Analyses physicochimiques
1. Objectifs des analyses environnementales :
Les objectifs des analyses environnementales sont :
- Évaluation de l’état du système environnemental à un moment donné.
- Suivi de l’évolution du système environnemental.
- Évaluation de l’impact global du système anthropique sur le système environnemental.
2. Impact des activités anthropiques sur le système environnemental
Le Schéma conceptuel illustrant les effets directes et indirectes des activités humaines
sur les écosystèmes (Vitousek et al , 1997).
-La conversion des terres par la déforestation, le pâturage, et l’urbanisation mène à la
perte d’habitats de nombreuses espèces et aux changements climatiques.
-L’exploitation des ressources biotiques (pêche, chasse) a un impact plus limité
puisque elle n’affecte directement que quelques taxons particuliers mais il engendre des
perturbations indirectes sur les autres espèces et peut créer des déséquilibres dans
l’écosystème en modifiant les relations interspécifiques ou la perte d’un groupe fonctionnel
l’exemple le plus connu est celui des grands prédateurs.
-Les espèces envahissantes peuvent franchir des barrières géographiques et colonisent
de nouvel air. Leur présence perturbe les écosystèmes et leurs dynamiques par
l’ultradominance, extinction d’espèces, introduction de maladies et parasites, altération de
l’environnement abiotique.
-Le réchauffement et la modification des régimes de précipitations modifient les aires
de répartition des espèces.
Un des changements d’origine anthropique irréversible concerne la dégradation de la
biodiversité par la perte ou l’extinction d’espèces.
3. Triangle de l’analyse environnemental :
L’efficacité permet de savoir si les résultats correspondent ou pas aux objectifs fixés.
La pertinence est un outil d'aide qui permet de savoir si les moyens mis en œuvre pour
atteindre les objectifs fixés sont suffisants ou non suffisantes.
L'efficience va permettre d'évaluer la politique environnementale en se demandant si les
résultats obtenus sont satisfaisants compte tenu des moyens qui ont été mises en œuvre.
4. Les matrices analysées
4.1. L'eau
L’eau est un élément de la vie quotidienne, elle est incolore, inodore et sans saveur. L’eau est
le constituant principal de tout être vivant. Elle est non seulement indispensable à tous les
êtres vivants, dont elle est le constituant majoritaire, mais elle représente en outre un milieu
particulièrement propice à la dissémination des aliments et au fonctionnement des chaines
alimentaires en milieu aquatique.
L’eau rencontrée dans la nature n’est jamais pure. Les impuretés qu’elle renferme, sont
principalement sous deux catégories :
-Les matières en suspension (MES) : matières minérales ou organiques qui restent en
suspension du fait de la turbulence de l’eau ou de leur densité trop voisine de celle de l’eau,
elles sont sans interférence importante avec l’eau qui les entoure.
-Les matières dissoutes : elles concernent des composés minéraux ou organiques,
macromoléculaires, ainsi que des gaz souvent très solubles dans l’eau.
Propriétés de l’eau :
La formule de l’eau peut s’écrire de façon très simple : H2O, ce qui signifie que cette molécule
résulte de l’union d’un atome d’oxygène avec deux atomes d’hydrogène. Chaque atome
d’hydrogène et celui d’oxygène mettent en commun chacun un électron pour former deux
liaisons chimiques de forte énergie « les liaisons de covalence ». Cet arrangement
électronique confère à la molécule d’eau une grande stabilité chimique.
-Le point de congélation de l’eau est de 0°C et son point d’ébullition est de 100°C à la
pression atmosphérique normale.
-L’eau est ubiquitaire, se trouve sous trois états : liquide (eau proprement dite), solide (glace,
sous forme de structures cristallines régulières) et gazeux (vapeur d’eau). Ces trois états
coexistent dans la nature, toujours observables deux à deux, et plus ou moins en équilibre :
eau- glace, eau- vapeur, glace- vapeur selon les conditions de température et de pression.
-La molécule d’eau se comporte comme un dipôle électrique, cette répartition des charges
permet de comprendre certaines propriétés physico-chimiques :
-L’eau pure est légèrement conductrice. La conductivité de l’eau augmente lorsque en
présence de sels dissous.
-L’eau est un bon solvant des molécules chargées électriquement (solvant-soluté). Cette
propriété électrique est responsable du grand pouvoir dissolvant de l’eau vis-à-vis des
composés ioniques comme certains acides, bases et sels. Par contre elle solubilise mal les
composés non chargés électriquement comme les graisses ou les hydrocarbures.
-La masse volumique de l’eau varie avec la température et la pression, elle passe par un
maximum à environ 4 °C.
-La transparence de l’eau dépend de la longueur d’onde de la lumière qui la traverse. Cette
transparence est utilisée pour apprécier certaines formes de pollution et, en conséquence
l’efficacité des traitements d’épuration.
-L’eau a un pouvoir oxydo-réducteur, les phénomènes d’oxydoréduction présentent une
grande importance dans toutes les technologies de l’eau. L’eau elle-même peut participer,
suivant des conditions expérimentales et selon certaines réactions chimiques comme un
donneur d’électrons (elle est réductrice) ou un accepteur d’électrons (elle est oxydante).
Répartition de l’eau dans le monde :
La masse d’eau totale de l’hydrosphère ne varie pas au cours des années. L’eau change d’état
au cours de son cycle mais sa quantité globale reste inchangée depuis 3 milliards d’années,
date de son apparition sur Terre. C’est l’énergie solaire qui est le moteur du cycle de l’eau en
entraînant ses changements d’état.
97,5 % de cette quantité se trouve dans les océans sous forme d’eau salée et 2.5 % sous forme
d’eau douce, soit environ 35 millions de km3.
L’atmosphère, qui retient seulement un cent millième de l’eau douce, joue cependant un rôle
clé dans le cycle hydrologique par le recyclage rapide qu’elle assure.
-69,5 % de l’eau douce se présente sous forme de glace : les calottes polaires, notamment
celles de l’antarctique, stockent les trois quarts de l’eau douce de la planète, cette réserve étant
malheureusement inaccessible.
-30,1 % d’eau douce se trouve sous forme d’eau souterraine, 0,27 % sous forme d’eau dans
les lacs et rivières et 0,13 % sous une autre forme (atmosphère, humidité dans le sol, marais,
etc.).
L’eau que nous utilisons provient essentiellement des lacs, des cours d’eau et des nappes
d’eau souterraines.
4.2. Ecosystèmes aquatiques Définition
Les écosystèmes aquatiques sont des écosystèmes dont le cadre de vie est l’eau. Un
écosystème aquatique est un ensemble d'organismes interdépendants qui dépendent également
de leur milieu aquatique pour les éléments nutritifs qui s'y trouvent (p. ex., l'azote et le
phosphore) et l'abri qu'il leur procure.
Les étangs, les lacs et les cours d'eau constituent des exemples d'écosystèmes aquatiques;
toutefois, ceux-ci englobent également des zones, telles que des plaines d'inondation et des
terres humides, qu'elles soient inondées toute l'année ou seulement pendant certaines périodes.
Selon la nature de l’eau, qui peut être une eau douce ou salée, on distingue deux grands types
d’écosystème aquatique ; Les écosystèmes dulciçoles et marins.
Ecosystèmes dulcicoles : Ce sont des écosystèmes d’eaux douces : rivières, marais, fleuves,
lacs, étangs, réservoirs d’eau.
Les écosystèmes d’eau douce sont des eaux continentales (situées sur les continents) et ayant
une très faible salinité (Nacl <1 mg/l).
Ecosystèmes marins : Ce sont des écosystèmes d’eaux salées : les mers et les océans. Ce
sont les eaux intercontinentales et sont très salées (Nacl > 32 mg/l).
Organismes présents dans les écosystèmes aquatiques
Les écosystèmes aquatiques renferment habituellement une grande variété de formes de vie,
notamment :
-Les bactéries, les champignons et les protozoaires.
-Les organismes vivant dans le fond des cours d’eau : larves d’insectes, escargots, vers, etc.,
-Les plantes et les animaux microscopiques vivant en suspension dans l’eau et connus sous le
nom de plancton.
-Les poissons, les amphibiens, les reptiles et les oiseaux.
-Les virus font aussi partie intégrante de l'écologie microbienne des eaux naturelles.
La composition de ces ensembles d’organismes varie d’un écosystème à l'autre.
La santé d'un écosystème aquatique
Un écosystème aquatique est sain lorsque les activités humaines n’ont pas nui à son
fonctionnement naturel (le cycle des éléments nutritifs) ni modifié de façon appréciable sa
structure (la composition des espèces).
Un écosystème aquatique est insalubre ou malsain lorsque l'équilibre de l'état naturel a été
perturbé.
Ces perturbations peuvent être :
Physiques : Exemple l’apport d'eau anormalement chaude dans un cours d’eau.
Chimiques : Exemple l’introduction de déchets toxiques à des concentrations nocives pour les
organismes.
Biologiques : Exemple l’introduction et la propagation d’espèces animales ou végétales
invasive (non indigènes).
Un écosystème est en piètre état (fragile) lorsque se manifestent un ou plusieurs des
symptômes suivants :
• La mort de certaines espèces;
• La prolifération accélérée de certains organismes comme la prolifération d’algues due
à une quantité excessive de phosphore et de composés d'azote dans l'eau
(l'eutrophisation).
• L’incidence accrue de tumeurs et de difformités chez les animaux;
• Changement des propriétés chimiques. La réduction du pH de l’eau causée par les
pluies acides est peut-être l’un des plus importants changements enregistrés;
• la présence de certains organismes qui témoignent de conditions insalubres. Comme
les bactéries coliformes peuvent indiquer la présence de matière fécale. Ces bactéries
provoquent chez l’être humain certains malaises ou maladies, notamment la diarrhée,
la typhoïde et le choléra;
De nombreux symptômes du mauvais état d’un écosystème surviennent simultanément. Par
exemple, l’acidité accrue de l’eau d'un lac peut entraîner la mort de certaines espèces et ainsi
permettre la prolifération temporaire d’espèces supportant mieux l’acidité.
