FR :

L’objectif de ce travail est l’étude de la répartition, la migration, la spéciation et la biodisponibilité du Cr dans les différents horizons du sol au niveau d’un pilote à Phragmites australis (Cav.) Trin ex Steudel de traitement du rejet du tannage au chrome. Les résultats obtenus sont comparés à ceux d’un pilote non planté. La spéciation chimique du Cr total a été réalisée par cinq extractions séquentielles. L’extraction du chrome biodisponible est effectuée par CaCl₂ (0,1 M). Les résultats de la répartition du Cr montrent que l’horizon superficiel renferme des teneurs élevées en Cr 80 % et que cette accumulation est statistiquement différente entre les deux pilotes (p<0,05) : 48 ± 4 g·kg^-1 pour le système planté et 39 ± 7 g·kg^-1 pour le système non planté. Les résultats de la spéciation chimique totale du Cr indiquent qu’il est très lié à la phase oxydable : 36 ± 10 % pour le système planté (PP) et 54 ± 9 % pour le système non planté (NPP). La teneur en Cr retenue dans la fraction résiduelle présente 26 ± 3 % et 25 ± 2 % respectivement pour le système PP et NPP. La proportion du Cr retenue dans la fraction carbonate est de 19,5 ± 5 % pour le système PP et 10,7 ± 5 % pour le système NPP. La part du Cr associée à la phase réductible présente 18 ± 6 % et 10 ± 4 % respectivement pour le système PP et NPP. Pour les deux pilotes le Cr total est peu échangeable et sa teneur biodisponible est faible. En outre, les résultats montrent que la présence de Phragmites australis a provoqué la libération partielle du Cr de la fraction organique mobile vers les formes carbonate et réductible relativement stables dans le système planté. Les résultats trouvés montrent que Phragmites australis présente une accumulation assez importante en Cr au niveau des racines : 1690 ± 124 mg·kg^-1 en matière sèche. Le calcul du bilan global de l’épuration révèle que le Cr est surtout retenu par le sol (94 %) et que 5 % du Cr est prélevé par la plante. Cependant, la présence de Phragmites australis assure une porosité suffisante pour la percolation des eaux en traitement et permet le traitement d’un volume d’eau usée plus grand.

EN :

The present study illustrates the distribution, mobility, bioavailability and speciation of total chromium (Cr) in the various strata of a constructed reed bed soil in comparison to unplanted soil under arid climate conditions. The operationally determined speciation of Cr was investigated using a five-step sequential extraction method using CaCl₂ (0.1 M) to extract bioavailable Cr.

The results indicated that there was a significant accumulation of total Cr, reaching 80% in the surface strata for the planted (PP) and unplanted (NPP) systems. Analysis of variance (ANOVA) showed a significant difference (p<0.05) in Cr accumulation in the surface of the soil between the PP system (48 ± 4 g·kg^-1) and the NPP system (39 ± 7 g·kg^‑1). The partitioning results indicated that the percentage of Cr in the exchangeable phase was very low. The Cr was mainly associated with the oxidizable phase: 36 ± 10% for the PP system and 54 ± 9% for the NPP system. The residual phase contained 26 ± 3%, 25 ± 2% of the Cr for the PP and NPP systems, respectively. The carbonate fraction represented 19.5 ± 5% for PP system and 10.7 ± 5% for NPP system, whereas the reducible fraction represented 18 ± 6% for the PP system and 10 ± 4% for the NPP system. The sequential extraction results showed that Phragmites australis had the ability to partially transfer Cr from the mobile oxidizable fraction to the less mobile reducible and carbonate fractions. Indeed, Cr was relatively unavailable to the plant but the results did show that Phragmites australis accumulated an appreciable amount of Cr in the roots (1690 mg·kg^-1 dry matter). Furthermore, after 13 months, the soil had accumulated high amounts of chromium (94%) with only 5% of the Cr accumulated in Phragmites australis. The presence of plants ensures a sufficient porosity for the percolation of water for treatment, which makes it possible to treat a larger volume of wastewater and to reduce the required soil surface area needed for treatment.

FR :

Le bassin versant de la rivière Saint-François, situé sur la rive sud (rive droite) du fleuve Saint-Laurent (Québec, Canada), couvre une superficie d’environ 10 000 km². Dans le but de déceler les facteurs climatiques qui influencent les précipitations dans ce bassin versant, nous avons analysé la succession des périodes pluviométriques sèches et humides par la technique des moyennes glissantes sur cinq ans, d’une part, et la relation entre quatre indices climatiques (oscillation arctique, oscillation australe, oscillation nord-atlantique et la température des eaux océaniques de surface) et ces périodes pluviométriques au moyen de l’analyse des corrélations canoniques, d’autre part. Nous avons analysé les données pluviométriques mesurées à trois stations représentatives des régimes pluviométriques du bassin versant : Sherbrooke, Disraeli et Drummondville. Ces données couvrent une période de 76 ans (1914-1990).

En ce qui concerne la variabilité interannuelle des précipitations, nous avons détecté deux types de changement. Le premier type de changement, survenu autour de 1950, concerne la répartition des précipitations à l’échelle du bassin versant (changement spatial). Avant 1950, la succession des périodes sèches et humides des précipitations n’était pas synchrone (opposition des périodes) mais elle l’est devenue après 1950. Le second type de changement a été observé autour des années 1935 et 1970. Il correspond à un changement des totaux pluviométriques au niveau des stations (changement quantitatif). Avant et après 1935 et 1970, on passe ainsi des périodes sèches aux périodes humides ou vice versa selon les stations. En tenant compte de ces trois dates, nous avons observé la succession des périodes sèches et humides suivantes : 1) Avant 1950, entre 1914 et 1935, nous avons observé une période sèche aux stations de Disraeli et de Sherbrooke mais une période humide à la station de Drummondville. Entre 1936-1950, ces périodes se sont inversées : humide à Disraeli et Sherbrooke mais sèche à Drummondville; 2) Après 1950, entre 1951 et 1970, les précipitations étaient déficitaires aux trois stations. En revanche, elles sont devenues excédentaires après 1970.

L’analyse des corrélations canoniques entre les précipitations et les indices climatiques a révélé les faits significatifs suivants : 1) Avant et après 1950, les précipitations sont positivement corrélées à l’oscillation arctique (OA), mais cette corrélation est plus faible après qu’avant 1950. Ainsi, l’augmentation des valeurs de OA entraînerait une hausse de fréquence des masses d’air en provenant du sud dans le bassin versant; 2) Lorsqu’on considère les périodes sèches et humides, OA est toujours positivement corrélée aux périodes sèches à la station de Sherbrooke.

EN :

The Saint-François River watershed, located on the south shore of the St. Lawrence River (Québec, Canada), covers an area of about 10,000 km². To detect the climatic factors that influence precipitation in this watershed, we analyzed the succession of dry and wet pluviometric periods by a method of simple moving averages computed over five years. In addition, the relationship between four climatic indices (Arctic Oscillation, Southern Oscillation, North Atlantic Oscillation and Sea Surface Temperature) and these pluviometric periods was analyzed by means of canonical correlation analysis. We analyzed the pluviometric data measured over a 76-year period (1914-1990) at three stations representative of the watershed’s pluviometric regimes: Sherbrooke, Disraeli and Drummondville.

Two types of change in the inter-annual variability of precipitation were detected. The first type of change, occuring circa 1950, concernend the distribution of precipitation throughout the watershed, i.e. spatial change. Before 1950, the succession of dry and wet precipitation periods was asynchronous (opposition of periods), but became synchronous after 1950. The second type of change, corresponding to a change in the pluviometric totals at the stations, i.e. quantitative change, was observed circa 1935 and 1970. There was, therefore, a shift from dry to wet periods or vice versa, prior to and following 1935 and 1970, depending on the station. By accounting for these three dates, we observed the succession of the following dry periods and wet periods. First, before 1950 and between 1914 and 1935, we observed a dry period at the Disraeli and Sherbrooke stations and a wet period at the Drummondville station. Between 1936 and 1950, these periods were reversed: wet periods at Disraeli and Sherbrooke but a dry period at Drummondville. Second, after 1950 and between 1951 and 1970, there was a precipitation deficit at all three stations, which, however, moved into a surplus phase after 1970.

The canonical correlation analysis of precipitation levels and the climate indices revealed the following significant facts: 1) prior to and following 1950, precipitation was positively correlated to the Arctic Oscillation (AO) indices, but this correlation was weaker after 1950 than before; and 2) with respect to the wet and dry periods, the AO index is still positively correlated with the dry periods at the Sherbrooke station.

FR :

L’analyse fréquentielle des événements extrêmes est un des outils privilégiés pour l’estimation des débits de crue et de leurs périodes de retour. En analyse fréquentielle, les observations doivent être indépendantes et identiquement distribuées (iid). Ces hypothèses ne sont pas souvent respectées et les paramètres de la loi à ajuster sont fonction du temps ou de covariables. Le modèle GEV non stationnaire permet de tenir compte de cette dépendance. L’objectif du présent travail est de comparer la méthode du maximum de vraisemblance pour l’estimation des quantiles à la méthode du maximum de vraisemblance généralisée (GML) et à une généralisation de la méthode des L‑moments dans le cas non stationnaire. Trois modèles sont considérés : le modèle stationnaire (GEV0), le cas où le paramètre de position est une fonction linéaire de la covariable (GEV1) et le cas d’une dépendance quadratique (GEV2). Un cas d’étude des précipitations à une station de la Californie montre le potentiel des modèles non stationnaires.

EN :

In frequency analysis, data must generally be independent and identically distributed (i.i.d), which implies that they must meet the statistical criteria of independence, stationarity and homogeneity. In reality, the probability distribution of extreme events can change with time, indicating the existence of non-stationarity. The objective of the present study was to develop efficient estimation methods for the use of the GEV distribution for quantile estimation in the presence of non-stationarity. Parameter estimation in the non-stationary GEV model is generally done with the Maximum Likelihood Estimation method. In this work, we suggest two other estimation methods: the Generalized Maximum Likelihood Estimation (GML) and the generalization of the L-moment method for the non-stationary case. A simulation study was carried out to compare the performances of these three estimation methods in the case of the stationary GEV model (GEV0), the non-stationary case with a linear dependence (GEV1), and the non-stationary case with a quadratic dependence on covariates (GEV2). The non-stationary GEV model was also applied to a case study from the State of California to illustrate its potential.

FR :

L’objectif de ce travail est de réaliser une caractérisation complète des margines brutes et décantées et d’étudier la diminution de la charge organique et des polyphénols en utilisant les techniques de coagulation-floculation.

Les essais de coagulation ont été réalisés à l’aide d’un banc de jar-test, constitué d’une série de six béchers. La série comporte une suspension témoin sans addition de coagulant ainsi que la même suspension soumise à des doses croissantes du coagulant (la chaux seule, le sulfate d’aluminium seul et la chaux combinée avec le sulfate d’aluminium).

Les tests de coagulation-floculation montrent que l’application de sulfate d’aluminium à une dose de 1,5 g/L et à un pH entre 6,31-7,08 permet d’éliminer 40 % de la DCO, 27 % des MES et 41 % des polyphénols, tandis que l’application de la chaux à une dose de 20 g/L permet d’éliminer 43 %, 75 % et 50 % de la DCO, des polyphénols et des MES respectivement. La combinaison d’une dose de 1,5 g/L de sulfate d’aluminium et de 20 g/L de chaux permet de réduire 70,5 % des MES, 38 % de la DCO, 54 % des polyphénols et 61 % de la coloration.

Il ressort de l’ensemble des résultats que le meilleur traitement par coagulation-floculation est obtenu par l’application de la chaux seule à une dose de 20 g/L et par la combinaison de 1,5 g/L de sulfate d’aluminium et de20 g/L de chaux.

EN :

Olive mill wastewaters (OMW) are a significant source of environmental pollution, especially in important olive oil producing countries such as Spain, Italy, Greece, Tunisia, Morocco, Turkey, Lebanon, Syria and Portugal. When discharged into the environment, olive mill wastewaters create serious environmental problems, such as colouring of natural waters, alteration of soil quality, phytotoxicity and nuisance odours.

Several methods have been reported for the removal of pollutants from these effluents. These technologies can be divided into three categories: biological, chemical and physical. Physical-chemical treatment is well known and has yielded promising results. Several authors have tested coagulation-flocculation techniques using different coagulants, such as aluminium sulphate, ferric chloride, ferric sulphate and lime, but there are few studies that have investigated the combined effect of a mixture of coagulants.

The objectives of this work were to carry out a complete characterization of the raw and decanted olive mill wastewater, resulting from a modern unit located in the Marrakesh region, and to study the reduction in organic load and phenol content achievable by coagulation-flocculation using two different coagulants (lime, aluminium sulphate) and their combination. The quantity of sludge produced by the different coagulants was also determined.

Coagulation tests were realized using jar test equipment in a series of six flasks. One flask corresponded to a control suspension without adding any coagulant. The other suspensions were treated with increasing coagulant concentrations of lime or aluminium sulphate, used separately (concentrations varying from 0 to 30 g/L and from 0 to 3 g/L, respectively) or in mixture. All solutions were stirred first for 3 min at 130 rpm, and then after the coagulant addition for 20 min at 30 rpm, followed by 1 h settling. Solution pH was adjusted to the desired value with sulphuric acid (4 N) or NaOH (5 N) before the coagulant was added. The supernatant was separated from the precipitate for analysis and the sludge was determined gravimetrically after drying at 100°C for 4h.

Raw olive mill wastewaters are acidic (pH 4.55) and due to this low pH value biological treatment of OMW is limited. OMW are also highly saline (electric conductivity 8.4 mS/cm), due to the salting practiced to preserve olives during trituration. These effluents contain also high loads of Chemical Oxygen Demand (COD of 72 g/L) and toxic polyphenols (1.4 g/L). Comparison of the characteristics of the raw and decanted olive mill wastewater showed that decantation for 3 months did not seem to affect the physical-chemical characteristics of the studies olive mill effluent, except for the concentration of the total suspended solids (TSS), which passed from 57 to 32 g/L.

Coagulation-flocculation tests showed that the application of aluminium sulphate without correction of the pH caused a small decrease of the pH from 4.67 to 4.54. The optimal elimination of the polyphenols (23%), TSS (24%) and colour (15%) was obtained with an amount of 1.5 g/L, whereas the optimum for elimination of COD (50%) was obtained with an amount of 1.8 g/L. These abatements demonstrate that the studied pH range did not allow very important elimination of the polluting loads, in particular for polyphenols. Adjust of the pH to 6.31-7.08 led to a slight improvement in the percentage of reduction of TSS (27%) and COD (40%), and the abatement of polyphenols passed from 23% to 41%. This application of aluminium sulphate alone generated only a small quantity of sludge, corresponding to the low degree of TSS removal. Lime application involved an increase in pH up to an addition of 15 g/L, after which the pH stabilized around 12. A lime application of 20 g/L resulted in the reduction of COD (43%), TSS (50%) and an important elimination of polyphenols (75%); sludge produced sludge after coagulation was significant (35 g/L).

The successive addition of lime to 1.5 g/L of aluminium sulphate raised the pH, starting from an amount of 10 g/L, and induced a removal of TSS (71%), COD (38%), polyphenols (54%) and colour (61%) at a dose of 20 g/L of lime. The successive addition of aluminium sulphate to 15 g/L of lime involved only a slight variation of the pH and allowed the elimination of TSS (48%), COD (36%), polyphenols (35%) and colour (70%) at a dose of 3 g/L of aluminium sulphate. Comparison between the two coagulant combinations indicated that the best TSS removal was obtained for an amount of 1.5 g/L of aluminium sulphate and 20 g/L of lime, but with a production of 40 g/L of sludge. In the case of the elimination of colour, the best combination was obtained for a dose of 3 g/L aluminium sulphate and 15 g/L of lime, with a production of only 30 g/L of sludge. All in all, the best coagulation-flocculation was obtained by application of 20 g/L of lime (used alone) and by the combination of 1.5 g/L of aluminium sulphate and 20 g/L of lime, which gave a better elimination of the colloidal particles, a good reduction of the organic matter causing colour and the toxic polyphenols. The quantity of the sludge produced from the test with lime alone was 35 g/L, whereas the combination of lime and aluminium sulphate produced 40 g/L. Analysis of variance showed that the production of sludge for the two coagulants did not present statistically significant differences (p>0.05).

FR :

Cette étude complète l’ébauche publiée dans Évolution du débit de l’Amazone à Óbidos de 1903 à 1999. Sur les 4 680·10³ km² du bassin versant amazonien limité à Óbidos, 341·10³ km² ont été déjà déboisés de 1976 à 2003. L’impact de ce déboisement sur les débits moyens annuels est mis en évidence en utilisant le bilan hydrologique, calculé de 1940 à 2003. L’évolution du coefficient d’écoulement permet d’estimer à 5 % l’augmentation du débit moyen annuel sur 22 ans (1981‑2003). Le nombre de fortes crues a quintuplé. Par contre, aucune influence du déboisement sur les étiages n’a été décelée.

EN :

This survey completes our earlier work on the evolution of the Amazon discharge at Óbidos from 1903 to 1999. In the Amazon basin above Óbidos (4,680·10³ km²), 341·10³ km² were deforested between 1976 and 2003. The impact of this deforestation on the mean annual discharge was estimated using a water balance approach from 1940 to 2003. The evolution of the runoff coefficient indicates that there was a 5% increase in the mean annual discharge over the 22 years from 1981 to 2003. The number of strong floods was five time higher during this period than it was before. On the other hand, it seems that there is no influence of the deforestation on the low flows.

FR :

La nappe alluvionnaire de Metline-Ras Jebel-Raf Raf (gouvernorat de Bizerte, côte Nord Est de la Tunisie), qui occupe une superficie de 35 km², représente une ressource économique jugée prioritaire du fait qu’elle est utilisée dans les domaines d’irrigation et de consommation domestique. L’aire de la nappe est occupée essentiellement par des zones agricoles caractérisées par une utilisation de plus en plus importante des engrais chimiques qui représentent, en plus des rejets des zones industrielles, un risque permanent pour la qualité des eaux souterraines. L’étude de la vulnérabilité à la pollution par les polluants inorganiques de cette nappe a été effectuée en appliquant les méthodes DRASTIC standard (Aller et al., 1987; Engel et al., 1996), SINTACS (Civita, 1994) et SI (Ribeiro, 2000), avec l’aide des logiciels des systèmes d’information géographique, ARC/Info et Idrisi. Une comparaison statistique des cartes de vulnérabilité obtenues a été effectuée. Cette comparaison a montré une certaine ressemblance entre les résultats obtenus en utilisant les méthodes SINTACS et SI. En revanche, la carte DRASTIC standard s’avère différente par rapport aux autres.

EN :

The alluvial aquifer of Metline-Ras Jebel-Raf Raf (prefecture of Bizerta, northeast coast of Tunisia), which occupies a surface of 35 km², is of great economic importance because it is used for irrigation and domestic consumption. The area of the aquifer is essentially occupied by agricultural zones characterised by an increasing use of chemical fertilizers. These chemical fertilizers, together with discharges from the industrial zones that have appeared during the last 25 years, threaten the quality of the ground waters. The vulnerability of the aquifer to pollution by generic pollutants has been studied by applying the following methods: the generic DRASTIC method, the SINTACS method and the SI method. For the application of these methods GIS techniques were used. A statistical comparison among the vulnerability maps generated by each method has been carried out. On the one hand, this comparison shows a certain similarity between the results obtained using the SI and SINTACS methods. On the other hand, the DRASTIC map classification shows different results.

FR :

L’objectif de cette étude concerne l’influence d’une ancienne gravière de l’Allier, qui a capturé ce cours d’eau en 1989, sur la distribution longitudinale de la macrofaune benthique. Trois seuils successifs, situés l’un en amont et les deux autres en aval de la gravière, ont été étudiés sur 900 m. Des données sur la granulométrie du substrat, sur les faciès et les variables hydrauliques, ainsi que sur les macroinvertébrés benthiques ont été recueillies à deux saisons successives. La granulométrie des seuils est marquée par une diminution significative de la taille médiane des particules, qui passe de 28 mm en amont à 20 mm en aval, cette ancienne gravière agissant comme un piège sur la charge de fond. Du point de vue faunistique, la diminution amont – aval de la richesse et de la densité en macroinvertébrés (particulièrement sensible pour l’ensemble Ephémèroptères, Plécoptères, Trichoptères), est moins marquée au niveau du troisième seuil. Les différences taxonomiques observées au printemps entre l’amont et l’aval de la zone de capture, s’estompent en été. Aux deux saisons, du seuil 1 au seuil 2, il y a passage d’un état mésotrophe ‑ ß‑mésosaprobe à un état oligotrophe – oligosaprobe, le troisième seuil étant intermédiaire. Les macroinvertébrés collectés en amont sont majoritairement des mangeurs de sédiments fins, des filtreurs et prédateurs, ceux de l’aval étant surtout des racleurs, brouteurs et broyeurs. La rupture du continuum de la rivière s’est atténuée en aval éloigné, révélant le caractère résilient de ces organismes.

EN :

The main objective of this study was to determine the influence of a former gravel-pit of the Allier River, which was introduced into the stream in 1989, on the longitudinal distribution of its macroinvertebrates. Three successive riffles, one situated upstream and two others downstream of the gravel-pit, were studied for 900 m. Data on grain-size, biotopes and hydraulic variables were recorded for two successive seasons. Grain-size in the riffles showed a significant decrease in the median size of the particles, from 28 mm upstream to 20 mm downstream of the gravel-pit, which traps the coarser sediments. With respect to the macroinvertebrates, the observed decrease in species richness and density from upstream to downstream (Ephemeroptera, Plecoptera and Trichoptera were particularly sensitive) was less important for the third riffle. The taxonomic differences between the upstream and downstream capture zones, observed in the spring, were less marked in the summer. From riffle 1 to riffle 2 and for both seasons, we noted a transition from a mesotrophic - ß-mesosaprobic status to an oligotrophic - oligosaprobic status, the third riffle being intermediate. The gravel pit, therefore, acted as a decantation basin. Regardless of season, the macroinvertebrates collected upstream were essentially deposit feeders, filterers and predators, whereas downstream they were essentially scrapers and shredders. This break in the river continuum faded with downstream distance, revealing the resilient nature of these organisms.