MEMOIRE DE FIN D’ETUDES POUR L’OBTENTION DU DIPLOME D ...

Avant propos

UNIVERSITE D’ANTANANARIVO

ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE D’ANTANANARIVO

DEPARTEMENT GENIE CHIMIQUE

MEMOIRE DE FIN D’ETUDES POUR L’OBTENTION

DU DIPLOME D’ETUDES APPROFONDIES

EN CHIMIE APPLIQUEE A l’INDUSTRIE ET A

L’ENVIRONNEMENT

CONTRIBUTION A L’EVALUATION DE L’IMPORTANCE DU

PHENOMENE D’EUTROPHISATION A ANTANANARIVO

Soutenu publiquement le 18 07 2007 Par : HAYRIA Allaoui

Date de soutenance : 17 Juillet 2007

i

Avant propos

UNIVERSITE D’ANTANANARIVOECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE D’ANTANANARIVO

DEPARTEMENT GENIE CHIMIQUE

MEMOIRE DE FIN D’ETUDES POUR L’OBTENTION

DU DIPLOME D’ETUDES APPROFONDIES

EN CHIMIE APPLIQUEE A l’INDUSTRIE ET A L’ENVIRONNEMENT

CONTRIBUTION A L’EVALUATION DE L’IMPORTANCE DU

PHENOMENE D’EUTROPHISATION A ANTANANARIVO

Soutenu publiquement le 18 07 2007

Par : HAYRIA Allaoui

Devant le Jury suivant :

PRÉSIDENT : ANDRIANARY Philippe Antoine, Professeur à I’ESPA

RAPPORTEUR : RASOLOMANANA Harizo, Docteur ingénieur

EXAMINATEURS : RAKOTOMARIA Etienne, Professeur titulaire

RANDRIANOELINA Benjamin, Professeur à I’ESPA

ii

Avant propos

DEDICACE

A mes parents

A toute ma famille

iii

Avant propos

REMERCIEMENTS

Je tiens profondément à remercier

Le bon Dieu qui m’a donné le courage de réaliser ce travail. Sans lui, ce dernier n’aurait pu

être mené à son terme.

Monsieur RAMANANTSIZEHENA Pascal, Directeur de l’ESPA qui a accepté à m’inscrire

dans son Etablissement

Monsieur ANDRIANARY Philippe Antoine, Professeur à I’ESPA, Chef du département

Génie chimique, qui m’a fait le grand honneur de bien vouloir présider le jury de ce

Mémoire.

Monsieur Harizo RASOLOMANANA, Docteur ingénieur, Enseignant vacataire à I’ESPA,

qui m’a accordée sa confiance et qui m’a soutenue dans cette étude du début jusqu’à la fin.

Vos conseils ne m’a jamais fait défaut.

Monsieur RAKOTOMARIA Etienne, Professeur titulaire à I’ESPA qui a aimablement

accepté de juger ce travail, prière de trouver ici mes cha1eureux remerciements.

Monsieur RAVELOSON Elisée, Professeur titulaire à I’ESPA, mes hommages respectueux

pour l’enseignement, les précieux conseils et le temps que vous avez bien voulu consacrer

pour juger ce travail.

Monsieur RANDRIANOELINA Benjamin, Professeur à I’ESPA, recevez l’assurance de

mon respect pour vos précieux conseils.

Tous les enseignants du Département Génie chimique qui m’ont fait bénéficiée de leurs

connaissances et expériences durant ces deux dernières années.

A tous mes amis de promotion, l’expression de mon attachement.

A tous les personnels des laboratoires de la FOFIFA, de la JIRAMA et du CNRE.

En fin, j’adresse ma profonde reconnaissance à ma famille qui m’a aidée financièrement,

moralement et matériellement durant mes études.

iv

Avant propos

SOMMAIRE

LISTE DES TABLEAUX.......................................................................................................................................... IX

LISTE DES FIGURES................................................................................................................................................ X

LISTE DES CARTES..................................................................................................................................................X

AVANT PROPOS.......................................................................................................................................................XI

INTRODUCTION........................................................................................................................................................ 1

PREMIERE PARTIE :

ETUDES BIBLIOGRAPHIQUES.....................................................................................................3

CHAPITRE 1 : L'EUTROPHISATION UN CAS PARTICULIER DE LA POLLUTION. FACTEURS DE

L'EUTROPHISATION...................................................................................................................................3

CHAPITRE II : SOURCES DES EFFLUENTS ET CONSEQUENCES DE

L’EUTROPHISATION.................................................................................................................................19

DEUXIEME PARTIE : PARTIE PRATIQUE........................................................................................................34

CHAPITRE I : BASES CARTOGRAPHIQUES.............................................................................................32

CHAPITRE II : LES PLANTES AQUATIQUES FLOTTANTES.........................................................................40

CHAPITRE III : AUTRES ETUDES SUR SITE................................................................................................. 53

CHAPITRE III : CONTROLE DE L’EUTROPHISATION............................................................................... 64

TROISIEME PARTIE : ANALYSE COUTS / BENEFICES................................................................................ 68

Calcul du TRI ....................................................................................................................................... 79

CONCLUSIONS GENERALES............................................................................................................................... 81

BIBLIOGRAPHIE......................................................................................................................................................83

TABLES DES MATIERES........................................................................................................................................85

v

Avant propos

LISTE DES ABREVIATIONS

CA Capital amortissableCF Coût fixe

CL Chlore

CNRE Centre national pour la recherche de l’environnement

CO2 Gaz carbonique

DBO5 Demande biologique en oxygène (5 jours)

Quantité d’oxygène nécessaire pour oxyder biologiquement les matières

oxydables contenues dans 1 litre d’eau (mgO2/l ou mg/l)DCO Demande chimique en oxygène

Quantité d’oxygène nécessaire pour oxyder chimiquement les matières

oxydables contenues dans 1 litre d’eau (mgO2/l ou mg/l)

ESR Evaluation simplifiée des risquesESPA Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo

FOFIFA Foibe fikarohana momba ny fambolena

H2SO4 Acide sulfurique

HAP Hydrocarbures aromatiques polycycliquesIP Indice de profit

JIRAMA Jiro sy Rano Malagasy

K PotassiumKMnO4 Permanganate de potassiumMES Matières en suspensionM.O. Matières organiques

NH3 AmmoniacNO2

- NitritesNO3

- NitratesNOX Oxydes d’azoteNTK Azote total KjeldahlP2O5 Phosphates exprime en oxydeOCDE Organisation de coopération et de développement économiquePCBs PolychlorobiphénylesPOTENTIEL

REDOX :

C’est une mesure des réactions d'oxydation et de réduction dans l'eau qui est

mesurée en fonction de la perte ou du gain d'électrons : les éléments qui

donnent les électrons sont les oxydants tandis que ceux qui les reçoivent sont

les réducteurs. dans des eaux neutres parfaitement oxygénées en équilibre avec

l'air, on obtient des potentiels d'oxydoréduction légèrement supérieurs a 500

vi

Avant propos

mV :

Condition Potentiel rédox (mV)oxique 1 > +100oxique 2 de 0 à 100hypoxique de 0 à -100anoxique < -100

TRIE Taux de rentabilité interne économiqueT° Température

SO2 Dioxyde de soufre

VAN Valeur annuel nette

vii

Avant propos

LISTE DES TABLEAUX

TABLEAU 1 : NORMES AMBIANTES SUR LES EAUX DE SURFACE (EXTRAIT DU DÉCRET

2003/464) 9

TABLEAU 2 : COMPARAISON DES EAUX OLIGOTROPHES ET EUTROPHES 9

TABLEAU 3 : TABLEAU QUI ILLUSTRE LES PRINCIPALES SOURCES D’AZOTE ET DE

PHOSPHORE 20

TABLEAU 4 : COMPOSITION DES FERTILISANTS EN ENGRAIS 23

TABLEAU 5 : FORMES D’ÉLÉMENTS APPORTÉS DANS LES MILIEUX D’EAU STAGNANTE 23

TABLEAU 6 : RÉCAPITULATIF SUR LES SOURCES ET LEURS DÉCHETS RESPECTIFS 26

TABLEAU 7 : DÉBITS MOYENS ANNUELS (MESURES PLURIANNUELLES DE 1955 À 1998) 34

TABLEAU 8 : CLASSIFICATION DE LA JACINTHE D’EAU 43

TABLEAU 9 : CLASSIFICATION DE LA FOUGÈRE 45

TABLEAU 10 : DIFFÉRENCES ENTRE PLANTES AQUATIQUES FLOTTANTES ET PLANTES

TERRESTRES 52

TABLEAU 11 : PARAMÈTRES PHYSICO-CHIMIQUES ET MÉTHODES ANALYTIQUES Y

AFFÉRENTES 60

TABLEAU 12 : RÉSULTATS DES ANALYSES 60

TABLEAU 13 : RÉSULTATS DES ANALYSES FAITES À LA JI RAMA 61

TABLEAU 14 : AUTRES SÉRIES D’ANALYSES AVEC DES ÉCHANTILLONS PRIS AUX MÊMES

ENDROITS 61

TABLEAU 15 : TABLEAU RÉCAPITULATIF DES FRAIS DE PERSONNEL 75

TABLEAU 16 : TABLEAU DES CHARGES 75

TABLEAU 17 : TABLEAU DES AVANTAGES 77

TABLEAU 18 : TRIE 79

viii

Avant propos

LISTE DES FIGURES

FIGURE 1 : ENRICHISSEMENT DE LA TENEUR EN NUTRIMENTS.......................................................... 13

FIGURE 2 : PROLIFÉRATION DES ALGUES.....................................................................................................13

FIGURE 3 : DÉCOMPOSITION DES ALGUES................................................................................................... 14

FIGURE 4 : REMONTÉE DE LA CHIMIOCLINE.............................................................................................. 14

FIGURE 5 : ORIGINES DE LA POLLUTION DES EAUX (ENCARTA R 2006) ............................................ 19

FIGURE 6 : AZOLLA (FOUGÈRE D’EAU DOUCE)........................................................................................... 48

FIGURE 7 : NYMPHEA STELLATA......................................................................................................................51

FIGURE 8 : MARÉCAGES (TANJOMBATO) ET CANAL (TANJOMBATO)............................................... 55

FIGURE 9 : MARÉCAGES AMBOHIMANARNA ET MARÉCAGES (TANJOMBATO)..............................55

FIGURE 10 : ANKORONDRANO (CNAPMAD) ET CANAL AMBOHIMANARNA......................................56

FIGURE 12 : CANAL AMBOHIMANARNA......................................................................................................... 56

FIGURE 13 : AMBODVONA ET CANAL AMBOHIMANARNA.......................................................................57

FIGURE 14 : CANAL D’AMBOMANARINA ET MARÉCAGES DE TANJOMBATO.................................. 57

LISTE DES CARTES

CARTE 1 : RÉSEAU HYDROGRAPHIQUE D’ANTANANARIVO .................................................................35

CARTE 2 : RÉSEAU HYDROGRAPHIQUE D’ANTANANARIVO VERSUS POINTS DE PRÉLÈVEMENT

.............................................................................................................................................................36

CARTE 3 : SUPERPOSITION DES RÉSEAUX HYDROGRAPHIQUES ET DES RÉSEAUX

D’ASSAINISSEMENT..................................................................................................................... 37

CARTE 4 : SUPERPOSITION DES LIEUX EUTROPHIQUES ET DES RÉSEAUX D’ASSAINISSEMENT

.............................................................................................................................................................38

ix

Avant propos

AVANT PROPOS

L’invasion de certaines espèces de plantes aquatiques est de plus en plus significative dans

beaucoup de zones à Madagascar, entre autres à Antananarivo.

A quoi seraient-elles dues ? Sont-elles bénéfiques ? Quels pourraient en être les inconvénients ?

Autant de questions qui n’ont pas encore reçu des réponses suffisamment claires.

Des utilisations en sont faites mais elles se multiplient très rapidement : les prélèvements sont

inférieurs à leurs vitesses de régénération.

Nous allons contribuer aux discussions sur les problématiques y afférentes dans ce travail.

x

Introduction

INTRODUCTION

Au cours des premiers âges de l'humanité, l'Homme a toujours été très dépendant de son milieu

environnemental. Il subsistait essentiellement grâce à la cueillette, à la chasse et à la pêche. Cette

dernière a conservé son importance jusqu'à aujourd'hui. A cette époque, les eaux constituaient

entre autres un endroit pour les baignades et des sites pour se débarrasser des déchets. Ce qui fait

que, avant, ces genres de procédure ne posaient pas de problèmes particuliers quant à la

dégradation des milieux environnementaux, dont des ressources en Eau.

Mais les temps sont révolus où la pollution des eaux en général (rivières, marécages, lacs, autres

plans d’eau) ne suscitaient presque pas de commentaires. Cette pollution des milieux aquatiques

est liée à quatre points qu'il convient de citer :

- l’implantation massive d’unités industrielles ;

- la recrudescence des activités liées de l’Homme ;

- la demande croissante en bien matériels ; et

- la forte croissance démographique

Ce qui fait que, durant ces dernières décennies, les écosystèmes du monde entier souffrent

énormément d'une dégradation liée en grande partie à l’activité humaine. Cette dégradation n’a

cessé d'augmenter dans le temps et dans l’espace. Dans ce cadre, le cas actuel qui nous intéresse

est celui du secteur Grand Antananarivo.

L'évolution de la science et de la technologie n’a pas cessé de progresser afin de satisfaire, du

moins partiellement, les besoins des communautés humaines. Ce qui a provoqué l'implantation

de multiples unités industrielles : la zone d’Antananarivo en compte plus de 600. Ce qui, jusqu’à

ce jour, a contribué à la dégradation de l'environnement. Par ailleurs, le drainage des eaux usées

domestiques a également beaucoup contribué à la pollution des ressources en eau. Ainsi,

aujourd'hui, la possibilité de disposer de lacs / marécages ou plans d’eau sains s’en trouve donc

amoindrie. De ce fait, le problème majeur le plus fréquent que l’on rencontre dans les eaux

stagnantes est l’eutrophisation, un cas particulier de la pollution des milieux aquatiques. Cette

forme particulière est due à un apport excessif en nutriments et en matières organiques

biodégradables issues des activités humaines.

Le mot "eutrophisation" est employé pour décrire l'enrichissement nutritif des plans d'eau : l'eau

qui était propre prend d’autres aspects comme le changement de couleur qui peut être

HAYRIA Allaoui DEA 2006

1

Introduction

accompagné par le dégagement de mauvaises odeurs (biodégradation naturelle anaérobie, …) et

une certaine turbidité. Du fait de son ampleur, ce phénomène a plusieurs conséquences qui

frappent l’économie et l’alimentation en eau.

Dans l’objectif principal de contribuer à l’étude cette situation dans la zone d’Antananarivo, la

présente étude comportera les chapitres suivants :

- en premier lieu, nous donnerons les principales bases scientifiques du phénomène

d’eutrophisation et les facteurs qui le sous-tendent ;

- en deuxième lieu, nous étudierons les origines des effluents et les conséquences de

l'eutrophisation subséquente ;

- dans un troisième temps, nous étudierons des monographies des plantes aquatiques

flottantes ;

- en quatrième lieu, nous donnerons les résultats des études de terrain effectuées ;

- enfin, des considérations sur les coûts environnementaux clôtureront les études.

A noter que des cartes de base sur MapInfo accompagneront le texte.


2

Etudes théoriques

PREMIERE PARTIE :

ETUDES BIBLIOGRAPHIQUES


L’Eutrophisation, un cas particulier de la pollution. Facteurs de l’Eutrophisation

CHAPITRE 1 : L'EUTROPHISATION UN CAS PARTICULIER DE LA

POLLUTION. FACTEURS DE L'EUTROPHISATION

I- GENERALITES

L'eutrophisation est une conséquence directe des apports nutritifs dans un milieu aquatique,

conduisant ainsi à l’altération de ses caractéristiques.

Les milieux concernés peuvent être des nappes souterraines, des cours d'eau, des lacs, des

marécages ou des mers. Notre étude sera consacrée sur des lacs, des bassins et des marécages se

trouvant dans la zone d’Antananarivo.

La notion d'altération est fondamentale. Le phénomène peut s'expliquer comme suit : un rejet

domestique ou industriel ou certains types de déchet peuvent être richement nutritifs. Quand ils

atteignent les plans d’eau, milieux récepteurs, il y a enrichissement nutritif desdits milieux et

apparition de conséquences néfastes dont principalement l’altération de la qualité qui a comme

cause première l'eutrophisation, un cas particulier des conséquences de la pollution (qu’elle soit

d’origine domestique ou industrielle). Cette forme particulière est due à un ensemble de facteurs,

à savoir :

- les matières nutritives (facteurs chimiques et autres)

- de faibles mouvements du courant (facteurs physiques et mécaniques)

- la lumière (facteurs écologiques)

De tels apports excessifs en nutriments, en matières organiques biodégradables et en nutriments

inorganiques assimilables par certaines espèces de plantes sont surtout issus des activités

humaines.

L'eutrophisation est une des causes majeures de la mauvaise qualité des milieux aquatiques, cette

mauvaise qualité se manifeste par de mauvaises odeurs, la présence de trouble et, parfois, un

changement de couleur : elle continue d'être un problème dans de nombreux pays (Claud. D ;

1988)


3


II- L’EUTROPHISATION UN CAS PARTICULIER DE LA MANIFESTATION DE LA

POLLUTION

II-1 Milieu récepteur aquatique

Avant d’entamer cette partie, rappelons quelques points importants sur les écosystèmes

aquatiques. On peut distinguer les divers types suivants :

- les eaux souterraines ;

- les eaux continentales de surface ;

- les zones humides.

Ces milieux se subdivisent en deux catégories :

- les milieux d’eau courante ou lotiques. Exemples : ruisseaux, rivière et fleuves.

- les milieux d’eaux stagnantes ou lentiques. Exemples : étang, marais, marécages et lacs.

II-1-1 Ecosystèmes aquatiques (JEAN. B. ; 1976)

Les eaux sont des milieux qui abritent des plantes et des animaux aquatiques. Ces derniers se

trouvent soient sous forme microscopiques, soient sous forme macroscopiques. Un écosystème

aquatique peut être caractérisé avec divers paramètres :

A- les paramètres abiotiques: qui sont les paramètres physicochimiques et climatiques tels que

le pH de l’eau, la teneur en éléments minéraux, etc.

B- les paramètres biotiques : tous les paramètres qui s’établissent entre les divers organismes

de la Biocénose, à savoir les diverses relations ou interactions dont la chaîne trophique est un

exemple. Cette dernière comprend :

Les Producteurs primaires , : en présence de la lumière fournie par le soleil, ces êtres

sont capables de faire la photosynthèse (élaboration de matières organiques). Ce sont

donc des autotrophes et sont présentés dans le milieu aquatique par :

- le plancton végétal ou phytoplancton ;

- les végétaux aquatiques supérieurs ou macrophytes ;

- certaines bactéries.

les Consommateurs primaires ou herbivores


4


Incapables de se fabriquer leurs propres matières organiques, autrement dit,

hétérotrophes, ils ont besoin de la matière vivante végétale déjà élaborée par les

producteurs primaires pour se nourrir et se maintenir en vie. Parmi les herbivores

aquatiques, citons :

- le plancton animal ou Zooplancton ;

- les poissons microphages ou marcophytophages ;

- les invertébrés aquatiques microphytophages et marcophytophages.

les Consommateurs secondaires ou carnivores primaires

Eux aussi hétérotrophes, consomment à leur tour des herbivores. Les poissons carnivores

et les prédateurs en font partie.

On peut considérer que la chaîne précédente est une chaîne prédatrice, à l’encontre de

laquelle existe une chaîne parasite ou saprophyte constitué par :

- des parasites ;

- des mangeurs de cadavres ;

- des champignons saprophytes.

Ces derniers sont décomposés ou transformés en matières organiques et sels minéraux

assimilables par des décompositeurs, à savoir des bactéries et des champignons. Toutes

ces matières seront à nouveau incorporées par la photosynthèse dans les chaînes

prédatrices, et le cycle recommence.

D'une façon générale, le pH d’un milieu lentique varie entre 5,0 et 8,5. La lumière (soleil)

joue un rôle primordial sur l'augmentation du pH. Par photosynthèse, la lumière fournie

par le soleil est captée par les végétaux avec une consommation en quantité très

importante du gaz carbonique (CO2). Par conséquent la consommation en CO2 provoque

l'augmentation du pH et entraîne une précipitation du carbonate.

II-1-2 Milieu récepteur

Dans la zone d’Antananarivo, le volume d’immondices (ordures et eaux usées brutes) est assez

élevé, surtout dans les banlieues, faute de services qui s'occupent efficacement du ramassage.

Quand surviennent les premières pluies, un ruissellement intense les charrie vers les milieux

recteurs, les lacs se remplissent d'une montagne de sédiment y compris les différentes sortes


5


effluents ce qui accentue la pollution et cause l'eutrophisation. Par exemple, dans la ville

d’Antananarivo et ses environs, de nombreuses poubelles non vidées traînent partout.

En remarque, nous rappelons que la pollution est multiforme : elle peut être soit d’origine fécale,

soit des effluents domestiques ou industriels. Pour mieux caractériser ces types de pollution, il

existe des paramètres physiques, chimiques et biologiques à étudier.

Dans cette étude, seuls certains paramètres de base nous intéressent, notamment la DBO5, la

DCO, l'oxygène dissous, le potassium, l'azote Kjeldahl, les nitrates, le pH, l'orthophosphate et le

polyphosphate.

II-2 STRATIFICATION THERMIQUE

Nous remarquons que, pendant l’été, les lacs se subdivisent en 3 zones superposées. Cette

division est due à des facteurs thermiques (Eutrophisation du lacs1975)

II-2-1- Epilium

C’est une zone chaude et épaisse d’environ 4,5 m.

Elle est soumise à l’action des vents. La teneur en oxygène est proche de la saturation. On y

trouve la plupart des algues et des poissons des eaux tempérés.

II-2-2 -Thermocline

C’est la zone intermédiaire entre l’epilium et l’hypolimnion de hauteur variant de 4,50 m à 9 m.

Cette zone n’est pas soumise à l’action des vents.

II-2-3 Hypolimnion

C’est une zone froide, avec des températures allant de 4 à 10°C. Dans les lacs oligotrophes, la

teneur en oxygène est élevée et certains organismes y sont présents. Tandis que dans les lacs

eutrophes, la teneur en oxygène est pratiquement nulle. La concentration de gaz nocifs (tels que

H2S NH3, CO2) est assez importante. La vie d’organismes aquatiques y est impossible.

En remarque, la stratification dans les lacs tropicaux est un phénomène très important mal

compris. Les lacs profonds se stratifient durant l’été : au-dessus de l’epilium, la couche la plus

chaude et, au-dessous, l’hypolimnion aux eaux plus fraîches.


6


Les matières organiques en putréfaction dans les eaux profondes consomment de l’oxygène, de

sorte que l’hypolimnion s’épuise souvent (pollution des milieux aquatiques)

L’altitude, l’exposition aux vents et la faune du bassin, la température et la turbidité des eaux

d’alimentation sont les principales variables qui déterminent la stratification.

II-3 CARACTERISTIQUES GENERALES DES PLANS D’EAU

Les lacs se définissent comme des étendues d'eau à l'intérieur des terres dans lesquelles la

végétation enracinée ne couvre qu'une frange de fond.

Ils sont d’origine soit volcanique, soit tectonique, soit dissolution des roches.

L'eutrophisation est un cas très complexe de la pollution des eaux pour lesquelles on n’arrive pas

encore à expliquer clairement les divers phénomènes qui se déroulent. Sinon, du moins l’on sait

que le processus d'eutrophisation se manifeste en trois étapes :

- une phase initiale ;

- une phase de déroulement ;

- une phase de conséquences

Auparavant, le phénomène d'eutrophisation était considéré comme un processus de

vieillissement des lacs. Dès la découverte du terme, les chercheurs ont constaté que l'évolution et

la prolifération des plantes aquatiques sont rapides grâce aux différents apports nutritifs. Les lacs

sont alimentés par des apports hydriques, des substances apportées par le ruissellement des eaux

de surface, des afflux phréatiques. Ils deviennent nutritifs (fertilisants) et provoquent

l'eutrophisation.

En remarque, les données disponibles indiquent que les caractéristiques des plans d’eau

oligotrophes et eutrophes sont essentiellement les mêmes dans les régions tempérées, tropicales

et subtropicales. La distinction entre ces deux types d'écosystèmes est basée principalement sur

les différences quantitatives et temporelles plutôt que qualitatives.

On distingue deux catégories de lac :

- les lacs oligotrophes (peu nourris) ;

- les lacs eutrophes (bien nourris)

II -3-1 Lacs oligotrophes


7


Ces lacs oligotrophes ou réservoirs sont généralement caractérisés par :

- une faible concentration en apport nutritif dans la colonne d'eau ;

- une faible teneur en matière de plancton ;

- une grande diversité de communauté biologique ;

- une teneur en oxygène dissous très élevée

- ces lacs sont profonds et limpides.

II-3-2 Lacs eutrophes

Ces lacs ont une hauteur moyenne assez élevée, leurs eaux sont impures et moins transparentes.

La concentration en éléments nutritifs y est très élevée. A l'intérieur, il y a un manque d'oxygène

due à la dégradation des plantes. Les éléments nutritifs sont très abondants à l'intérieur du milieu

aquatique, ce qui caractérise ce genre de lac. Ces lacs sont envahis par des végétaux :

- tant que la production végétale ne dépasse pas la capacité d'absorption des niveaux

trophiques suivants, l'enrichissement du lac s'opère d'une manière invisible.

- mais, quand la quantité ou la nature des algues est telle que les consommateurs primaires

ne peuvent plus utiliser toute cette matière végétale (plantes), après la mort des plantes,

elle sédimente et augmente la teneur en éléments nutritifs.

Dans un lac eutrophe, les concentrations en nutriments sont très élevées à cause de la

concentration élevée des organismes dans un système eutrophique, il y a souvent beaucoup de

concurrence pour les ressources et la pression prédatrice ; ce degré élevé de concurrence et les

contraintes chimiques ou physiques rendent ainsi les conditions difficiles pour la survie des

organismes dans les systèmes eutrophique. En conséquence la diversité des organismes est

inférieure dans ces systèmes que dans les systèmes oligotrophiques.(encarta R 2006)

II-4 Caractérisation de l’eutrophisation

D’une manière générale, les lacs et réservoirs peuvent être classés comme oligotrophes ou

eutrophes.

Par échéance, nous pouvons rencontrer des lacs intermédiaires c'est-à-dire des lacs mésotrophes.

La description du degré de trophie est en étroite relation avec la qualité et la quantité de

nutriments se trouvant dans une eau. Un lac ou un réservoir est eutrophique si après des analyses


8


physico-chimiques, on remarque une teneur en éléments nutritifs très élevée. Donc

l’eutrophisation dépend de l’obtention des concentrations en éléments nutritifs.

La caractérisation de la pollution d’un milieu aquatique peut ainsi être définie en tenant compte

de quelques paramètres de base à savoir :

- la teneur en phosphore ;

- la teneur en azote ;

- la mesure de la transparence ;

- la concentration en chlorophylle A.

Ces paramètres permettent d’identifier l’état d’un lac.

L’OCDE a fixé des valeurs limites pour les teneurs totales de ses éléments que nous venons de

citer. A Madagascar, le décret 2003-464 définit les paramètres de base pur une ressource en eau :

Tableau 1 : Normes ambiantes sur les eaux de surface (extrait du décret 2003/464)

PARAMETRES CLASSE A CLASSE B CLASSE C HORS CLASSEOxygène dissous (mg/l) 5 ≤ OD 3<OD<5 2<OD ≤ 3 OD<2

DBO5 (mg/l) DBO ≤ 5 5<DBO ≤ 20 20<DBO ≤ 70 70<DBO

DCO (mg/l) DCO ≤ 20 20<DCO ≤ 50 50<DCO ≤ 100 100<DCO

Présence de germes pathogènes Non Non Non Oui

Couleur (Pt-Co) Coul < 20 20< coul ≤ 30 30 < coul

Température (°C) T < 25 25 ≤ T<30 30 ≤ T <35 35<T

pH 6,0 ≤ pH ≤ 8,5 5,5<pH<6,0 et

8,5<pH<9,5

pH ≤ 5,5 et 9,5 ≤ pH

MES (mg/l) MES < 30 30 ≤ MES<60 60 ≤ MES < 100 100<MES

Conductivité (µs/cm) c ≤ 250 250<c ≤ 500 500< c ≤ 3000 3000<c

L’eutrophisation est généralement considérée comme indésirable car elle est hors norme c'est-à-

dire qu’elle ne présente pas les caractéristiques désirées (ni eau potable, ni zone de loisirs, ni

utilisation pour l’irrigation)

Tableau 2 : Comparaison des eaux oligotrophes et eutrophes

PARAMETRESTYPE DE LAC

Oligotrophe EutrophesProfondeur Grande Faible


9


Transparence (forte pénétration de la lumière) (pas de pénétration de la lumière)Odeur et goût inodore et incolore Aigre et sulfureusePêche beaucoup de poissons poissonsSels minéraux pauvre en nutriment Riche en nutrimentsCouleurSels minéraux Eaux pauvres en N, P et Ca Riches en N, P et CaOxygène dissous Très élevé jusqu’au fond Très faible, même au fondSédimentation Faible ImportantePlantes aquatiques Peu nombreuse Masse flottante

En général, les ruissellements ou les égouts amènent toujours des effluents urbains et effluents

industriels dans les lacs. Ces effluents présentent une forte concentration en matières organiques

qui sont décomposées par des bactéries aérobies présentes dans le milieu en consommant de

l'oxygène et en produisant des sels nutritifs.

Ces derniers sont des conditions favorables pour entraîner l'eutrophisation.

II-5 Eutrophisation accélérée

L'enrichissement des eaux de surface se fait en premier lieu par l’apport de phosphore. Des fois,

ces apports en éléments nutritifs sont très excessifs, de telle sorte que l’on n’arrive pas à

contrôler les phénomènes (les mécanismes) qui se produisent Dans ces cas là, on parle

d'eutrophisation accélérée appelée "hydrophisation".


10


II-6 Principaux polluants (pollution milieu urbaine, eaux pluviales, 1992)

Les principaux polluants de l'eau sont:

- les déchets ‘consommateurs’ d'oxygène ;

- les agents contaminants ;

- les engrais ;

- les produits chimiques, organiques notamment les pesticides, les détergents les

substances tensioactives

- les divers produits ou déchets industriels ;

- les produits pétroliers ;

- les minéraux extraits du sol ;

- les substances radioactives provenant d’activités nucléaires, industrielles, médicales et

scientifiques.

II-7 PROCESSUS D'EUTROPHISATION

II-7-1 Définition de l'eutrophisation

Il y a plusieurs définitions du terme" eutrophisation" ; chaque définition varie d'un auteur à un

autre ou d'un pays à l'autre.

Avant, le terme" eutrophisation" a été utilisé pour décrire la fertilisation des milieux aquatiques

par l'apport artificiel et/ou naturel de matières nutritives provoquant l’altération végétale

(développement végétal, RAKOTO ; 2005).

Selon l'OCDE, l’on définit l'eutrophisation comme « l'enrichissement des eaux en matières

nutritives qui entraînent des séries de changements symptomatiques tels que l’accroissement de

la production d'algues et de macrophytes, la dégradation de la qualité d'eau et d'autres

changements symptomatiques considérés comme indésirables et néfastes aux divers usages de

l'eau »


11


II-7-2 Déroulement (processus)

Le déroulement fonctionne par une série de réactions physiques et chimiques. Après les apports

en éléments nutritifs, le milieu se fertilise, et le processus passe par cinq étapes :

1. L’eutrophisation des réservoirs d’eau se traduit d’un coté par l’enrichissement de la teneur en

matières nutritives (Phosphore et azote)

2. Croissance et prolifération des algues

La lumière du jour permet la vie des producteurs primaires (Algues) en favorisant la

photosynthèse et la prolifération de ce dernier. Pour cette partie les études antérieures montrent

que lorsque la teneur en éléments nutritifs est élevée, on a une augmentation de la production

primaire (algues), de La croissance rapide des algues et des plantes aquatiques, Et aussi une

augmentation des organismes qui se Nourrissent de ces algues comme les poissons ;

3. Décomposition des Algues (par asphyxie)

Certaines plantes aquatiques comme les Algues sont, par la suite, décomposées sous l’action de

la lumière et en présence d’autres facteurs écologiques ce qui entraîne une diminution en

oxygène des couches profondes.

4. Décomposition des algues qui entraîne un abaissement de la concentration en oxygène dissous

des couches profondes.

5. Production de sulfure d'hydrogène (H2S) et d'ammoniac (NH3). L'eau a un goût sulfureux et

l’odeur est désagréable

Les figures suivantes montrent le déroulement de l'eutrophisation selon (D. Gaujour, 1995) :


12


Figure 1 : Enrichissement de la teneur en nutriments

Figure 2 : Prolifération des Algues


13

Nutriments (P, N…)

Algues


Figure 3 : Décomposition des Algues

Figure 4 : Remontée de la chimiocline


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Rapprochement de la chimiocline

Apparition de la chimiocline

Sédiments riches en matières organiques


III- FACTEURS DE L'EUTROPHISATION

III-1 Facteurs essentiels

Rappelons que l’eutrophisation est due à un ensemble de facteurs essentiels contribuant à la

fertilisation des milieux aquatiques:

- la lumière ;

- la température ;

- matières fertilisantes (sels minéraux)

III-1-1 La lumière

Le soleil intervient dans la synthèse de matières organiques. Il joue un rôle très important sur la

photosynthèse.

La zone superficielle éclairée appelée zone euphotique est une zone de synthèse organique

effectuée par les producteurs primaires en consommant de CO2 à la différence de la zone

hypolimnique zone non éclairée où s'opère la décomposition des matières organiques par les

décompositeurs (bactéries)

En remarque la trop forte lumière inhibe la photosynthèse. En effet, le pourcentage d'éclairage

dépend de la masse d’une végétation à une autre.

Il y a des plantes qui ont besoin beaucoup de lumière pour se développer tandis que d’autres

plantes comme les algues bleues – vert n’en ont pas besoin par conséquent leur population

s’augmente.

III-1-2. Température

La température intervient sur la croissance du producteur primaire comme facteur de contrôle ou

comme facteur létale. Il existe une température d'adaptation de développement de n'importe

quelle chose. .

Pour cela, les algues et les plantes aquatiques ont besoin d'une température élevée, variant de 10°

à 40°C.

« Dans les lacs eutrophes tropicaux, les êtres vivants ont un taux de production

photosynthétiques élevée. Le cas contraire s'observe sur les lacs eutrophes tempérés. »


15


III-1-3. Sels minéraux

Dans les paragraphes précédents, nous avons mentionné l'importance des sels minéraux sur la

croissance des algues et des plantes aquatiques. Les sels minéraux sont les clés de la croissance

et de la prolifération des plantes aquatiques. Un lac ou un bassin ou les canaux situés hors des

zones polluées ne subit pas le phénomène d'eutrophisation dues à des matières organiques.

La croissance des algues est en corrélation avec la teneur des matières organiques entrants et se

trouvant dans le lac :

a -Phosphore

Le phosphore est l'élément essentiel et primaire pour la croissance des algues. Il se trouve sous

diverses formes dissoutes : orthophosphates et polyphosphates. Toutes ces formes sont

assimilables par les algues. Les détergents peuvent contenir un pourcentage de phosphore très

élevé. Dans ce cas, les quantités déversées seront donc énormes.

Toutefois, les quantités d'azote et de phosphore assimilables par les végétaux d’un plan d’eau

donné dépendent non seulement de l'azote et du phosphore mais aussi des oligo-éléments qui

entrent dans le plan d’eau lui-même.

Des enquêtes et des analyses déjà faites montrent que les saisons font partie intégrante du

phénomène d'eutrophisation. A l'échelle mondiale, pendant l'hiver, la concentration en phosphore

est faible. Cela signifie qu'à cette période, la croissance des plantes aquatiques est limitée, en

partie à cause de la diminution de la température et de la lumière Par contre, pendant l'été la

concentration en phosphore est très faible. Des ruissellements nutritifs charrient vers les lacs

donnant naissance à des algues et à des plantes aquatiques. L'utilisation d’éléments nutritifs

augmente leurs concentrations dans les milieux récepteurs. Dans l’eau, la teneur en phosphore

diminue plus vite que la teneur en azote, les algues consomment beaucoup de phosphore.

(Mémento de l’agronomie ; 1974)

NB : Un rapport de l'O. C. D. E paru en 1974 fait remarquer que les échanges de phosphore et

d'Azote entre les sédiments du fond et l'eau, d'une part et, entre l'eau et l'air, d'autre part sont sans

doute des aspects importants qui demandent encore des recherches considérables. Les algues

sont capables d'extraire le phosphore de l'eau même quand il en a très peu.

Le phosphore existe sous deux formes:

- phosphore organique


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- phosphore inorganique.

Les deux derniers jouent aussi au phénomène d’eutrophisation. Divers mécanismes se passent à

l'intérieur du lac. Le processus le plus rapide est l'échange entre le phosphore organique dissout

et le phosphore inorganique, tandis que le processus le plus lent est l'échange de phosphore entre

l'eau et les sédiments.

Les teneurs en azote et en phosphore assimilable par les organismes des milieux aquatiques

dépendent non seulement de l'azote et du phosphore qui entre dans le lac mais aussi aux

réactions chimiques, physiques et biochimiques qui se déroulent à l'intérieure même du lac.

Après la mort des végétaux et animaux une quantité énorme de matière s'accumule au fond du

milieu aquatique. Les phosphates restants s'incorporent dans les sédiments de deux façons

différentes :

- adsorption sur les argiles et les minéraux tensioactifs de la vase et du sol c'est une

rétention très énergétique

- incorporation sous forme de composés plus ou moins complexes organiques et minéraux

souvent en association avec le fer ferrique. La stabilité de ses composés dépend de la

présence ou de l'absence de l'oxygène libre.

Les algues sont capables d'extraire le phosphore de l'eau même s’il en a très peu de phosphore.

Il existe trois types d'interactions :

- azote et phosphore ;

- EDT A et phosphore ;

- azote, phosphore et EDT A.

Et enfin, le facteur commun entre les trois interactions est le phosphore. Il joue un rôle de

croissance, favorise le développement radiculaire et joue un rôle de moteur et véhicule sur

photosynthèse.

b-Azote

Les végétaux ont besoin d'azote pour effectuer leur synthèse protéinique. Les protéines sont des

constituent essentielle de nombre nombreux tissus vivants d'origine végétale et animale. Il en

résulte de la condensation d'un grand nombre de molécules d'aminoacides L'azote présent dans

l'eau prend les formes suivantes (Paul Arnaud, Chimie organique) :

- ammoniac


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- nitrate NO3- ;

- nitrite NO2-;

- Azote moléculaire N2 ;

- Azote organique.

Il est assimilable sous toutes ses formes minérales ionisées en solution : ammonium, nitrate,

nitrite et nitrite. L'assimilation est très lente sous sa forme moléculaire par certaines algues bleue-

vertes. La concentration en nitrate est supérieure de celle de l'ammonium dans les eaux bien

aérées par contre la concentration en nitrite est, très faible ou en trace.

L'azote est absorbé par les plantes, joue un rôle essentiel sur la croissance de l'appareil végétatif.

c- Gaz carbonique

Le gaz carbonique est à la base de la synthèse organique : le CO2 utilisé lors de la photosynthèse

provient de la décomposition réversible de carbonates alcalin et alcalinoterreux présent dans les

eaux en les tamponnant. La réaction s'écrit :

(HCO3)2 CO3Ca + CO2 + H2O à l’équilibre

Le CO2 est utilisé pour la synthèse des organismes.

Oligoéléments : A part le phosphore et l'azote, d'autres éléments sont aussi nécessaires pour la

croissance et la prolifération des plantes aquatiques nous pouvons citer le Ca,le Mg, le sulfate,le

potassium, le sodium et d'autres.

d- lePotassium

Cet élément est absorbé en grande quantité par les plantes. Elle intervient comme régulateur des

fonctions dans l'assimilation chlorophyllienne (favorise la photosynthèse) et permet une meilleur

économie de l'eau dans les tissus, accroît la résistance des végétaux aux maladies c'est un

élément d'équilibre, de santé et de qualité. De plus, il joue un rôle essentiel sur les tissus en cours

de croissance et il est le constituant primordiale des cellules en cour de multiplication.

e- Sodium

Il permet les cellules de survivre en l'absence de potassium mais empêche la reproduction.

f- Cuivre

Est très toxique mais aussi un élément nutritif essentiel pour les algues à faible concentration.


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Sources des Effluents et conséquences de l’eutrophisation


L’EUTROPHISATION

Dans le chapitre précédent, nous avons abordé les processus et les mécanismes de

l’eutrophisation Dans le présent chapitre, nous allons montrer les principales sources de

substances nutritives et évaluer leurs contributions respectives. Les origines de la pollution dans

la zone d’Antananarivo sont liées à trois facteurs qu’ils conviennent de citer :

Les activités humaines

Les industries

La démographie dans certains endroits.

Figure 5 : Origines de la pollution des eaux (Encarta R 2006)

Et enfin nous allons parler des conséquences de l’eutrophisation.

I- SOURCES DES EFFLUENTS

Par synthèse, nous concluons que les conséquences directes de l’enrichissement des milieux



aquatiques sont l’évolution et la croissance des plantes et algues. Cette croissance est favorisée

par deux éléments essentiels : le phosphore et l’azote. Ces derniers sont des éléments essentiels à

la croissance des végétaux aquatiques. La plus part des cellules algales contiennent

habituellement 1% de phosphore et 4% d’azote. (organisation des nations unis 1997)

Les apports d’azote proviennent de l’agriculture et de l’élevage tandis que les apports de

phosphore proviennent surtout des effluents industriels et domestiques.

I-1 Caractéristiques des sources

Les caractéristiques des eaux usées peuvent varier selon leur origine, ce qui fait que les éléments

nutritifs proviennent des sources variées. Ces fertilisants peuvent aussi se trouver à l’intérieur du

milieu ou à l’extérieure du milieu aquatique.

Tableau 3 : Tableau qui illustre les principales sources d’azote et de phosphore

Paramètres Sources

Azote Surfaces agricoles

Volatilisés dans l’atmosphère

Lessivé

Phosphore Industrie alimentaire et autres

Domestique

Laboratoires

Les origines des effluents se repartissent en deux catégories :

Sources diffuses

Sources ponctuelles

I-2 Sources diffuses

Ce domaine concerne les foyers naturels des matières nutritives comme « les ruissellements de

roches, l’érosion des sols et les sources biologiques », les apports des activités humaines et les

dépôts atmosphériques. Toutes les sources sont liées à la précipitation.

I-2-1 Foyers naturels

Les foyers naturels comprennent :

le lessivage et l’érosion

les précipitations

les sources géologiques



les sources biologiques

a- Lessivage et érosion

Les milieux aquatiques s’enrichissent des matières nutritives provenant du sol. Ces matières

nutritives sont régies par les deux phénomènes suivants : le lessivage et l’érosion.

a-1 Lessivage

Par définition le lessivage est la percolation des substances nutritives. L’absorption des éléments

nutritifs par les plantes croit avec l’importance de la précipitation. Plus il y a une augmentation

de la précipitation, plus il y a lessivage et en fin de compte la teneur en substances nutritive dans

les milieux aquatiques s’accentue.

Les phosphores sont pratiquement immobiles car ils sont fixés dans le sol, ils sont donc peu

lessivés. Pour l’azote l’ion nitrate est l’élément nutritif le plus désiré. Cet ion est très mobile, il

se lessive facilement. Ils existent aussi d’autres ions comme l’ammonium, le nitrite.

a-2 Erosion

L’érosion consiste en l’enlèvement de la croûte supérieure du sol par suite de pluies plus ou

moins fortes ou par action du vent.

Le processus d’érosion est lié à celui de lessivage. L’érosion par le vent et l’eau est importante et

le colmatage de rivière et des lacs peuvent être considérés comme une sorte de pollution. Les

pertes d’engrais par érosion ont lieu vraisemblablement par enlèvement physique du sol plutôt

que par ruissellement en solution. C’est ainsi que les phosphates, peu mobiles sont enlevés avec

les particules du sol. Ce sont les éléments les plus fins qui sont surtout enlevés par l’eau et ce

sont aussi ces éléments qui contiennent le plus de phosphate.

I-2-2 Précipitation

Il existe deux types de précipitation :

les précipitations liquides, par exemple : la pluie

les précipitations solides telles que les grêles, les particules sèches et les poussières.

Dans cette partie l’élément nutritif mise en jeu est l’azote. On le rencontre dans les surfaces

agricoles, on le rencontre aussi sous forme volatil et en fin sous forme lessivé ou sous forme

d’érosion.

Les effets combinés de la déforestation, des pertes engendrées par les activités agricoles et les



précipitations peuvent causer un enrichissement des rivières, des lacs et des marécages. La

concentration en nutriments dans ces milieux croit avec l’importance des terres cultivées et les

condensations.

La majeure partie de l’azote atmosphérique se trouve sons la forme moléculaire N2. On y trouve

aussi un peu d’ammoniaque, attribuée en grande partie à la pollution de l’air par les industries

ainsi que divers produits volatils. L’hydratation produit de l’acide nitrique.

I-2-3 Source géologique

La grande île possède beaucoup des gisements tels que les roches éruptives, de l’argile et du

Schistes. L’azote se rencontre dans ces dernières sous forme organique et ammoniacale. D’après

des analyses antérieurs les roches éruptives contiennent une concentration très élevée en nitrate

par contre les schistes sont riches en azote ammoniacales. Les ruissellements en provenance de

différentes sources biologiques peuvent être riches en nitrite qu’en azote ammoniacal.

La composition chimique des eaux du lacs dépend donc étroitement de la composition

géologique du bassin versant. Tous les ions d’un lac provenant d’un bassin versant sont soumis à

une forte urbanisation, ou à une ’exploitation agricole de ses terres ou à un élevage sera plus

eutrophique qu’un lac situé en dehors des villes. Alors la quantité de phosphore est très élevée.

I-2-4 Source biologique

Nous pouvons citer par exemple les réseaux aquatiques, et les feuilles.

Les feuilles renferment du phosphore. Il se libère facilement lors de la décomposition de plante

grâces aux différents mécanismes. Les plantes qui se trouvent à l’intérieur du milieu aquatique

contribuent eux même au phénomène d’eutrophisation.

I-2-5 Activité humaine

Ce sont les activités autres que les activités ménagers, par exemple l’agriculture et l’élevage. Les

éléments nutritifs qui concernent l’agriculture peuvent provenir des deux sources :

Source naturelle (lessivage, érosion et autres)

Source artificielle.

Ces matières nutritives peuvent être en plus grande partie des engrais. Alors il existe des engrais

naturels et artificiels. Comme nous venons de le souligner. Les cations apportés par les engrais

sont principalement l’ammonium, le potassium et le calcium. Les anions sont les anions



nitriques, phosphoriques, sulfuriques et chloriques. Ces ions lorsqu’ils sont ajoutés aux terres

agricoles jouent un rôle très important sur l’enrichissement des terres cultivées et plus tard sur les

milieux aquatiques.

Les excréments des animaux contiennent eux aussi de l’azote, du phosphore, du potassium et

d’autres gaz comme le butane et des oligoéléments ainsi que des éléments indispensables à la

croissance des plantes d’eau douce. Les déchets provenant des animaux contiennent donc toutes

les substances responsables de croissance des plantes et entraînent l’eutrophisation.

L’agriculture et l’élevage sont deux exemples explicatifs de l’enrichissement des milieux

aquatique. Les engrais artificiels tels que le fumier et les engrais naturels contiennent des

quantités suffisantes d’azote, et de phosphore, de potassium de magnésium, de calcium et des

oligoéléments nutritifs (RANAIVO Soa, 2006) .

Tableau 4 : Composition des fertilisants en engrais

Engrais

Ammoniac anhydre

Ammoniac liquide

Nitrate d’ammoniaque urée

Sulfate d’ammoniac

Phosphate d’ammoniaque

Superphosphate ordinaire

Superphosphate concentré

Poly phosphates

Sels de potassium

Tableau 5 : Formes d’éléments apportés dans les milieux d’eau stagnante

Formes d’éléments apportés

N: NH3, NH4+, (NH2)2CO, NO3

-

P: H2PO4-, HPO4

2-, P2O74-

K: K+

Ca: Ca2+

S: SO42-

Cl: Cl-

L’urée et le nitrate d’ammonium sont les engrais azotés les plus utilisés. Mais parfois les forets

sont traités par les phosphates.

Les engrais potassiques sont utilisés sur des sols sableux riches en quartz. Dans le sol, l’azote se

compte très différemment suivant qu’il se trouve sous l’une ou l’autre de ses deux principales

formes minérales : ion ammonium ou ion nitrate.

L’ion ammonium est facilement absorbé sur les colloïdes du sol donc moins facilement lessivé.



Dans la marge du PH des sols naturels, l’ion nitrate n’est pas facilement absorbé. Et en fin les

eaux d’orages ont un autre aspect de l’enrichissement des eaux en élément nutritif.

I -3 Sources ponctuelles

Les sources ponctuelles concernent les foyers localisés c'est-à-dire les diversement directs d’eau

d’égout à partir des stations d’épuration tel que les effluents domestiques et les effluents de

certaines industries.

I-3-1 Effluents industriels

Les effluents industriels sont très différents des effluents domestiques. Leurs caractéristiques

varient d’une industrie à l’autre. Beaucoup d’eaux usées industrielles contiennent des quantités

plus ou moins importantes d’azote, de phosphore mais peuvent contenir aussi des graisses, des

hydrocarbures et des métaux.

La quantité des éléments nutritifs la plus importante provient des industries agroalimentaires, des

abattoirs et des usines des textiles.

A Antananarivo, la ville la plus industrialisée de Madagascar avec ses environs, on y dénombre

au moins quatre principales zones industrielles :

- la route de la digue à l’ouest (Vers Ivato)

- zone sud, zone Forello à Tanjombato

- zone nord, sur la route des Hydrocarbures

- zone nord-ouest, Ankazomanga Andraharo vers Ambohimanarina

Les déversements industriels dans les égouts peuvent avoir des effets néfastes sur

l’environnement. Dans la capitale les charges polluantes de l’eau sont classées en 3 catégories

- Les charges polluantes des industries alimentaires

- Les charges polluantes des industries textiles

- Les charges polluantes des industries chimiques

La majorité des industries dans la zone urbaine d’Antananarivo rejettent, sans traitement ni

épuration, leurs eaux usées dans les réseaux d’évacuation collectifs. Ces rejets liquides peuvent

être acide ou basique. Il contiennent des éléments toxiques corrosifs et nutritifs tels que la

phosphore et l’azote.

I-3-2Effluents domestiques



Ils proviennent de différents usagers domestiques de l’eau nous pouvons citer les eaux ménagées

qui se répartissent en eaux de cuisine, en eau de salle de bain et en matières fécales. Les déchets

ménagés sont généralement constitués de détergents de graisses de solvant, des débris organiques

et diverses substances chimiques.

Le phosphore peut être trouvé dans le détergent sous forme tripolyphosphate de sodium et

tétrapyrophosphate de sodium On le trouve dans les excréments humains et aussi dans les

traitements des eaux potables par le polyphosphate. Ce dernier sert à adoucir l’eau et à éviter la

corrosion (http://www.wikipedia)

Les apports en azote et en phosphore les plus importants proviennent des usines de levure, de

sucre et d’amidon, des décharges, des usines d’exploitation des déchets d’abattoirs mais aussi

des usines de textiles et de la fibre synthétique

I-3-3 sources urbaines

L’eutrophisation peut être définie comme l'enrichissement des eaux par des nutriments

inorganiques des plantes, spécialement l'azote et le phosphore. Ce phénomène peut être artificiel

(culture) ou naturel si la cause est due à un procédé humain ou non. Les sources des

contaminations artificielles peuvent être urbaines ou rurales.

De nutriments incluent les eaux d'égouts domestiques, les déchets industriels. Les sources

industrielles peuvent être localement très importantes, dépendant du type d'industrie, du volume

d'effluent et de la quantité de traitements qu'elles reçoivent.

I-3-4 Sources rurales

Incluent celles de l'agriculture, de la gestion des forêts et des logements ruraux, La solubilité de

nitrate signifie que l'agriculture est le contribuant le plus important et, de plus, souvent la moitié

de l'azote appliquée aux récoltes est perdue dans les eaux souterraines, Les pertes en nitrate

agriculture sont en grande partie dues à l'érosion. Une autre source importante en nutriments

provenant de l'agriculture concerne le bétail: la quantité de phosphore excrétée par le bétail

anglais, tous les ans, est quatre fois supérieure à celle excrétée par la population humaine. La

gestion des forêts peut avoir des effets locaux, sur le changement nutritif des fleuves: dans

certains pays, les forêts sont régulièrement fertilisées; ceci peut avoir pour conséquence une

eutrophisation locale. Les logements ruraux se débarrassent souvent de leurs eaux d'égouts dans

les réservoirs septiques, qui peuvent cause une pollution locale.



Tableau 6 : Récapitulatif sur les sources et leurs déchets respectifs

Sources Polluants Aspect sur l’environnement- Industrie chimiques- traitement des eaux usées- industries alimentaires

- déchets toxique enterrés ou urinées

- boues liquides : DBO5

élevée, MES, azote agent lotogène

- Eléments nutritifs

- odeur intense - Pollution par des solvants de la

nappe phosphatique- pollution atmosphérique et

pollution aquatique

- ménages- abattoirs- hôpitaux- marchés

Déchets solides et risque de pollution OdeurDéchets biomédicaux

InstabilitéOdeursInstance

II- CONSEQUENCES DE L’EUTROPHISATION

Les conséquences sont diverses, elles varient d’un milieu aquatique à l’autre. La pollution de

l’eau peut avoir des conséquences sur la santé de l’homme. Des nitrates existant dans l’eau

peuvent être la cause de maladies mortelles, surtout chez les jeunes enfants.

De plus, on observe une différence de plus en plus marquée entre les eaux proches de la surface

très oxygénées et les eaux profondes désoxygénées éclairées car la prolifération des algues en

surface empêche toutes Pénétration de la lumière au fond du lac. La vie disparaît peu à peu : les

espèces animales et les bactéries aérobies meurent asphyxiées au bout d’un certain temps seules

les bactéries anaérobies survivent dans ce milieu dépourvu d’oxygène.

La formation de toute la matière organique accumulée, libérant des gaz hydrogène sulfureux

ammoniacs et du méthane. Les conséquences affectent le plan touristique, la pêche et la santé des

qu’un lac est eutrophique, on note une présence énorme de plantes aquatiques qui provoque la

perte de l’eau potable. (Eutrophisation des lacs 1975)

Il est nécessaire d’effectuer des traitements des eaux usées avant la consommation. L’eau non

potable est caractérisée par :

- L’accentuation de la couleur et de la turbidité

- l’odeur intense et le goût désagréable

- l’augmentation de la toxicité

II-1 Couleur et turbidité

Une fois le processus et le mécanisme d’eutrophisation commencés, la présence de nombreux

organismes microscopiques peut augmenter d’une façon significative la turbidité et la couleur.



Ces derniers s’observent facilement. Donc l’eau n’est pas de bonne qualité. La couleur a changé

la beauté du milieu

II-2 Odeur et goût

La présence d’algues consommatrices d’oxygène est synonyme de Pollution de lacs. Ces plantes

créent des fortes accumulations de matières organiques sur le fond qui se décomposent malgré la

présence d’une grande quantité de bactéries. Cependant l’enrichissement excessif du milieu en

substance nutritive détériore la qualité des eaux par la présence abondante de nitrate et de

phosphore. Ce qui provoque le dégagement d’odeur insupportable et aspect désagréable. Le goût

est largement acide

II-3 La toxicité

La disparition ou la perturbation de certains organismes est remarquable dans les eaux

eutrophique. Ceci étant due à l’exposions de divers substances chimique tels que, les produits

tensions actifs ou pesticides, dont à une certaine concentration ces organismes ne peuvent les

tolérer chez les animaux domestiques, les oiseaux et les hommes, on assiste à une

bioaccumulation des substances dans les tissus. L’accumulation de cette dernière augmente sa

concentration en montant dans la chaîne prédatrice. Plus l’animal est graissé plus la

concentration de ces substances est importante

II-4 Demande en Chlore

La teneur en matière organique provient soit de la composition des végétaux morts, soit elle

provient des animaux morts à causes de la diminution de l’oxygène dissous. Cette décomposition

des organismes vivants dans les lacs eutrophiques provoque l’accroissement de la demande en

chlore (Claude Dejoux ; 1995)

II-5 Sur la tourisme

L’odeur et la couleur pose déjà un grand problème. Les baignades et les divers sports s’avèrent

désintéressant du fait que ces eaux ne répondent pas aux normes préconisées. La pêche se limite

à raison que très peu d’espèces de poissons capables de tolérer certaines conditions difficiles

arrivent à maintenir la vie et que la prolifération empêche toutes activités, l’eau prend certaines

colorations qui virent à la coloration rouge (JEAN Bernard, 1986)

Les algues et les plantes aquatiques se développent et forment se qu’on appelle des fleurs d’eau.

L’eau prend des colorations et une fois la composition des plantes terminée, L’eau dégage des



odeurs insupportables. Sur le plan économique, le rendement est presque nul

II-6 Sur la pêche

La pêche soufre énormément de la situation résultant d’une eutrophisation. L’hypolimnion

s’appauvrit en oxygène, les organismes salmonidés du fond disparaissent, tandis que dans les

couches superficielles, les cyprinidés prennent de l’extension pour les lacs eutrophiques, la pêche

subit une diminution par contre dans les lacs oligotrophes une augmentation très importante des

organismes aquatiques.

III- LES PRICIPAUX EFFETS DE L’EUTROPHISATION

Il y a une différence de vie entre les algues et la vie animale microscopique de nos plans d’eau,

leur mode de respiration est différente. Les algues libèrent, plus d’oxygènes durant la journée

qu’elles n’en utilisent et absorbent plus de dioxyde de carbone qu’elle n’en relâche. Alors que les

animaux et les organismes photosynthétiques libèrent du dioxyde de carbone et absorbent

l’oxygène de l’environnement, les algues réagissent habituellement d’une façon opposée pendant

la nuit, lorsqu’elles agissent comme des matières organiques mortes augmentent ainsi la DBO.

En remarque, l’oxygène fourni par les algues lors de leur photosynthèse est bénéfique à la

plupart des formes de vie. Ainsi leur élimination se fera souvent. Les principaux effets causés par

l’eutrophisation peuvent être résumés comme suit : (Lavoisier ,1994)

1- la diversité des espèces baisse et le biote dominant

2- la biomasse végétale et ’animale augmentent

3- la turbidité croit

4- le taux de sédiment augmente, réduisant la durée de vie des lacs

5- des conditions anoxiques peuvent se développer

6- la toxicité s’accentue

La quantité de nutriments dans les milieux aquatiques et les changements de la biologie peuvent

directement affecter les activités humaines. Les principaux problèmes se résument comme suit :

l’eau peut être nuisible pour la santé du fait de sa mauvaise qualité

la valeur d’agrément de l’eau peut diminuer

une augmentation de la végétation peut empêcher l’écoulement et la distribution

de l’eau



Les espèces commercialement importantes de poissons peuvent disparaître

Le traitement de l’eau potable peut être difficile et l’eau peut avoir un goût ou une

odeur inacceptable.

III-1 Les algues et cyanobactéries

L’eutrophisation culturelle entraîne des quantités excessives d’algue à fleur d’eau, par

conséquent une surcharge d’algue. Sous certaines conditions d’obscurité et de température

élevée, elles peuvent mourir, se décomposer et produire des odeurs nauséabondes. Si l’eau est

utilisée comme approvisionnement en eau cru pour certaines agences publiques ou privées, les

algues peuvent être difficiles éliminer et, par conséquent, ajouter un goût inacceptable. Les

algues ont aussi tendance à absorber et concentrer des nutriments minéraux dans leurs cellules.

Quand elles meurent, après la saison croissance, elles se déposent dans les fonds d’où elles

relâchent leurs nutriments minéraux et organiques (avant la prochaine saison de croissance). De

cette manière, ils servent de polluants secondaires.

Un des symptômes les plus courants de l’eutrophisation des lacs est le développement d’algues

bleu-vert (cyanobactérie) à fleur d’eau. Elles peuvent être générées par les activités humaines :

par exemple, l’écoulement de sédiments des chantiers de construction peut considérablement

diminuer la clarté de l’eau et donc diminuer la quantité de lumière disponible pour le

phytoplancton ; Les cyanobactéries sont capables de se maintenir près de la surface de l’eau au

moyen de vacuoles spatiales rempli de gaz. Une fois que le cyanobactérie ou plus généralement,

les algues à fleur d’eau atteignent des concentrations élevées, des problèmes peuvent surgirent :

on remarque un impact négatif sur la qualité de l’eau, créant de problèmes de goût et d’odeur et

interfère avec certains procèdes de l’eau. Lorsque certaines populations de bactéries atteignent de

proportion élevée, elles peuvent aussi produire des toxines qui rendent l’eau sur à la

consommation

III-2 Croissance excessive des macrophytes

Les niveaux nutritifs accrus peuvent stimuler d’autres formes de production primaire, en plus des

algues et des cyanobactéries. Les zones littorales de beaucoup de plans d’eau enrichis en

nutriments sont souvent touchées par une croissance excessive de macrophytes qui peuvent

influencer les activités réactionnelles et altérer la structure du réseau alimentaire. Le

développement excessif des phytoplanctons et des plantes macroscopiques dans l’eau crée des

problèmes esthétiques et réduit la valeur du plan d’eau. D’un point de vue purement esthétique,



l’eau claire caractéristique d’un système oligotrophique est plus attractive pour la baignade et la

navigation. Des concentrations élevées en phytoplancton rendent l’eau trouble et esthétiquement

désagréable. Les plantes macroscopiques peuvent complètement recouvrir la surface du lacs

eutrophiques rendant l’eau presque totalement inadaptée à la baignade et la navigation.

III-3 Epuisement d’oxygène dans les eaux profondes

L’oxygène est requis pour toutes les formes de vie sur notre planète, avec pour exception

certaines bactéries. Pour cette raison, l’épuisement d’oxygène est considéré comme un sérieux

problème de gestion des lacs et est souvent associé l’eutrophisation : ceci entraîne une

production accrue de matière organique, et plus de matières se déposent dans les eaux profondes,

consommant ainsi l’oxygène. Puisqu’il est impossible pour certains organismes de fonctionner

efficacement à moins que la concentration, de tels organismes sont souvent absents des

environnements eutrophiques. Ce problème peut empêcher les poissons ou autres biotes

d’habiter les régions profondes des lacs anoxiques. Ce phénomène peut être saisonnier ou

nocturne.


Cartographie

DEUXIEME PARTIE : PARTIE PRATIQUE

Cartographie

CHAPITRE I : BASES CARTOGRAPHIQUES

I- INTRODUCTION

Dans ce Chapitre, nous allons étudier la monographie d’Antananarivo en notant que notre zone

de recherche s’étend sur toute la zone périurbaine de la Capitale. Dans ce cadre, nous avons

effectué des prélèvements à différents sites. Le but était de montrer que l’eutrophisation existe et

cette dernière est provoquée par les eaux usées de la ville d’Antananarivo.

Par ailleurs, des analyses physico-chimiques ont été faites au sein de différents laboratoires.

Nous avons aussi fait des investigations sur terrain pour identifier les facteurs possibles de la

pollution.

II- PRESENTATION DE LA ZONE PERIURBAINE D’ANTANANARIVO

II-1 Localisation

La province d’Antananarivo est l’une des six provinces autonomes de Madagascar, située en

plaine cœur de l’île. Elle est délimitée au nord –ouest par Mahajanga, au sud par Fianarantsoa, à

l’Est par Toamasina et s’étend sur 58697km2, soit environ 1/10ème de la superficie de l’île avec

une densité moyenne de 61 habitants au km². Les quatre régions d’Antananarivo sont

constituées de Fivondronana et composées de Fokontany et de Communes.

II-2 Situation démographique

Le dernier recensement qui date de 2003 montre que la population d’Antananarivo compte 3 580

517 habitants.

Les renseignements d’ordre économiques sont subdivisés en trois catégories à savoir :

- le secteur primaire concerne l’agriculture, l’élevage, et la riziculture domine;

- le secteur secondaire concerne les industries ;

- le secteur tertiaire.

32

Cartographie

D’après le dernier recensement qui date de 1993 et les estimations, la population de la commune

urbaine d’Antananarivo s’élèverait à 1 928 374 avec une densité de 101 habitants par km2. Le

fivondronana d’Imerina central est le plus peuplé du Faritany d’Antananarivo, mais aussi la plus

industrialisée.

Nous pouvons dire qu’à Antananarivo, l’eutrophisation existe car les trois facteurs suivants ( la

forte concentration de la population, la forte industrialisation et la modernisation de l’agriculture)

répondent aux conditions qui caractérisent l’eutrophisation.

Dans Antananarivo Renivohitra et ses environs, la pollution est une réalité à cause de certains

effluents industriels non traités et des pollutions domestiques. Tout cela dégrade la qualité de

l’eau mais aussi pollue les nappes phréatiques.

II-3 Climat et sol

Il ne faut pas oublier que le climat et le sol jouent un rôle primordial sur l’enrichissement des

milieux aquatiques. En somme, ils contribuent aussi au phénomène d’eutrophisation présentant 2

saisons distinctes : une saison sèche et une saison fraîche Elle est caractérisée par une

température moyenne annuelle La Province d’Antananarivo jouit d’un régime climatique tropical

d’altitude, supérieure à 900 mètres inférieure ou égale à 20° C. Ce domaine climatique englobe

l’axe central de la haute terre et couvre une grande partie de la Province.

L’année comporte deux saisons bien individualisées, l’une pluvieuse et moyennement chaude, de

Novembre à Mars et l’autre fraîche et relativement sèche, durant le reste de l’année. Si la

généralité est ainsi, il existe de nombreux sous climats. Il est même possible que chaque

Fivondronana ou chaque commune ait sa spécificité climatique. (Monographie de la région

d’Antananarivo- Renivohitra 2001).

Dans la région de l’Imerina Central, la moyenne des pluies annuelles est de 1 364 mm en 118

jours avec un maximum de 1 456,3 mm en 129 jours relevé dans le Fivondronana de

Manjakandriana, où il n’existe aucun mois sec et un minimum de 1 237,5 mm en 90 jours

enregistré dans le Fivondronana d’Antananarivo Atsimondrano. , et dont les données ont été

tirées de la Direction de la Météorologie et de l’Hydrologie d’Antananarivo - Ampandrianomby

(Monographie de la région d’Antananarivo- Renivohitra 2001).

II-4 Hydrologie

La province d’Antananarivo est très arrosée. Pendant la saison de pluies, les cours d’eau se


Cartographie

remplissent assez rapidement, dans certains cas, on note des crues. Par contre, pendant la saison

sèche les lacs sont vides : on parle d’étiage. Voici un tableau qui donne l’état de quelques

fleuves :

Tableau 7 : Débits moyens annuels (mesures pluriannuelles de 1955 à 1998)

Fleuve Station d’observation Superficie B. V. (km2)

Débit moyen annuel (m3/s)

l/s/km2 (module spécifique)

Ikopa

isaony

Andromba

Ambohimanambola

Anosizato

Andramasina

Tsinjony

1407

1691

318

350

28,5

29,7

6,04

7,73

21,6

17,6

19

22

Source : Ministère de l’agriculture, 2001

III- LES RESSOURCES EN EAU

III-1 Définition

Dans cette partie, nous allons décrire brièvement les lacs, les canaux et les marais pur mieux

comprendre la suite.

III-1-1 Les lacs

Ils sont parfois profonds et sont résiduels ou d’aménagements tels que les lacs d’Anosy et de

Behoririka. Nous pouvons parler aussi du lac de Mandroseza qui alimente la ville

d’Antananarivo en eau. Seuls les milieux eutrophiques nous intéressent.

III-1-2-Les canaux

A Antananarivo, les canaux sont surtout des voies d'eau artificielles construites pour l'irrigation,

le drainage, la navigation, ou en association avec un barrage.

III-1-3 Les marais

Dans les marais, la nappe d’eau stagnante, peu profonde, affleure la surface du sol, juste au-

dessus ou juste au-dessous.

Les marais d’Antananarivo sont constitués d'eau douce et se situent le long des rives basses des

lacs et/ou des fleuves à faible débit, se formant lorsque les étangs et les lacs se remplissent de

sédiments.


Cartographie

IV SCHEMATISATION

Les industries rejettent dans l’environnement des éléments physicochimiques dont à certaines

concentrations qui peuvent être nuisibles aux êtres vivants : ammoniaque, acide fluorhydrique,

des huiles, des résidus de peintures ; etc. Les eaux usées passent dans les réseaux d’évacuation,

puis entrent dans les canaux avant d’être charriées vers les écosystèmes aquatiques, polluant

ainsi les eaux et attaquent les végétaux.

Carte 1 : Réseau hydrographique d’Antananarivo


Cartographie

Carte 2 : Réseau hydrographique d’Antananarivo versus points de prélèvement


Cartographie

Carte 3 : Superposition des réseaux hydrographiques et des réseaux d’assainissement


Cartographie

Carte 4 : Superposition des lieux eutrophiques et des réseaux d’assainissement


Cartographie

V- OBSERVATIONS

Plusieurs observations peuvent être faites à partir de ces cartes de base :

- Le réseau hydrographique des bassins versants d’Antananarivo est assez dense

- Les réseaux d’évacuation des eaux usées (domestiques et/ou industrielles) débouchent

tous dans des plans d’eau

- Les réseaux d’assainissement ne couvrent pas toutes les zones d’habitation

- Les plans d’eau et le réseau hydrographique sont assez denses.

- La superposition du réseau hydrographique avec le réseau d’assainissement montre que

presque tous les exutoires débouchent dans des plans d’eau.


Etude sur site

CHAPITRE II : LES PLANTES AQUATIQUES FLOTTANTES

Ce Chapitre fait partie des travaux effectués car les plantes ont été échantillonnés dans le cadre

de ce travail et ont été identifiés au Parc zoologique et botanique de Tsimbazaza.

I- INTRODUCTION

Les milieux aquatiques sont particulièrement exposés à la pollution. L’eutrophisation, un des

problèmes majeurs se produit lorsque l’eau s’enrichie artificiellement et excessivement en

nutriments, provoquant une croissance anormale de la végétation

Les plantes aquatiques se développent selon le processus de la photosynthèse : c’est

développement durant le jour par absorption opérée par la chlorophylle de l’énergie lumineuse et

solaire. Les plantes en se développant consomment des quantités énormes d’oxygène dissous

dans l’eau. Ce phénomène croit avec la profondeur des eaux, car il se crée des conditions

anaérobies avec production de méthane et d’hydrogène sulfuré. Chaque plante a des besoins

différents : (Précis d’écologie)

Premièrement, les plantes aquatiques ont besoin des éléments nutritifs comme le phosphore et

l’Azote pour croître. Par ailleurs, plus le taux de phosphore dans l’eau est élevé, plus les plantes

aquatiques poussent. Ainsi, il y a prolifération.

Cette dernière a des conséquences sur la faune et la flore.

Deuxièmement, la plante a aussi besoin :

de température

de luminosité

d’une certaine qualité du sol

d’une certaine qualité chimique de l’eau telle que le pH, la dureté.

II- MONOGRAPHIE DE QUELQUES PLANTES AQUATIQUES

Antananarivo, la ville la plus industrialisée certains endroits sont très pollués la manque des

installations des traitements des eaux usées ou l’épuration à l’usine même Intensifient la

pollution des milieux aquatiques. Les milieux aquatiques sont envahis par des plantes flottantes


Etude sur site

II-1 JACINTHE D’EAU

II-1-1 Biosystématique

a- Appellation

Nom scientifique : Crassipes eichhnnia

Nom vernaculaire : français : Jacinthe d’eau

Malgache : Tsikafokafona

Comorien : Poumpou

b- Description

La Jacinthe d’eau est une des belles plantes aquatiques. Sa prolifération est devenue un grand

problème partout dans le monde.

Elle menace la flore et la faune aquatiques. Elle est originaire d’Amérique latine, mais elle se

trouve aussi à Madagascar. La Jacinthe est considérée comme une véritable peste dans des

nombreuses régions. Elle est un envahisseur des milieux aquatiques, dégrade et nourrit l’écologie

aquatique. Par conséquent, elle détruit l’écosystème et empêche la lumière de pénétrer au fond

du lac. En dernier, elle joue un rôle d’épuration l’eau devient propre. (RADANIELA A.H,

utilisation de la jacinte d’eauen alimentation du lapin, Agro,1984-1988)

b-1 Système racinaire

La racine est adventive, fasciculée, stolonfere munie des poils absorbants.

b-2 Feuillages

Les feuilles sont dures, persistantes, vertes, épaisses, brillantes.

Elles sont fortement nervurées, ovales, leurs pétioles renflées, spongieux. Elles sont simples, à

nervures parallèles, sont groupées en rosettes. Le limbe est vert, brillant, vernissé, et présente des

stomates sur les deux faces.

b-3 Tige

La tige est de longueur variable selon les conditions du milieu, charnue et verticale.


Etude sur site

b- 4 Croissance

Très rapide, elle peut devenir envahissante Elle mesure 0,15 à 0,30m pour un étalement

minimum de 0,20 à 0,45m

b-5 Couleur

Bleue à bleue violet, une tache jaune sur un pétale.

b-6 Fleur

Capsules à graine La fleur est hermaphrodite, parfumée, tubulaire à 8 pétales et 6 étamines, et

Zygomorphe à Périanthe gamosépale.

b-7 Inflorescence

L’inflorescence est grande, brillante disposée en graphe de 8 à 14 fleurs prenant naissance sur un

rachi épaisse.

b-8 Ovaire

L’ovaire est petite, sessile à 3 loges. L’ovaire mûrit dans un capsule dehissante, membraneux,

renferme de nombreuses graines.

II-1-2- Botanique

a- Origines

Elle est originaire d’Amérique du Sud, surtout au Brésil. On le trouve aussi dans les îles

pacifiques. A Tananarive, nous l’avons localisé derrière la zone Forello, à Tanjombato, vers la

route de Votovorona, vers la route d’Ambohimanarina…

Le genre Eichennia appartient à la famille Pontédériceas. La Jacinthe d’eau se subdivise en 7

genres et 30 espèces(RADANIELA A.H, utilisation de la jacinte d’eauen alimentation du lapin,

Agro,1984-1988).

Le genre « Fichhnia » compte 6 à 7 espèces, on peut trouver :

Eichhnia azeirea

Eichhnia deversifolia

Eichhnia meyeri


Etude sur site

Eichhnia Paniculata

Tableau 8 : Classification de la Jacinthe d’eau

Classe AppellationClasse

Espèce

Ordre

Famille

Genre

Nom scientifique

Monocotylédones

Crassipes

Lilifenes

Pontederiancae

Eichinnia

Crassipes eichnnia

II-1-3 Aspects écologiques (http:// www.wikipedia)

La Jacinthe d’eau est une plante de soleil et d’eau à croissance rapide. La plante exige Eichnnia

crassipes est surtout une plante tropicale et intertropical

a- Habitat

On la trouve surtout dans le lacs doux, étang, marais fossés, canaux. Elle est surtout une plante

tropicale

b- Température

La température optimale d’Echnnia crassipes est de 20°-30°C. « Elle ne résiste pas à une

température de 0°C ou 35°C ». C’est une plante héliophile pas de floraison à 220lux, pas de

multiplication à 720 lux et meurt à 500 lux

c- pH

Le PH varie entre 6,5 pour les lacs eutrophes donc le PH optimum est de 6 à 6,5 à pH = 4,6 la

croissance et sa prolifération est limitée. Elle craint les eaux trop salines se multiplie sur une eau

riche en phosphore et en azote principalement sur les eaux polluées. Elle a un pouvoir de

filtration élevé. (http://www. wikipedia)

d- Eau

L’eau est un facteur premier pour la jacinthe d’eau. Elle favorise la croissance.

II-1-4 Morphologie


Etude sur site

Morphologiquement, on distingue trois types

- Robuste, haut avec de longues racines ( 10-90cm ou puis)

- Moyen : 20-30cm, avec une longueur moyenne les racines sont mince (30-40cm)

- Petit : (80cm) avec des courtes racine ( 6-15cm) formant des très dans le fibre.

La répartition de ces types dépend des conditions favorables du milieu.

Schéma 1 : Jacinthe d’eau

II-1-5 Utilisations

A cause de son pouvoir absorbant très élevé, la jacinthe d’eau donne du tourteau assez riche en

azote avec 16% de cendre. Il peut être aussi une source d’aliment de bétail quand il est ensilé

avec de la faille de riz de la même lasse et de l’urée. (référence)

Aux Comores, elle est utilisée comme aliment pour les lapins.

Eichchornée crassipes est connu comme plante ne faste, nuit et détruit la faune et la flore

aquatique. Elles sont utilisées dans le systèmes d’auto épuration des eaux d’égouts et des eaux

usées grâce à son excellent pourvoir absorbant. La jacinthe d’eau filtre l’eau grâce à son système

racinaire. Le résidu de filtration de la jacinthe d’eau est une excellente matière pour la


Racine

Fleur Feuille

Rhizome

Etude sur site

production de biogaz et d’éthanol après décomposition.

II-1-6 Nuisances

Parfais, elle empêche les bateaux de passer et pollue l’eau. Les lacs pollués sont devenus des

endroits de reproduction des insectes. La jacinthe d’eau est souvent utilisée en aquariophile car

son développement racinaire offre aux poissons un endroit idéal pour pondre leurs œufs.

II-2 FOUGERE

II-2-1 BIOSYSTHEMATIQUE

a- Appellation

Le nom scientifique: Azolla pinnata,

Nom vernaculaire: fougère

Nom malgache: Ampanga

b- Description

L'azolla pinnata est une plante aquatique flottante, avec sa prolifération intense et sa croissance,

parfois elle nuit l'évolution d'autres espèces. Elle envahie la surface comme la jacinthe d’eau, elle

est d'origine asiatique; la plante se trouve à Madagascar connue sous le nom de " Ramilamina ".

" Le genre azolla regroupe trois espèces" CR. Maminiana liva 1987)

-azolla caroliniana

-azolla filiculides

-azolla pinnata

«Mais seule ce genre existe à Madagascar" et se rencontrent dans plusieurs endroits de l'île

notamment dans les hautes terres.

Tableau 9 : Classification de la fougère

CLASSE APPELLATION

Ordre Salviniales


Etude sur site

Famille Salviniacées

Genre Azolla

Nom scientifique Azolla pinnata

b-1 Feuillage

Leurs feuilles sont petites, fragiles. La longueur de la feuille est de quelques millimètres enfin de

couleur parfois gris, parfois vert et rouge.

b-2 Tige

Elle a une tige principale avec de branche de pinnata. Les branches sont sous formes

triangulaires.

b-3Racine

Elle a des radicelles latérales fins.

II-2-2 Aspect écologique

C'est une plante du climat tropical et subtropical. Elles se localisent dans les lacs, jets et fleuves

lents, marais, marécages, rizières et fossés. L'azote se prospère surtout dans les eaux douces et

stagnantes.

a- Température

L'azolla est une plante sensible à la sècheresse. Elle ne peut pas résister à une température

inférieure à

b- pH

Le pH joue un rôle favorable pour la croissance des plantes aquatiques. Mais chaque plante a son

pH optimum et sa température d'adaptation. « Pour l'Azolla pinnata, le pH optimum pour leur

croissance est varie entre 4,5 à 7°C mais peut résister à un pH se situant de 3,5 à 10.

c- Pluies

L'azolla pinnata est une plante fragile. L'action des vagues et des turbulences entraînant leur

disparition. Les précipitations abondantes ne sont pas bonnes.

II-2-3 Exigence physiologique

L’azolla pinnata est une plante très fragile. Il exige certains nombres des facteurs pour son


Etude sur site

développement. L’action de l’environnement sur l’azolla peut s’exercer de différente manière sur

la température, sur la lumière, les paramètres Physico-chimique de l’eau, disponibilité des

substances nutritives et facteurs botanique.

a- Besoin en eau

Ces facteurs varient selon le type du sol et l’environnement. La disponibilité de l’eau est le

facteur premier le plus approprié pour la croissance de l’azolla.

L’action de l’eau sur la croissance et le développement d’azolla peuvent se présenter de

différentes façons :

L’humidité relative, le pH, la turbulence, la hauteur de la lame d’eau, la salinité et l’oxygénation

b- Humidité relative

L’Azolla est l’une des plantes aquatiques le plus fragiles. Elle est sensible à la sècheresse.

Pendant l’hiver, l’Azolla s’épanouie. La seule condition existante, elle ne peut pas résister à un

taux d’humidités inférieures à 60%.

c- Action des vagues et la turbulence

Sous l’action des courants d’eaux ou des inondations l’Azolla ne peut pas résister. Elle a besoin

des eaux douces pour son développement.


Etude sur site

II-2 4 Morphologie

Figure 6 : Azolla (fougère d’eau douce)

II-2-5 Utilisation

L’Azolla pinnata a été employé pendant des siècles dans le sud Asiatique comme engrais dans la

production de riz. A Madagascar, on l’utilise aussi comme engrais vert.

II-2-6 Nuisances

En sa présence, il forme des nattes antérieures denses qui empêchant l’écoulement d’eau et la

navigation et obstrue les pompes d’irrigation et les canaux de drainage. Les couvertures

végétales réduisent également des niveaux de l’oxygène

II-3 NYMPHEA STELLATA

Le nymphéa est une magnifique plante aquatique bien connue. Il est originaire de l’Europe et

Afrique du Nord. Mais on le trouve aussi à Madagascar sous différents aspects. C’est une

véritable peste. Elle dévaste les milieux aquatiques.


Etude sur site

II-3-1 Bio systématique

a- Appellations

Nom français : Nenuphar

Nom scientifique : Nymphea stellata

b- Description

Le nymphaéa stellata est une plante flottante avec sa prolifération intense et sa croissance, il nuit

les organismes vivants dans les milieux aquatiques. Il est facile à cultiver pour les rustiques.

b- 1 Hauteur :

15cm

b-2 Exposition

au soleil

b-3 Floraison :

Le nénuphar fleurit d’Avril à août il s’ouvre le matin vers 10h et se reforme l’après-midi vers

14h à 18h. Les feuilles ne deviennent adultes que 1 à 3 jours mais, en milieu ensoleillé, le

renouvellement est constant.

b-4 Appareil végétatif

Les feuilles sont luisantes, jaune ou rose à Madagascar on rencontre souvent la variété rose bien

qu’elle s’épanouissant tout l’été, les fleurs ne s’ouvrent que sous soleil éclatant.

In florescence

II-3-2 Botanique

La Nymphéa stellata est originaire d’Europe, d’Afrique du nord. Dans la grande île, se trouve

dans plusieurs régions,

Le genre stellata appartient à la famille Nymphéacées.

En effet, il existe deux sortes de nénuphar : la rustique et l’exotiques. Ce dernier est plus difficile

à cultiver car il a besoin de beaucoup de chaleur et ne supporte pas l’hiver.


Etude sur site

II-2-4 Aspects écologiques

Le nymphéa est une plante de plein soleil, a besoin aussi de l'eau. On le rencontre dans les lacs,

marais, canaux et rizières. Elles préfèrent les eaux claires, douces et peu profondes.

a- Climat

Elles résistent aux rigueurs de l'hiver et fleurissent en juin au septembre en Europe reference). A

Madagascar, elles fleurissent aux mois de décembre, janvier.

b- Température

Température optimale: 30°C

Température minimale: -10°C


Etude sur site

II-2-5 Morphologie

Figure 7 : Nymphea stellata

III- ASPECTS CULTURAUX LIES AUX PLANTES

Dans ce cas d'étude, nous ne parlerons d’aucune technique traditionnelle, ni moderne.

Les plantes aquatiques sont des plantes sauvages, elles poussent n'importe et n’importe

comment. Le sol et l'eau font parties intégrantes de la prolifération de ces dernières.

Elles sont apportées soient par des courants d'eau, soient artificiellement. Ce sont des plantes qui

se manifestent sans l'aide de personne. Seulement des apports de matières organiques et

l’existence d’éléments fertilisants dans les milieux aquatiques sont des conditions suffisantes et

nécessaires pour la croissance de la plante. Il n'y a pas vraiment une période de plantation. Les

plantes exigent seulement de conditions adéquates. Nous avons remarqué que pendant le moi de

décembre, janvier et février beaucoup des milieux sont eutrophiques tandis que pendant le moi

d'Avril, Mai, les feuilles commencent à jaunir.


Etude sur site

IV- CONSEQUENCES DES PLANTES AQUATIQUES FLOTTANTES

Elles sont des tueuses, volent l’oxygène dissous de l’eau aux plantes indigènes, aux poissons et

aux amphibiens et les asphyxient. Elles nuisent aux transports fluviaux, au commerce et au

tourisme, mais surtout aux pêcheurs en se prenant dans leurs hélices et en déchirant leurs filets

sous son poids. Elle menace la production d’hydroélectricité en infestant les canaux qui

alimentent les barrages.

L’agriculture est également victime de sa prolifération car elles bouchent les canaux d’irrigation.

De plus, elle accélère les pertes en eau par évapotranspiration à cause de la surface de ses

feuilles.

Certaines plantes flottantes sont couramment utilisées pour dépolluer l’eau en absorbant l’excès

de nitrate, de soufre, d’arsenic, de cadmium ou de mercure qui s’y trouve. Elles menacent

indirectement la santé des populations surtout les enfants. Elles hébergent, en effet, des

organismes aquatiques vecteurs des maladies tel que le paludisme.

Sans trop rentrer dans les détails, il existe un certain nombre de différences entre les plantes

aquatiques et celles qui sont terrestres, vous trouverez ci-après leurs principales différences:

Tableau 10 : Différences entre plantes aquatiques flottantes et plantes terrestres

Plantes terrestres Plantes aquatiquesPossèdent des tissus de soutien leur donnant

une certaine rigidité. Les tiges sont dures et les

feuilles épaisses.

Ne possèdent pratiquement pas de tissus de

soutien : elles sont souples et ne se cassent pas

face aux courants d'eau. Sorties de l'eau, les

plantes d'aquarium n'ont plus de tenue et

pendent lamentablement! Tiges ne contenant pas d'air. Tiges emplies d'air: flottabilité améliorée,

dirige la plante vers le soleil. L'eau et les substances nutritives sont puisées

dans le sol.

Les substances nutritives sont prises dans le sol

mais également dans l'eau de l'aquarium. Racines longues et fortes afin de puiser le

maximum de nutriments.

Racines plus courte et enracinement plus

faible.

Effectuent des échanges gazeux grâce à des

stomates situés sur les feuilles.

Les échanges gazeux ne sont pas réalisés de la

même manière, le gaz doit être extrait de l'eau.

Les feuilles sont larges et peu ramifiées. Les feuilles sont plus fines et fortement


Etude sur site

ramifiée afin de faciliter · les échanges avec

l'eau. Une forte pilosité peut être constatée chez

certaines plantes terrestres.

Les plantes aquatiques n'ont pas de poils dans

la majorité des cas. Les autres ont des poils à

peine visibles.

CHAPITRE III : AUTRES ETUDES SUR SITE

Pour mieux faire une étude permettant d'évaluer l'eutrophisation dans la zone cible, il nous a

fallu effectuer des analyses de la qualité des eaux.

I- PRELEVEMENT D’ECHANTILLONS (EAUX, PLANTES)

La zone d'étude s'étend sur toute la région d'Antananarivo. Pour cela, nous avons pris des

échantillons dans sept sites différents:

- Ambohimanarna ;

- Zone forello (lac naturel) ;

- Tsimbazaza (lac artificiel) ;

- Behoririka ;

- Ankorondrano à côté du CNAPMAD et à côté du Marrais Masay ;

- Mandroseza.

Le choix d'un site d'échantillonnage est important. Il faut avant toute chose localiser les entrées

et les sorties.

II- BUT DES PRELEVEMENTS (EAU, PLANTES)

Nous avons récolté ces données analytiques pour plusieurs raisons:

Pour évaluer l'état du plan d'eau à un moment précis ;

Pour classifier les lacs et les réservoirs ;

Pour déterminer la teneur en éléments nutritifs ;

Pour avoir une corrélation entre les aspects nutritifs ;


Etude sur site

Pour connaître quelques paramètres nécessaires tels que le pH, la concentration, la turbidité

et l'odeur ;

Pour mieux caractériser l'état d'une eau douce ou stagnante ;

Pour prévoir des changements de l'état trophique ou la qualité des 'eau (couleur, goût.

turbidité)

III- CONSIGNES A SUIVRE POUR UN BON PRELEVEMENT (EAU)

Effectuer les prélèvements dans des bouteilles en plastique : utiliser des flacons bien propres

en rinçant avec de l'eau distillée et en stérilisant;

Remplir les flacons jusqu’au bout. Boucher la bouteille à l'intérieur de l'eau après avoir

effectué un prélèvement ;

Faire des prélèvements à l'entrée et à la sortie du milieu en évitant l'introduction des matières

grossières tels que les feuilles mortes qui peuvent en suite dégrader l’eau. (RODIER.

J. « l’analyse de l’eau : eau naturelle, eau résiduaire, eau de mer. 6ème édition, 1978.

IV- CONSIGNES A SUIVRE POUR UN BON PRELEVEMENT DES PLANTES

o Si la plante est grande, la partie fertile et la partie stérile sont nécessaires à récupérer ;

o Si la plante est petite, on récolte la plante toute entière. (précis d’écologie)

L’identification des plantes était faite à Tsimbazaza.


Etude sur site

V- INTERPRETATION DES PLANTES ET ECHANTILLONNAGES

Figure 8 : Marécages (Tanjombato) et Canal (Tanjombato)

Les trois plantes aquatiques qui sont la jacinthe d’eau, la fougère et le nénuphar ont été prises à

différents endroits. Les identifications ont été assurées par des botanistes du Parc de Tsimbazaza

en février 2007.

Figure 9 : Marécages Ambohimanarna et Marécages (Tanjombato)


Etude sur site

Figure 10 : Ankorondrano (CNAPMAD) et Canal Ambohimanarna

Figure 11 :

Figure 12 : Canal Ambohimanarna


Etude sur site

Figure 13 : Ambodvona et Canal Ambohimanarna

Figure 14 : Canal d’Ambomanarina et Marécages de Tanjombato

V- 1 Inconvénients de ces plantes


Etude sur site

Une fois le processus d’eutrophisation terminé, la prolifération et la croissance des plantes

aquatiques empêchent le développement des algues et la pénétration de la lumière est quasi-

impossible. Ces plantes aquatiques nuisent la biodiversité du milieu. Ainsi, l’énergie fournit par

le soleil n’arrive pas à pénètres au fond du Marécages. Ce qui entraîne l’arrêt immédiat de la

photosynthèse. Les algues meurent pendant un certain moment et se dégradent. Les bactéries

responsables de la dégradation emploient de l’oxygène dissous pour le phénomène de

décomposition.

Il existe deux sortes de dégradation :

- la dégradation aérobie (taux d’oxygène assez important)

- la dégradation anaérobie (quantité d’oxygène insuffisante)

Cette dégradation implique une diminution de l’oxygène dissous, par la suite une disparition des

êtres vivants dans les plans d’eau considérés.

Au fond des Marécages ou lacs eutrophes où la pénétration de la lumière est impossible, la

dégradation est anaérobie par contre dans les lacs oligotrophes la dégradation est aérobie. Une

partie de la dégradation des matières organiques végétales et animales se trouvant à l’intérieur

des lacs même contribuent aussi aux phénomènes d’eutrophisation. Et en conclusion les lacs

eutrophes sont envahis par des plantes aquatiques flottantes dont la prolifération menace

l’équilibre de la faune et de la flore des eaux.

Remarque :

Le Potentiel redox mesure les réactions d'oxydation et de réduction dans l'eau en fonction de

la perte ou du gain d'électrons : les éléments qui donnent les électrons sont les oxydants tandis

que ceux qui les reçoivent sont les réducteurs. Dans des eaux neutres parfaitement oxygénées

en équilibre avec l'air, on obtient des potentiels d'oxydo-réduction légèrement supérieurs à

500 mV :

Condition Potentiel rédox (mV)Oxique 1 >+100Oxique 2 de 0 à 100Hypoxique de 0 à -100Anoxique <-100

V-2 Avantages des plantes aquatiques flottantes


Etude sur site

Quoique envahissantes et gênant le développement d’autres espèces vivant dans les écosystèmes

colonisés, les plantes aquatiques flottantes ont des effets bénéfiques :

• elles ombrent la surface afin d’éviter la prolifération des algues

• elles filtrent et clarifient l’eau

• elles ont une belle floraison, c'est-à-dire attirent les visiteurs.

VI- ECHANTILLONNAGES

Les premiers prélèvements ont été effectués pendant la saison de pluies entre le 20 janvier et le

22 de février. L'objectif était de montrer qu'il y a eutrophisation provoquée par les eaux usées de

la ville d'Antananarivo. Les derniers prélèvements ont été faits le moi de mars pour la

détermination des mêmes paramètres physico-chimiques. Le but est de faire des analyses pour

pouvoir proposer des mesures qui tendent à contrôler le phénomène d'eutrophisation. les

prélèvement ont été diurnes .

VII- ANALYSES

VII-1 Analyses physico-chimiques

Nous avons effectué nos analyses au sein de 4 laboratoires FOFIFA, JIRAMA, CNRE et à

l’école Polytechnique.

Seules certaines analyses physico-chimiques nous intéressent, elles permettent de mettre en

évidence la concentration des éléments chimiques présents dans les milieux stagnants.


Etude sur site

Tableau 11 : Paramètres physico-chimiques et méthodes analytiques y afférentes

Examens physiques Méthodes utiliséesTempérature ThermométrieTurbidité NFT-90 033Conductivité ConductimétriepH NFT-90 008MES NFT-90 105Phosphore NFT-90 023Nitrate SpectrophotométrieMétaux lourds SpectrophotométrieCO2 VolumétriqueMatières organiques

Les modes opératoires sont donnés dans les annexes.

Tableau 12 : Résultats des analyses

Paramètres physico-chimiques Zone Forello Tsimbazaza Mandroseza Ambohimana

rina CNAPMAD

Turbidité 27 26 26 40

pH 5,73 5,85 6,5 5,7 6,3NTKedahl (mg/l)

4,2 2,8 2,8 4,2 3,6K (mg/I) 3,5 1,4 2,1 2,1 3,9

Fer (mg/l) 1,5 2,3 1,09 1,48

Nitrate (mg/l) 0,069 0,544 0,022 0,040

Phosphore (mg/l) 0,001

0,001 0,000 0,001 0,000

Cl (mg/l) 30,5 53,3 60,5 53,3

Cu (mg/I) 0,20 0,30 0,15

Mn (mg/l) 0,52 0,33 0,62 0,51 0,2

Ca (mg/l) 26,80 20,40

23,20

23,60 16,1

Na (mg/l) 32 34 31,5


Etude sur site

Tableau 13 : Résultats des analyses faites à la JI RAMA

Paramètres physico-chimiques Behoririka

Turbidité (cm-1) 26

pH 7,9

MES (mg/l) 32

Ammonium NH4+ (mg/l) 0,67

Nitrite N02- (mg/l) 3,56

Nitrate NO3- (mg/l) 0,00

Phosphore total (mg/l) 0,08

Magnésium (mg/l) 5,35

Tableau 14 : Autres séries d’analyses avec des échantillons pris aux mêmes endroits

Paramètres Entrée 1 2 3 4 SortieP-ortho (mg/l) 0,007 0,006 0,004 0,000 0,009 0,000

Nitrate (mg/l) 0,196 0,265 0,181 0,294 0,167 0,162

Mg (mg/l) 4,50 3,20 1,90 2,40 4,20

Ca (mg/l) 20,40 10,80 6,40 7,00 20,70

Fer (mg/l) 1,47 1,64 1,08 1,11 1,70

Mn (mg/l) 0,52 0,33 0,08 0,15 0,62

Pb (mg/l) 0,00 0,00 0,00 0,00 0,45

Cr (mg/l) 0,14 0,04 0,16 0,14 0,70

pH 7,22 6,67 7,17 7,21 6,92 6,95

Conductivité

(µs/cm)

0,29 0,24 0,15 0,14 0,48 0,15

MO (mg/l) 9 8 5 4 9 7

MES (mg/l) 32 32 31 33 32 30

O2 dissous (mg/l) 0,61 7,59 1,51 0,57 0,43 2,53

Température (°C) 22,8 23,9 23,9 23,9 22,2

CO2 (mg/l) 34,71 23,15 92,62 81,05 81,05 46,31

Les points 1 à 4 ont été répartis à différents endroits du site de prélèvement.


Etude sur site

VII-2 Interprétation des résultats obtenus chez JIRAMA et FOFIFA

VII-2-1 PHOSHORE

Suivant les valeurs données dans les deux tableaux, nous avons constaté que la concentration en

phosphore dans les six échantillons des zones différentes est presque nulle sauf pour le cas du lac

artificiel de Behoririka pour lequel la teneur en phosphore enregistré est de 0,08mg/1. Cette

absence peut être justifiée par plusieurs hypothèses:

- les prélèvements ont été effectués pendant la saison de pluie. La saison humide agit sur le

taux de renouvellement de l'eau ainsi que sur les transports de nouveaux nutriments et

sédiments vers les plans d'eau. Mais il ne faut pas oublier que pour chaque plan d’eau, il

existe un tas de renouvellement des eaux qui se calcule en divisant le volume total par le

débit annuel des effluents

- le phosphore est un élément indispensable pour la croissance des plantes aquatiques. La

diminution peut être expliquée par le fait que le phosphore a déjà été métabolisé par les

plantes. Le phosphore organique subit des décompositions dans des conditions soit

aérobiques ou soit anaérobiques.

- le phosphore joue un rôle d'autoépuration

VII- 2-2 NITRATE

A l'exception du lac de Behoririka pour lequel la teneur en nitrate est quasi nulle, les autres

résultats ont montré la présence de ce dernier à des concentrations inférieures à 0,2mg/1. Pour le

lac de Behoririka, le nitrate a donc été soit métabolisé ou a été lessivé par les courants d'eau.

VII-2-3 pH

Ce paramètre permet de mesurer la concentration en ions H+ de n'importe quelle eau ou

l'alcalinité. Elle traduit l'équilibre acido-basique. Son échelle varie de 0 à 14 et, 7 étant le point

de neutralité : le pH des eaux usées varie entre 6,8 et 8,5. Les valeurs pour les six échantillons

varient un peu et sont aux normes.


Etude sur site

VII-3 Interprétation du dernier tableau

VII-3-1 Phosphore

La teneur en phosphore enregistré à l’entrée du lac est largement supérieure à la teneur enregistré

à la sortie. Au milieu, la concentration varie sensiblement.

VII-3-2 Nitrate

De même, la teneur en nitrate à l’entrée est supérieure à celle de la sortie tandis que les teneurs

dans les différentes zones restantes sont supérieures à celles de la sortie et de l’entrée.

VII-3-3- Oxygène dissous

Dans les milieux eutrophiques, la quantité d’oxygène dissous est faible. D’après nos résultats,

l’oxygène dissous à l’entrée est inférieure à l’oxygène dissous à la sortie : on pourrait l’expliquer

par le fait que les eaux qui entrent dans les plans d’eau considérés ont déjà été eutrophisées.

VII-3-4-MES

Les matières en suspension à l’entrée sont élevées par rapport aux valeurs à la sortie. Elles

contiennent entre autres les cadavres de bactéries et débris de matières minéralisées qui résultent

de la métabolisation bactérienne.

VII-3-5-Température

Elle est un facteur primaire dans les analyses des eaux usées, varie selon le climat, l’altitude

géographique, le profondeur et la couche aquifère. En se référant des valeurs trouvées dans le

tableau, nous remarquons que la température de l’eau dans tous les points considérés à l’entrée, à

la sortie et à l’intérieur des plans d’eau considérés ne varie que faiblement. Il n’y a presque pas

aucune différence

VII-3-6 Chlorure

Les chlorures ont un effet inhibiteur mais, dans les cas considérés, leurs concentrations sont

faibles.


Contrôle de l’eutrophisation

CHAPITRE III : CONTROLE DE L’EUTROPHISATION

I- INTRODUCTION

Face à la dégradation générale des écosystèmes et la nécessité de préserver la biodiversité, l’idée

et l’action de chercher des solutions pour contrôler le milieu aquatique contre l’eutrophisation

s’avèrent important. Ceci est traduit par la volonté du peuple d’intervenir au vu des en jeux

écologique, socio économique ou éthique.

L’objectif essentiel du contrôle de l’eutrophisation consiste à réduire les teneurs en substances

solides, en matières de suspension, en matériaux consommateurs d’oxygène, en composés

inorganiques dissous (notamment en composés phosphorés et azotés et en bactéries nocives).

Pour cela, plusieurs solutions sont envisageables et en même temps applicables pour diminuer la

pollution des milieux aquatiques mais les traitements pour pallier à ça sont coûteux. Par

exemple :

- le traitement des eaux usées

- la mise en décharge contrôlée des déchets.

Mais ces procédures sont onéreuses. Par exemple la collecte de la pollution par des réseaux

d’égouts est coûteuse.

De ce fait, nous avons pensé à construire une diguette qui servira à empêcher la prolifération des

plantes aquatiques.

II- LIMITATION DE LA PROLIFERATION DES PLANTES AQUATIQUES

II-1 But de la méthode

La méthode proposée est l’endiguement afin de limiter la colonisation d’autres surfaces par des

plantes aquatiques. Une telle diguette a pour but d’empêcher la prolifération des plantes

aquatiques mais aura comme conséquence directe l’augmentation de certains organismes

aquatiques. Par exemple, les poissons salmonidés et certaines bactéries se multiplieront plus

rapidement. Des expériences pourront démontrer l’importance d’une telle diguette.

En conséquence, tout projet de barrage aura des avantages et des inconvénients sur la quantité et

la qualité des eaux



II-2 La méthode utilisée

La méthode utilisée est basée sur des diguettes semi-filtrantes. Elle a été choisie dans le but

d’empêcher la prolifération des plantes aquatiques et l’accès des sédiments charriés par les eaux

de pluie ou des eaux usées.

Il s’agit de construire 2 lignes de pierres en quinconce avec une pierre de calage et de

concassage. La plupart du temps une seule ligne de grosse pierre suffit. La seconde ligne, si elle

est nécessaire, peut être composée de pierres de taille moyenne.

Le concassage sert à favoriser la sédimentation. Il doit être composé de gravier fin et épais ou de

pierres concassées.

La pierre de calage est la partie essentielle de cette méthode, elle doit être posée à plat.

II-3 Rôle

La construction d’un barrage et l’emplacement des grilles aux entrées vont :

- Empêcher les grosses particules et les débris d’entrer dans le plan d’eau considéré ;

- Arrêter les entrées des plantes aquatiques lors des pluies ;

Et en fin l’emplacement d’une grille aux sorties du site considéré va jouer le rôle de décantation.

III- RESULTATS

Il ne faut pas oublier qu’avant la construction de la diguette, la présence et l’abondance de la vie

végétale étaient énormes.

La décomposition des végétaux aux alentours se traduit par la libération d’une grosse quantité

d’éléments nutritifs dans les milieux aquatiques par l’épuisement de l’oxygène. Après quelques

temps, la suppression des plantes aquatiques entraînera la diminution de matières nutritives.

Avant la construction de la diguette, nous avons enregistré des concentrations très élevées en

phosphore et en azote. La teneur en matières organiques était élevée et, enfin, la teneur en

oxygène dissous était moindre : tout cela résulte de l’érosion. La présence de tout résidu de

végétation terrestre, l’agriculture et l’élevage jouent aussi son rôle

Les effets attendus après la construction de la diguette sont les suivants : non seuelement les



rhizomes des plantes visées ne pourront pas passer à travers la diguette mais aussi, les

concentrations en minéraux et en matières organiques ne se répandront pas à d’autres endroits.

Ceci entraînera la diminution ou l’arrêt de la prolifération.

Ce ne sont pas seulement les éléments nutritifs provenant de la dégradation des plantes

aquatiques qui sont les causes majeures de l’eutrophisation. Cette dernière peut être provoquée

par les éléments fertilisants qui proviennent de l’érosion du sol, du lessivage et ou par les

éléments nutritifs apportés par les pluies. Pour ces cas, nous avons enregistré toujours des

teneurs faibles en éléments nutritifs.

Une autre méthode de lutte contre la prolifération des plantes aquatiques est de les éliminer à bas

âges. Il est souvent recommandé de couper la végétation de tous les milieux aquatiques. Puis de

l’enfouiller ou le brûler. Mais pour la brûlure il y a des inconvénients, les éléments nutritifs

seront directement utilisés par les plantes aquatiques.

IV- AVANTAGES

La bande herbacée aux alentours des milieux aquatiques constitue une couverture végétale du sol

et de l’eau pouvant assurer une grande protection contre la prolifération. Elle permet :

d’améliorer l’infiltration et l’épuration des eaux de ruissellement grâce aux systèmes

racinaires

la protection du sol contre l’érosion de pluies grâce aux feuillages

la sédimentation des Particules grâce à la rugosité de l’herbe donc limite le transfert des

sédiments et des flottants vers les cours

D’autre part :

Selon les chinois, les plantes aquatiques telles que la jacinthe d’eau et la laitue d’eau sont

d’excellents fourrages. Pour les canards et les porcs donc sa contribue pour la réduction de la

prolifération

Les plantes aquatiques fournissant une alimentation supplémentaire aux poissons herbivores

recherchés ou à ceux qui se nourrissent d’organisme dont la croissance est favorisée par la

protection et la nourriture qu’offert ces hautes plantes.

Une forte densité de ces macrocytes protégera également les poissons, notamment les petits

poissons contre les ravages excessifs de prédateurs.



V- INCONVENIENTS

La présence des plantes aquatiques montre à l’évidence qu’il faut en limiter la croissance

La décomposition des plantes aquatiques peut contribuer à une eutrophisation entraînant une

faible concentration, une faible teneur en oxygène.

Dans certains pays, la masse flottante peut présenter un réel danger pour la navigation

Certains organismes porteurs de maladie tels que les moustiques, porteurs du paludisme y

trouvent des habitats pour leur croissance et leur multiplication

La turbidité provoquée par les sédiments en suspension peut sensiblement réduire la

photosynthèse dans les cours d’eau et les lacs.


Etude de faisabilité

TROISIEME PARTIE : ANALYSE COUTS / BENEFICES



I- INTRODUCTION

L'eutrophisation est due à un enrichissement des plans d’eau par des éléments nutritifs. Elle a

comme première conséquence la prolifération et la croissance d’algues et de plantes aquatiques.

Les matières nutritives les plus couramment utilisées par ces dernières sont l'azote et le

phosphore. Pour clôturer l’étude, nous allons étudier d’une façon préliminaire les coûts et les

avantages du phénomène d'eutrophisation dans le cas de la zone d'Antananarivo.

Géographiquement, on y note beaucoup de sites aquatiques pollués, mais d'après nos analyses les

milieux ne sont pas tous eutrophiques. De ce fait, l'étude détaillée de l'analyse coûts- avantages

va se rapporter sur quelques lacs ou marécages.

L'analyse du rapport coût rentabilité consiste à comparer l'ensemble des éléments positifs et

négatifs d'une décision même lorsque tous ces éléments ne peuvent être appréciés en termes

strictement monétaires. En fait, l'avantage du rapport coût avantage se résume généralement à la

comparaison des gains financières et des dépenses d'un programme ou d'un projet particulier

(l’analyse coûts- avantages).

Selon l'OCDE sur (le contrôle de l'eutrophisation) «Le traitement nécessaire pour diminuer ces

effets négatifs et rendre l'eau propre à des multiples usages sont souvent long et coûteux ». Donc

le projet que nous entretenons a besoin un gros investissement.

II- ANALYSE COUTS-AVANTAGES

II-1 Méthodologie

En principe, l'évaluation se fait de manière directe. On estime les coûts et les avantages pour

chaque année de vie du projet. On soustrait les coûts et les avantages et on obtient les avantages

nets pour chaque année. Les éléments d'analyse financière se répartissent en deux catégories:

Evaluation des avantages et des coûts du projet

Estimation du taux d'actualisation



II-1-1- Définition l’analyse coûts / avantages

Dans un premier temps par définition fondé sur la théorie de surplus économique «L'analyse

coûts / avantages est une méthode d'évaluation qui apprécie une décision en fonction de la

somme de tous les effets monétaires » (Analyse coûts / avantages)

a- Objectif

Le projet a pour objectif de vérifier si l’élimination des plantes aquatiques flottantes dans les

lacs, les canaux et les marécages permettent de diminuer l’eutrophisation et rendre les lieux plus

économiques. Pour cela, nous avons fait des analyses physico-chimiques pour savoir l’état du

milieu. En fin nous avons pensé à construire une diguette qui a comme rôle d’arrêter la

prolifération des plantes aquatiques et algues. Ce barrage aura une hauteur de 0. 7cm.

b - But

Le but du projet concerne surtout améliorer le mode de vie des pauvre.

Ensuite on fait des enquêtes sur toutes les charges et les actifs impliquant les procédures de

détermination des teneurs en éléments nutritifs. Ces charges et ces actifs sont:

- Les Investissements (matériel principal et secondaire) et leurs amortissements ;

- Les charges liées aux matières premières ;

- Les charges liées aux personnels - frais de démarrage ;

- Les stockages et autres. (RIVOTIANA, 2004)

A la fin nous allons déterminer le taux de rentabilité interne économique du projet

c- Principe

Le principe est d'obtenir une valeur monétaire des coûts et des avantages en utilisant une

méthode qui consiste à additionner la somme correspondant aux coûts et aux avantages et à

regrouper les organismes concernés ou les membres de la société. Tout projet nécessite de

l'investissement. Ces investissements sont imposés par des lois. L'investisseur peut être une

personne, une entreprise privée ou publique ou un état.

D'une manière générale pour avoir une bonne vision très large sur le phénomène

d'eutrophisation, nous sommes sensés étudier l’analyse de la rentabilité. La rentabilité se définit

comme le bénéfice comptable qui résulte de son exécution, consiste à comparer l'ensemble des



éléments positifs et négatifs d'une décision.

Selon «le contrôle de l'eutrophisation, 1994», l'analyse du rapport coûts / rentabilité se résume

généralement à la comparaison des gains financiers et des dépenses d'un programme ou d'une

activité particulière.

Si le montant d'une activité choisie n'excède pas les avantages attendus du projet : il vaut la peine

d'être réalisé. Par contre, si le prix d'une activité choisie dépasse le montant des avantages

attendus dudit projet, il est à rejeter. Bref, il faut que les avantages attendus justifient les fond

investis.

III- DEMARCHE A SUIVRE

Définir le système du projet

Déterminer la durée de vie du projet

Déterminer la valeur actualisée nette VAN

Déterminer l'indice de profitabilité IP

Déterminer le taux de rentabilité interne économique TRIE

Le temps de retour de l'investissement ou délai de récupération du capital investi ou DRCI

III-1 Evaluation des ressources disponibles

III-1-1 Ressources

Par définition, c'est l'ensemble des moyens financiers initialement obtenus pour entreprendre le

projet. Les moyens financiers se subdivisent en deux catégories:

Le fond dont dispose l'organisme responsable, une entreprise privée ou publique et/ou une

Banque.



Définitions de base :

b- Actifs

Ce sont des produits amortissables. Exemples : frais d’établissement, immobilisations, valeurs

disponibles.

c- Charges:

Ce sont des produits non amortissables par contre, ils sont consommables. Les coûts doivent être

inclus dans le fond de roulement sauf pour les produits recyclables et les produits à long période.

Par conséquent les charges sont en relation avec le fond de roulement. Exemple : Achat de

matières ou marchandises, frais de personnel, impôt et taxe, travaux, fournitures, et services

extérieurs, transport et déplacement.

d- Fond de roulement

Dépenses non amortissables durant l’année 0 mais récupérables à une certaine période du cycle

de vie du projet.

e- Amortissement (remboursement)

Opération devant aboutir au cours du temps au remboursement graduel des capitaux empruntés

selon des échéances et des conditions généralement bien définie La période d'amortissement est

en générale inférieure à la duré de vie de l'installation du projet.

L'amortissement peut être linéaire ou dégressif. Il doit se faire en général sur une période

inférieure à la durée de vie de l’installation.

Détermination

L’amortissement est déterminé par la formule suivante :

A = CA/n

Où CA : Capital Amortissable

n : Durée d’amortissement

Dans notre cas d’étude n=

IV- CALCULS ECONOMIQUES



Il s’agit de calculer les points permettant d’évaluer le projet.

4 critères ont été retenus pour les besoins de l'étude:

- valeur actuelle nette VAN

- indice de profitabilité

- taux de rentabilité interne TRI

- le temps de retour de l'investissement

IV-1 Définitions

VI-1-1 Valeur actuelle nette (analyse coûts- avantages)

Le taux d'actualisation permet d'actualiser les revenus futurs en tenant compte du cycle de vie du

projet.

a- Définition

La VAN d'investissement est la somme des revenues annuelles actualisées pendant la période

d'amortissement, c'est-à-dire somme des flux de trésorerie actualisées.

b- Détermination du taux d’actualisation

La VAN se calcule par la formule suivante :

VAN = kiIAsn

k )1(1 +−∑

=

n : période d'amortissement ou durée de vie fiscale

i : Taux d'actualisation

c- Point de vu

En remarque, notons que si le taux d'actualisation i est > 1, alors le projet est intéressant.

- Si VAN est positive, alors le projet mérite d'être financé. C'est-à-dire le taux de rentabilité est

supérieur au taux exigé i.

- Si VAN est négatif ou nulle le projet est à rejeter. Cela signifie que le taux de rentabilité est

égal u inférieur au taux d'actualisation.

VI-1-2- Indice de profit



a- Définition

Il permet de classer les projets dont on détermine le VAN. Il se définit comme le bénéfice actuel

net par rapport au capital investi. Permet aussi de constater la rentabilité du capitale.

b- Détermination

Il se calcule de la façon suivante :

IP = + 1

1 : Total des investissements actualisés à l'année®

c- Interprétation

Si IP> 1 alors le projet est éligible.

Si IP 1 perte

I :Total des investissements actualisés à l’année 0

L'indice de profitabilité permet de comparer plusieurs projets. En remarque à partir des IP, nous

pouvons déterminer le taux de profitabilité

IV-1-3 Taux de rentabilité interne

a- définition

Le taux de rentabilité d'un projet est égal à la valeur du taux d'actualisation i, qui annule le

bénéfice actualisé sur n année. Où le taux d'actualisation qui donne une VAN égale à zéro ou un

P égal à 1. Ce critère permet de voir si un projet peut être retenu ou non.

b- Détermination

p= n {CF) P

c- Interprétation

Le taux financier ou taux de rentabilité TRI > au taux du marché {taux banque) projet rentable.

TRI < au taux d’intérêt bancaire : projet non rentable mais les coûts sociaux vont le compenser.

IV-1-4 Temps de retour de l’investissement

a- Définition



La période de remboursement est la période au bout de laquelle la somme cumulée des flux

financiers générés par le projet est égal à l’investissement initial. (SOLNIK ; 1999). C’est à dire

la durée d’exploitation de l’équipement nécessaire pour que les revenues dégagées permettent de

récupérer le montant de l’investissement.

b- Détermination (Analyse des coûts et avantages)

Il est défini par la formule suivante :

POT = ApdBI

+− )1(

où I : Investissements (ou capital amortissable)

B : Bénéfices bruts annuels

d : Taux d’imposition sur les bénéfices = 20%

A : Amortissement

IV-2 Résultats

Pour évaluer les coûts et les avantages, voici les étapes à suivre, faire une prévision générale sur :

- Les zones eutrophiques,

- les échantillons,

- les analyses aux laboratoires,

- les personnels, du travail pour la diguette

- la construction de la digue

En fin parvenir à tirer des avantages

A partir de ce listing, nous pouvons faire une estimation globale des coûts et des avantages du

projet. L'analyse financière du projet sera résumée dans des tableaux différents. Deux tableaux

de coûts qui englobent les charges et les actifs « investissements ».

- Un tableau des avantages concernera les effets positifs attendus.

- Un autre tableau résumera la valeur actuelle nette.

IV-2-1 Les frais de personnel



Les salaires se déroulent en fonction du titre qu'on a acquis. Le salaire du directeur, du gérant

dépend de pourcentage par rapport au bénéfice. Il y a aussi la question du diplôme qui est en

cause et va avec les indemnités et les avantages en espèces.

Par contre, pour les ouvriers souvent ils n'appartiennent pas à la haute classe sociale, ils sont

constitués par des paysans leurs charges ne sont pas inclus dans le fond de l'entreprise. Les

analyses aux laboratoires requierts 8 personnes et la diguette 20 personnes

Tableau 15 : Tableau récapitulatif des frais de personnel

Nombre Salaire annuel ArDirection Générale 1 5 300 000Main d’œuvre 1 1 000 000TOTAL 3 7 200 000

VI-2-2 Evaluation des coûts autres que les frais de personnel

Il est important d'inclure les coûts des équipements nécessaires à la réalisation du projet. Voici

quelques exemples pour montrer la valeur du coût du projet:

* Taux d'êtres vivants dans les lacs : énorme

* Pour trouver de l'eau potable, il nous faut beaucoup de temps

* Taux de morbidité aux alentours des usines : élevé

* Zones touristiques : dégradations

* Frais de main d'œuvre

Tableau 16 : Tableau des charges

Désignation Quantité Prix unitaire (Ar) Prix total ($)Identification des plans d’eau (lacs, …)

Frais de déplacement 35 x 2 300 Ar 11Analyses de labo : Matériels

Béchers 24 5 522 69Fioles 24 7997 100Entonnoirs 24 5354 67Eprouvettes graduées 5 17298 45Pipettes 5 11034 29



Appareil à eau distillée 1 221423 116Spectromètre 1 60 000 000 31571Etuve 1 20 000 000 5261Balance de précision 1 400 000 210Four 1 180 000 94Ordinateur 1 800 000 420Papier filtré 1 boîte 100 0000 52Produits chimiques 2 280 000 1 200Préparations 3 000 000 1578Colloques 5 125 000 65Appel d’offres 25 000 13Outils Pierres 400 camions 600000/camion 32000Gravillons 3 camions 24200Ciment 10 sacs 200000 150000Grillage 1,2m x 8 150 000 Ar 75Râteau 2 9000 Ar 9Fourches 4 10 000 21Pelles 5 5000 13Marteaux 2 3000 3Tournevis 30 16 000 252Scie 2 60 000 63Brouettes 4 30 000 63Vêtements de travail 7 personnes 12 000 44Décamètres 1 7000 3Piquets métalliques 36 m 12m / 6000 9Transport 10 tours 18 000 95Sables 4200Divers Médicaments 6 zones 15 000 x 197,80 1561Soins 6 zones 10 000 x 197,800 1 047Recherche 400 x 5932 370 124 889

PERSONNEL Personnel 5 300

TOTAL 386 658



VI-2-3 Evaluation des avantages

Les avantages du projet dans le cas de notre étude c'est donc les effets positifs qu'on peut

recenser et en tirer un bénéfice. Si nous souhaitons contrôler l'eutrophisation, les avantages

comprennent:

- la diminution des épidémies

- il ne serait pas question d'acheter des produits chimiques pour mélanger avec l'eau tels que le

"Sûr Eau", le permanganate.

Par ailleurs, n’oublions pas que les avantages de l'eau sont énormes. L'eau est un matière très

important, on l'utilise partout soit dans le plan: industriel, domestique, dans les laboratoires et

abattoirs.

Tableau 17 : Tableau des avantages

Désignation Quantité Prix unitaire Prix total ($)Aquarium 6 50 000 000 Ar / mois 30 000 000Irrigation 500 000 Ar / mois 3 000 000Construction de maison 50 1 500 000 Ar 10 000 000Pêche 500 kg 3 600 Ar 5400000Jardin : légume et salades produits 4 4 000 000 Ar 4000000TOTAL 52400000

les plantes aquatiques flottantes jouent un rôle d’épuration mais dans un second temps, elles

peuvent causer des problèmes pour la santé. Avant et après la construction de la diguette, on

achetait des médicaments pour neutraliser l’eau comme le permanganate de potassium. Ce

dernier a comme rôle de :

- éliminer les micro-organismes

- décharger les particules.

Le taux des malades était élevé, ces médicaments étaient aussi nécessaires pour les soins de la

population.

auparavant, on sacrifiait du temps à la recherche d’eau potable pour les multiples usagers

(jardinages, lessivages…. ). le coût était énorme. Mais après la construction de la diguette, le

problème est inversé (on obtient l’eau facilement).

l’eau polluée ne permet que des maladies et la dissémination des parasites une fois traitée,



satisfait aux besoins humains dans les meilleures conditions et favorise des gains

économiques.

V- RESULTATS

Calcul du TRIE du projet :

Le taux de rentabilité interne économique TRIE est la valeur du taux d’actualisation qui annule

la valeur actuelle nette (VAN) pour une durée de vie n.

Par définition :

VAN = kiIAsn

k )1(1 +−∑

=

Où : i est le taux d’action

Ak la somme des avantages pour une année x

Ik la somme des investissements

Facteur d’actualisation

Un taux à 20%VAN = 0



Tableau 18 : TRIE

ANNEE 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 VANI 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,201 (1+i) k 1 0,834 0,695 0,580 0,484 0,403 0,336 0,280 0,234 0,195 0,163Ak 0 180639 180639 180639 180639 180639 190000 190000 190000 1 90000 190 000I 383475,53 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0Ak-I=As -383475,53 180639,515 180639,5 180639,5 180639,5 1 8 0639,5 190000 1 90000 1 90000 200 000 200 000Ak -/(1+i) -383475 150653 125544 104770 87429 72797 63840 53200 44460 39000 30970 389 190

Calcul du TRI

Pour i = 0,20 VAN = 389 190$ : le projet commence donc à être intéressant.


Conclusion

V- AUTRES AVANTAGES LIES A L’ENDIGUEMENT DES PLANTES AQUATIQUES

Nous avions déjà noté ci-dessus que, malgré leurs inconvénients (création d’un milieu

anorexique non favorable au développement d’autres espèces aquatiques, …), les plantes

aquatiques contribuent beaucoup à l’autoépuration des plans d’eau.

En plus de cela, il faut aussi noter les coûts sociaux qui représentent de gros avantages si l’on

réussit à limiter les envahissements des plantes aquatiques sus citées. Autrement dit, en

comptabilité environnementale (qui fait partie de l’Econométrie), on peut estimer les avantages

économiques que les riverains peuvent tirer (quoique indirectement) de la limitation des surfaces

colonisées par les plantes aquatiques. En effet, de cette façon :

- les eaux usées sont épurées d’une manière simple

- les activités en aval peuvent continuer à se développer : riziculture, rizipisciculture

(qui constitue une source de revenu non négligeable pour les agriculteurs), lessive

(beaucoup de ménages vivent de cette activité)

- l’approvisionnement en ressources en Eau est en partie assuré pour les activités

suivantes : irrigation, arrosage de plantes maraîchères, …


Conclusion

CONCLUSIONS GENERALES

Les analyses physico- chimiques montrent bien que l’enrichissement nutritif des plans d’eau est

la cause principale de l’eutrophisation des eaux douces stagnantes dans le secteur Grand

Antananarivo. De ce fait, nous pouvons mettre en évidence les deux catégories de sources de

substances nutritives :

- les sources diffuses, et

- les sources ponctuelles

Ces dernières entraînent des effets négatifs dans les systèmes aquatiques considérés.

Bien que les lacs, les canaux, les rivières et les marais reçoivent naturellement des nutriments

provenant des leurs bassins versants ou de l’atmosphère, ils reçoivent aussi artificiellement des

nutriments provenant des activités humaines. Certains d’entre eux accélèrent le problème

d’eutrophisation (et donc la pollution des milieux aquatiques) par l’intermédiaire des apports

d’eau d’assainissement (lessivage à partir de champs agricoles, effluents domestiques et effluents

industriels), et à cause de certains débris (ordures). Ces conditions favorisent la croissance

excessive des algues et micro/macrophytes.

Le problème d’eutrophisation est présent à Antananarivo et un peu partout dans le monde. Des

recherches sont encours pour réduire la pollution des plans d’eau causés par les sédiments

charriés vers les milieux récepteurs. Cependant, pour le cas d’Antananarivo, des recherches

supplémentaires seront nécessaires pour trouver une solution contre l’eutrophisation qui est un

cas particulier de la manifestation de la pollution des milieux aquatiques.

Toutefois, les plantes aquatiques n’apportent pas que des inconvénients, elles sont aussi très

bénéfiques à certains égards.

En résumé, dans ce travail, nous avons établi une cartographie de base pour les plans d’eau

eutrophiques dans la zone d’Antananarivo. Nous avons aussi étudié quelques espèces de plantes

aquatiques (monographies simplifiées) et avons mené des prélèvements à différents endroits afin

de constituer une première base de données.

A la fin, nous avons essayé d’analyser les coûts / avantages : quoique les plantes aquatiques

puissent aussi contribuer à l’épuration naturelle des eaux, les résultats obtenus nous montrent que

l’eutrophisation est difficile à contrôler car les traitements pour y pallier sont coûteux.


Conclusion

Néanmoins, des solutions à des coûts acceptables semblent faisables et les populations riveraines

et en aval en seront les premiers bénéficiaires potentiels.

Le Code de l’urbanisme (qui prévoit, entre autres, un système d’assainissement individuel pour

les maisons d’habitation qui ne sont pas desservies par le réseau d’égout), la Charte de

l’Environnement, le décret MECIE, la loi 99.021 portant Politique de gestion et de contrôle des

pollutions industrielles sont autant d’outils juridiques qui devraient nous permettre de lutter

contre l’eutrophisation mais, à quand leur effectivité ?


Table des matières

BIBLIOGRAPHIE

PAR ORDRE DE CONSULTATION

1. Agence de l’eau, STU (Service technique de l’urbanisation).- Guide technique de bassin de

retenue d’eau pluviale. Lavoisier, 1994.

2. Association française pour l’étude des eaux.-L’eutrophisation des lacs. 1975.

3. Claude D.- La pollution des eaux continentale africaine. Paris, 1988.

4. D. Gaujour.- La pollution des milieux aquatiques. 1995

5. Gilles Gauthier Marie Thibaut.- L’analyse coûts / avantages. CETAI.

6. Jean –Bernard Leroy.- La pollution des eaux. France, 1986.

7. Hassani B.- La pollution dans la ville d’Antananarivo et ses conséquences socio-

économiques. Université d’Antananarivo. 1999.

8. Organisation des Nations Unies.- La situation mondiale de l’alimentation et de l’agriculture.

1997.

9. Journée du diplôme d’études approfondies sciences et techniques de l’environnement.

Pollution des milieux urbains ; eaux pluviales. Paris, 1992.

10. B. Tassin ; D. Thevenot.- Rejets urbains par temps de pluie, pollution et nuisances. Paris,

14et 15 mai 1992.

11. Madame Ratsimba M. H.- Traitement des effluents d’une imprimerie : étude du cas

CNAPMAD. 2001.

12. Monsieur Ranaivosoa A. F.- Contribution à la préservation de la potabilité des eaux dans la

ville d’Antananarivo et ses environs cas du district d’Ambohitratrimo. Thèse soutenue le 12

mai 2006.

13. Jérôme Andriamiandriso Rakotoarisoa.- Epuration des eaux usées par lagunage au campus de

Vontovorna. 1988-1989

14. Recueil des méthodes d’analyse de la qualité de l’eau, « eaux naturelles –eaux résiduaires –

eaux de consommation »,

15. Michel Beaud.- L’art de la thèse. Janvier 2003.


Table des matières

16. J. RODIER.- L’analyse chimique et physicochimique de l’eau. DUNOD, 3e édition 1996

17. J. RODIER.- L’analyse de l’eau : eau naturelle, eau résiduaire, eau de mer. DUNOD.

Technique, 6e édition ,1978.

18. Radaniela A. H.- Utilisation de la jacinthe d’eau dans l’alimentation du lapin. ESSA, 1984-

1988.

19. Razafindrazaka M..L.- Contribution à l’étude des effets de quelques paramètres (température

et intensité lumineuse) sur la production de l’Azolla pinnata. 1997.

20. Rivotiana A.- Etude de la faisabilité technico-économique d’une unité pilote de production

de farine de manioc de la qualité dans la région »,19 juillet 2004.

21. République française ministère de la coopération, « mémento de l’agronome »,1974.

22. Le contrôle de l’eutrophisation des lacs et des réservoirs. 1975.

23. Rakoto D. R.- Etude de la pollution de marais Masay par la modalisation du transfert. Thèse

2005.

24. http://www.Wikipedia

25. Précis d’écologie 6e édition

26. Monographie de la région d’Antananarivo Renivohitra. 2001

27. Encarta R 2006

28. Paul Arnaud- Chimie organique.


Table des matières

TABLES DES MATIERES







AVANT PROPOS.......................................................................................................................................................XI

AVANT PROPOS.......................................................................................................................................................XI

INTRODUCTION........................................................................................................................................................ 1

INTRODUCTION........................................................................................................................................................ 1

PREMIERE PARTIE :


PREMIERE PARTIE :


CHAPITRE 1 : L'EUTROPHISATION UN CAS PARTICULIER DE LA POLLUTION. FACTEURS DE

L'EUTROPHISATION...................................................................................................................................3

I- GENERALITES................................................................................................................................... 3

II- L’EUTROPHISATION UN CAS PARTICULIER DE LA MANIFESTATION DE LA POLLUTION.............. 4

II-1 Milieu récepteur aquatique.........................................................................................................................4

II-1-1 Ecosystèmes aquatiques (JEAN. B. ; 1976)..................................................................................4

II-1-2 Milieu récepteur ..............................................................................................................................5

II-2 STRATIFICATION THERMIQUE..........................................................................................................................6

II-2-1- Epilium..............................................................................................................................................6

II-2-2 -Thermocline.....................................................................................................................................6

II-2-3 Hypolimnion......................................................................................................................................6

II-3 CARACTERISTIQUES GENERALES DES PLANS D’EAU..................................................................................7

II -3-1 Lacs oligotrophes............................................................................................................................7

II-3-2 Lacs eutrophes.................................................................................................................................8

II-4 Caractérisation de l’eutrophisation............................................................................................................8

II-5 Eutrophisation accélérée ..........................................................................................................................10

II-6 Principaux polluants (pollution milieu urbaine, eaux pluviales, 1992).................................................11

II-7 PROCESSUS D'EUTROPHISATION.................................................................................................................11

II-7-1 Définition de l'eutrophisation.......................................................................................................11

II-7-2 Déroulement (processus) ............................................................................................................12

III-1 Facteurs essentiels.......................................................................................................................................15

III-1-1 La lumière ......................................................................................................................................15


Table des matières

III-1-2. Température.................................................................................................................................15

III-1-3. Sels minéraux ...............................................................................................................................16


L’EUTROPHISATION.................................................................................................................................19

I- SOURCES DES EFFLUENTS............................................................................................................. 19

I-1 Caractéristiques des sources .....................................................................................................................20

I-2 Sources diffuses..............................................................................................................................................20

I-2-1 Foyers naturels ................................................................................................................................20

I-2-2 Précipitation ...................................................................................................................................21

I-2-3 Source géologique........................................................................................................................22

I-2-4 Source biologique .........................................................................................................................22

I-2-5 Activité humaine ...........................................................................................................................22

I -3 Sources ponctuelles.....................................................................................................................................24

I-3-1 Effluents industriels .........................................................................................................................24

I-3-3 sources urbaines.............................................................................................................................25

I-3-4 Sources rurales ...............................................................................................................................25

II- CONSEQUENCES DE L’EUTROPHISATION................................................................................... 26

II-1 Couleur et turbidité......................................................................................................................................26

II-2 Odeur et goût...............................................................................................................................................27

II-3 La toxicité.......................................................................................................................................................27

II-4 Demande en Chlore ...................................................................................................................................27

II-5 Sur la tourisme ..............................................................................................................................................27

II-6 Sur la pêche .................................................................................................................................................28

III- LES PRICIPAUX EFFETS DE L’EUTROPHISATION .......................................................................... 28

III-1 Les algues et cyanobactéries ..................................................................................................................29

III-2 Croissance excessive des macrophytes.................................................................................................29

III-3 Epuisement d’oxygène dans les eaux profondes ................................................................................30



CHAPITRE I : BASES CARTOGRAPHIQUES.............................................................................................32

I- INTRODUCTION............................................................................................................................ 32

II- PRESENTATION DE LA ZONE PERIURBAINE D’ANTANANARIVO................................................ 32

II-1 Localisation....................................................................................................................................................32

II-2 Situation démographique...........................................................................................................................32

II-3 Climat et sol...................................................................................................................................................33

II-4 Hydrologie.....................................................................................................................................................33

III- LES RESSOURCES EN EAU .......................................................................................................... 34

III-1 Définition.......................................................................................................................................................34

III-1-1 Les lacs...........................................................................................................................................34

III-1-2-Les canaux.....................................................................................................................................34


Table des matières

III-1-3 Les marais.......................................................................................................................................34

IV SCHEMATISATION........................................................................................................................ 35

Les industries rejettent dans l’environnement des éléments physicochimiques dont à

certaines concentrations qui peuvent être nuisibles aux êtres vivants : ammoniaque, acide

fluorhydrique, des huiles, des résidus de peintures ; etc. Les eaux usées passent dans les

réseaux d’évacuation, puis entrent dans les canaux avant d’être charriées vers les

écosystèmes aquatiques, polluant ainsi les eaux et attaquent les végétaux........................ 35

V- OBSERVATIONS........................................................................................................................... 39

CHAPITRE II : LES PLANTES AQUATIQUES FLOTTANTES.........................................................................40

I- INTRODUCTION............................................................................................................................ 40

II- MONOGRAPHIE DE QUELQUES PLANTES AQUATIQUES........................................................... 40

II-1 JACINTHE D’EAU...........................................................................................................................................41

II-1-1 Biosystématique.............................................................................................................................41

II-1-2- Botanique......................................................................................................................................42

II-1-3 Aspects écologiques (http:// www.wikipedia).........................................................................43

II-1-4 Morphologie...................................................................................................................................43

II-1-5 Utilisations........................................................................................................................................44

II-1-6 Nuisances........................................................................................................................................45

II-2 FOUGERE........................................................................................................................................................45

II-2-1 BIOSYSTHEMATIQUE........................................................................................................................45

II-2-2 Aspect écologique.......................................................................................................................46

II-2-3 Exigence physiologique...............................................................................................................46

II-2 4 Morphologie...................................................................................................................................48

II-2-5 Utilisation.........................................................................................................................................48

II-2-6 Nuisances........................................................................................................................................48

II-3 NYMPHEA STELLATA......................................................................................................................................48

II-3-1 Bio systématique............................................................................................................................49

II-3-2 Botanique.......................................................................................................................................49

II-2-4 Aspects écologiques ...................................................................................................................50

II-2-5 Morphologie...................................................................................................................................51

III- ASPECTS CULTURAUX LIES AUX PLANTES................................................................................... 51

IV- CONSEQUENCES DES PLANTES AQUATIQUES FLOTTANTES ................................................... 52

CHAPITRE III : AUTRES ETUDES SUR SITE................................................................................................. 53

I- PRELEVEMENT D’ECHANTILLONS (EAUX, PLANTES) ................................................................... 53

II- BUT DES PRELEVEMENTS (EAU, PLANTES).................................................................................... 53

III- CONSIGNES A SUIVRE POUR UN BON PRELEVEMENT (EAU).................................................... 54

IV- CONSIGNES A SUIVRE POUR UN BON PRELEVEMENT DES PLANTES ...................................... 54

V- 1 Inconvénients de ces plantes..................................................................................................................57


Table des matières

V-2 Avantages des plantes aquatiques flottantes.......................................................................................58

VI- ECHANTILLONNAGES................................................................................................................ 59

VII- ANALYSES.................................................................................................................................. 59

VII-1 Analyses physico-chimiques....................................................................................................................59

VII-2 Interprétation des résultats obtenus chez JIRAMA et FOFIFA............................................................62

VII-2-1 PHOSHORE ...................................................................................................................................62

VII- 2-2 NITRATE.........................................................................................................................................62

VII-2-3 pH..................................................................................................................................................62

VII-3 Interprétation du dernier tableau...........................................................................................................63

VII-3-1 Phosphore....................................................................................................................................63

VII-3-2 Nitrate...........................................................................................................................................63

VII-3-3- Oxygène dissous........................................................................................................................63

VII-3-4-MES................................................................................................................................................63

VII-3-5-Température................................................................................................................................63

VII-3-6 Chlorure........................................................................................................................................63

CHAPITRE III : CONTROLE DE L’EUTROPHISATION............................................................................... 64

I- INTRODUCTION ........................................................................................................................... 64

II- LIMITATION DE LA PROLIFERATION DES PLANTES AQUATIQUES............................................... 64

II-1 But de la méthode.......................................................................................................................................64

II-2 La méthode utilisée......................................................................................................................................65

II-3 Rôle.................................................................................................................................................................65

III- RESULTATS.................................................................................................................................... 65

IV- AVANTAGES............................................................................................................................... 66

V- INCONVENIENTS......................................................................................................................... 67



I- INTRODUCTION............................................................................................................................ 68

II- ANALYSE COUTS-AVANTAGES................................................................................................... 68

II-1 Méthodologie...............................................................................................................................................68

II-1-1- Définition l’analyse coûts / avantages.....................................................................................69

III- DEMARCHE A SUIVRE ................................................................................................................ 70

III-1 Evaluation des ressources disponibles.....................................................................................................70

III-1-1 Ressources......................................................................................................................................70

IV- CALCULS ECONOMIQUES........................................................................................................ 71

IV-1 Définitions.....................................................................................................................................................72

VI-1-1 Valeur actuelle nette (analyse coûts- avantages)................................................................72

IV-1-4 Temps de retour de l’investissement.........................................................................................73

IV-2 Résultats........................................................................................................................................................74

IV-2-1 Les frais de personnel..................................................................................................................74


Table des matières

VI-2-2 Evaluation des coûts autres que les frais de personnel.........................................................75

VI-2-3 Evaluation des avantages ........................................................................................................77

V- RESULTATS.................................................................................................................................... 78

V- AUTRES AVANTAGES LIES A L’ENDIGUEMENT DES PLANTES AQUATIQUES............................. 80



Le Code de l’urbanisme (qui prévoit, entre autres, un système d’assainissement individuel

pour les maisons d’habitation qui ne sont pas desservies par le réseau d’égout), la Charte

de l’Environnement, le décret MECIE, la loi 99.021 portant Politique de gestion et de

contrôle des pollutions industrielles sont autant d’outils juridiques qui devraient nous

permettre de lutter contre l’eutrophisation mais, à quand leur effectivité ?.......................... 82

BIBLIOGRAPHIE......................................................................................................................................................83

BIBLIOGRAPHIE......................................................................................................................................................83




Table des matières

AUTEUR : HAYRIA ALLAOUI

TITRE : C0NTRIBUTION A L’EVALUATION DE L’IMPORTANCE DU PHENOMENE D’EUTROPHISATION

NOMBRES PAGES : 100

NOMBRE DE MOTS :19336

NOMBRE DE TABLEAUX . 18

NOMNRE DE FIGURES : 13

NOMBRE DE CARTES : 04

Ce travail a été axé sur une contribution à l’étude du phénomène d’eutrophisation dans le secteur Grand

Antananarivo . S’il est bien connu que ce sont les apports nutritifs dans les milieux récepteurs aquatiques

qui constituent la principale source d’occurrence de ce phénomène on arrive difficilement à en maîtriser

la prolifération. Néanmoins, notons aussi que les plantes macrophytes contribuent aussi au phénomène

d’épuration naturelle des eaux. Dans cette étude , après avoir donné des rappels sur les principales bases

scientifiques du phénomène d’eutrophisation et les facteurs quui le sous-tendant , nous avons étudié les

origines des effluents et les conséquences de l’eutrophisation subséquente . Puis , nous avons résumé les

données de base sur les plantes aquatiques flottantes. Par la suite , nous avons donné et discuté les

résultats des études de terrain effectués . Afin de bien caractériser le phénomène, une cartographie des

aires eutrophisées couplée avec la cartographie des réseaux d’évacuation des eaux usées a également été

élaborée. A la fin des études sur une estimation des coûts environnementaux de confinement des aires

colonisées par de telles plantes a été donnée

PAGES : 100

WORDS : 19336

This work has been centered on a contribution to the study of the phenomenon of eutrophicaion in the

sector Grand Antananarivo.If it is well-Known that nutritive contributions inthe watery receiving

médiums constitute the main source of occurence of this phenomenon, it happens we can hardly control

its proliferation , Nevertheless, let us note that those macrophytes plants also contribute to the

phnenomenon of natural purification of water In this study after having given recalls on the principal

scientific bases of the phenomenon of eutrophication and the factors which underlie it, we studied the

origins of the effluents and the consequences of subsequent eutrophication? Then, we summarized the

source data on the floating watery plants, Therafter, we gave and discussed the result of the terrain

surveys carried out In order to better characterize the phenomenon a cartography of the eutrophized areas

coupled with the cartography of the drainage wornwas also elaborated? To the end studies on an

estimation of the environnement costs of containement of the surfaces colonized by such plnats was given

Mots Clés : Eutrophisation , Plantes aquatiques flottantes , Diguette , Sources diffuses et sources

ponctuelles

Directeur de mémoire : Monsieur Harizo RASOLOMANANA


MEMOIRE DE FIN D’ETUDES POUR L’OBTENTION DU DIPLOME D ...

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