles-ci contiennent des blocs glaciels, des lentilles de diamicton et des niveaux de plications syngénétiques attribuables à un environnement proglaciaire. Malgré leur puissance, les rythmites correspondent à une palynozone unique: une toundra arbustive dominée par Betula glandulosa, Alnus crispa et des Graminées. Quelques rares diatomées d'eau douce et l'altitude élevée (300 m) du toit des rythmites font supposer une origine lacustre. Compte tenu de sa situation physiographique dans une vallée ouverte sur le moyen estuaire du Saint-Laurent, le paléolac résulte d'un barrage glaciaire dont la localisation reste incertaine. Un till de fusion, de 20 m d'épaisseur moyenne, surmonte les Dépôts lacustres d'obturation de Saint-Placide. Le till s'épaissit localement en une moraine et peut atteindre 52 m d'épaisseur. Il se compose d'un diamicton interstratifié de quelques lits de sable et mis en place par un écoulement glaciaire en provenance du nord. Les Dépôts lacustres d'obturation de Saint-Placide et le till qui les recouvre sont interprétés comme étant deux membres d'une même formation corrélative au Stade de Trois-Rivières. Les Dépôts lacustres d'obturation de Saint-Placide constituent le début du stade; le till de fusion et la moraine en marquent la fin. Le maximum glaciaire du Stade de Trois-Rivières, dans la coupe étudiée, se traduirait par une lacune sédimentaire, voire une érosion du sommet des rythmites.

Cet article vise à démontrer l’intérêt scientifique et opérationnel de coupler de façon systématique carottages et méthodes géophysiques pour l’étude et la gestion de sédiments fluviaux. Deux techniques géophysiques sont présentées, car particulièrement adaptées au contexte fluvial : le radar géologique ou GPR (ground penetrating radar) est fondé sur l’émission d’ondes électromagnétiques et permet d’obtenir une image des structures sédimentaires superficielles à terre ou en eau peu profonde, tandis que le sondeur de sédiment (ou sub bottom profiler) est une méthode acoustique qui s’utilise en contexte aquatique uniquement, généralement dans des profondeurs d’eau plus importantes que le GPR. La mise en œuvre des méthodes géophysiques demande peu d’efforts logistiques et donne des informations sur la géométrie du sous-sol avec une très bonne résolution, mais ne permet pas une caractérisation des sédiments. Les carottes sédimentaires – prélevées à terre ou en eau – peuvent être échantillonnées et analysées, ce qui permet une caractérisation des sédiments (granulométrie, chimie, teneur en matière organique, datation, etc.) ponctuelle dans l’espace. Les deux approches sont donc complémentaires et leur couplage permet d’étendre la caractérisation des carottes à l’ensemble des structures identifiées par les sondages géophysiques. Pour illustrer ce propos, la démarche est appliquée à un ouvrage hydraulique, où une combinaison de cinq profils GPR et trois carottes sédimentaires suffit pour identifier et représenter en trois dimensions l’ensemble des structures sédimentaires, déterminer la chronologie de remplissage de l’aménagement et calculer et localiser les volumes de sédiments plus ou moins pollués en polychlorobiphényles indicateurs (PCBi).

L'utilisation des techniques video a permis d'etudier certains points de l'activite des tubificidae (oligochaeta) liee a leur nutrition, leur locomotion et leur respiration. Pour se nourrir des bacteries fixees aux particules sedimentaires, les vers ingerent le sediment aussi bien lorsqu'ils circulent dedans que lorsqu'ils restent sur place a sa surface. L'ingestion n'est pas continue. Les elements avales progressent plus rapidement dans la partie terminale du tube digestif que dans ses autres portions. Les dechets solubles de la digestion sont surtout elimines par excretion a travers les nephridies tandis que les dechets solides sont expulses lors de la defecation. Celle-ci a souvent lieu a la surface des sediments. Les rejets des feces est un phenomene rapide et rythmique qui dure en moyenne 26 secondes. Entre deux defecations les vers peuvent s'enfouir dans le sediment ou rester a leur place en surface. Dans ce dernier cas, la frequence de defecation est de 3 minutes. Son intensite est comprise entre 3 et 5 mg de sediment sec/mg poids sec de ver/heure. En moyenne un individu passe deux minutes a l'interieur des sediments et une heure au plus a la surface. La partie caudale emergeant dans l'eau represente 1/4 du corps. Elle est soit immobile soit elle s'agite a un rythme de 1,7 oscillations/seconde. Ces mouvements sont respiratoires. Lorsque l'oxygene se rarefie les vers passent plus de temps en surface, ils s'extirpent au 3/4 du sediment et s'agitent d'avantage. Les differentes activites des tubificidae sont influencees par de nombreux facteurs biotiques et abiotiques mais parallelement elles ont de nombreuses repercussions sur le milieu. Comme tous les phenomenes biologiques, elles presentent une assez grande variabilite individuelle et entre individus

Le comportement des éléments traces métalliques (ETM) a été étudié dans deux systèmes aquatiques très différents, mais fortement contaminés par d’anciennes activités minières et métallurgiques. Le premier site d’étude se situe dans deux rivières Norvégiennes (Raubekken et Vorma). Les concentrations en Cu, Fe et Zn dans deux rivières ont été déterminées par voltamétrie à l’aide d’un système automatisé développé par le NTNU (Norwegian University of Science and Technology). Le résultat le plus marquant de cette étude est la variabilité journalière de ces trois métaux dans la Vorma, avec des maxima de concentrations décalés dans le temps. Le second site d’étude se situe dans le canal de la Deûle à proximité de l’ancienne usine Métaleurop. Bien que les particules en suspension et les sédiments soient fortement contaminées en plomb, zinc et cadmium, ilapparaît globalement que la qualité de l’eau filtrée est bonne. A l’interface eau-sédiment, l’oxydation de la matière organique biodégradable et la réduction conjointe des oxydes de fer et de manganèse conduisent à une libération importante des ETM dans les eaux interstitielles de surface. Pour autant, les valeurs des flux diffusifs et benthiques des ETM du sédiment vers la colonne d’eau restent faibles par rapport à leurs variations journalières de concentration constatées dans la colonne d’eau. En hiver, le suivi continu du zinc a montré que l’augmentation des concentrations survient plusieurs heures après la remise en suspension de sédiments alors qu’au printemps, les variations de température entre le jour et la nuit ainsi que celles de l’activitéphytoplanctonique sont probablement à l’origine de cycles journaliers<br>Trace-metals behaviour had been studied in two different aquatic systems contaminated by mining and metallurgical activities. The first study site is situated in two Norwegian rivers (Raubekken and Vorma). Cu, Fe and Zn concentrations in both rivers were measured by voltammetry by means of an automatic monitoring system developed by the NTNU (Norwegian University of Science and Technology). The most significant result of this study was the daily variability of these three metals in Vorma, with noticeable shifts of metal-content maxima detected. The second study site is situated in Deûle river, close to the ancient smelter Metaleurop. Although suspended particles and sediments were strongly contaminated by Pb, Zn and Cd, the global quality of the filtered water was found to be good. As for the water-sediment interface, the oxidation of biodegradable organic matter and the reduction of iron and manganese oxides result in an important release of trace metals in interstitial waters from surface sediments. Nevertheless, measured and calculated diffusive and benthic fluxes of trace metals from the sediment to the water column were weak with respect to daily metal-concentrations variations in the water column. During monitoring campaigns in winter, it was shown that an increase of dissolved zinc occurred in the water column a few hours after sediment resuspension events, whereas in spring this phenomenon is more dependent upon temperature variations between day and night and phytoplankton activity as key parameters of daily cycles

Dans les écosystèmes aquatiques, les échanges à l’interface eau-sédiment jouent un rôle clé dans les processus biogéochimiques et la dégradation de la matière organique. De ce fait, dans les systèmes colmatés par des sédiments fins, le fonctionnement de l’interface est fortement modifié. L’objectif de cette étude est de quantifier les effets de deux taxons générateurs de bioturbation (oligochètes tubificidés et larves de chironomes) dans des systèmes expérimentaux en infiltration colmatés par différents types de sédiments fins. Les résultats suggèrent de prendre en compte pleinement le rôle de la bioturbation dans la quantification des flux de matière et d’énergie au sein des milieux sédimentaires naturels et anthropisés<br>In aquatic ecosystems, water-sediment exchanges play a key role on biogeochemical processes and organic matter mineralization. Thus, in systems clogged by fine sediments, the functioning of water-sediment interface is strongly perturbed. The objective of this study was to quantify the effects of two bioturbator taxa (tubificid oligochaeta and chironomid larvae) in experimental infiltration systems clogged by different types of fine sediments. Results of this study suggest the need to fully account for bioturbation when quantifying matter and energy flows in natural and anthropogenically-influenced sedimentary systems

Nous avons étudié les quantités maxima d'éléments majeurs fixées par les macrophytes en conditions naturelles (lac d'Annecy) et semi-naturelles (croissance de Phalaris arundinacea). Nous avons également évalué l'incidence de l'environnement trophique sur la végétation (dans différents lacs ; relations plantes­sédiments dans le lac d'Annecy). En milieu naturel nous avons employé une double méthodologie : la "méthode des transects" pour observer et échantillonner la végétation de l'ensemble d'un lac ; l'étude comparative entre différents lacs ou entre les sites d'un même lac, à différentes périodes caractéristiques. L'environnement trophique a une influence globale importante sur la composition et la distribution végétales. Des lacs étudiés, celui d'Annecy, le plus propre (oligo-mésotrophe), a la végétation la plus importante (colonisation de 50% de la zone 0-50 m, essentiellement par les Characées. L'incidence des macrophytes dans la mobilisation des éléments du milieu est faible : 2% du phosphore et 1% de l'azote contenus dans la masse d'eau. Nous avons observé des relations intéressantes entre la composition chimique des plantes et celle du sédiment superficiel associé : le prélèvement des éléments du sédiment diffère selon la végétation ; des sédiments colonisés par les Characées à ceux colonisés par les hélophytes, la concentration en calcium diminue, celle de magnésium, sodium et potassium augmente. Dans un environnement de culture particulièrement favorable, un hélophyte performant, le Phalaris, par sa très forte biomasse végétale (Jusqu'à 7 kg de tiges sèches/m²), peut épurer efficacement un milieu nutritif riche comparable à une eau usée domestique : près de 50% de la charge en azote et phosphore apportée en 6 mois est facilement exportable par fauche à l'automne. L'application au système de lits à macrophytes peut-être envisagée si la charge polluante est apportée sous forme liquide<br>We have measured maximum amounts of macroelements uptaken by macrophytes under natural (in lake Annecy) and artificial (with Phallaris arundinacea) conditions. We also studied the influence of the trophic environment (global lake ; sediment) on the vegetation. In natural conditions, two methods are applied: the "transect method" to note (record) and to sample the vegetation for a whole lake ; the comparative study between different lakes or between sites of a same lake for characteristic periods. Field studies ere achieved by SCUBA diving. The trophic environment has a global but main incidence on the species composition and distribution of the vegetation. The purest lake (lake Annecy, which is oligo-mesotrophic) is the richest in macrophytes, mainly Characeae, colonizing half of the littoral zone (0-15 m). In this lake Macrophytes take up small amounts of elements, corresponding respectively to 2% phosphorus and 1% nitrogen of the water body. We notice interesting relations between the chemical composition of the plants and that of the corresponding superficial sediment: uptake of macroelements is different according to the plants ; from sediments supporting Characeae to those colonized with helophytes the calcium content is decreasing whereas the magnesium, sodium and potassium content is increasing. In favorable conditions, the productive Phalaris, which produces up to 7 kg. M² of above ground biomass (dry weight), is efficient to uptake nutrients from a rich medium, comparable to a domestic sewage about 50% of the 6 months nitrogen and phosphorus content may be eliminated by exporting the autumnal crop. Adaptation to the macrophyte-bed system of SEIDEL is possible: the domestic sewage (sludge) should be brought under a liquid form

Deux types de déchets salins ont été traités par la voie de la phytoremédiation : des effluents industriels et des sédiments marins. Le potentiel de trois espèces aquatiques, Phragmites australis, Typha latifolia et Juncus maritimus, pour traiter la charge en ions Cl- a été caractérisé pour différents stades de maturité au travers d’essais en laboratoire. Ces espèces ont montré d’excellentes capacités d’adaptation aux milieux chlorurés et en particulier pour un stade de croissance mature (plants âgés d’un an). La phytoremédiation des déchets considérés semble possible avec des abattements significatifs, que ce soit pour les effluents (50-95 % d’abattement en 40 jours) ou les matrices solides (5-30 % d’abattement en 80 jours). Les abattements mesurés sur les essais sur effluents s’expliquent principalement par des mécanismes de sorption des ions Cl-. Les végétaux ne jouant alors quant à eux qu’un rôle mineur via l’exportation de leur matière verte. Une expérimentation à plus grande échelle sur des sédiments marins dragués spécifiquement pour cette étude a été menée. Sur la période expérimentale étudiée, aucune croissance des végétaux n’a pu être observée ayant pour conséquence aucun effet de remédiation. Plusieurs causes ont été mises en évidence ou présupposées : la granulométrie des sédiments (vase), la canicule de 2019 ou encore la présence d’autres contaminants (SO42-, métaux/métalloïdes). Ces essais ont néanmoins permis de montrer que la phytoremédiation en procédé unique de gestion des sédiments marins fraichement dragués n’est pas adaptée. De nouveaux systèmes de phytoremédiation doivent donc être étudiés sur ces sédiments en combinaison avec différents procédés tels que le lessivage, l’osmose inverse ou l’évaporation. De plus, afin d’optimiser les capacités épuratoires des végétaux dans un procédé de phytoremédiation, il est nécessaire d’employer des espèces acclimatées et donc locales. Aucune méthode de traçage de l’origine géographique des végétaux aquacoles n’est aujourd’hui préconisée. Un outil de traçage basé sur le rapport isotopique du strontium (87Sr/86Sr) a été étudié vis-à-vis des différentes fraudes pouvant être observées dans ce secteur. La faisabilité de discriminer des aires géographiques a été évaluée par la comparaison de la signature isotopique de différentes productions à travers le monde (France, Allemagne, Hongrie, Chine). La caractérisation du cycle biogéochimique du Sr pour les plantes aquatiques a permis de mettre en évidence la contribution majeure de l’eau d’irrigation ainsi que celle des pratiques agricoles, justifiant des rapports isotopiques propres aux productions. La stabilité temporelle de cet outil a été confirmée au travers de la reculture de végétaux étrangers dans des conditions locales. Ainsi, les isotopes stables du strontium se révèlent être un outil précieux pour certifier l’origine géographique des végétaux aquatiques et mettre en évidence les fraudes communément observées dans ce domaine<br>Two types of saline waste were treated by phytoremediation: industrial effluents and marine sediments. The potential of three aquatic species, Phragmites australis, Typha latifolia and Juncus maritimus, to treat the Cl-ion contamination was characterised for different stages of maturity through laboratory tests. These species showed excellent adaptation to saline environments and in particular for a mature growth stage (one-year-old plants). Phytoremediation of the waste considered seems possible with significant reductions, both for effluents (50-95% reduction in 40 days) and solid matrices (5-30% reduction in 80 days). The remediation rates measured in the effluent tests are mainly explained by Cl- ion sorption mechanisms. Plants then play only a minor role via the export of their green matter. A larger scale experiment was carried out on marine sediments dredged specifically for this study. Over the experimental period studied, no plant growth was observed, resulting in no remedial effects. Several causes were identified or presupposed: the granulometry of the sediment (silt), the heat wave of 2019 or the presence of other contaminants (SO42-, metals/metalloids). Nevertheless, these tests have shown that phytoremediation as a single process for managing freshly dredged marine sediments is not suitable. New phytoremediation systems must therefore be studied on these sediments in combination with different processes such as leaching, reverse osmosis or evaporation. Moreover, in order to optimise the epuration capacities of plants in a phytoremediation process, it is necessary to use acclimatised and therefore local species. No method for tracing the geographical origin of aquaculture plants is currently recommended. A tracing tool based on the strontium isotopic ratio (87Sr/86Sr) has been studied in relation to the various frauds that can be observed in this sector. The feasibility of discriminating between geographical areas was assessed by comparing the isotopic signature of different productions throughout the world (France, Germany, Hungary, China). The characterisation of the biogeochemical cycle of Sr for aquatic plants highlighted the major contribution of irrigation water as well as that of agricultural practices, justifying the isotope ratios specific to the productions. The temporal stability of this tool was confirmed through the recultivation of foreign plants in local conditions. Thus, the stable isotopes of strontium are proving to be a valuable tool for certifying the geographical origin of aquatic plants and highlighting the frauds commonly observed in this field

Cette thèse s'intéresse au rôle de la bioturbation dans la diagenèse précoce des sédiments d'eau douce, et en particulier à l'influence de la diversité des transports biologiques particulaires et dissous. Pour élucider les interactions complexes entre les transports biologiques et la transformation de la matière, des modèles de transport-réactions ont été développés, tenant compte de la diversité des bio-transports. Un premier travail sur un sédiment expérimental a été réalisé pour comprendre l'influence du transport par les oligochètes tubificidés sur le devenir du cadmium. Ensuite, le cas plus complexe de la minéralisation de la matière organique dans la retenue de Malause (confluence du Tarn et de la Garonne, Sud Ouest, France) a été traité. Les mesures de bioturbation par la communauté benthique montrent une diversité de bio-transports peu souvent prise en compte. Issu de ces résultats, un modèle de diagenèse précoce de la matière organique a été développé, incluant pour la première fois des bio-transports particulaires nonlocaux. Enfin, dans une dernière partie, une extension des modèles de bioturbation est présentée afin de représenter l'effet d'une distribution en patch des organismes<br>This study deals with the role of bioturbation in the early diagenesis of freshwater sediments, particularly the effects of the diversity of the biological transports. To understand the complex interactions between the bio-transports and the reactions of matter transformation, some models of reactive transport were developed including the bio-transport diversity. In a first chapter, cadmium transport by oligochætes tubificids was modelled using an existing dataset. Then, the more complex case of the organic matter mineralization in the Malause reservoir (West South of France) has been addressed. Bioturbation by the natural benthic community was measured. A model of early diagenesis of organic matter was developed including this bioturbation, and particularly the non-local transports. Finally, an extension of bioturbation models is proposed in the last chapter, to account for the effects of the patchiness in the distribution of bioturbators

De nombreuses familles de polluants organiques en provenance de différentes sources se retrouvent dans les milieux aquatiques continentaux et littoraux. Ces molécules plus ou moins lipophiles et persistantes sont souvent présentes à l’état de trace dans la fraction dissoute. L’utilisation de compartiments concentrateurs comme les sédiments, les préleveurs passifs (dispositif de membrane semi-permeable), ou des bio concentrateurs comme les moules rend alors plus accessible l’évaluation des concentrations ambiantes du milieu. Certaines de ces molécules organiques possèdent un potentiel à perturber les fonctions endocriniennes des animaux et de l’homme, en se liant notamment aux récepteurs aux oestrogènes (ER). La détection de ces « perturbateurs endocriniens» (PE) peut alors se faire à l’aide de bioessais, exprimant différents types de récepteurs (ER, AhR …). Ces tests permettent de déterminer l’activité globale d’un extrait et peuvent être complétés par l’analyse chimique pour identifier les molécules responsables des activités. L’objectif de la thèse a été de déterminer la faisabilité et la pertinence d’utiliser les bioessais combinés à différents types d’extraits environnementaux (moules, sédiments, préleveurs passifs) pour rendre compte de l’état de contamination de divers milieux aquatiques méditerranéens (fleuve, lagune côtière, émissaire en mer). Le Lez et son environnement côtier ont été pris comme cas d’étude pour estimer l’impact des rejets de station d’épuration (STEP) d’origine domestique dans le contexte particulier des petites rivières méditerranéennes. Les résultats des bioessais et des analyses chimiques ont clairement montré l’impact du rejet. Des concentrations élevées en hydrocarbures aromatiques polycycliques et en alkylphénols ont été mesurées dans les sédiments prélevés dans le Lez et dans les lagunes côtières, en aval du rejet. Cette contamination persiste un an après l’arrêt du rejet de STEP. L’étude de la distribution des PE entre les moules, les préleveurs passifs et les sédiments dans les lagunes côtières ont montré le rôle actif des sédiments dans la contamination de la colonne d’eau. Les bioessais et l’analyse chimique ont démontré leur complémentarité pour l’évaluation de la contamination par les PE<br>Many organic pollutants issued from different sources are present into freshwater and coastal waters. Since these lipophilic contaminants are present at trace levels in water, accumulator compartments such as sediments, passive samplers (semipermeable membrane devices) and mussels can be used to assess their concentration in aquatic systems. It is known that some organic pollutants can disrupt the endocrine system of humans and biota by binding the estrogen receptor (ER). Detection of endocrine disruptors (ED) can thus be performed using in vitro bioassays which expressed the ER. These bioassays give informations on the global activity of environmental samples while chemical analysis can be be used in order to identify chemicals responsable of the observed activity. The objective of the thesis was to determine the feasibility and the relevance of using bioessays on various types of environmental extracts (mussels, sediments, passive samplers) to report the level of organic contamination of diverse Mediterranean aquatic systems (river, coastal lagoon, submarine outfall). The Lez River and its coastal environment were selected as case study to estimate the impact of the sewage treatment process (STP) discharge in the particular context of the small Mediterranean rivers. The results of the bioessays and the chemical analysis clearly showed the impact of the wastewater discharge. High concentrations of aromatic polycyclic hydrocarbons and alkylphenols were measured into sediments that were sampled downstream the STP outlet and into coastal lagoons. The study of the distribution of ED between mussels, sediment and passive samplers in the coastal lagoons clearly showed the role of sediment in the contamination of the water column. Finally, combination of bioassays and chemical analysis were satisafactory to assess the environmental contamination by EDs

La préconcentration et la séparation des métaux traces de leurs milieux naturels est une étape nécessaire avant l'analyse par les méthodes spectroscopiques. Dans ce travail, nous avons développé de nouvelles méthodes analytiques pour le dosage des métaux traces dissous dans des milieux naturels. Pour cela, l'extraction de type solide-liquide en utilisant des résines chélatantes a été utilisée. La complexation des métaux (Fe, Cd, Ni, Mn, V, Zn, Pb et Cu) dans l'eau de mer par la 8-Hydroxyquinoline suivie par l'adsorption sur la colonne C18 permet la détermination des concentrations totales des métaux. Par contre, le passage direct de la même eau sur la colonne C18 permet la détermination des métaux complexés par les matières organiques. Puis par la différence entre la fraction totale et la fraction organique nous pouvons déduire la fraction inorganiques dite labile, qui est responsable de leur toxicité. Plusieurs résines chélatantes (comme la Chelex-100, Chélamine ou la 8-hydroxyquinoline immobilisée sur un gel) ont été testées pour estimer cette fraction. L'analyse des eaux marines a montré que le cadmium et le manganèse se trouvent majoritairement sous forme de complexes inorganiques. Le cuivre, le nickel, le fer, le plomb, le zinc et le vanadium sont aussi présents sous forme de complexes organiques en proportions variées. Enfin, les méthodes optimisées ont été utilisées pour étudier la spéciation et les concentrations totales de certains métaux dans les eaux interstitielles des carottes sédimentaires en trois sites différents de la Seine. Cette étude nous a permis de montrer que les protocoles analytiques mis au point sont bien capables de séparer et préconcentrer certains métaux et d'étudier leur spéciation dans les eaux interstitielles.

Les recherches sont consacrees a l'etude de la contamination des organismes aquatiques par le cadmium et le zinc presents dans la riviere lot. Afin de preciser les mecanismes ecotoxicologiques mis en jeu dans ces systemes complexes, les etudes in situ sont completees par une approche experimentale de laboratoire. Les travaux realises sur le terrain portent sur la contamination de 4 especes de poissons d'eau douce (chevaine : leuscicus cephalus, gardon : rutilus rutilus, breme : abramis brama et perche : perca fluviatilis). Des prelevements, realises dans 4 stations reparties selon un gradient de pollution sur la partie moyenne du lot, permettent de dresser un premier bilan des niveaux de contamination des poissons. Parallelement a ces travaux, des mollusques bivalves non contamines (c. Fluminea), sont implantes dans cinq stations (technique de caging). Les mesures de la bioaccumulation des deux metaux par ces mollusques revelent des cinetiques de contamination rapides a partir du cadmium et du zinc presents dans les sediments et la colonne d'eau. La seconde partie des recherches, effectuee en laboratoire, repose sur l'utilisation de microcosmes, permettant d'etudier les transferts du cadmium entre les sediments du lot et trois types d'organismes : c. Fluminea, une macrophyte enracinee elodea densa et une larve d'ephemere fouisseuse : h. Rigida. Afin de completer l'etude des transferts de metaux entre les sediments du lot et c. Fluminea, tant au laboratoire qu'in situ, une analyse des principaux vecteurs de contamination des mollusques par voie trophique est conduite.