1.3 Cadre scientifique : le projet de recherche 1 Etat de l’art : Mangrove et Bioremédiation
1.3.2 Objectifs généraux de l’étude
Les deux objectifs principaux de ce travail consistent (figure 1.9) :
(i) Capacité épuratrice de la mangrove vis-à-vis des eaux usées domestiques ?
Etudier le rôle de la mangrove dans un procédé d’assainissement, et plus exactement comme traitement secondaire (ou final). Cet écosystème est-il capable d’absorber et d’épurer des eaux usées domestiques provenant du village, après un traitement via un décanteur primaire, avant qu’elles n’arrivent au lagon ? Quelle quantité d’eau peut-être traitée par une surface donnée de mangrove ? Quels rôles précisément vont jouer les compartiments définis plus haut (eau, sédiment, végétation, crabe), dans l’épuration de ces eaux usées domestiques?
(ii) Impact des eaux usées domestiques sur l’écosystème mangrove dans sa globalité ? Peut-il y avoir des effets indésirables sur les espèces composant cet écosystème ? Est-ce que rejeter des eaux usées domestiques même prétraitées peut entraîner des dysfonctionnements et des ruptures dans l’équilibre des processus ? Les palétuviers, les crabes, « souffrent-ils » d’un impact éventuel d’un apport excédentaire de matière organique ou d’eau douce, ou au contraire, en bénéficient-ils ?
Cette thèse a pour objectifs de répondre à ces différentes questions, afin de dégager des arguments quand à l’éventualité d’utilisation de la mangrove comme traitement secondaire des eaux usées domestiques, en tentant de compléter les travaux réalisés jusqu'à aujourd’hui dans différentes mangroves du monde. Elle mettra surtout en avant l’interaction indissociable entre les 4 compartiments (eau, sédiment, végétation, crabe) et leurs réactions face à une perturbation anthropique, en montrant l’importance de chacun d’eux.
Figure 1.9 : Les deux objectifs principaux du travail de thèse : évaluer les capacités épuratrice de la mangrove et étudier l’impact des eaux usées sur l’écosystème.
Références bibliographiques du Chapitre I
Anderson T.A., Guthrie E.A., Walton B.T., 1993. Bioremdiation. Emiron. Si. Technol., Vol. 27. No. 13, 191. Blasco F., 1991. Les Mangroves. La Recherche 22, 444-453.
Battistini R., Bourrouilh F., Chevalier J.P., Coudray M., 1975. Éléments de terminologie indopacifique. Thetys, 7(1), 112p.
Berland J.M., Boutin C., Cooper P., Molle P., 2001. Procédés extensifs d'épuration des eaux usées adaptés aux petites et moyennes collectivités. Guide. Ed. Commission Européenne, Bruxelles. MEEDDM, Paris. Isbn: 92-894-1690-4. 44 p.
Betoulle J.L., Fromard F., FabreA. & Puig H. 2001. Caractérisation des chutes de litière et des apports au sol en nutriments dans une mangrove de Guyane Française. Canadian Journal of Botany 79 (2)., 238-249. Boonsong K., Piyatiratitivorakul S., Patanaponpaiboon P. 2003. Potential use of mangrove plantation as
constructed wetland for municipal wastewater treatment. Water Science and Technology; 48: 257-266. Boutin C., Liénard A., Lesavre J., 2000a. Wastewater treatment plants for small communities: five attached-
growth cultures on fine media. 1er water congress IWA, paris, France, Ref. L 179.
Boutin C., Esser D., Molle P., Liénard A., 2000b. Les filtres et lits plantés de roseaux en traitement d’eaux usées domestiques. Journée technique du GRAIE, Chambéry, France, 1er février 2000.
Boutin C., Liénard, A., Billote N., Naberac J.P., 2003. Association de lagunes naturelles et d’infiltration- percolation: résultats des pilotes et perspectives. Ingénierie N°34, p 35-46.
Boutin C., Liénard A., Molle P., 2007. Les filtres plantés de roseaux, le lagunage naturel, leur association. Comment ? Pourquoi ? CEMAGREF. Sinfotech, les Fiches savoir-faire.
Boyt F. L., Bayley S. E., Zoltek J. 1977. Removal of Nutrients from Treated Municipal Wastewater by Wetland Vegetation. Journal Water Pollution Control Federation; 49: 789-799.
Chung A. K. C., Wu Y., Tam N. F. Y., Wong M. H. 2008. Nitrogen and phosphate mass balance in a sub-surface flow constructed wetland for treating municipal wastewater. Ecological Engineering; 32: 81-89.
Corredor J. E., Morell J. M. 1994. Nitrate Depuration of Secondary Sewage Effluents in Mangrove Sediments. Estuaries; 17: 295-300.
Dellatre C., Bertrand-Krajewski J.L., 1997. Caractérisation et traitabilité des sous-produits solides de l'assainissement pluvial. La houille Blanche, n° 7.
Dunbabin J.S., Bowmer K.H., 1992. Potential use of constructed wetland for treatment of industrial wastewater. of the total environment.
Duncan M., 2003. Domestic Wastewater. Treatment in developing countries. Edition Cromwell Press, Trowbridge, UK. ISBN: 1-84407-019-0.
Fromard F., 2000. Les mangroves de Mayotte. Analyse écologique et propositions de restauration. LET-CNRS Toulouse, Espaces Mayotte, 61 pages.
Fromard F., Puig H., Mougin E., Mart G., Betoulle J.L., Cadamuro L., 1998. Structure, above-ground biomass and dynamics of mangrove ecosystems: new data from French Guiana. Oecologia , 115:39-53.
Fromard F., Vega C., Proisy C., 2004. Half a century of dynamic coastal change affecting mangrove shorelines of French Guiana. A case study based on remote sensing data analyses and field surveys. Marine Geology Volume 208, Issues 2-4; 265-280.
Gourbesville P. & Thomassin B.A. 2000. Coastal environment assessment procedure for sustainable wastewater management in tropical islands: the Mayotte example. Ocean & Coastal Management 43, 997-1014. Jeanson M., 2005. La dynamique des mangroves à l’ouest et au sud de Mayotte. Caractérisation des influences
lagonaires. Mémoire de DEA, Géographie physique. Université de Reims.
Koo B. J., Kwon K. K., Hyun J. H. 2007. Effect of environmental conditions on variation in the sediment-water interface created by complex macrofaunal burrows on a tidal flat. Journal of Sea Research; 58: 302-312. Kristensen H. L., Thorup-Kristensen K. 2007. Effects of vertical distribution of soil inorganic nitrogen on root growth and subsequent nitrogen uptake by field vegetable crops. Soil Use and Management; 23: 338- 347.
Kristensen E., 2008. Mangrove crabs as ecosystem engineers; with emphasis on sediment processes. Journal of Sea Research; 59: 30-43.
Lee S. Y. 1998. Ecological role of grapsid crabs in mangrove ecosystems: a review. Marine and Freshwater Research; 49: 335-343.
Liénard, A., Boutin, C. and Esser, D. 1990. Domestic wastewater treatment with emergent hydrophyte beds in France. In: Constructed Wetlands in Water Pollution Control (Adv. Wat. Pollut. Control n°11). Ed. Cooper P.F. and Findlater, B.C. Pergamon Press, United Kingdom, 183-192.
Liénard A., Guellaf H., Boutin C., 2001. Choice of the sand for sand filters used for secondary treatment of wastewater. Water Science and Technologies. 44(2-3):189-96.
Liénard A., Boutin C., 2003. Constructed wetlands for wastewater treatment and sludge dewatering: The French experience. Actes du Congrès Volterra : Constructed Westlands: application and prospects. IRIDRA. P 247-270.
Liénard A., Troesch S., Molle P., Esser D., 2008. Traitement des boues par lits plantés de roseaux : rappels des points clefs de cette technique. Ingénieries n° Spécial 2008, p 41-49.
Machiwa J. F. 1998. Distribution and remineralization of organic carbon in sediments of a mangrove stand partly contaminated with sewage waste. Ambio; 27: 740-744.
Mandura, M. S., 1997. A mangrove stand under sewage pollution stress: Red Sea. Mangroves and Salt Marches 1, 255-262.
Meziane T., Tsuchiya M. 2002. Organic matter in a subtropical mangrove-estuary subjected to wastewater discharge: Origin and utilisation by two macrozoobenthic species. Journal of Sea Research; 47: 1-11. Molle P., Liénard A., Boutin C., Merlin G., 2005. How to treat raw sewage with constructed wetlands: an
overview of the French systems. Water science and Technologie, 51(9):11-21.
Mueller J. G., Cerniglia C. E., Pritchard P. H., 1996. Bioremediation of Environments Contaminated by Polycyclic Aromatic Hydrocarbons. In Bioremediation: Principles and Applications, Cambridge University Press, Cambridge, pp. 125-194.
Munsell, R. S.; McKenna, P. J.; Flaig, E.; Hall, M., 1985. Phosphate Movement in Columns of Sandy Soil From A Wastewater-Irrigated Site. Soil Science. 140(1):59-68.
Nedwell D. B. 1975. Inorganic Nitrogen-Metabolism in a Eutrophicated Tropical Mangrove Estuary. Water Research; 9: 221-231.
Othman, M. A., 1994. Value of mangroves in coastal protection. Hydrobiologia, (285) 277-282.
Racault Y., Boutin C., 2004. Le lagunage naturel en France : état de l’art et tendances récentes. Ingénieries n° Spécial 2004, P 77-86.
Rustrian E., Delgenès J.P., Bernet N., Moletta R., 1999. Simultaneous removal of carbon, nitrogen and phosphorus from wastewater by coupling two-step anaerobic digestion with a sequencing batch reactor. Journal of Chemical Technology & Biotechnology Volume 73 Issue 4, pp 421-431.
Tomlinson P.B., 1986. The Botany of Mangroves. University Press, Cambridge. Tropical biology series. Vidali M., 2001.Bioremediation. An overview. Pure Appl. Chem., Vol. 73, No. 7, pp. 1163-1172.
Tam N. F. Y., Wong Y. S. 1993. Retention of Nutrients and Heavy-Metals in Mangrove Sediment Receiving Waste-Water of Different Strengths. Environmental Technology; 14: 719-729
Tam N. F. Y., Wong Y. S. 1995. Mangrove Soils as Sinks for Waste-Water-Borne Pollutants. Hydrobiologia; 295: 231-241.
Tam N. F. Y., Wong Y. S. 1998. Variations of soil nutrient and organic matter content in a subtropical mangrove ecosystem. Water Air and Soil Pollution; 103: 245-261.
Tam N. F. Y., Wong A. H. Y., Wong M. H., Wong Y. S. 2009. Mass balance of nitrogen in constructed mangrove wetlands receiving ammonium-rich wastewater: Effects of tidal regime and carbon supply. Ecological Engineering; 35: 453-462.
Wong Y. S., Lan C. Y., Chen G. Z., Li S. H., Chen X. R., Liu Z. P., et al.1995. Effect of Waste-Water Discharge on Nutrient Contamination of Mangrove Soils and Plants. Hydrobiologia; 295: 243-254.
Wong Y. S., Tam N. F. Y., Lan C. Y. 1997. Mangrove wetlands as wastewater treatment facility: a field trial. Hydrobiologia; 352: 49-59.
Yim M. W., Tam N. F. Y. 1999. Effects of wastewater-borne heavy metals on mangrove plants and soil microbial activities. Marine Pollution Bulletin; 39: 179-186.
Yu R. Q., Chen G. Z., Wong Y. S., Tam N. F. Y., Lan C. Y. 1997. Benthic macrofauna of the mangrove swamp treated with municipal wastewater. Hydrobiologia; 347: 127-137.