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Contribution à l'étude des paramètres physico-chimiques et bactériologiques de l'embouchure de l'oued _Béni-Messous_


par Mohamed Salim HAMDI et Malik AIT KACI
ISMAL - DEUA sciences de la mer 2008
Dans la categorie: Géographie
   
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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE

i-4l211 C.41 J i1L.11 mie é JI j

MINISTERE DE L'ENSEINGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE

J-%L.A11 k*'-44i 9 J41 e9.12.1 42911 .14-1-411
INSTITUT NATIONAL DES SCIENCES DE LA MER ET DE L'AMENAGEMENT DU LITTORAL

MEMOIRE EN VUE DE L'OBTENTION DU DIPLOME
DES ETUDES UNIVERSITAIRES APPLIQUEES (DEUA)
EN SCIENCES DE LA MER

Thème :

Contribution à l'étude des paramètres physico-

chimiques et bactériologiques de l'embouchure

de l'oued "Béni-Messous"

Présenté par :
AIT KACI Malik et HAMDI Mohamed Salim

Examiné par la commission :

Mme BOUBECHICHE. Z Chargée de cours (ISMAL) Promotrice

Melle ALLOUACHE. S Maître Assistante (ISMAL) Examinatrice

MR. HAMDANE. Y Maître Assistante (ISMAL) Examinateur

Promotion 2007 - 2008

Introduction 1

Partie I : Partie bibliographique

1. Les descripteurs généraux en hydrologie marine 2

1.1 Caractéristiques majeures physiques, chimiques et de qualité générale de l'eau 2

1.1.1 Température 2

1.1.2 Salinité 2

1.1.3 Oxygène dissous 3

1.1.4 Le pH 3

1.2 Caractéristiques chimiques dissoutes 3

1.2.1 Les composés azotés 4

1.2.1.1 L'azote ammoniacal 4

1.2.1.2 Les nitrites (NO2-) 4

1.2.1.3 Les nitrates (NO3-) 4

1.2.2 Les orthophosphates (PO43-) 4

1.3 Liens entre les principaux descripteurs 5

2. La flore bactérienne marine 5

2.1 Le comportement des bactéries entériques en mer 6

2.1.1 Les microbes libres 6

2.1.2 Les formes de résistance 6

2.1.3 Les microbes adsorbés 7

2.1.4 Les microbes absorbés 7

2.2 Paramètres d'analyse bactériologique 7

2.2.1Généralités 7

2.2.2 Les indicateurs microbiens 8

2.2.2.1 Les coliformes totaux 8

2.2.2.2 Les coliformes fécaux 8

2.2.2.3 Les streptocoques fécaux 9

2.2.2.4 La flore mésophile aérobie totale 10

2.2.3 Les germes pathogènes 10

2.2.3.1 Les Salmonelles 10

2.2.3.2 Les Staphylocoques 11

2.2.3.3 Les Clostridiums sulfito-réducteurs 11

3. L'autoépuration des eaux de mer 12

3.1 Facteurs influant sur la teneur microbienne globale 13

3.1.1 Facteurs physico-chimiques 13

3.1.1.1 La dilution 13

3.1.1.2 L'adsorption 13

3.1.1.3 La sédimentation 13

3.1.1.4 La lumière 13

3.1.1.5 La température de l'eau 13

3.1.1.6 Variations de pH 13

3.1.1.7 La salinité 13

3.1.2 Facteurs biologiques 14

4. Devenir et évolution d'une pollution bactérienne en milieu marin 14

4.1 La contamination de l'eau 14

4.2 La décantation des bactéries 15

4.3 La contamination du sédiment 15

5. Impact sanitaire des contaminations microbiennes 15

5.1 Risques liés à la baignade 16

5.1.1 Les affections cutano-muqueuses 16

5.1.2 Les affections gastro-intestinales 17

5.2 Risques liés à la consommation des fruits de mer 17

Partie II : Matériel et méthodes

2.1 Etude du site 18

2.1.1 Localisation géographique 19

2.1.2. Etude démographique de la zone d'étude 19

2.1.3. Les caractéristiques des eaux usées de l'oued Béni-Messous 19

2.1.4 Conditions climatiques 20

2.1.4.1 La température 20

2.1.4.2 Ensoleillement 20

2.1.4.3 Les vents 21

2.1.4.4 Les houles 22

2.2. Le choix des stations 23

2.3 Les prélèvements 23

2.4 Méthodes d'analyses 24

2.4.1 Etude paramétrique 24

2.4.1.1 Température et potentiel hydrogène (pH) 24

2.4.1.2 La salinité 24

2.4.1.3 La demande biologique en oxygène DBO5 24

2.4.1.4 Dosage des sels nutritifs 25

2.4.1.5 Analyse automatique des sels nutritifs 25

a) Dosage de l'ammonium 26

b) Dosage des nitrites 26

c) Dosage des nitrates 26

d) Dosage des orthophosphates 26

2.5 L'analyse microbiologique 26

2.5.1 Dénombrement des coliformes 27

2.5.2 Dénombrement des Streptocoques fécaux 30

2.5.3 Recherche des Staphylocoques sur le milieu de Chapman gélosé 32

2.5.4 Dénombrement des Sulfito-réducteurs 34

2.5.5 Techniques de recherche des Salmonelles 35

Partie III : Résultats et discussions

3.1 Les paramètres physico-chimiques 38

3.1.1 La salinité 38

3.1.2 La température 39

3.1.3 Le potentiel d'hydrogène (pH) 40

3.1.4 La demande biologique en oxygène (DBO5) 41

3.1.5 Nitrites et nitrates 42

3.1.6 Ammonium 44

3.1.7 Orthophosphates 45

3.2 Les paramètres bactériologiques 45

3.2.1 Les coliformes 45

3.2.2 Les streptocoques fécaux 47

3.2.3 Les staphylocoques 48

3.2.4 Les bactéries sulfito-réductrices 49

3.2.5 Les salmonelles 49

Conclusion 50

Bibliographie 51

LISTE DES ABRE VIA TIONS
(Par ordre alphabétique)

°C Degré Celsius

CF Coliformes fécaux

CT Coliformes totaux

D.O Densité optique

DBO Demande biologique en oxygène

EPI Eau péptonée exempte d'indole

E. coli Escherichia coli

F.A.O Food and Agriculture Organization of the United Nations

FMAT Flore mésophile aérobie totale

g Gramme

h Heure

l , L Litre

Log10 Logarithme népérien à base dix

m Mètre

MES Matières en suspension

ml Millilitre

MOD Matière organique dissoute

nm Nanomètre

OD Oxygène dissous

ONM Office national de la météo

ORL Oto-rhino-larynx

pH Potentiel hydrogène.

S1 Station 1

S2 Station 2

S3 Station 3

S4 Station 4

S5 Station 5

SF Streptocoques fécaux

UFC Unité formant colonie

VBL Bouillon lactosé au vert brillant

VF Bouillon viande - foie

um Micromètre

LISTE DES FIGURES

Figure 1: Coliformes fécaux. Figure 2 : Streptocoques fécaux. Figure3 : Streptocoques fécaux. Figure4 : les Salmonelles. Figure5 : les Salmonelles. Figure6 : Staphylocoques. Figure7 : Clostridium perfringens.

Figure 8: Localisation de l'oued Béni-Messous.

Figure 9: Profil de variation des températures moyennes de l'air (ONM 1995-2004).

Figure 10: Profil de l'ensoleillement moyen des mois de Mars à Juin dans la région de Béni- Messous (ONM 1995-2004).

Figure 11: Fréquence annuelle des vents de la région de Béni-Mes sous (ONM, moyenne sur l'intervalle [1960-2004]).

Figure 12 : Positionnement des stations (source : Google earth).

Figure 13 : Technique de dénombrement des Coliformes dans l'eau <<Test présomptif>>

Figure 14 : Technique de dénombrement des Coliformes fécaux et Escherichia coli dans l'eau <<test confirmatif>>

Figure 15 : Technique de dénombrement des Streptocoques dans l'eau <<Test présomptif>>

Figure 16 : Technique de dénombrement des Streptocoques Fécaux dans l'eau <<Test confirmatif>>

Figure 17 : Recherche des Staphylocoques.

Figure 18 : Dénombrement des Salmonelles : [pré-enrichissement - enrichissement] Figure 19 : Isolement des Salmonelles.

Figure 20 : Valeurs moyennes de la salinité pour les différentes stations.

Figure 21 : Variation des températures des stations, en fonction de la période de prélèvements

Figure 22 : Variations des valeurs moyennes du potentiel hydrogène (pH) en fonction des stations.

Figure 23 : Variation de la DBO5 des stations, en fonction de la période de prélèvements.

Figure 24 : Concentrations moyennes des nitrates et nitrites.

Figure 25 : Concentrations moyennes de l'ammonium.

Figure 26 : Concentrations moyennes des orthophosphates.

Figure 27 : Les concentrations moyennes des Coliformes totaux, fécaux et d'Escherichia coli Figure 28 : Nombre moyen de Streptocoques par 100ml.

Liste des tableaux

Tableau 1: Liens entre les principaux descripteurs d'hydrologie des écosystèmes marins côtiers.

Tableau 2 : Caractéristiques des principales bactéries pathogènes

Tableau 3 : Taux de filtration de certains mollusques bivalves

Tableau 4 : Nombre d'habitants par commune (Statistiques de 2004)

Tableau 5 : Les caractéristiques des eaux usées de l'oued Béni-Messous

Tableau 6 : Recherche de la catalase

Tableau 7 : méthode de recherche des sulfito-réducteurs

Tableau 8 : Valeurs moyennes de la salinité

Tableau 9 : Valeurs moyennes des températures

Tableau 10 : Valeurs moyennes du pH

Tableau 11 : Valeurs moyennes de la DBO5

Tableau 12 : Valeurs moyennes des Coliformes totaux, fécaux et E. coli

Tableau 13 : Nombre moyen de Streptocoques fécaux

Tableau 14 : Profil morphologique et biochimique des Staphylocoques

Tableau 21 : Valeurs limites des paramètres de rejets d'effluents liquides industriels

Tableau 20 : Coordonnées des points de prélèvements

Tableau 19 : Températures maximales moyennes de la région de Béni-Messous (source: ONM)

Tableau 18 : Températures mensuelles de la région de Béni-Messous (ONM -- 1995-2004)

Tableau 17 : Ensoleillement-Totaux mensuels et annuels exprimés en heures (ONM : 1995- 2004)

Tableau 16 : Fréquence saisonnière des vends dans la région de Bainem (ONM: 1960-2004)

Tableau 25 : Fréquence annuelle des vends de la région de Bainem (ONM : 1960-2004)

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Un polluant est par définition, un agent physique, chimique ou biologique qui dégrade le milieu dans lequel il se trouve. C'est une substance introduite ou présente dans l'eau, susceptible d'en changer l'équilibre ou d'en altérer la qualité (MANFREDI et DANIELE, 1988).

Une définition plus officielle de la pollution marine a été donnée par la F.A.O :

« La pollution, c'est l'introduction directe ou indirecte par l'homme de substances ou d'énergie dans le milieu marin (y compris les estuaires) lorsqu'elle a des effets nuisibles, tel que dommages aux ressources biologiques, risque envers la santé humaine, entrave aux activités maritimes, altération de la qualité de l'eau de mer du point de vue de son utilisation et dégradation de valeurs d'agrément (MANFREDI et DANIELE, 1988).

La pollution des eaux littorales peut avoir plusieurs origines (atmosphériques,

industrielles, agricoles et domestiques). En Algérie, l'une des causes majeures de la pollution marine reste la contamination bactérienne par les eaux usées.

Il est à noter que 70% des villes côtières algériennes n'ont pas leurs réseaux d'assainissement raccordés à des stations d'épuration, certaines bien qu'existantes sont inopérantes depuis plusieurs années et les rejets se font exclusivement dans la mer et dans les oueds (sur 53 stations d'épuration existantes, 42 sont à l'arrêt) (Ministère de la santé, 2005).

En effet, un des problèmes liés aux rejets domestiques reste les maladies qui en découlent. Selon l'OMS, 80% des maladies qui affectent la population de la planète sont liées en partie à l'insuffisance de l'évacuation des matières fécales. Effectivement la plupart des microorganismes qui sont à l'origine des grandes épidémies historiques d'origine hydrique, ont pour habitat normal les intestins de l'homme et certains animaux à sang chaud. C'est pour quoi le contrôle de qualité de l'eau parait de plus en plus indispensable.

Dans cette présente étude on se propose d'évaluer le flux polluant de l'embouchure de l'oued Béni-Messous ; une compagne de prélèvements a eu lieu du mois d'Avril au mois de Juin 2008 dont le but principal est d'analyser paramètres physicochimiques et bactériologiques représentés par les indicateurs de contamination fécale (coliformes et streptocoques fécaux) et les indicateurs de proximité (Staphylocoques et Salmonelles).

1. Les descripteurs généraux en hydrologie marine

1.1 Caractéristiques majeures physiques, chimiques et de qualité générale de l'eau

Ces paramètres sont souvent regroupés sous le terme de paramètres physico-chimiques. En tout premier lieu, il s'agit de la température et de la salinité qui sont les deux descripteurs de base des masses d'eaux. Dépendant quasi exclusivement de processus physiques, ils sont de bons traceurs de mélange des eaux.

La qualité générale de l'eau est influencée par des processus chimiques et biologiques, et altérée ou non par des apports anthropiques. Deux descripteurs usuels permettent de caractériser très globalement la qualité du milieu, l'oxygène dissous et le pH, ce dernier étant surtout important dans les milieux estuariens de faible salinité (AMINOT et KEROUEL, 2004).

1.1.1 Température

La température est, avec la salinité, un des descripteurs de base pour la connaissance du milieu. La température influe sur l'activité biologique dont dépend la production totale, et sur la répartition des espèces (preferendums thermiques), donc, par exemple, sur la pêche.

En milieu océanique, la température, associée à la salinité, est mesurée avec une très grande précision par les physiciens pour calculer la masse volumique de l'eau, paramètre nécessaire à la détermination de la stratification verticale et de la circulation océanique.

La mesure de la température est indispensable pour l'interprétation ou le traitement d'autres paramètres. Ainsi, la saturation des gaz dissous est fonction de la température et la mesure du pH requiert la connaissance de la température (AMINOT et KEROUEL, 2004).

1.1.2 Salinité

La grandeur « salinité » représente la proportion de sels minéraux dissous dans l'eau de mer. La mesure de la salinité est importante dans l'étude du milieu marin. Par son influence sur la densité de l'eau de mer, elle permet de connaître la circulation océanique, d'identifier les masses d'eau d'origines différentes et de suivre leurs mélanges au large comme à la côte ou dans les estuaires (AMINOT et CHAUSSEPIED, 1983).

En milieux côtiers et estuariens, la salinité est le traceur idéal des mélanges entre l'eau douce et l'eau de mer. Du fait de sa conservativité (la concentration totale de sels minéraux peut varier d'un endroit à un autre, mais la proportion des composants importants reste constante), on s'y réfère pour connaître le comportement des éléments dissous dans les estuaires. En outre, comme la salinité y varie dans de larges gammes, elle peut constituer un critère de répartition des espèces vivantes.

(AMINOT et KEROUEL, 2004).

La salinité n'est pas une grandeur directement accessible par une méthode de mesure, aussi plusieurs définitions et relations ont été établies afin de s'en approcher au mieux.

Deux méthodes sont couramment utilisées pour la détermination de la salinité : la méthode volumétrique et la méthode conductimétrique (AMINOT et CHAUSSEPIED, 1983).

1.1.3 Oxygène dissous

Parmi les gaz dissous, l'oxygène est celui qui joue le rôle le plus important pour la qualité biotique des eaux d'élevage; indispensable à la respiration des organismes, il facilite la dégradation des matières organiques détritiques et l'accomplissement des cycles biochimiques. L'oxygène présent dans les eaux est le résultat des échanges entre l'atmosphère et la surface de l'eau ainsi que de l'activité photosynthétique du phytoplancton (ALZIEU, 1989).

1.1.4 Le pH

C'est un paramètre qui nous permet de mesurer l'acidité, l'alcalinité ou la basicité d'une eau. (GOMELLA et GUERREE, 1978 in AZZOUG et LAMANI, 2005)

Le pH de l'eau de mer voisin de 8.2 est principalement fixé par la présence des carbonates : CO2, HCO- 3, CO-2 3 .La modification des concentrations en CO2 (respiration, photosynthèse ou échange air-océan) ou en CO3 -2 (précipitation) entraîne donc une modification du pH (AMINOT et CHAUSSEPIED, 1983).

En milieu côtier certains rejets industriels ou les apports d'eaux de ruissellement sont la cause de variation du pH qui s'avère être dans ce cas un indice de pollution, mais cette variation reste très localisée aussi bien dans le temps que dans l'espace et cela du fait du « pouvoir tampon » de l'eau de mer. (AMINOT et CHAUSSEPIED, 1983).

La mesure du pH aura deux applications à considérer séparément : le suivi de la qualité des eaux, d'une part, et les études thermodynamiques des équilibres chimiques, d'autre part. La distinction majeure réside dans le niveau de justesse et de précision requis pour ces deux applications (AMINOT et KEROUEL, 2004).

En milieu côtier certains rejets industriels ou les apports d'eaux de ruissellement sont la cause de variation du pH qui s'avère être dans ce cas un indice de pollution, mais cette variation reste très localisée aussi bien dans le temps que dans l'espace et cela du fait du « pouvoir tampon » de l'eau de mer. (AMINOT et CHAUSSEPIED ,1983).

1.2 Caractéristiques chimiques dissoutes :

On rappelle que l'on définit arbitrairement comme dissous ce qui passe au travers d'une membrane filtrante d'environ 0,5 um de diamètre de pore.

Les caractéristiques intéressantes de l'hydrologie marine côtière sont les éléments et composes mineurs d'origine naturelle dont les variations de concentration renseignent sur les processus du milieu. Il s'agit principalement des nutriments. Par nutriments, il faut entendre les substances nutritives essentielles contenant de l'azote, du phosphore et des solutions (nitrates, nitrites, ammonium, phosphate, silicate) assimilables par les micro-organismes (essentiellement le phytoplancton).

La matière organique dissoute (MOD) peut présenter un intérêt car elle inclut les nutriments organiques (par exemple les acides aminés). Toutefois, une fraction toujours majoritaire de la MOD est constituée de formes réfractaires non assimilables (de type matières humiques). Compte tenu de sa nature complexe, la MOD est encore peu étudiée. On l'aborde globalement par ses éléments chimiques essentiels tels que le carbone et l'azote (parfois le phosphore). Difficile à mesurer et à interpréter, la MOD est rarement incluse dans les programmes de suivi du milieu (AMINOT et KEROUEL, 2004).

1.2.1 Les composés azotés

L'azote est un élément essentiel des structures vivantes, Il existe dans l'eau sous trois formes essentielles selon le degré d'oxydation : nitrates (NO3 -), nitrites (NO2 -), ammonium (NH4 +), ainsi qu'urée ou acides aminés. Ce sont les formes d'azote utilisables par le phytoplancton (COPIN-MONTEGUT, 1996).

1.2.1.1 L'azote ammoniacal

Il est présent sous deux formes en solution, l'ammoniaque (NH3) et l'ammonium (NH4 +) dont les proportions dépendent du pH et de la température. L'azote ammoniacal provient des excrétions animales et de la décomposition bactérienne des composés organiques azotés; il est utilisé par le phytoplancton comme source d'azote et oxydé par les bactéries nitrifiantes (AMINOT et CHAUSSEPIED, 1983).

Dans certains cas, les teneurs peuvent atteindre des seuils toxiques, variables pour chaque espèce, et liés au pH et à l'oxygénation des eaux (ALZIEU, 1989).

1.2.1.2 Les nitrites (NO2 -)

Dans le cycle de l'azote, les nitrites sont considérés comme étant des ions intermédiaires entre les nitrates et l'azote ammoniacal, ce qui explique les faibles concentrations rencontrées en milieu aquatique qui sont de l'ordre de quelques micromoles par litre d'azote nitreux (AMINOT et CHAUSSEPIED ,1983).

1.2.1.3 Les nitrates (NO3 -)

L'ion nitrate est la forme oxydée stable de l'azote en solution aqueuse, il entre dans le cycle de l'azote comme support principal de la croissance phytoplanctonique, il est ensuite régénéré à partir des formes organiques par les bactéries. L'ion nitrate est issu de l'oxydation des nitrites par les bactéries appelées nitrobacters (AMINOT et CHAUSSEPIED, 1983).

1.2.2 Les orthophosphates (PO43-)

Le phosphore est un élément nutritif dont la forme minérale majoritaire est l'orthophosphate, il est essentiel à la vie aquatique. Dans les écosystèmes aquatiques continentaux, on considère généralement le phosphore comme le principal facteur limitant de la production de la biomasse végétale (LEVÊQUE, 1996).

Lors de la minéralisation de la matière organique par les micro-organismes, les composés phosphatés, sont progressivement transformés en phosphate soluble, ces derniers vont être rapidement assimilés et recyclés (LACROIX, 1991 in TIDADINI et AMDOUN, 2003).

Les sources du phosphore sont multiples, elles proviennent des résidus métaboliques, détergents, excès d'engrais agricoles et de l'industrie (ZOUREZ et FARHANI, 2003).

1.3 Liens entre les principaux descripteurs

Les descripteurs d'hydrologie marine côtière sont nombreux et beaucoup sont reliés entre eux par des relations de cause à effet, c'est pourquoi certaines mesures peuvent devenir inutiles si les mesures complémentaires, indispensables à leur interprétation, ne sont pas acquises simultanément. En outre, plusieurs paramètres sont directement influencés par les apports continentaux et anthropiques. En raison de cette complexité, il n'est pas possible d'établir un programme-type d'hydrologie qui satisferait à toutes les études.

Le tableau ci-dessous présente de manière synthétique les principaux descripteurs d'hydrologie et les liens plus ou moins forts qui les unissent (AMINOT et KEROUEL, 2004).

Tableau 1: Liens entre les principaux descripteurs d'hydrologie des écosystèmes marins côtiers : (AMINOT et KEROUEL, 2004).

Mesure à effectuer

Descripteurs d'interprétation*

Salinité(S)

T (+)

Température(T)

S (++)

pH

S (+) T (++) chlorophylle (+)

Oxygène(O2)

S (+++) T (+++) chlorophylle (++)

Nitrate(NO3)

S (+++) O2 (+) PO4 (++) Si (++) chlorophylle (++)

Nitrite(NO2)

S (++) O2 (+) NH4 (++)

Ammonium(NH4)

S (+++) T (+) pH (+) O2 (++) NO3 (+) NO2 (+) PO4 (++) Si (+) chlorophylle (++)

Phosphate(PO4)

S (+++) O2 (+) NO3 (++) NH4 (++) Si (++) chlorophylle (++)

Silicate(Si)

S (+++) O2 (+) NO3 (++) NH4 (+) PO4 (++) chlorophylle (++)

MES (et/ou turbidité)

S (+) chlorophylle (+)

Chlorophylle

S (+) T (+) NO3 (++) NH4 (++) PO4 (++) Si (++) MES (+)

* Indispensable (+++) : dont on ne peut pas se passer pour interpréter le descripteur à étudier.

Souhaitable (++) : dont la mesure permet une interprétation plus poussée, si nécessaire. Eventuel (+) : non indépendant du descripteur étudié, peut aider à l'interprétation.

2. La flore bactérienne marine

Dans les écosystèmes aquatiques, les organismes les plus nombreux sont les microorganismes, les bactéries forment la composante majoritaire. Leur rôle est fondamental dans l'équilibre écologique des milieux aquatiques, principalement par la régulation des cycles biogéochimique et énergétique (BIANCHI et al, 1989).

Les bactéries marines diffèrent physiologiquement de celles qui ont des habitats non marins ; elles sont très adaptées aux conditions très spéciales offertes par le milieu marin (salinité, pH, oxygénation réduite, basses températures et des pressions souvent considérables) (MORITA et COLWELL, 1974).

Dans le milieu marin, les bactéries servent de nourriture à de nombreux organismes marins, elles favorisent la fixation d'algues ou de larves sur certains substrats, elles permettent également la dégradation de certains polluants tels que naphtalène, pesticides, cellulose, hydrocarbures, etc. Cependant, leur effet peut être nuisible.

Certaines bactéries ont la capacité de concentrer des polluants tels que les métaux lourds (mercure) ; leur consommation par des mollusques filtreurs ou des vers peut contaminer la chaîne alimentaire (Equinoxe, 1990).

Les espèces prédominantes appartiennent aux genres suivants : Pseudomonas, Vibrio, Spirillum, Achromobacter, Flavobacterium, Bacillus.etc. (ZOBELL, 1946 ; BERTRAND et LARSEN ,1989 ; LECLERC et al, 1994).

A côté de cette flore autochtone adaptée rigoureusement aux conditions de la vie marine, une flore accidentelle se rencontre le long des côtes, des baies ou d'estuaires et à proximité des villes introduites soit par ruissellement ou par les égouts domestiques. Les principales espèces rencontrées sont d'origines fécales appartenant au groupe des entérobactéries telles que : les coliformes, les salmonelles et les streptocoques (BELLAN et PERES, 1974).

Ces bactéries ont à la fois un rôle en pathologie et un intérêt épidémiologique (BRISOU et DENIS, 1978 ; GHAUTIER et PIETRI, 1989).

2.1 Le comportement des bactéries entériques en mer

Une fois déversées dans les océans, les bactéries peuvent être retrouvées sous divers formes :

2.1.1 Les microbes libres

Cette forme est peu favorable et n'autorise pratiquement aucune forme de croissance. La survie ne peut que modestement se prolonger. Elle place la cellule en situation de carence car les germes n'ayant rencontré aucun support, aucun refuge, restent libres mais vulnérables.

Ils représentent une minorité en péril et sont incapables de reproduction et par conséquent appelés à disparaître (BRISOU et DENIS, 1978)

2.1.2 Les formes de résistance

Certaines bactéries vivent dans un habitat relativement stable qui n'est pas soumis à des modifications physico-chimiques profondes, tel est le cas des bactéries pathogènes, parasites ou saprophytes de l'organisme hôte. D'autres organismes au contraire doivent s'adapter à des habitats contrastés et survivre dans un milieu hostile à des variations de température, de PH et à des carences nutritionnelles. Les bactéries doivent s'adapter pour survivre :

· Les spores sont l'une des formes de résistance et d'évolution que prennent certaines bactéries pour survivre dans des conditions hostiles et attendre des conditions plus propices afin qu'elles puissent germiner et donner de nouvelles cellules végétatives identiques aux cellules originelles (BRISOU et DENIS, 1978 ; LECLERC et al, 1995).

· Les formes L représentent des états par lesquels toutes les bactéries peuvent passer à un moment de leur existence. Ce sont en fait des « façons d'être », des instantanés de la vie microbienne, fonctions de l'environnement. Des Salmonella, des Escherichia, prennent par exemple des formes inhabituelles de serpents, de poires, dès qu'elles séjournent dans une eau de mer légèrement enrichie en matière organique. Le passage des bactéries à ces états de résistance, à été retrouvé dans les eaux d'égouts et de rivières et chez les mollusques. Ils restent le plus souvent inaperçus faute de mise en oeuvre des techniques appropriées (BRISOU et DENIS, 1978).

· Les kystes ; comme les spores ; appartiennent aux formes de résistances ; mais qui est spécifique aux parasites. C'est le cas des amibes par exemple (BRISOU et DENIS, 1978).

2.1.3 Les microbes adsorbés

L'adsorption d'une particule correspond à la fixation sur une autre sans intervention d'une réaction d'ordre chimique. Même si l'épaisseur de la couche adsorbée ne dépasse pas la dimension d'une molécule, l'adsorption constitue un état très favorable pour la survie bactérienne. En effet, les matériaux favorables à la survie des bactéries, sont rassemblés aux doses maximales à la surface des particules adsorbantes ; ce qui permet aux microorganismes de trouver des conditions de survie acceptables.

Les particules adsorbantes, sont représentées par les matières en suspension (MES), et qui comprennent dans ce cas :

- le plancton représenté par le phytoplancton et le zooplancton;

- le tripton, qui regroupe les organismes morts, les détritus et des substances colloïdales. (BRISOU et DENIS, 1978)

2.1.4 Les microbes absorbés

Vecteur passif en cas de simple adsorption, le plancton (protozoaires, zooplancton, métazoaires et organismes filtreurs) devient vecteur actif, conservateur, protecteur, véhicule de micro-organismes s'il les absorbe. Ces organismes jouent alors le rôle de réservoirs et de vecteurs de nombreux agents pathogènes pour l'homme et les animaux (BRISOU et DENIS, 1978).

2.2 Paramètres d'analyse bactériologique 2.2.1 Généralités

La charge bactérienne des eaux usées domestiques, qui représentent la principale source de micro-organismes pathogènes pour l'homme en milieu marin, est très élevée, soit 109 à 1010 germes/litre (GAUTHIER et PIETRI, 1989). Nous éliminons environ 1 kg d'excrétions (solides ou liquides) soit 70 g de matières oxydables auxquelles il faut ajouter 90 g de matières en suspensions, toute les 24 heures (FIGARELLA et al, 2001).

Les espèces considérées comme pathogènes a transmission hydrique sont reparties au sein de quatre genres : Salmonella (bacilles de la typhoïde, des paratyphoïdes A et B et de diverses gastro-entérites), Shigella (bacilles dysentérique), Escherichia (essentiellement E.coli ou colibacille) parmi les Entérobactéries, et Vibrio (vibrion du cholera) parmi les Vibrionacées. (BRISOU et DENIS, 1978 ; GAUTHIER et PIETRI, 1989 ; EBERLIN, 1997).

Le degré de pollution des eaux de mer est cependant, comme pour les eaux douces, évalué par le dénombrement d'autres bactéries entériques, appelés « indicateurs de contamination fécale », en général les coliformes fécaux et les streptocoques fécaux (groupe D), qui sont en grande partie dénués de pathogénicité pour l'homme, mais sont très abondants dans les eaux usées. La raison de ce choix tient essentiellement au fait que la numération de ces bactéries est beaucoup plus simple et rapide (24 à 48 heures) que celle des espèces véritablement pathogènes (généralement quelques jours, avec souvent nécessité d'identification sérologique). (GAUTHIER et PIETRI, 1989).

Si la présence des espèces indicatrices ne confirme pas celle des espèces pathogènes dans les eaux analysées, elle la laisse supposer, car une certaine relation quantitative existe entre les deux groupes de bactéries (GAUTHIER et PIETRI, 1989). En effet, La présence simultanée des coliformes et des entérocoques suffit à confirmer qu'il y a pollution (BRISOU ET DENIS, 1978).

2.2.2 Les indicateurs microbiens

On présente ci-dessous les germes indicateurs principaux, à savoir, les coliformes, les streptocoques fécaux et les clostridiums (sulfito-réducteurs) :

2.2.2.1 Les coliformes totaux

Les coliformes sont des bâtonnets (figure01), anaérobie facultatif, gram (-) non sporulant (PNUE/OMS, 1 977).Ils sont capables de croître en présence de sels biliaires et fermentent le lactose en produisant de l'acide et du gaz en 48 heures à des températures de 35 à 37 C (RODIER et al, 1996). Ils regroupent les genres Echerichia, Citrobacter, Entérobacter, Klébsiella, Yersinia, Serratia, Rahnella, et Buttiauxella (RODIER et al, 1996 ; JOLY et REYNAUD ,2003). La recherche et le dénombrement de l'ensemble des coliformes (coliformes totaux), sans préjuger de leur appartenance taxonomique et de leur origine, est capital pour la vérification de l'efficacité d'un traitement d'un désinfectant mais il est d'un intérêt nuancé pour déceler une contamination d'origine fécale (RODIER et al, 1996).

2.2.2.2 Les coliformes fécaux

Ce sont des bâtonnets Gram (-), aérobies et facultativement anaérobies ; non sporulant, capables de fermenter le lactose avec production de l'acide et de gaz à 36 et 44C en moins de 24 heures. Ceux qui produisent de l'indole dans l'eau peptonée contenant du tryptophane à 44C, sont souvent désignés sous le nom d 'Eschericia Coli bien que le groupe comporte plusieurs souches différentes (Citrobacter freundii, Entérobacter aerogenes, Klebsiella pneumoniae...etc.) (PNUE/OMS, 1977 ; RODIER et al ,1996 ; JOLY et REYNAUD, 2003).

Figure 1: Coliformes fécaux
(Source : bouillondecultures.blogspot.com)

Les coliformes fécaux thérmotolérants (44°C) sont considérés d'origine humaine (GAUJOUS, 1995) en voici quelques concentrations

- excréments humains 109 /gramme de matière fécale; - eaux usées non traitées 106 à 108 / 100ml.

Lorsqu'on les trouve ; ils dénotent normalement une pollution fécale récente car ils ne se propagent pas dans le milieu marin. Il a été signalé des taux de disparition (T-90) correspondant à une réduction de 90 % du nombre de CF d'une à trois heures qui dépendent de la salinité, de la température et des rayonnements solaires (PNUE/OMS, 1977).

Les coliformes fécaux répondent aux critères de bons indicateurs, la principale difficulté qui s'attache à leur emploi, est leur survie relativement courte en eau de mer, ce qui peut exiger un recourt à des indicateurs supplémentaires (PNUE/OMS, 1977).

2.2.2.3 Les streptocoques fécaux

Ces bactéries appartiennent à la famille de Streptococcaceae, au genre Streptococcus et au groupe sérologique D de LanceField (SHARPE, 1979). Ils sont définis comme étant des cocci sphériques légèrement ovales, gram positifs. Ils se disposent le plus souvent en diplocoques ou en chaînettes, se développent le mieux à 37°C et ils possédent le caractère homoférmentaire avec production de l'acide lactique sans gaz (Manuel de Bergey, 1984).

Il y a 5 espèces reconnues parmi les SF : S. bovis, S. equinus, S. avium, S. faecalis et S. faecium.

Figure2 : Streptocoques fécaux Figure3 : Streptocoques fécaux

(Source : membres.lycos.fr) (Source : fr.wikipedia.org)

Ils sont des témoins de contamination fécale assez résistant y compris dans les milieux salés (GAUJOUS, 1995). Ils peuvent aussi se multiplier dans les milieux présentant des pH allant jusqu'à 9.6, on peut par conséquent les utiliser comme indicateurs d'organismes pathogènes qui ont une résistance similaire au pH élevé (PNUE/OMS, 1977).

2.2.2.4 La flore mésophile aérobie totale

La flore mésophile aérobie totale (FMAT) est utilisée comme un indicateur de pollution global. Elle englobe l'ensemble de microorganismes capables de se multiplier à l'air aux températures moyennes, surtout à une température optimale de croissance située entre 25 et 40°C.

La FMAT renseigne aussi bien sur la microflore autochtone que sur la microflore allochtone apportée par la pollution.

2.2.3 Les germes pathogènes

Ces germes proviennent le plus souvent des côtes polluées par les égouts, les effluents et d'autres sources de pollution. Ils peuvent également être natifs du milieu marin.

On présente ci-dessous, les salmonelles et les staphylocoques : 2.2.3.1 Les Salmonelles

Elles appartiennent à la famille des enterobacteriacées et sont des bâtonnets mobiles (figure 03), Gram (-), aérobies et facultativement anaérobies. Elles fermentent le glucose, le maltose et le mannitol, avec production de gaz, mais elles ne fermentent pas le saccharose. Elles réduisent le sulfite en sulfure et decarboxylent la lysine.

Figure4 : les Salmonelles Figure5 : les Salmonelles

(Source : www.e-sante.be) (Source : eau.tourdumonde.free.fr)

Elles sont retrouvées dans les excréments de porteurs sains et malades d'animaux ou d'Hommes .Elles sont peut être la cause la plus fréquente d'infections des êtres humains par des organismes pathogènes à hôte animal (PNUE/OMS, 1977).

Dans le milieu marin, les exutoires d'eaux usées constituent la principale source de pollution par les salmonelles (LECLERC et al, 1995).

2.2.3.2 Les Staphylocoques

Les staphylocoques sont des cellules sphérique de 0.5 à 25 um généralement regroupées en amas, ils sont immobiles et ne forment pas de spores ; ils sont aérobies ou anaérobies facultatifs, Gram (+), catalase (+), fermentent les sucres en produisant de l'acide lactique (LECLERC et al ,1995).

L'espèce Staphylococcus aureus ou « staphylocoque doré » possède toutes ces caractéristiques, ajoutant à cela qu'elle est coagulase (+), il est à noter que les staphylocoques sont ubiquistes, très largement distribués dans l'environnement (LECLERC et al, 1995).

Cette famille comprend les genres suivants : Planococcus, Micrococcus et Staphylococcus. Kloos et Schleifer (1975) ont pu identifier 11 espèces au sein du genre Staphylococcus, en 1984, ils ont pu distinguer 19 espèces (Manuel de Bergey, 1984).

Figure6 : Staphylocoques

(Source : www.infonosocomiale.com)

Parmi ces espèces, S. aureus revêt plus d'intérêt quant à la pollution de eaux littorales et des fruits de mer. Deux autres espèces (S. epidermidis et S. saprophyticus) sont assez fréquemment rencontrées dans l'eau, mais leur pouvoir pathogène est moins important.

La recherche des staphylocoques présente un intérêt pratique surtout dans les eaux destinées à la baignade (GAUJOUS, 1995 et RODIER et al, 1996).

2.2.3.3 Les Clostridiums sulfito-réducteurs

Ils peuvent être considères comme des germes fécaux, ce sont aussi des germes telluriques et de ce fait aucune spécificité d'origine fécale ne peut être attribuée a leur mise en évidence .Dans une telle optique d'interprétation il y a intérêt à ne chercher que les espèces les plus susceptibles d'être d'origine fécale, c'est le cas en particulier de Clostridium perfringens (RODIER et al, 1996). Les Clostridium perfringens sont des bâtonnets anaérobies, gram (+), sporulants et qui réduisent les sulfites en sulfures en 24 à 48heures (PNUE/OMS, 1977).

Figure7 : Clostridium perfringens
(Source : www.bact.wisc.edu)

Ils sont excrétés par l'homme et les animaux, on les trouve régulièrement dans les matières fécales humaines, leur densité est la suivante (PNUE/OMS, 1977) :

· excréments humains 106 à 108 / g;

· eaux usées non traitées 103 / ml.

Elles sont employées comme indicateurs dans l'étude des pollutions littorales pour un certain nombre de raisons (PNUE/OMS, 1977) :

> elles se trouvent en abondance dans les eaux usées qui sont principalement d'origine humaine;

> elles ne se multiplient pas dans les sédiments;

> elles survivent dans les sédiments, ce qui permet de déceler une pollution ancienne ou intermittente (RODIER et al ,1996).

3. L'autoépuration des eaux de mer

Les premières recherches dans ce domaine (DE GIAXA, 1889 in GAUTHIER et PIETRI, 1989) avaient clairement démontré que les micro-organismes allochtones, comme les coliformes, survivent mal dans les eaux marines, bien que les causes de cette disparition n'aient été clairement discernées.

Par la suite, de nombreux travaux ont été entrepris pour analyser ce phénomène, aussi bien in situ qu'au laboratoire.

Jusqu'aux années 70, il était admis que les bactéries pathogènes d'origine humaine étaient détruites en quelques heures dans l'eau de mer. Ainsi, l'autoépuration des eaux marines est le retour spontané à la normale d'un écosystème modifié, physiquement, chimiquement, biologiquement, ou le tout à la fois.

La plupart des auteurs considèrent que de nombreux facteurs environnementaux physiques, chimiques ou biologiques sont décrits comme pouvant influencer la survie des entérobactéries en eau de mer, avec cependant une importance très inégale.

On invoquait ainsi l'influence de la sédimentation après adsorption des cellules sur le matériel particulaire, l'activité létale de la salinité, des métaux lourds, de la carence en éléments nutritifs, de la lumière et le rôle antagoniste de nombreux éléments biologiques propres aux eaux usées ou au milieu marin : micro- et macro prédateurs et substances antibactériennes produites par les algues, le phytoplancton ou les bactéries et les levures.

Bien qu'un important effort de synthèse ait été fait sur ce thème, aucun consensus véritable n'est apparu quant à l'efficacité de l'un ou l'autre de ces facteurs dans les conditions naturelles. (GAUTHIER et PIETRI, 1989).

3.1 Facteurs influant sur la teneur microbienne globale 3.1.1 Facteurs physico-chimiques

3.1.1.1 La dilution : elle intervient immédiatement après le rejet. Elle est favorisée par le mélange des eaux : courants, turbulence et action des marées. On estime que 90 à 99% des bactéries d'égout sont détruites après 48 heures de suspension dans l'eau de mer et que leur nombre décroit avec la distance beaucoup plus rapidement que l'on pourrait s'y attendre du fait de la simple dilution (MAURIN, 1974).

3.1.1.2 L'adsorption : c'est la fixation des polluants sur toutes les particules organiques ou minérales en suspension dans le milieu aquatique. C'est un phénomène bien connu par lequel les microbes s'accrochent à des corpuscules dont ils suivent le sort ; l'adsorption contribue donc à un isolement des germes et à une efficace dissociation de la charge polluante, car elle peut atteindre 90 à 95% des bactéries et des virus (WOOD et col, 1967 in BRISOU et DENIS, 1978).

3.1.1.3 La sédimentation : directe ou indirecte (après adsorption), elle détermine la disparition momentanée des microbes. Cette disparition peut être provisoire, car il peut y avoir remise en suspension des sédiments et des bactéries. Très efficace en eaux calmes, elle se trouve amoindrie par la turbulence du milieu (MAURIN, 1974. WILKINSON et al, 1995).

3.1.1.4 La lumière : elle intervient sur la dispersion (dilution, adsorption, sédimentation) dans le sens où elle conditionne les mouvements verticaux et horizontaux des masses planctoniques. Une action bactéricide directe de la lumière ultraviolette est en principe admise, mais est très modeste (BRISOU et DENIS, 1978) ; car son action ne dépasse pas une profondeur de 0.05m à 0.20m selon la turbidité (MAURIN, 1974).

3.1.1.5 La température de l'eau : la décroissance des bactéries augmente avec la température de l'eau. Ainsi, en période estivale, celle-ci est un des facteurs majeurs de l'épuration microbienne (MANCINI, 1978 ; FLINT, 1987).

3.1.1.6 Variations de pH : au plan microbiologique, les fluctuations naturelles de pH n'interviennent pratiquement pas. Par contre elles jouent un rôle dans les mouvements de masses planctoniques (BRISOU et DENIS, 1978).

3.1.1.7 La salinité : les fortes variations de salinité d'un milieu à l'autre, ont tendance à empêcher l'accoutumance des bactéries allochtones à leur nouveau milieu, ce qui conduit à la décroissance de leur nombre (MAURIN, 1974).

3.1.2 Facteurs biologiques

Compétition interspécifique: la présence des microorganismes autochtones, plus aptes à se multiplier dans leur milieu naturel, implique la décroissance des bactéries allochtones (FLINT, 1987).

Prédation : On peut citer les :

-Bactéries prédatrices : comme les Bdeiovibrio (groupe de bactéries de petite taille qui se fixent sur d'autres bactéries pour les « dévorer » ; ce sont des vibrions très mobiles qui n'attaquent que les bactéries Gram négatif) (PELMONT, 1993 ; BRISOU et DENIS, 1978) ; et les Myxobactéries (germes à Gram négatif ayant pour singularité d'hydrolyser les molécules insolubles, de lyser les cellules bactériennes et de les utiliser comme substrat) (BRISOU et DENIS, 1978).

-Les bactériophages : extrêmement répondus dans la nature ; ils parasitent et détruisent bactéries et Cyanophycées. Ils peuvent détruire une population bactérienne entière ou seulement une partie de celle-ci, s'intégrer dans le chromosome pour établir la lysogénie (BRISOU et DENIS, 1978).

-Les prédateurs microphages : Ce sont tous les organismes qui se nourrissent de microbes. Ils sont représentés par les amibes, les flagellés, les ciliés ou des êtres plus évolués tels que les mollusques filtrants qui absorbent une grande quantité de bactéries et de virus avec leur nourriture. Il faut souligner que pour ces deux derniers, les germes absorbés ne sont pas nécessairement détruits (BRISOU et DENIS, 1978).

4. Devenir et évolution d'une pollution bactérienne en milieu marin

De nombreuses études ont été menées afin d'apporter des précisions concernant le devenir des bactéries entériques rejetées dans le milieu marin. Elles sont réalisées soit in situ soit au laboratoire pour tenter de mettre en évidence les facteurs et les paramètres intervenant dans la décroissance bactérienne dans le milieu marin (CRANE et MORE, 1986 in POMMEPUY et al, 1990).

4.1 La contamination de l'eau

Elle peut se faire d'une manière directe par les rejets d'eaux usées ou indirecte par la remise en suspension des particules décantées, la contamination sera dépendante de la qualité physicochimique de l'eau de mer qui conditionnera la survie ou la mort des germes.

Selon POMMEPUY et al (1990), les paramètres qui déterminent la mortalité des microorganismes ou leur survie dans l'eau de mer sont :

· La présence de composés organiques osmoprotecteurs qui permettent à la cellule de supporter le choc osmotique lors du passage de l'eau usée douce à l'eau de mer salée.

· La présence de matières organique assimilable

· La température de l'eau et l'effet bactéricide de l'ensoleillement car il suffit d'une exposition d'une à deux heures à l'ensoleillement pour qu'une suspension bactérienne ne devienne plus cultivable.

4.2 La décantation des bactéries

Les bactéries issues des rejets se présentent sous forme libre ou agglomérée. La décantation des bactéries est un phénomène lent car il faut en moyenne 10 heures pour que les concentrations bactériennes diminuent d'un logarithme (POMMEPUY et al, 1990).

Cependant cette décantation est sélective dans le sens où elle est conditionnée par la taille et la forme que peuvent prendre certaines bactéries. Par exemple les streptocoques se disposent en chaînettes de 20 à 40 jim ; ils auront tendance à se concentrer plus au fond que les coliformes 1 à 2 jim (ANONOYME, 1980).

4.3 La contamination du sédiment

Les dépôts des particules chargées de bactéries seront fonction de l'hydrodynamisme et se feront dans les zones peu profondes, abritées des courants et des clapots. Plus le sédiment est riche en matière organique plus les bactéries fécales survivront plus longtemps.

Dans le sédiment les bactéries d'origine fécale peuvent acquérir une résistance vis-à-vis des facteurs inhibiteurs par l'échange de gènes avec les bactéries autochtones (GAUTHIER, 1989).

Le sédiment peut être considéré comme un réservoir de bactéries, les temps de survie y sont très élevés et les T90 (temps nécessaire pour que 90 % des bactéries disparaissent) peuvent atteindre les 14 jours et exceptionnellement 40 jours lorsque les conditions y sont favorables (LE GUYARDDER et al, 1990 in POMMEPUY, 1990). Lorsqu'il est remis en suspension, il peut recontaminer l'eau surnageante (WOOD, 1967 in POMMEPUY et al, 1990).

5. Impact sanitaire des contaminations microbiennes

Les impacts associés à la contamination microbiologique des eaux littorales affectent la qualité de l'eau elle-même mais aussi celle des cheptels présents sur les sites soumis aux contaminations. C'est l'homme : l'usager du littoral en qualité de «baigneur » ou de « consommateur de fruits de mer » qui suscite un grand intérêt. L'eau de mer souillée contient une large gamme de germes, virus et bactéries susceptibles de provoquer des troubles infectieux. Certaines espèces de bactéries (tableau 2) peuvent être à l'origine de trouble infectieux, de gastro-entérites ou d'intoxication (POGGI, 1990).

Tableau 02 : Caractéristiques des principales bactéries pathogènes (POGGI, 1990).

Bactéries

Habitat habituel

Dose minimale infectante
(D.M.I)

 

Homme

et

animaux

environnement

 
 


·

 

104 à 1010

Salmonella

 

?

 

102 à 105

Vibrio
parahaemolyticus

?

 
 

105 à 107

Vibrio cholerae

?

 

?

106 à109

Shigelles

 

?

 

10 à 102

Staphylocoques

 

?

 
 

Aeromonas

?

 

?

 
 

A côté de ces bactéries dites majeures, il convient de citer d'autres microorganismes tels que : Protéus, Yersinia, Pseudomonas, Entéro virus, parasites (amibes, flagellés, ciliées) qui ont un pouvoir pathogène non négligeable (BRISOU et DENIS, 1978).

5.1 Risques liés à la baignade

Dans le domaine des eaux de baignade comme pour la consommation des coquillages, l'ingestion est le mode d'agression le plus important. Un baigneur ingère de l'ordre de 75 à 100 ml d'eau en moyenne lorsqu'il nage la tête sous l'eau (POGGI, 1990).

Lorsque les eaux sont polluées, elles demeurent des agents non négligeables de diffusion de certaines maladies parmi lesquelles on retrouve :

5.1.1 Les affections cutano-muqueuses

· Maladies de la sphère O.R.L et oculaire :

Les conjonctivites sont les maladies majeures liées au séjour sur les sables de plages et les eaux de mer. Les responsables de ces affections appartiennent au groupe des « Chlamidozoons »qui peuvent préparer le terrain à d'autres bactéries (staphylocoques) et les virus (adénovirus). (BRISOU et DENIS, 1978).

Les affections de la sphère ORL sont aussi fréquentes, provoquées généralement par les streptocoques du groupe D de LANCFIELD (BRISOU et DENIS, 1978).

· Les dermatoses :

Les incidents cutanés sont fréquents chez les baigneurs et les sujets fréquentant les sables de plage. Elles reconnaissent des origines diverses :

Les bactéries banales telles que les staphylocoques, les streptocoques, les microcoques (Micrococcus epidermis) sont à l'origine des furonculoses, abcès et des panaris auxquelles il faut ajouter les affections génito-urinaires provoquées par les « chlamydies » généralement (BRISOU et DENIS, 1978).

5.1.2) Les affections gastro-intestinales :

Il reste entendu que la majorité de ces syndromes ont une origine bactérienne.Les salmonelles, shigelles, E.coli entérotoxique, Protéus et Vibrio cholerae sont les principales bactéries incriminées.

Ces bactéries sont à l'origine des diarrhées, dysenteries, fièvres typhoïdes et para- thyphoides et le choléra (BRISOU et DENIS, 1978).

5.2) Risques liés à la consommation des fruits de mer

Les germes présents dans une eau s'accumulent dans les coquillages filtreurs.

Le processus de concentration des germes, liés au taux de filtration, a fait l'objet de nombreuses études. En retenant celles fournies par (DESLOUS-PAOLI et al, 1987 in POGGI, 1990), on peut estimer la capacité de filtration des principaux bivalves à usage commercial (tableau 03).

Tableau 03 : Taux de filtration de certains mollusques bivalves (DESLOUS-PAOLI et al, 1987 in POGGI, 1990).

Espèces de bivalves

Volume d'eau filtrée

L/h/g de chaire fraîche

L/h/ kg d'animal vivant (estimation)

Moule

Coques

Huîtres creuses Palourdes

3.5 à 13

3.5 à 9
4 à 5.5
Environ 3

175 à 650 140 à 360 100 à 150 Environ 150.

2. 1 Etude du site

L'oued Béni-Messous (avec une longueur de 11.5km et un débit moyen de 0.245m3/s), véhicule les eaux usées de plusieurs communes (Bouzarea, Hammamet, Dely Brahim, Aïn Benian et Chéraga) et les communique au milieu marin par l'intermédiaire de son embouchure au niveau de la plage « les dunes », qui se situe dans la baie d'El Djamila. (Voir carte ci-dessous).

De graves problèmes de pollution y ont été constatés, ce qui conduit à la fermeture de cette plage, ainsi que de la plage voisine (El Bahdja) ; et à la réalisation d'une station d'épuration par lagunage naturel.

Figure 8: Localisation de l'oued Béni-Messous

2.1.1 Localisation géographique

La zone faisant l'objet de notre l'étude se situe de l'embouchure de l'oued Béni-Messous à environ 300m au large. Cette région se trouve à l'ouest de la baie d'El Djamila, localisée à son tour à environ 30km de l'ouest d'Alger.

2.1.2. Etude démographique de la zone d'étude

En se basant sur derniers recensements fait en 1998 (vu qu'on a pas pu obtenir les données de 2008), et d'après les statistiques de 2004 faites par l'office national de statistiques d'Alger concernant les quatre communes concernées par l'oued Béni-Messous le nombre d'habitant est (voir tableau ci-dessous):

Tableau 4 : Nombre d'habitants par commune.

(Office national de statistiques d'Alger, 2004).

Régions

Nombre d'habitants

Béni-Mes sous

19407

Chéraga

66991

Dély Brahim

34361

Bouzareah

75797

2.1.3. Les caractéristiques des eaux usées de l'oued Béni-Messous

Selon la direction de l'hydraulique et de l'économie de l'eau de la wilaya d'Alger

(DHEEWA, 2004), les caractéristiques des eaux usées de l'oued Béni-Messous sont :

Tableau 5 : Les caractéristiques des eaux usées

de l'oued Béni-Messous (DHEEWA, 2004) .

caractéristiques Valeurs

Débit moyen des eaux usées urbaines 8336 m3 / j

Débit des eaux industrielles 940 m 3/j

Débit moyen total des eaux 9276 m 3/j

Débit moyen horaire des eaux 387 m3 /h

Débit de pointe des eaux usées 773 m 3/j

DBO 5 (charge journalière) 5439 Kg / j

DCO (charge journalière) 8640 Kg / j

Phosphore 174 Kg / j

Azote 1571 Kg / j

2.2.4 Conditions climatiques

Le climat est un facteur important car il influe directement sur l'activité microbiologique.

2.2.4.1 La température

Les moyennes mensuelles des températures de l'air varient entre 11.7 C° et 26.3 C°. Le mois le plus chaud est le mois d'août et le mois le plus froid est le mois de janvier avec une moyenne de 11,7 C°. (ONM, 2004).

Sur la figure suivante, on peut voir la variation moyenne des températures maximales et minimales des mois de Mars, Avril, Mai et Juin, (moyenne établie sur l'intervalle des années [1995 - 2004]) :

Sur la figure suivante, on peut voir le profil de l'ensoleillement moyen des mois de Mars à Juin (moyenne établie sur l'intervalle des années [1995 - 2004]) :

Figure 10: Profil de l'ensoleillement moyen des mois de Mars à Juin dans la région de Béni-Messous (ONM 1995-2004).

2.2.4.3 Les vents

L'analyse des régimes des vents effectuée par l'ONM de Dar EL Beida sur une période de 44ans (1960 - 2004) a montré que les vents les plus fréquents par leur direction sont de secteur (Ouest, Sud-Ouest) et (Nord, Nord-Est) (tableau 21 annexe 2). Pendant la période estivale les vents les plus fréquents sont de secteurs Nord et Nord-Est. La figure suivante donne la fréquence annuelle des vends (moyenne établie sur une période de 44 ans par l'ONM)

Figure 11: Fréquence annuelle des vents de la région de Béni-Mes sous (ONM, moyenne sur l'intervalle [1960-2004])

2.2.4.4 Les houles

En hiver, les houles les plus fréquentes dans la baie d'EL DJEMILA sont engendrées par les vents d'Ouest, avec des amplitudes situées généralement entre 2 et 2,5m et, des amplitudes maximales de 4 à 6m.

Par contre, en été, sous l'effet des vents Nord-Est, les houles sont de direction Nord et Nord-Est, avec des amplitudes généralement plus faible, de 0.5 à 1m. (BAKI.M., 1981 in MAHIOU.M., 1989).

Pendant l'hiver, les houles de secteur Nord-Ouest donnent naissance à des dérives littorales, dominantes, allant d'Ouest Sud-Ouest vers l'Est Nord-Est.

En été, les houles (Nord, Nord-Est) engendrent des courants de surface, de sens dominant (Est, Nord-Est) vers (l'Ouest, Sud-Ouest). (BAKI.M., 1981 in MAHIOUT.M., 1989).

2.2. Le choix des stations

L'une des principales sources de contamination de la plage « les dunes » est évidement les eaux usées apportées par l'oued de Béni-Messous, puisque ce dernier se déverse directement dans cette zone.

Dans ce travail on a essayé d'étudier la propagation des rejets de l'oued de Béni-Messous en mer afin d'évaluer le taux de pollution de cette plage, et cela en analysant les paramètres physico-chimiques et bactériologiques.

Cinq stations ont été choisies dans la zone d'étude en fonction du point de rejet, deux sur terre et trois en mer (l'une à l'est l'autre au centre et la dernière à l'ouest du rejet), la distance entre les stations était d'environ 300m. Les prélèvements ont été effectués entre 9h et 11h.

La figure «12» illustre bien la position des cinq stations :

Figure 12 : Positionnement des stations (source : Google earth)

2.3 Les prélèvements

Les prélèvements ont été réalisés à bord d'une embarcation de l'institut (BABA ARROUDJ), entre 9h et 11h. Ils se sont étalées sur une période de deux mois, le rythme d'échantillonnage était d'un prélèvement par mois, la fréquence était souvent conditionnées par les conditions météorologiques.

Au niveau de chaque station un prélèvement d'eau a été effectué pour l'analyse bactériologique et la mesure des paramètres physico-chimiques. Les mesures de la température, la salinité et de l'oxygène dissous ont été faites sur le bateau à la surface de chaque station.

L'eau destinée à l'analyse microbiologique a été prélevée dans des flacons en verres de 250ml stérilisés pendant une demi-heure à 170°C dans l'étuve.

Les échantillons sont transportés dans une glacière car il est conseillé de garder les échantillons à une température de 4°C et cela pour ralentir l'activité bactérienne (AMINOT et CHAUSSEPIED, 1983). L'analyse se fait le même jour en aucun cas au delà de 24 heures.

2.4 Méthodes d'analyses

2.4.1 Etude paramétrique

2.4.2 Température et potentiel hydrogène (pH)

Pour la mesure du pH nous avons utilisé la méthode électrochimique avec électrode de verre, en utilisant un pH mètre portable de marque Wissenschaftlish Technische Werkstatten « WTW ».

Le pH mètre sert aussi à la mesure de la température. 2.4.3 La salinité

La salinité a été mesurée à l'aide d'un salinomètre de marque Wissenschaftlish Technische Werkstatten « WTW ».

2.4.4 La demande biologique en oxygène DBO5

Elle est représentée par la quantité d'oxygène nécessaire aux microorganismes pour dégrader la matière organique dans l'eau (AMINOT et CHAUSSEPIED, 1983).

C'est une méthode manométrique avec des manomètres de marques OxiTop à affichage numérique qui se fixe directement sur le flacon de DBO.

Mode opératoire : (RODIER et al, 1996)

o la prise d'essai est de 250ml

o introduire 250ml dans un flacon brun en verre contenant un aimant d'agitation magnétique.

o Mettre la pastille qui contient deux pastilles de soude (NaOH) dans la bouteille.

o Les bouchons doivent être fermés à moitié pendant 15 minutes ; puis on procède à leur fermeture complète.

o L'agitation est ensuite enclenchée par un dispositif adéquat.

o La température est équilibrée par un thermostat réglé à 20°C. o Les échantillons sont incubés en obscurité pendant cinq jours.

o Lecture des résultats et multiplication par un coefficient (en relation avec le volume incubé).

2.4.5 Dosage des sels nutritifs

2.4.5.1 Principe de dosage des sels nutritifs dans l'eau

La méthode utilisée pour le dosage des sels nutritifs (ammonium, nitrites, nitrates, et orthophosphates) est basée sur une réaction de coloration. En effet, ces sels réagissent dans certaines conditions (température, pH, présence de catalyseurs, ...) avec des réactifs (voir annexe 2) pour donner une coloration absorbant la lumière à une certaine longueur d'onde (ë).

L'absorption de l'énergie lumineuse dépend de l'intensité de la coloration. Cette dernière est d'autant plus importante que la solution est concentrée en sel dosé.

La quantité de lumière absorbée par la solution, appelée absorbance (A) ou densité optique (D.O), obéit à la loi de BEER LAMBERT qui est exprimée par l'expression suivante :

A= D.O = log (I0/I) = å.l.C

I0 et I : sont respectivement l'intensité lumineuse incidente et émergente du milieu absorbant.

å : le coefficient d'extinction molaire (varie en fonction de la température et de la longueur d'onde).

l : la longueur du milieu traversée exprimée en cm.

C : concentration de la solution absorbante exprimée en mol/l. A : absorbance de la solution.

D.O : densité optique de la solution.

2.4.5.2 Analyse automatique des sels nutritifs

L'analyse automatique des sels nutritifs consiste à réaliser automatiquement les différentes manipulations nécessaires à un dosage manuel : prélèvements, analyse et lecture (RODIER et al, 1996).

Dans notre étude, le dosage des sels nutritifs s'est fait par colorimétrie à flux continu sur chaîne automatisée « Auto-Analyzer SAN pro PLUS » selon les protocoles définis par le fabricant (SKALAR, 2000).

Le fonctionnement de l'appareil repose sur un principe dynamique simple, celui de l'analyse liquide en flux continu :

Une veine liquide progresse par l'intermédiaire d'une pompe péristaltique en continu. Les réactions chimiques s'effectuent dans cette veine en progression. L'analyse des échantillons et réalisé par séquence, ce qui permet une grande cadence de travail.

a) Dosage de l'ammonium :

Le dosage de l'ammonium (NH4 +) est réalisé en suivant la méthode Koroleff (1969) in (AMINOT et CHAUSSEPIED, 1983).

En milieu alcalin (8 < pH < 11,5), l'ammonium dissous réagit sur l'hypochlorite pour former une monochloramine.

Ce composé, en présence de phénol et d'un excès d'hypochlorite (milieu oxydant) donne lieu à la formation d'un bleu d'indophénol. La réaction est catalysée par le nitroprussiate de sodium. Le maximum d'absorption se fait sur une longueur d'onde de 630 nm.

b) Dosage des nitrites :

Les nitrites (NO2-) forment un diazoïque par action avec la sulfanilamide en milieu acide pH < 2. Ce composé formera ensuite en présence de N-naphtylethylènediamine un composé azoïque de couleur rose absorbant la lumière à 540 nm (BENSCHNEIDER et ROBINSON, 1952 ; et SKALAR, 1998).

c) Dosage des nitrates :

La méthode est basée sur la réduction des nitrates (NO3-) en nitrites (NO2-) par passage de l'échantillon sur une colonne de cadmium traité au cuivre (WOOD et al, 1967).

Les nitrites (en réalité NO2- + NO3- réduits) seront ensuite dosés par colorimétrie selon la méthode précédemment décrite. Il suffira alors d'en déduire la concentration des nitrites déterminée directement (dosage des nitrites) pour trouver les concentrations des nitrates (RODIER et al, 1996).

d) Dosage des orthophosphates :

En présence d'antimoine tartrate de potassium à une température de 40°C (bain marie), les ions orthophosphates (PO43-) réagissent avec le molybdate d'ammonium pour former un complexe antimoine phosphomolybdique qui sera réduit par l'acide ascorbique (MURPHY et RILEY, 1962). Cette forme réduite de coloration bleue a un maximum d'absorption à 880 nm.

2.5 L'analyse microbiologique

Les germes teste recherchés sont les coliformes totaux, les coliformes fécaux, Escherichia coli, et les streptocoques fécaux. Ces germes sont peu ou pas pathogènes, ils sont révélateur de contamination fécale et entraînent par leur abondance la présomption de contamination plus dangereuse (FIGARELLA et al, 2001)

Les germes supplémentaires recherchés sont les staphylocoques et cela pour leur intérêt pratique concernant les eaux de baignades (GAUJOUS, 1995 ; RODIER et al, 1996)

La méthode de détermination du nombre le plus probable (NPP) par inoculation des tubes en milieu liquide a été utilisée pour la recherche des germes (JOLY et RAYNAUD, 2003).

La détermination du nombre caractéristique (le nombre de tubes positifs) permettra l'établissement du nombre le plus probable à l'aide de la table de Mc Grady (annexe n° II) (BRISOU et DENIS, 1980 ; RODIER et al, 1996)

2.5.1 Dénombrement des coliformes

La méthode standard (RODIER, 1996), fait appel à deux tests consécutifs à savoir :

Le test présomptif : réservé à la recherche des coliformes totaux, réalisé sur bouillon lactosé, sa fermentation se manifeste par un trouble et un dégagement de gaz observé dans la cloche de Durham (figure 13).

Le test confirmatif : réservé à la recherche des coliformes fécaux dits coliformes thermo tolérants, et des Escherichia coli à une température de 44°C, à partir des tubes positifs du test précèdent (figure 14).

1ml 1ml 1ml 1ml

10-1 10-2 10-3 10-n

Solution
mère

Dilution dans
9ml d'eau
physiologique

1ml 1ml 1ml 1ml 1ml 1ml

1 0ml

Bouillon
lactosé
simple

concentration

Incubation à 37° pendant 48h

Trouble + gaz dans la cloche
(Réaction positive)

(Réaction négative)

 
 

Présence de coliformes totaux

 

Figure 13 : Technique de dénombrement des Coliformes dans l'eau
<<Test présomptif>>

(Tube positif)
Prélèvement de 5 gouttes

VBL

1 0ml

Incubation à 44° pendant 24h

EPI 5ml

1 à 3 gouttes du réactif Kovacs

Présence de coliformes fécaux Présence d'Escherichia coli

Trouble + gaz dans la

cloche

Anneau
rouge

Figure 14 : Technique de dénombrement des Coliformes fécaux et Escherichia coli dans l'eau
<<test confirmatif>>

2.5.2 Dénombrement des Streptocoques fécaux

La technique de recherche des Streptocoques fécaux indiquée dans les figures 15 et 16, nécessite deux tests consécutifs (RODIER et al, 2001) :

Un test présomptif : réalisé sur le milieu de Rothe.

Un test confirmatif : qui consiste à repiquer les tubes positifs sur le milieu d'Eva Litsky. 1ml 1ml 1ml 1ml

10-1 10-2 10-3 10-n

Solution
mère

Dilution dans
9ml d'eau
physiologique

1ml 1ml 1ml 1ml 1ml 1ml

 
 
 
 

10ml

 

Bouillon Rothe simple concentration

Incubation à 37°C pendant 48h

(Réaction positive) (Réaction négative)

Présence de Streptocoques

Figure 15 : Technique de dénombrement des Streptocoques dans l'eau
<<Test présomptif>>

5 gouttes à partir du tube positif de Rothe

Bouillon Eva Litsky

10
ml

 

Incubation à 37°C pendant 24h

Trouble + pastille violette au fond du tube

(Réaction positive)

(Réaction négative)

 
 

Présence de streptocoques fécaux

Figure 16 : Technique de dénombrement des Streptocoques Fécaux dans l'eau
<<Test confirmatif>>

2.5.3 Recherche des Staphylocoques sur le milieu de Chapman gélosé Préparation du milieu :

Au moment de l'emploi faire fondre un flacon contenant la gélose Chapman, et la couler dans des boites de pétri ; puis sécher.

Ce milieu est caractérisé par sa forte concentration en chlorure de sodium ce qui permet un isolement sélectif des staphylocoques. La fermentation du mannitol est indiquée par le virage au jaune de l'indicateur coloré, « le rouge de phénol », autour des colonies (RODIER et al, 1996).

Ensemencement :

A partir de la solution mère et des dilutions décimales, on porte aseptiquement ~0. 1ml

(2 gouttes) dans les boites de pétri qu'on étale à l'aide d'un râteau (ou en utilisant la méthode des cadrans).

Incubation :

L'incubation se fait à 37°C pendant 48 heures, (figure 17).

0.1ml de la solution mère

Gélose Chapman

Incubation à 37°C pendant 48h

Figure 17 : Recherche des Staphylocoques

Aspect du milieu après
développement des
Staphylocoques

Afin de mieux caractériser le profil biochimique et morphologique des bactéries recherchées, un test a été effectué, il s'agit de la coloration de Gram dont le protocole est décrit ci-dessous :

- Protocole de la coloration de Gram :

Un frottis fixé à la chaleur et coloré pendant une minute avec une solution de violet de gentiane, le frottis coloré est rincé rapidement avec une solution iodo-ioduré de Lugol, et il y est maintenu pendant une minute.

Le frottis est ensuite décoloré avec l'alcool à 95 % pendant quelques secondes jusqu'à élimination de l'excès du colorant puis rincé immédiatement avec l'eau du robinet.

Le frottis est ensuite traité avec un colorant qui est une solution de Fushine, rincé rapidement au robinet et séché.

Après ce traitement, les cellules Gram négatif apparaissent roses et les cellules Gram positif apparaissent sous une couleur violette (SINGLETON et SAINSBURY, 1984)

- Le principe de la coloration :

Le principe de cette coloration est que le violet de gentiane se fixe sur des composants cytoplasmiques et après ce temps de coloration, toutes les bactéries sont violettes. Chez les bactéries à Gram négatif, la paroi, riche en lipides, laisse passer l'alcool qui décolore le cytoplasme et adopte la couleur rosâtre de la Fushine, alors que chez les bactéries a Gram positif, la paroi constitue une barrière imperméable à l'alcool et le cytoplasme demeure coloré en violet (PELMONT, 1993).

- Test de catalase :

Cette enzyme catalyse la décomposition du peroxyde d'hydrogène (H2O2) qui est produit par certaines réactions cellulaire et est très toxique, donc c'est l'une des enzymes chargée d'éponger l'eau oxygénée par la dismutation (PELMONT, 1993).

La réaction catalysée est la suivante : 2 H2O2 O2 + 2H2O

Le test de la catalase consiste essentiellement à ajouter du peroxyde d'hydrogène à des bactéries : la présence de catalase donne lieu à l'apparition de bulles d'oxygène (tableau 4).

Tableau 6 : Recherche de la catalase.

Aspect du test positif

 

Techniques

Résultats

 


·

Sur une lame propre et

- Apparition de bulles,
dégagement gazeux de

 
 

séchée, déposer une goutte d'eau

dioxygène : catalase (+).

 
 

oxygénée à 10 volumes.

- Pas de bulles : catalase (-).

 


·

A l'aide d'une pipette Pasteur, ajouter un fragment d'une colonie

bactérienne isolée.

 
 


·

Observer immédiatement.

 

2.5.4 Dénombrement des Sulfito-réducteurs

Ce test permet de mettre en évidence une pollution fécale ancienne, en effet, le caractère sporulant de ces germes sont plus résistantes que les autres formes (RODIER et al, 1996).

La technique de recherche des sulfito-réducteurs est résumée dans le tableau ci-dessous : Tableau 7 : méthode de recherche des sulfito-réducteurs

Mode opératoire

Résultats

Aspect du tube positif

· La gélose viande foie (VF)

Les résultats sont directement

 

est régénérée par ébullition au

obtenus par le comptage des

 

bain Marie.

spores qui ont germées.

 

· Une ampoule d'Alun de fer

Ces résultats sont exprimés en

 

et une autre de sulfite de

sodium sont ajoutées à 250 ml de gélose.

(spores / 20 ml).

 

· Les tubes contenants 2 ml

de solution mère ou de

dilution sont maintenus à

 
 
 
 

80°C au bain Marie 5 à 10 minutes.

 
 
 
 

· On ajoute 18 ml de la gélose

 
 

(VF) à l'aide d'une pipette stérilisée.

 
 

· Laisser refroidir.

 
 

· Les tubes sont incubés à

 
 
 

37°C pendant 24 heures.

 
 

2.5.5 Techniques de recherche des Salmonelles

La recherche des salmonelles se fait par la méthode qualitative réalisée en trois étapes successives : le pré enrichissement, l'isolement, et l'identification biochimique. (RODIER et al, 1996) (Figures 18, 19)

La recherche des Salmonelles comporte plusieurs étapes :

- Préenrichissement

Ensemencement du milieu liquide (eau peptonée tamponnée), ajouter l'échantillon à un volume égal d'eau peptonée tamponnée, puis incuber à 37 °C pendant 16 heures au moins et 20 heures au plus.

- Enrichissement

Cette étape consiste en l'ensemencement du milieu sélectif SFB à partir du bouillon de préenrichissement puis incubation à 37°C pendant 48 heures.

- Isolement

Ensemencement du milieu sélectif solide Hektoen à partir du bouillon d'enrichissement; l'incubation se fait à 37°C pendant 24 heures.

- Identification des colonies présumées à l'aide de tests biochimiques ou sérologiques.

100ml d'eau prélevée + 100ml d'eau peptonée tamponnée

Incubation à 37°C pendant 24h

Prélèvement de 3 à 5 gouttes

Bouillon SFB : 20ml

Additif SFB

Incubation à 37°C pendant 24h

Tube positif
(couleur
orange)
Présence de
Salmonelles

Figure 18 : Dénombrement des Salmonelles : [pré-enrichissement - enrichissement]

0.1ml à partir du tube positif

Incubation à 37°C pendant 24h

Aspect du milieu
après développement

des Salmonelles (Colonies vertes ou bleues-vertes à centre noir)

Figure 19 : Isolement des Salmonelles

3.1 Les paramètres physico-chimiques : 3.1.1 La salinité :

Le tableau regroupe les valeurs moyennes de la salinité qui sont en nette croissance du point de rejet (S1) à la station la plus éloignée.

Tableau 8 : Valeurs moyennes de la salinité

Stations

Salinité(PSU)

S1

0.63

S2

17.86

S3

36.53

S4

36.33

S5

36.73

Les valeurs moyennes de salinité sont tout à fait celles attendues ; en effet, la station S1 a une salinité très faible (0.63PSU), ce résultat concorde à celui obtenu par (MAHIOUT, 1989).

Au point de contact (S2), la salinité augmente de 17.86 PSU pour atteindre les valeurs normales d'eau de mer aux stations S3, S4, S5.

La figure (1) montre que les valeurs moyennes enregistrées aux stations S3, S4, S5 au cours de la période de prélèvement, sont voisines des moyennes observées près de nos côtes (36- 37PSU) (IFREMER, 1986).

Figure 20 : Valeurs moyennes de la salinité pour les différentes stations

3.1.2 La température :

Les résultats représentés dans le tableau ci-dessus montrent que les températures sont comprises entre 23.8C° à la station (S1) et 19.6C°au niveau des stations (S5) et (S4).

Cette différence pourrait être expliquée par le fait que l'eau est peu profonde dans l'oued Béni-Messous, donc elle a tendance à être chauffée plus rapidement que l'eau de mer.

Tableau 9 : Valeurs moyennes des températures

Stations

Température °C

S1

23.8

S2

23.13

S3

20

S4

19.6

S5

19.6

D'après la figure 4, nous remarquons que l'écart de température entre (S1, S2) et (S3, S4, S5) augmente quand on s'approche de la période estivale. La montée en température est probablement due à :

- le lit de l'oued étant devenu en partie, noir (à cause de l'activité microbiologique), a tendance à capter plus de rayons lumineux et donc à se réchauffer d'avantage ;

-le ciel étant dégagé en cette période (fin mai), laisse passer plus de lumière par rapport aux mois précédents.

Figure 21 : Variation des températures des stations, en fonction de la période de prélèvements

3.1.3 Le potentiel d'hydrogène (pH)

Le pH est considère comme étant l'un des paramètres les plus importants de la qualité de eaux. Il doit être étroitement surveillé au cours de la période de prélèvement. (BRISOU et DENIS, 1980)

D'après le tableau (3), nous observons qu'en moyenne, le pH des stations S1 (7.44) et

S2 (7.39) est faible comparé à celui des autres stations. Ces résultats concordent avec ceux de MAHIOUT (1989).

Tableau 10 : Valeurs moyennes du pH

Stations

pH

S1

7.39

S2

7.44

S3

7.88

S4

7.9

S5

8

L'augmentation du pH enregistrée à partir du point de la station S3 (7.88) pourrait s'expliquer par le fait que ces stations soient dans une zone ouverte vers le large, soumise à un

brassage important avec l'eau de mer. Ces valeurs sont très voisines du pH moyen de l'eau de mer (AMINOT et CHAUSSEPIED, 1983).

Figure 22 : Variations des valeurs moyennes du potentiel hydrogène (pH) en fonction

des stations

3.1.4 La demande biologique en oxygène (DBO5) :

La demande biologique en oxygène (DBO5) constitue un moyen valable pour l'étude du phénomène de dégradation de la matière organique. Elle renvoie sur les teneurs de la matière organique présente dans l'eau et donne une idée sur l'activité bactérienne dans l'eau.

Tableau 11 : Valeurs moyennes de la DBO5

Stations

DBO5 mg/l

S1

39

S2

51.66

S3

0.8

S4

1.66

S5

0.4

La demande biochimique en oxygène des eaux de rejet S1 et du point de contact S2 est élevée, en moyenne de (45,33mg/l), quant aux stations S3, S4 et S5, elle tend vers une moyenne de 0,95mg/l.

Les valeurs moyennes de la DBO5 des stations S1 et S2 sont supérieures à la valeur (35mg/l) décrites par le journal officiel de la république Algérienne (2006).

La figure (8) montre une réduction de la DBO5 à partir de la station S3, cela pourrait s'expliquer par des phénomènes physiques et biologiques liés aux mécanismes très complexes de l'autoépuration des eaux marines.

Figure 23 : Variation de la DBO5 des stations, en fonction de la période

de prélèvements

3.1.5 Nitrites et nitrates

D'après la figure (30), on remarque que les valeurs de nitrates se situent entre 22,11 umol/l à la station (S1) et 0.03 8umol/l à la station (S5). Ce qui est le cas aussi pour les nitrites. De même, des taux élevés de nitrates ont été observés par rapport aux nitrites.

Figure 24 : Concentrations moyennes des nitrates et nitrites

Vu la nature de notre site, nous devrions nous attendre d'après (AMINOT et CHAUSSEPIED, 1983) à des teneurs en nitrites supérieurs à 5 umol/l dans S1 et S2 ; ce qui est le cas ici.

En effet, le milieu est pollué et donc pauvre en oxygène à cause de sa consommation par les bactéries, d'ailleurs on peut voir, en examinant les données de l'oxygène dissous que S1 et S2 en sont les plus démunis; il en découle, toujours d'après (AMINOT A., CHAUSSEPIED M., 1983) que les nitrates sont réduits en nitrites, ce qui fait augmenter la concentration de ces derniers. Mais ce que nous remarquons, c'est que malgré les taux importants de nitrites ; les nitrates restent toujours en surnombre. Ceci est visiblement, le reflet d'un apport massif et continuel de nitrates ou d'une éventuelle nitrification de l'azote ammoniacal (AMINOT A., CHAUSSEPIED M., 1983).

Au niveau des stations (S3), (S4) et (S5), les nitrites sont à des taux normaux d'après (AMINOT A., CHAUSSEPIED M., 1983), sauf en ce qui concerne les nitrates. Mais ceci est normal car il faut de l'espace et du temps pour que l'apport de l'oued soit dilué et/ou assimilé par le phytoplancton.

3.1.6 Ammonium

L'azote ammoniacal provient des excrétions animales et de la décomposition bactérienne des composés organiques azotés. Il est utilisé par le phytoplancton comme source d'azote et oxydé par les bactéries nitrifiantes. Les concentrations sont très variables en fonction du lieu et de la saison.

D'après (AMINOT A., CHAUSSEPIED M., 1983) on aurait dû avoir des taux de l'ordre de plusieurs dizaines, voire plusieurs centaines de umol/l au niveau de S1 et S2 ; ce qui n'est pas le cas ici. Sachant que notre site présente une pollution microbiologique élevée, nous supposons que l'ammonium est oxydé par les bactéries nitrifiantes, d'où les taux élevés de nitrites et nitrates trouvés précédemment.

Quant aux stations 3, 4 et 5, les taux d'ammonium restent dans les normes d'après (AMINOT A., CHAUSSEPIED M., 1983)

Figure 25 : Concentrations moyennes de l'ammonium

3.1.7 Orthophosphates

Figure 26 : Concentrations moyennes des orthophosphates

Les teneurs en orthophosphates sont faibles dans toutes les stations, avec cependant une légère supériorité des concentrations au niveau de S1 et S2 par rapport aux autres stations, car S1 est une source d'apport terrigène (AMINOT et CHAUSSEPIED, 1983).

3.2 Les paramètres bactériologiques : 3.2.1) Les coliformes

Tableau 12 : Concentrations moyennes des Coliformes totaux, fécaux et E. coli

Stations

Valeur moyenne (NPP/100ml)

Coliformes totaux Coliformes Fécaux

Escherichia Coli

S1

158333 146667

116667

S2

4134833 1134833

1134833

S3

4678 4676

4672

S4

57 55

55

S5

1 0

0

Nous pouvons déduire à travers le tableau 15 ci-dessus, que la population des Coliformes totaux aux stations 3 et 4, est représentée presque exclusivement par les Coliformes fécaux. De même ; les Coliformes fécaux sont uniquement représentés par les Escherichia coli, sauf pour la station S1 (figure 33)

fait remonté le sédiment. Nous pouvions d'ailleurs voir que l'eau avait pris la couleur du sable. Il nous est donc facile de déduire que les germes se sont accumulés au fur et à mesure, sur le sédiment, donnant à la fin des concentrations supérieures à celles de S1.

Concernant E. coli qui est le plus important des paramètres microbiologiques pris en compte dans le contrôle de la qualité des eaux de baignades et sa présence suffit à confirmer qu'il y a effectivement pollution (JOLY et REYNAUD, 2003), la figure (27) montre l'existence d'une grande similitude entre les profils d'évolution des valeurs moyennes des coliformes fécaux et des E. coli.

Et selon la directive communautaire 76/160/CEE du 8 décembre 1975 (annexe 2), les eaux de bonne qualité ne sont atteintes qu'à partir de la station (S4).

3.2.2 Les streptocoques fécaux

Les résultats représentés dans le tableau 17 montrent que les teneurs en streptocoques fécaux sont les plus faibles de tous les germes indicateurs de contamination fécale recherchés. D'une façon générale, les concentrations en streptocoques fécaux sont dans les milieux naturels autres que ceux spécifiquement pollués par le bétail, inférieures à celles des coliformes fécaux (RODIER et al, 1996).

Tableau 13 : Concentrations moyennes des Streptocoques fécaux

Stations

SF (NPP/100ml)

S1

80175

S2

375

S3

575

S4

15

S5

5

.1E+05

.1E+04

.1E+03

.1E+02

.1E+01

.1E+00

80175

1S 2S 3S 4S 5S

575

375

STATIONS

15

5

Figure 28 : Nombre moyen de Streptocoques par 100ml

Nous constatons que (S1) et (S2) ont des concentrations dépassant la norme impérative de salubrité, pour les eaux de baignade (CEE, 1975 in RODIER et al, 1996). Par contre, les points en mer sont à des niveaux acceptables (selon les normes décrites dans BRISOU et DENIS, 1980) (figure 35).

Nous remarquons aussi que malgré que les concentrations en germes augmentent au niveau de S1 ; les autres stations restent stables ou voient leurs concentrations baisser. Ce n'est probablement pas à cause de la salinité, car les Streptocoques y sont résistants (GAUJOUS,1995).

Ce n'est pas non plus à cause d'une éventuelle compétition interspécifique, car (S1) n'est pas touchée ; pourtant les bactéries y pullulent. Nous supposons donc que c'est à cause de la turbidité de l'eau que la population des Streptocoques n'arrive pas à survivre. Aux stations (S3) et (S5), il faut ajouter le phénomène de dilution.

3.2.3 Les staphylocoques

La plus part des colonies, observables sur le milieu de Chapman après une incubation de 24 heures à 37C, sont des Gram positifs, catalase positif.

Ces caractères montrent qu'il s'agit du profil classique de l'espèce S.aureus, décrit par (SINGLETON et SAINSBURY ,1984).

Tableau 14 : Profil morphologique et biochimique des Staphylocoques. (SINGLETON et SAINSBURY, 1984).

caractères

 

Aspect, couleur des

colonies

Rondes,
blanches

Rondes,
jaune vif

Rondes,
translucides

Aspect des cellules

Coques en

amas

Coques en amas

Coques
amas

Gram

+

+

+

Catalase

+

+

+

Coagulase

+

+

-

Nom de l'espèce

S.aureus

S.aureus

S.epidermidis

3.2.4 Les bactéries sulfito-réductrices

Les stations 3, 4 et 5 ne comportaient pas de bactéries sulfito-réductrices, par contre, les stations S1 et S2 contenaient respectivement : 2500 et 500 UFC/100 ml en moyenne.

3.2.5 Les salmonelles

Les boites comportaient des cultures soit indénombrables (nombre de colonies <20 ou >300) ayant l'aspect caractéristique des salmonelles ; soit étaient submergées par d'autres bactéries de couleur orange, qui ont rendu le comptage impossible.

~~~~~~~~~~

La pollution en provenance des eaux d'égouts et les déchets solides, est un problème important pour les pays en voie de développement, spécialement dans les zones urbaines et périphériques ce qui est le cas pour notre zone d'étude.

Ce présent travail a pour objectif de vérifier la qualité physico-chimique et microbiologique de l'eau de l'oued Béni-Messous, préalablement traitée par lagunage naturel (station d'épuration par lagunage naturel de Béni-Messous).

Nos résultats ont démontré que dès l'arrêt de la station d'épuration (que nous espérons, momentané), la qualité de l'eau de l'oued a commencé à se détériorer jusqu'à atteindre des sommets de pollution microbiologique et physico-chimique (nitrites, nitrates...).

Bien que notre étude ne soit pas exhaustive dans la mesure ou elle n'a pas concerné l'analyse des MES et la recherche de certains germes recommandés pour l'étude de salubrité, comme les Vibrions; Cela nous a permis néanmoins de présenter un état des lieux de la zone d'étude en faisant ressortir certains résultats. La synthèse de ces derniers nous ramène à un zonage de notre site d'étude en fonction de la distance par rapport au point de rejet :

y' Une aire polluée, qui correspond aux stations 1 et 2 où les eaux présentent de faibles salinités, des DBO5 supérieures aux limites de propreté et une population bactérienne très abondantes.

y' Une aire moins polluée qui englobe la station 3 et sa proximité. Cette superficie ne présente pas une grande pollution physicochimique mais les concentrations bactériennes observées dépassent les normes.

y' Une aire plus ou moins salubre correspondant aux stations 4 et 5 où la pollution microbiologique est en dessous des normes et la DBO5 qui tend vers 0 mg/L.

Les concentrations bactériennes décroissent au fur et à mesure qu'on s'éloigne du point de rejet. Cette décroissance est sans doute due à la combinaison de phénomènes physiques (adsorption, dilution, dispersion et sédimentation) et aux phénomènes d'inactivation biologiques et mortalités bactériennes.

Bien que les plages, situées de part et d'autre de l'embouchure, soient interdites à la baignade, Nous avons pu observer au cours de nos sorties sur site, la présence de pêcheurs et puis, des « baigneurs » lorsque l'oued avait atteint son summum de pollution. Ceci montre bien l'importance des stations d'épuration, et c'est là aussi que notre étude est arrivée à point pour rappeler la nécessité de les entretenir et de veiller à leur bon fonctionnement.

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Annexe 1

Milieux de culture et réactifs : Bouillon lactosé (BL) :

Composition

S/C (g/l)

D/C (g/l)

Extrait de viande de boeuf

3

6

Peptone

5

10

Lactose

5

10

Eau permutée

1000 ml

1000 ml

S/C et D/C : simple et double concentration respectivement

pH final : 6.7, autoclaver à 120C° pendant 20minutes.

Bouillon lactosé bilié au vert brillant (VBL) :

Composition

g/l

Peptone de viande

10

Lactose

10

Bile de boeuf desséchée

20

Vert brillant

0.0133

Eau permutée

1000 ml

pH final : 7.2, autoclaver à 120C° pendant 20 minutes.

Eau peptonée exempte d'indole (EPI) : Composition en g/l :

Composition

g/l

Peptone trypsique de caséine

10

NaCl

5

Eau permutée

1000 ml

Milieu de Rothe :

Composition

S/C g/l

D/C g/l

Peptone

20

40

Glucose

5

10

NaCl

5

10

Monohydrogenophosphate de potassium

2.7

5.4

Dihydrogenophospahte de potassium

2.7

5.4

Azide de sodium

0.2

0.4

Eau permutée

1000 ml

1000 ml

pH final : 6.8- 7, autoclaver à 120C° pendant 20 minutes. Milieu d'Eva Litsky :

Composition

g/l

Peptone

20

Glucose

5

NaCl

5

Monohydrogenophosphate de potassium

2.7

Dihydrogenophospahte de potassium

2.7

Azide de sodium

0.3

Ethyl violet

0.0005

Eau permutée

1000 ml

pH final : 6.8 - 7, autoclaver à 120C° pendant 20 minutes. Gélose PCA :

Composition

g/l

Tryptone

5g

Extrait de levure

2.5g

Glucose

1g

Agar

15g

Gélose Hektoen :

Composition

g/l

Peptone pepsique de viande

12

Extrait de levure

3

Sels biliaires

9

Lactose

12

Saccharose

12

Salicine

2

Chlorure de sodium

5

Hyposulfite de sodium

5

Citrate de fer ammoniacal

1.5

Bleu de bromothymol

0.064

Fushine acide

0.04

Gélose

15

Données climatiques :

Tableau 19 : Fréquence annuelle des vends de la région de Bainem (ONM : 1960-2004)

Secteur du vend

N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

Calme

Fréquence (%)

11.775

11.875

4

2.6

5.275

13.475

10.075

4.925

36

Tableau 20 : Fréquence saisonnière des vends dans la région de Bainem (ONM: 1960-2004)

 

N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

HIVER

6,10%

4%

2,60%

1,80%

8,70%

20,80%

14,20%

4,90%

PRINTEMPS

13,40%

11,30%

3,90%

3,70%

4,40%

12,50%

11,10%

6,20%

ETE

17,60%

21,70%

5,10%

3,70%

2,20%

6%

5,40%

4,50%

AUTOMNE

10%

10,50%

4,40%

1,20%

5,80%

14,60%

9,60%

4,10%

Tableau 21: Ensoleillement-Totaux mensuels et annuels exprimés en heures (ONM : 1995-2004)

 

Jan

Fév

Mars

Avr

Mai

Juin

Jui

Août

Sept

Oct

Nov

Déc

An

1995

178

223

236

280

308

269

381

333

251

199

177

139

2974

1996

145

124

221

200

295

307

320

290

259

251

223

144

2779

1997

129

228

308

234

261

335

300

299

257

221

153

160

2885

1998

188

201

244

248

244

314

364

301

241

233

159

173

2910

1999

146

174

212

314

259

254

348

287

271

294

142

154

2855

2000

226

251

256

262

260

334

330

327

252

215

188

170

3071

2001

164

205

251

276

263

363

343

300

261

237

170

161

2994

2002

205

203

263

242

302

290

304

273

258

239

145

152

2876

2003

131

130

221

227

265

328

279

296

238

184

136

134

2569

2004

210

172

171

242

201

310

313

293

253

214

196

148

2723

Tableau 22: Températures mensuelles de la région de Béni-Messous (ONM -- 1995-2004)

T°C

Jan

Fév

Mars

Avr

Mai

Juin

Juil

Août

Sept

Oct

Nov

Dec

Max(M)

17.18

17.82

20.03

21.77

24.72

28.85

31.45

32.7

29.61

26.27

20.9

18.32

Min(m)

6.06

5.34

7.03

8.61

12.61

16.43

19.22

20.48

17.65

14.19

9.72

7.27

(M+m)/2

11.62

11.58

13.53

15.19

18.66

22.64

25.33

26.59

23.63

20.23

15.31

12.79

Tableau 23: Températures maximales moyennes de la région de Béni-Messous (source: ONM)

 

Jan

Fév

Mars

Avr

Mai

Juin

Juil

Août

Sept

Oct

Nov

Déc

An

1995

16.2

19.4

18.7

21.0

26.0

27.2

31.2

32.9

28.2

26.9

23.2

19.7

24.2

1996

19.0

15.6

18.9

20.4

23.3

26.7

30.8

31.0

27.2

23.1

21.6

19.7

23.1

1997

18.2

19.0

19.7

22.1

24.7

28.3

28.9

31.5

29.8

26.8

21.0

18.5

24.0

1998

17.9

19.2

19.7

21.6

23.0

17.9

31.5

32.0

30.1

24.7

20.3

18.0

23.8

1999

16.7

15.4

19.4

21.8

26.6

29.0

31.8

33.3

30.3

28.0

18.8

17.0

24.0

2000

14.7

19.1

20.3

23.0

25.8

27.5

32.2

33.8

29.5

25.2

21.7

19.8

24.4

2001

18.4

17.8

24.1

22.8

24.7

32.2

32.3

33.2

29.7

29.0

19.4

16.5

25.0

2002

17.8

18.6

21.3

22.1

23.6

19.7

30.6

30.8

29.7

25.9

21.6

19.4

25.6

2003

15.5

15.7

19.8

21.6

24.6

31.2

34.0

34.8

29.9

25.7

21.6

17.0

24.3

2004

17.4

18.4

18.4

21.3

21.9

28.8

31.2

33.7

31.7

29.2

19.8

17.6

24.1

Tableau 24 : Coordonnées des points de prélèvements

Stations

Coordonnées

Latitude

Longitude

S1 : oued

36°46'52.03"N

2°53'39.33"E

S2 : contact

36°46'56.63"N

2°53'39.94"E

S3 : Est

36°47'11.58"N

2°53'38.12"E

S4 : Centre

36°46'56.98"N

2°53'30.45"E

S5 : Ouest

36°46'47.32"N

2°53'19.73"E

Normes de salubrité :

* Recommandations relatives aux eaux de baignade (adoptées par le conseil de l'Europe,
1976 in BRISOU et DENIS, 1980) :

Paramètres

Norme
Guide (G)

Norme impérative
(I)

Méthode d'analyse

Coliformes totaux
(NPP/100ml)

500

10 000

En tubes multiples. Nombre le plus probable ou filtration sur membranes. Milieu d'Endo bouillon teepol 0.4%

Coliformes fécaux
(NPP/ 100ml)

100

2000

Streptocoques fécaux
(NPP /100ml)

100

1000

Méthode de Litsky. Nombre le plus probable ou filtration sur membrane.

Salmonelles
par litre

0

-

Concentration par filtration sur membrane. Inoculation sur milieu enrichissant, repiquage sur gélose d'isolement.

Entérovirus
PFU / 1 0L

0

-

Concentration par filtration, floculation ou centrifugation, confirmation.

< G = Bactériologiquement satisfaisant dans 80% des cas. Entre G et I = situation encore acceptable dans 95% des cas. > I = seuil de sécurité- Alerte.

* Normes de salubrité pour les eaux de baignade, concernant Eschérichia coli et les
Streptocoques fécaux (BRISOU et DENIS, 1980) :

Qualité

E.coli/100ml

Streptocoques fécaux/100ml

Très bonne

< 50

< 5

Bonne

50-200

5-20

Moyenne

200-1000

20-100

Suspecte

1000-2000

100-200

Dangereuse

> 2000

> 200

Tableau 25: Valeurs limites des paramètres de rejets d'effluents liquides industriels

Paramètres

Unités

Valeurs maximales

Tolérances aux installations anciennes

Température

°C

30

30

pH

-

6.5 - 8.5

6.5 - 8.5

MES

mg/l

35

40

Azote Kjeldahl

mg/l

30

40

Phosphore total

mg/l

10

15

DCO

mg/l

120

130

DBO5

mg/l

35

40

Aluminium

mg/l

3

5

Substances toxiques bioaccumulables

mg/l

0.005

0.01

Cyanures

mg/l

0.1

0.15

Fluor et composés

mg/l

15

20

Indice de phénols

mg/l

0.3

0.5

Hydrocarbures

mg/l

10

15

Huiles et graisses

mg/l

20

30

Cadmium

mg/l

0.2

0.25

Cuivre total

mg/l

0.5

1

Mercure total

mg/l

0.01

0.05

Plomb total

mg/l

0.5

0.75

Chrome Total

mg/l

0.5

0.75

Etain total

mg/l

2

2.5

Manganèse

mg/l

1

1.5

Nickel total

mg/l

0,5

0.75

Zinc total

mg/l

3

5

Fer

mg/l

3

5

Composés organiques chlorés

mg/l

5

7

Application de la méthode NPP, au dénombrement des bactéries :

Table de MC Grady du Nombre le plus probable (NPP) dans les cas du système de 3 tubes par dilution (BRISOU et DENIS, 1980) :

Nombre caractéristique

NPP dans 100 ml

Nombre caractéristique

NPP dans 100 ml

Nombre caractéristique

NPP dans 100 ml

000

0.0

201

1.4

302

6.5

001

0.3

202

2.0

310

4.5

010

0.3

210

1.5

311

7.5

011

0.6

211

2.0

312

11.5

020

0.6

212

3.0

313

16.0

100

0.4

220

2.0

320

9.5

101

0.7

221

3.0

321

15.0

102

1.1

222

3.5

322

20.0

110

0.7

223

4.0

323

30.0

111

1.1

230

3.0

330

25.0

120

1.1

231

3.5

331

45.0

121

1.5

232

4.0

332

110.0

130

1.6

300

2.5

333

140.0

200

0.9

301

4.0