Memoire Online - Impacts des aménagements littoraux sur l'écosystème côtier de la baie de Tunis.

Le développement du phytoplancton dépend étroitement des sels nutritifs, essentiellement les sels azotés et phosphorés. La concentration de ces derniers dans l'eau de mer est variable dans le temps et dans l'espace et peut de ce fait limiter la production de la matière vivante (Ben Charrada, 1997).

Le milieu marin reçoit continuellement des sels minéraux (en particulier nitrates et phosphates) à travers les apports terrigènes provenant des ruissellements affectant des terres cultivées traitées par des engrais chimiques et des oueds surtout au moment des crues (Ghazali,2005).

L'étude des sels nutritifs est assez importante. En effet, ces sels peuvent caractériser la masse d'eau et favoriser la richesse biologique de l'écosystème (Fig. 30).

L'interprétation de l'évolution des sels nutritifs dans un milieu reste complexe surtout pour les eaux de surface en raison de l'instabilité des conditions environnementales

Les nitrites sont très significatives en terme de toxicité vu leur pouvoir oxydant et possèdent donc une action méthemoglobinisante. Par ailleurs, les nitrites sont indicatrices de pollution (Rodier, 1984).

La teneur en nitrites la plus élevée a été enregistrée en hiver au niveau de l'oued Soltane 19,65 umol/l et la plus faible est de l'ordre de 0,17 umol/l au niveau de Solimar plage.

Au printemps la teneur la plus élevée en nitrites est de l'ordre de 17,18 umol/l au niveau de l'embouchure de l'oued Soltane mais aucune trace de NO2 n'a été détectée dans l'échantillon de Solimar plage.

En été les teneurs en nitrites deviennent très faibles dans toutes les stations et ne dépassent pas 1,36umol/l.

Tableau XV : variations saisonnières des concentrations de l'eau en nitrites au niveau

	N- NO2^- (umol/l)
stations	hiver (06)	printemps (06)	été (06)
HL12	2,95	0,929	1,36
HL78	0,23	0,06	1,16
O.Soltanne à 1km	19,65	0,09	1,32
emb.Soltane	15,57	17,18	0,93
SP	0,17	0	1,27
S2S3	0,76	1,99	0,78
Em.S.Soliman	0,31	2,76	0,99

Les fluctuations saisonnières sont faibles dans la majorité des stations à l'exception de l'oued Soltane (Fig. 24). Ceci peut être expliqué par le fait que les paramètres chimiques de l'eau de mer de notre secteur (pH >8 et saturation du milieu en oxygène dissous) favorisent l'oxydation de la forme nitrite (qui est très instable) en nitrate plus stable dans l'eau de mer.

Les fluctuations saisonnières, peu négligeables des nitrites dans ces stations, sont dues aux variations de l'oxygène, du pH et du phytoplancton (Ben Charrada, 1997).

L'origine des nitrites détectées dans les alvéoles du secteur (HL12, HL78, SP et S2S3), serait vraisemblablement la minéralisation de la matière organique dissoute dans l'eau.

Fig. 24- Fluctuations saisonnières de la concentration de l'eau en nitrites au niveau des

Pendant l'hiver, la teneur des eaux à l'embouchure de l'oued Soltane et dans l'oued lui-même est très élevée (15,57 et 19,65 umol/l). Ceci serait tributaire des apports terrigènes chargés en matière organique et de polluants qui sont drainés par l'oued lors des crues hivernales. Avec l'arrivée du printemps, ces teneurs vont diminuer brutalement au niveau de l'oued Soltane tandis qu'elles se maintiennent avec une légère augmentation (17,8 umol/l) au niveau de l'embouchure qui deviendrait probablement un lieu d'accumulation de cet élément pendant la saison printanière (fermeture de la passe) accompagnée peut être d'une floraison phytoplanctonique (Fig. 24).

En été, on enregistre une chute des teneurs en nitrites à cause probablement de l'absence des pluies (diminution du lessivage des terres agricoles voisines traitées par les engrais chimique) et la diminution des apports continentaux.

Ces résultats montrent que les rejets de l'oued Méliane en nitrite sont sans effet sur le secteur d'étude probablement à cause de l'instabilité de cet élément dans le milieu marin.

La comparaison des teneurs mesurées avec celles des normes de concentrations des sels nutritifs dans l'eau de mer (Rodier, 1983) montre l'existence d'une pollution organique au niveau de l'oued Soltane. En effet, les valeurs enregistrées au niveau de l'oued dépassent largement la teneur normale des nitrites dans le milieu marin (1umol/l).

Les valeurs enregistrées au niveau de HL12 en hiver (2,95umol/l) et à l'embouchure de sebkha de Soliman au printemps (2,76 umol/l) sont légèrement au dessous des normes.

Les nitrates représentent la forme azotée la plus stable et la plus importante quantitativement dans les eaux. Ils constituent le principal élément du développement du phytoplancton et en particulier des diatomées puisqu'ils présentent le principal facteur trophique. Cependant avec un bloom phytoplanctonique, une faible précipitation et une forte insolation les nitrates sont en faibles concentrations dans le milieu (Hobson 1985 in Daly-Yahia, 1993) ; celles-ci sont causées par l'élévation du métabolisme du phytoplancton. La régénération des nitrates résulte de l'oxydation de l'azote organique par les bactéries.

En général les nitrates ont pour origine la fertilisation excessive des zones agricoles par les engrais, les rejets des eaux usées et occasionnellement les rejets de certaines industries (Rodier, 1984).

Les teneurs les plus élevées en nitrates sont enregistrées durant les trois saisons (hiver, printemps et été) est au niveau de l'embouchure de l'oued Soltane avec respectivement 45,8 26,76 et 7,96 umol/l. Les teneurs les plus faibles sont par contre enregistrées en hiver et au printemps au niveau de HL12 (1,33 ; 4,89 umol/l), et en été au niveau de Solimar plage (1,12 umol/l).

Tableau XVI : variations saisonnières de la concentration de l'eau en nitrates au niveau des stations étudiées

	N- NO3^- (umol/l)
stations	hiver (06)	printemps (06)	été (06)
HL12	1,33	4,89	2,91
HL78	2,07	8,29	2,95
O.Soltanne à 1km	17,45	5,07	7,48
emb.Soltane	45,8	26,76	7,96
SP	3,3	8,3	1,12
S2S3	3,97	9,06	2,45
Em.S.Soliman	1,85	6,9	1,68

Pour la plupart des stations, à l'exception de l'oued Soltane et son embouchure, on note une augmentation des concentrations en nitrates dans l'eau pendant la saison printanière puis une chute avec l'arrivée estivale (Fig. 25). Ceci n'est probablement pas en relation avec le cycle écologique du phytoplancton mais vraisemblablement dû au fait que les précipitations hivernales et printanières, les températures basses et la forte oxygénation du milieu favorisent l'oxydation rapide du NO2 en NO3 (Ben Charrada, 1997). En été, l'élévation de la température et la diminution de l'oxygène dissous favorisent plutôt la chute de la concentration des nitrates dans l'eau.

Fig. 25- Fluctuations saisonnières de la concentration de l'eau en nitrates au niveau

Les teneurs en nitrates, plus ou moins importantes enregistrées dans les eaux des alvéoles (HL12, HL78, SP et S2S3) (Fig. 7), témoignent du confinement de ces milieux (très forte accumulation de macroalgues et feuilles de posidonies). Cependant ces teneurs restent dans l'intervalle de la teneurs normale en nitrate dans l'eau de mer (1 < NO3<10umol/l) (Rodier, 1983).

Au niveau de la station HL12 la concentration en NO2 (2,95 umol/l) est supérieure à celle de NO3 (1,33 umol/l). Ceci constitue un cas particulier puisque les nitrites en milieux oxygénés sont généralement en très faibles quantités (Zeggaf-Tahri, 1993). Ainsi, la première alvéole de Hammam lif comprise entre les deux brise-lames HL1 et HL2 (Fig. 7) présentent

les caractéristiques d'un milieu mésosaprobes B où les teneurs en nitrites sont élevées et ceux des nitrates faibles (Ghazali, 2005).

Au niveau de l'embouchure de l'oued Soltane, la plus forte teneur en nitrates a été enregistrée en hiver alors que la teneur la plus faible a été enregistrée en été. Cette évolution serait due à l'importance des pluies hivernales et aux apports riches en nitrates provenant du lessivage des terres agricoles du bassin versant traitées par les fertilisants et les engrais chimiques. En été, ces apports sont pratiquement nuls suite à l'absence de pluies.

Au niveau l'oued Soltane il y a une diminution de la concentration des nitrates au printemps probablement à cause du bloom phytoplanctonique qui va puiser ces éléments qui sont essentiels à son développement. La faible régénération des nitrates en été est due probablement à la diminution du phytoplancton suite aux fortes températures estivales.

Les eaux de l'embouchure de l'oued Soltane sont polluées par les nitrates surtout en hiver et au printemps puisque les teneurs dépassent les normes des nitrates dans le milieu marin (1 < NO3<10umol/l) (Rodier, 1983).

La présence des ions ammonium dans un milieu aquatique indique une dégradation incomplète de la matière organique. Cet élément a pour origine la matière végétale dans les cours d'eaux, la matière organique animale ou humaine, les rejets industriels et les engrais azotés (Rodier, 1984).

Sa présence dans l'eau en grande quantité est à l'origine des valeurs élevées du pH dans l'eau (8,2 à 8,3).

Tableau XVII : variations saisonnières de la concentration de l'eau en ion ammonium

	N-NH4 + (umol/l)
stations	hiver (06)	printemps (06)	été (06)
HL12	4,15	4,4	4,83
HL78	7,72	0,57	6,24
O.Soltanne à 1km	91,53	9,01	10,46
emb.Soltane	100,39	7,01	14,4

	6,37	2,95	2,21
S2S3	13,34	6,59	2,02
Em.S.Soliman	21,72	34,19	9,26

En hiver la teneur la plus élevée a été enregistrée au niveau de l'embouchure de l'oued Soltane (100,39 umol/l). La teneur la plus faible a été enregistrée au niveau de HL12 (4,15 umol/l).

La teneur la plus élevée au printemps est celle enregistrée au niveau de la sebkha de Soliman (34,19 umol/l) et la plus faible teneur est enregistrée au niveau de HL78 (0,52 umol/l).

Les eaux de l'embouchure de l'oued Soltane contiennent la plus forte concentration en azote ammoniacal alors que celles de S2S3 contiennent la plus faible concentration (tableau XVII).

Fig. 26- Fluctuations saisonnières de la concentration de l'eau en azote ammoniacal

Les concentrations et les fluctuations saisonnières de l'azote ammoniacal sont très faibles au niveau des alvéoles (HL12, HL78, SP et S2S3) (Fig. 26). Ceci s'expliquerait par le fait que ces milieux sont à l'abri des rejets terrigènes. De plus, la présence de l'oxygène et l'assimilation par le phytoplancton dans le milieu marin accélère l'épuisement de cet élément par les processus de nitrification (Ben Charrada, 1997).

La concentration relativement importante enregistrée dans l'alvéole de Soliman plage (S2S3) en hiver (13, 34 umol/l) dépasse la teneur normale de NH4 ⁺dans un milieu marin selon Rodier (1983) (1 < NH4 ⁺<10 umol/l). La forte accumulation de la matière végétale, composée de macroalgues et des laisses de posidonies dans ce milieu, en est l'origine. De plus, cette alvéole joue le rôle d'un piège pour la matière organique à cause du faible espacement entre les brise-lames S2 et S3.

Au niveau de l'oued Soltane ainsi qu'au niveau de son embouchure les concentrations les plus élevées sont enregistrées en hiver en corrélation avec les nitrates précèdent la chute brusque printanière. En effet, les eaux de ruissellement qui drainent les terres agricoles et les eaux des stations d'épuration ainsi que les rejets urbains et domestiques sont très riches en azote ammoniacal. Ainsi, ils sont la source de l'enrichissement de l'oued en azote ammoniacal. En effet, les concentrations de l'eau en NH4 + (91, 53 et 100,39 umol/l) dépassent largement la teneur normale (10umol/l). On est donc en présence d'un cas de pollution organique au niveau de l'embouchure de l'oued pendant l'hiver. La diminution brusque au printemps et en été de la teneur en azote ammoniacal est due probablement à l'absence des précipitations et donc à la diminution des apports et des rejets. Le bloom phytoplanctonique durant le printemps y est probablement responsable.

Au niveau de l'embouchure de la sebkha de Soliman les rejets urbains, domestiques et agricoles directement ou indirectement dans la sebkha ajoutés à la forte accumulation d'algues et de déchets organiques semblent être à l'origine des teneurs élevées en azote ammoniacal en hiver et au printemps.

L`évolution du phosphore est à priori simple. Il est introduit dans les écosystèmes aquatiques par les eaux de ruissellement. Ces dernières permettent le développement du phytoplancton et des animaux situées à divers niveaux des chaînes trophiques limniques ou marines (Ramade, 1987) (Fig. 30). Dans tous les écosystèmes aquatiques (ou continentaux) le phosphore se présente sous quatre formes différentes respectivement insolubles ou dissoutes. Le phosphore se trouve essentiellement dans l'eau sous des formes inorganiques (orthophosphateP-PO4) (Fig. 27).

En absence de toute source de pollution, le phosphore est présent dans les eaux superficielles avec des concentrations très faibles. Les industries agricoles et alimentaires, les industries de phosphore et les rejets des eaux domestiques sont à l'origine de l'apport du phosphore dans l'eau de mer (Zeggaf-Tahri, 1993).

Le phosphore est considéré comme le principal facteur limitant pour les organismes autotrophes (Zeggaf-Tahri, 1993).

Tableau XVIII : Variations saisonnières de la concentration de l'eau en phosphore

	P- PO4^3- (umol/l)
stations	hiver (06)	printemps (06)	été (06)
HL12	1,36	0,34	1,09
HL78	0,73	0,22	0,67
O.Soltanne à 1km	5,11	0,8	2,1
emb.Soltane	4,45	1,51	3,41
SP	0,94	0,29	0,69
S2S3	0,66	0,31	0,5

Les teneurs les plus importantes en phosphore inorganique sont détectées surtout en hiver au niveau de l'oued Soltane et son embouchure (5,11 et 4,45 umol/l). Le printemps est marqué par les plus faibles valeurs qui ne dépassent pas 1,51 umol/l au niveau de l'embouchure de l'oued Soltane. En été, on signale une faible augmentation de la teneur en phosphore inorganique qui atteint les 3,41 umol/l à l'embouchure de l'oued Soltane (Tableau XVIII).

Ainsi, durant l'hiver les teneurs sont relativement élevées dans la majorité des stations (Fig. 28). Dans les alvéoles (HL12, HL78, SP et S2S3), en absence de sources d'apport de phosphate, les teneurs en phosphore minéral enregistrées sont légèrement supérieures à la teneur normale dans l'eau de mer qui est de l'ordre de 1 umol/l 95 ug/l (Amniot et Chaussepied, 1983 ; Rodier, 1983). Les teneurs enregistrées seraient probablement dues à la dégradation de la matière organique provenant de la mort de la végétation aquatique (les laisses de posidonies) et du phytoplancton. D'autre part, ces teneurs seraient dues à la remise en suspension des particules fines.

Fig. 28- Fluctuations saisonnières de la concentration de l'eau en phosphore

Au niveau de l'oued Soltane et son embouchure les teneurs relativement importantes, enregistrées en hiver, sont vraisemblablement dues aux rejets domestiques, urbains et industriels mais aussi des apports provenant du lessivage des terres cultivées qui utilisent le phosphate dans la fertilisation des terres (Zeggaf-Tahri, 1993). Ces apports riches en phosphore, favorisés par les fortes précipitations hivernales, vont contribuer à l'enrichissement des eaux de l'oued en phosphore minéral et organique. L'embouchure de l'oued Soltane semble être un point d'accumulation du phosphore inorganique drainé par l'oued. Ceci impliquerait la présence d'un phénomène d'eutrophisation au niveau de l'oued Soltane durant l'hiver puisque les teneurs enregistrées (5,11 et 4,45 umol/l) dépassent les teneurs normales du PO4 dans un milieu marin (l'ordre de 1 umol/l 95 ug/l).

Au niveau de l'embouchure de la sebkha de Soliman la teneur enregistrée en hiver (2,04 umol/l) s'expliquerait par le déversement des eaux usées de la ville de Soliman par la canalisation des égouts dans la sebkha associé à une minéralisation de la matière végétale au niveau de la passe par les bactéries qui libèrent l'ion PO4 dans la colonne d'eau.

Au printemps, dans toutes les stations la teneur du phosphore diminue car cet élément est nécessaire au développement des algues et du phytoplancton à cette période de l'année (Ben Charrada, 1997). En effet, le cycle du phytoplancton est caractérisé par un pic printanier.

En été la régénération du phosphore inorganique se fait probablement par la dégradation de la matière organique puisque la teneur en oxygène mesurée est faible et la température enregistrée est élevée. Cependant les concentrations en phosphore restent au dessus de la teneur normale (1umol/l) dans l'oued Soltane et son embouchure (3,41 umol/l), au niveau de HL12 (1,09 umol/l) et à l'embouchure de S.Soliman (1,16 umol/l).

Il est à noter que les teneurs enregistrées au cours de cette étude sont relativement supérieures à celles déclarées par l'ONAS pendant l'année 2005, au niveau du golfe qui est de l'ordre de 0,01 mg/l 0,10 umol/l.

La plupart des stations, durant l'hiver, le printemps et l'été, enregistrent des teneurs en azote total largement supérieures à celles du phosphore total surtout au niveau des points de rejets (Fig. 29). Ceci peut être expliqué par le fait que les rejets déversés dans le secteur sont beaucoup plus riches en azote qu'en phosphore. D'autre part, il semblerait que l'assimilation par le phytoplancton de ces deux éléments se fait dans des proportions différentes (Ben Charrada, 1997).

Fig. 29- Histogrammes de fréquences représentants la répartition spatiale des

concentrations moyennes de l'eau en N-total et P-total dans les différentes stations
étudiées (année 2006)

L'étude du rapport N/P serait intéressante pour caractériser la qualité de l'eau dans le milieu. Dans l'eau de mer le rapport normal de N/P est égal à 16 (Rodier, 1983).

- Tableau XIX : Rapport N/P (umol/l) au niveau des stations étudiées pendant l'hiver,

stations	N / P atomique
HL12	3,8
HL78	10,12
O.Soltanne à 1km	10,51
emb.Soltane	8,61
SP	4,14
S2S3	11,83
Em.S.Soliman	9,57

Chiaudani (1983) a étudié le rapport N/P dans plusieurs lagunes italiennes a montré que lorsque le rapport N/P atomique est élevé, le phosphore est un facteur limitant. Pour des valeurs très basses, c'est l'azote qui est le facteur limitant. Dans notre secteur d'étude les stations HL78, l'oued Soltane et son embouchure et S2S3 présentent un rapport N/P assez important compris entre 8,61 et 11,83 umol/l (Tableau XIX) ce qui montre que le phosphore est le facteur limitant dans ces milieux. En effet, Ben Charrada (1997) a signalé l'existence

d'un pic de phytoplancton au printemps qui commence à chuter dès que le phosphore minéral est épuisé.

Au niveau de HL12 et SP ce rapport est relativement moins important que celui des autres stations (tableau XIX). Ceci s'expliquerait par le fait qu'il y a une tendance vers une régularisation de l'assimilation de l'azote et du phosphore par le phytoplancton.

Fig. 30- Schéma général du modèle écologique de la zone côtière de la baie de

Impacts des aménagements littoraux sur l'écosystème côtier de la baie de Tunis.

II.3. Les sels nutritifs :