Soutenance mémoire
Les polluants venus de la terre
Elles concernent d’une part les rejets de macro-déchets, et d’autre part les effluents véhiculés par les cours d’eau de surface ou souterrains, les ruissellements des eaux de pluies ou d’irrigation. La pollution d’origine terrestre joue un rôle majeur dans la contamination de la mer Méditerranée (Bousquet, 2003).
Les polluants d’origines industrielles
Le littoral reçoit environ 20 % de la pollution toxique industrielle, soit une charge toxique à l’effet observé sur un crustacé (daphnie) selon une procédure normalisée. Au niveau national, il existe environ 600 000 installations classées et 65 000 d’entres elles sont soumises à autorisation. 4 800 de ces établissements sont soumis à une autosurveillance des rejets d’eaux résiduaires. Les 480 plus gros émetteurs industriels sont à l’origine de 5 à 17% des rejets totaux pour un certain nombre de métaux (Cu, Cd, Ni, Hg, Pb, Zn), de 36 à 57 % pour le chrome et les hydrocarbures et 100 % pour le titane. Les rejets les plus importants sont localisés dans les zones industrielles portuaires (IFREMER, 2006).
Les rejets urbains
Les rejets urbains des agglomérations littorales de plus de 10 000 eq.hab. Représentent 1 % de la pollution émise par l’ensemble de la population urbaine nationale. Le taux de dépollution moyen sur le littoral est de 47 %, combinant un taux de collecte des rejets de 71 %et un taux d’épuration par les stations de traitement de 65 % (IFREMER, 2006). Les rejets urbains sont responsables de l’accumulation ponctuelle de matières organiques, micropolluants chimiques et de pollution bactériologique (bactéries, virus, champignons…) (Bousquet, 2003).
Le devenir des polluants dans le milieu marin
Les contaminants rejetés dans l’environnement finissent par se retrouver plus ou moins rapidement dans les milieux aquatiques, en particulier estuariens et côtiers, où ils peuvent avoir des effets à court et à long terme (Burton, 1992). Les processus qui définissent le devenir des contaminants dans les différents compartiments de l’environnement (physique ou biologique), sont:
La bioconcentration
Elle est définie comme le processus par lequel une substance se trouve présente dans un organisme vivant à une concentration supérieure à celle de son milieu aquatique environnant. Elle comprend plusieurs étapes : l’absorption de la substance, la répartition interne au sein de l’organisme, la modification par le métabolisme et l’élimination. L’organisme peut concentrer plusieurs dizaines de milliers de fois la concentration du milieu extérieur. Le facteur de bioconcentration (FBC) est défini par le rapport de la concentration d’une substance dans un organisme à la concentration dans l’eau (Ramade, 1992).
La bioaccumulation
La dernière phase de la circulation d’un polluant dans la biosphère est constituée par la contamination des êtres vivants et, parfois, par la bioaccumulation dans l’organisme de ces derniers. On désigne par le terme de bioaccumulation l’accroissement direct de concentration d’un polluant lorsqu’il passe de l’eau dans un organisme aquatique. C’est donc le processus par lequel un organisme vivant absorbe une substance à une vitesse plus grande que celle avec laquelle il l’excrète ou le métabolisme. Elle désigne donc la somme des absorptions d’une substance à partir de l’eau et de l’alimentation (Ramade, 1992). De nombreux êtres vivants, sinon tous, peuvent accumuler dans leur organisme, à des degrés divers, toute substance peu ou pas biodégradable. Ces substances vont se concentrer le long des divers maillons de la chaîne trophique. Les concentrations maximales se trouvent chez les grands prédateurs (Poissons, Mammifères marins, Homme) ou chez les Mollusques filtreurs comme les moules (Boutiba, 2004).
La bioamplification
Elle correspond au processus selon lequel la concentration d’un composé chimique dans un organisme est supérieure à celle de la proie qu’il consomme (Goba et Morrison, 2000). Chaque chaîne trophique sera le site d’un processus d’accroissement de la concentration des polluants persistants dans la biomasse au fur et à mesure que l’on remonte les divers niveaux de la pyramide écologique. Les teneurs observées dans les tissus des espèces situées au sommet des chaînes alimentaires seront d’autant plus élevées. Il s’agit dans ce cas de la possibilité pour un toxique d’être cumulé par une chaîne trophique. Si le toxique n’est pas dégradé ou éliminé, il va s’accumuler de plus en plus au niveau de chaque maillon de la chaîne alimentaire (Boutiba, 2004).
Principe de la biosurveillance marine
La recherche environnementale qui a débuté dans les années 60, a révélé que plusieurs organismes vivants peuvent bioaccumuler certains toxiques à des concentrations beaucoup plus élevées que celles présentes dans leur environnement. Ceci rend les analyses chimiques dans les tissus beaucoup plus favorables et accessibles. De nos jours, divers programmes de surveillance internationaux utilisent la notion d’ »espèce sentinelle » telles que les moules et des huîtres comme indicateurs de la présence des contaminants dans les environnements marins et estuarien. Les concentrations en contaminants au niveau des organes peuvent être, par la suite employés pour évaluer les mécanismes de contamination et de détoxication. Le processus de bioaccumulation peut causer l’augmentation significative des concentrations en contaminants dans les tissus des organismes vivants. En outre, une fois séquestrés à travers la chaîne alimentaire, les contaminants peuvent affecter les espèces à des niveaux trophiques plus élevés (Taleb, 2007).
Dans ce contexte, les organismes ou communautés qui réagissent à un effet environnemental suite à un changement d’une fonction biologique mesurable, permettent ainsi d’expliquer le changement environnemental. De telles réponses sont désignées sous le nom de « bioindicateurs « . En général, des bioindicateurs peuvent être divisés en trois sous-groupes :
1. Les indicateurs écologiques qui mettent en évidence l’état des écosystèmes entiers par la structure de la communauté ou par la simple présence ou l’absence de l’espèce.
2. Les organismes tests qui sont employés dans des méthodes de laboratoire normalisées, telles que les investigations écotoxicologiques de laboratoire.
3. Les espèces qui permettent de mesurer la qualité et la quantité de substances nocives dans l’environnement et offrent dans certains cas la possibilité de détecter les effets biologiques.
D’autres formes de biosurveillance peuvent également être développées, basées sur des changements de diverses caractéristiques biochimiques, physiologiques, morphologiques ou comportementales des organismes, ainsi que des attributs écologiques traditionnels de la communauté tels que l’abondance et la diversité (Taleb, 2007). La biosurveillance peut donc être définie comme « L’utilisation des réponses à tous les niveaux d’organisation biologique (moléculaire, biochimique, cellulaire, physiologique, tissulaire, morphologique, écologique) d’un organisme ou d’un ensemble d’organismes pour prévoir et/ou révéler une altération de l’environnement » (Goldberg, 1976; Phillips, 1980). Deux approches complémentaires sont utilisées de nos jours : la première est basée sur les communautés ou populations, il s’agit notamment des indices biocénotiques, qui de par la présence ou l’absence de telle ou telle espèce, nous renseignent sur l’état de santé d’un milieu (Ramade, 1979), mais malheureusement a posteriori. La seconde approche est plus prédictive sur l’état de santé du milieu elle se situe au niveau de l’individu et concerne l’utilisation de biomarqueurs .
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Table des matières
INTRODUCTION
CHAPITRE I : GÉNÉRALITÉS
1. Pollution marine
2. Origine des polluants
2.1. Les apports atmosphériques
2.2. Les polluants venus de la terre
2.2.1. Les polluants d’origines industrielles
2.2.2. Les rejets urbains
3. Le devenir des polluants dans le milieu marin
3.1. La bioconcentration
3.2. La bioaccumulation
3.3. La bioamplification
4. Principe de la biosurveillance marine
5. Les biomarqueurs
5.1. Biomarqueurs d’exposition
5.2. Biomarqueurs d’effet
5.3. Biomarqueurs de susceptibilité
6. Les biomarqueurs utilisés
6.1. Glutathion S-transférase (GST)
6.2. Acétylcholonestérase (AChE)
CHAPITRE II : MATÉRIEL ET MÉTHODES
1. Présentation des zones d’étude
1.1. Golfe d’Annaba
1.1.1. Position géographique
1.1.2. Configuration du fond
1.1.3. Hydrodynamisme
1.1.4. Apports d’eaux douces
1.1.5. Sources de pollution dans le Golfe d’Annaba
1.2. El-Kala (Plage de l’embouchure)
1.2.1. Position géographique
1.2.2. Géomorphologie littorale
1.2.3. Bathymétrie
1.2.4 Apports continentaux
2. Caractères généraux de la famille des Patellidae
2.1. Position systématique
2.2. Description
2.3. Anatomie
2.3.1. La coquille
2.3.2. Le corps
2.4. Nutrition
2.5. Reproduction
2.4. Mode de vie et habitat
2.5. Longévité
3. Méthodologie de travail
3.1. Choix et localisation des stations
3.1.1. Golfe d’Annaba
3.1.2. Plage de l’embouchure (El Kala)
3.2. Collecte des Patelles
3.3. Mesure des paramètres physico-chimiques
3.4. Conservation
3.5. Traitement des échantillons
3.5.1. Étude qualitative
3.5.2. Etude quantitative
3.5.3. Relation taille-poids
3.5.4. Activités enzymatiques
3.5.5. Dosage des métaux lourd
4. Analyses statistiques
CHAPITRE III : RÉSULTATS
1. Paramètres physico-chimiques des eaux du littoral
1.1. Température
1.2. Salinité
2. Etude qualitative
2.1. Golfe d’Annaba
2.1.1. Patella caerulae (Linnaeus, 1758)
2.1.2. Patella rustica (Linnaeus, 1758)
2.1.3. Patella vulgata (Linnaeus, 1758)
2.1.4. Patella ulyssiponensis (Gmelin, 1791)
2.1.5. Patella intermedia (Murray ,1857)
2.2. El-Kala (Plage de l’embouchure)
2.2.1. Patella nigra (Da Costa ,1771)
3. Etude quantitative
3.1. Densité
3.2. Biomasse
3.2.1 Toutes patelles confondues
3.2.2. Selon les espèces
3.3. Dominance
3.3.1. Variation saisonnière
3.3.1.1. Printemps
3.3.1.2 Été
3.3.1.3. Automne
3.3.1.4. Hiver
3.3.2. Variation Annuelle
4. Relation taille-poids
5. Biomarqueurs
5.1. L’acétylcholinestérase
5.2. La Glutathion S-transférase
6. Accumulation des métaux
CHAPITRE V : DISCUSSION
1. Paramètres physico-chimiques
2. Etude qualitative
3. Etude quantitative
4. Relation taille-poids
5. Les biomarqueurs
6. Les métaux trace
CONCLUSION
