Toxicité du Plomb et du Cadmium

Chapitre 1. Recherche bibliographique sur la modélisation hydrologique et la pollution par les métaux lourds

l’agriculture ainsi que l’exploitation désordonnée des ressources en eau. Ces derniers produisent une modification chimique de l’eau et le rendent impropre aux usages souhaités. Plusieurs cas de pollution ont déjà fait l’objet de nombreuses études et publications dans des journaux internationaux (Leroy, et Cornnier, 1994 ; INSERM, 1999 ; Mate, 2000 ; Ledrans et Grossier, 1998 ; Sciama, 2001)

Certaines publications anciennes parlent de « métaux pesants », en raison d'une masse volumique importante : 1 litre de mercure par exemple, pèse 13,6 kg, la densité des métaux toxiques est très variable (Tableau 1.3).

Tableau.1.3 : Caractéristiques chimiques du plomb et cadmium

Plomb Cadmium Masse atomique 270 112 Masse volumique 11,35 g/cm³ 8,6 g/cm³ Température de fusion 327° 320,9° Température d'ébullition 1.740° 765° Symbole chimique Pb Cd

Les métaux cités précédemment se trouvent dans les pesticides et les engrais, ils peuvent donc pénétrer dans l'environnement par le sol. On est exposé à un niveau significativement plus élevé de cadmium lorsque des gens fument. Les anions pouvant formés des sels avec les métaux ; les plus courants sont listés ci-après :

- Chlorure (Cl) de sodium ; mercurique, d'aluminium - sulfate (SO4)

- Sulfure (S) de plomb, d'arsenic - Nitrate (NO3)

- Oxyde (O) de fer, de plomb - Hydroxyde (OH)

La toxicité des métaux présents dans l’eau, principalement le plomb et le cadmium est dangereuse. Le plomb est responsable d'atteintes neurologiques. En cas d'intoxications massives, l'effet neurotoxique du plomb peut se traduire par une encéphalopathie convulsivante pouvant aller jusqu'au décès. Le Plomb a des effets nocifs et peut avoir plusieurs effets indésirables, tels que :

Perturbation de la biosynthèse de l'hémoglobine et anémie

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Fausses couches

Perturbation du système nerveux

Dommages au cerveau

Déclin de la fertilité des hommes

Capacités d'apprentissage des enfants diminuées

Perturbation du comportement des enfants : agressivité, comportement impulsif, hyperactivité

Quand on respire du cadmium, cela peut sérieusement endommager les poumons. Cela peut même entraîner la mort. Le cadmium s'accumule dans les reins, où il endommage les mécanismes de filtration. Les autres problèmes que le cadmium peut provoquer sont:

Diarrhée, douleurs d'estomac et vomissements importants Fracture des os

Echec de reproduction et même, probablement, infertilité Problèmes au système nerveux central

Problèmes au niveau du système immunitaire Désordre psychologique

Probablement altération de l'ADN ou développement de cancer

Nous sommes intéressés à la présence de 5 métaux : Le Plomb, Zinc, Fer, Cadmium et le Cuivre présent dans les barrages, d’Ain Zada, et Athmania. Ces métaux présents dans les bassins versants de la région de Sétif et Athmania influent sur la qualité des eaux destinées à la consommation. La présence de ses métaux, est issue principalement des rejets de la STEP de Sétif, les rejets urbains et industriels de Tadjnant, Chelghoum Laid vers le barrage de Athmania. Aussi certaines études sur les barrages algériens au niveau des thèses de magistère et doctorat montrent que les bassins versants souffrent des rejets industriels dont certaines études ont montré que les teneurs du plomb dépassent 400 fois la teneur limite, cas du barrage de Hammam Grouz. (Bouguerne, 2001).

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6. Conclusion

A travers ce contexte général dans lequel s’inscrivent nos recherches bibliographiques, la relation pluie-débit, est une discipline de l’hydrologie, qui s’intéresse à la compréhension et la représentation de la transformation de la pluie en débit à l’échelle du bassin versant. Une description d’ordre générale de modèles représentés a été développé depuis plusieurs dizaine d’années sont très variés, faisant appel aux différents objectifs. L’analyse du contexte des travaux antécédents a conduit à identifier trois grandes catégories de modèles, à savoir les modèles ‘boite noire’, les modèles ‘à réservoirs’ et ceux fondés sur la physique. Nous nous intéressons aux modèles conceptuels ou empiriques ‘à réservoirs’ car ils semblent les plus en mesure de faire avancer la compréhension des systèmes réels. Cette dernière est souvent entendue par rapport à un référentiel de connaissance bien établi. Ces modèles seront jugés sur la réalité des bassins versants, c’est-à dire en fait si le modèle décrie la réalité de la région d’études toute en se référant aux mesures existantes.

Pour les modèles spécialisés ou les modèles physiques, les équations de la physique ne nous semblent pas être le moyen le plus adapté aux bassins versants, du fait notamment de l’incapacité de décrire leurs hétérogénéités. De ce fait, les modèles conceptuels ou empiriques globaux et semi-distribués nous apparaissent comme étant les plus en adéquation avec le niveau actuel de compréhension du fonctionnement hydrologique du bassin, ce qui leur confère une bonne crédibilité dans un contexte d’hydrologie appliquée.

Il existe de multitudes de modèles hydrologiques, dont l’utilisateur est confronté au problème de choix. Cette richesse et la variété de multi-modèle croit dans le temps, se développe d’une façon galopante pour développer un modèle pour un cas spécifique avec une meilleure qualité de simulation. Chaque modèle doit être comparé avec d’autres approches dans le simple but de réaliser celui de performances acceptables soit dans des conditions favorables à son application et ses limites d’utilisation pour lesquels il a été développé. Face à cette production distincte, l’évaluation et la validation de ces codes de calcul qui restent difficiles quant à leurs applications dans différents climats. L’utilisateur est alors confronté à un véritable dilemme pour choisir le modèle qui pourra répondre de la manière la plus fiable aux problèmes qu’il se pose. L’évaluation par études comparatives sont, à cet égard, riches à chaque fois qu’on augmente la gamme des modèles utilisés dans l’estimation des débits à l’exutoire pour refléter la réalité des bassins versants. Les conclusions tirées de cette étude bibliographique fait ressortir un problème manquant de clarté, probablement en raison de la limite d’utilisation de ces modèles propres à leur environnement ou à l’hétérogénéité des bassins versants qui

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cachent la réalité. Ce manque de conclusions nettes pourrait aussi être de l’ignorance de certains paramètres entrant dans la modélisation.

Nous nous proposons donc dans ce travail de mettre en place une comparaison de modèles à réservoirs conceptuels ou empiriques, impliquant deux bassins à climat semi-aride de l’Est Algérien sur un nombre réduit de données hydrométriques et météorologiques journaliers des bassins. Les objectifs premiers de cette étude sont d’explorer l’influence de la complexité du nombre de paramètre optimisés de ces modèles sur leurs performances, leur robustesse et leur fiabilité. Cela devrait permettre de dégager des issus pour valider avec les modèles choisis, et apporter ainsi des réponses plus satisfaisantes à la modélisation de la transformation pluie-débit dans les régions semi arides de l’Est Algérien. Le choix du modèle répondant à la réalité des débits calculés aux niveaux des exutoires et les stations de prélèvement des échantillons de prélèvement pour analyses des eaux superficielles est une première soltion pour la relation pluie-débit-métaux lourds.

Les 13 sous bassins retenues respectivement de l’Oued Boussalem à Ain Zada et Oued Rhumel, dont nous avons limité la complexité à quinze paramètres optimisables, sont dérivés de modèles existants. Les codes de calcul seront jugés uniquement sur leur capacité à reproduire la réalité des débits observés au pas de temps journalier, suivant une procédure de calage-contrôle sur périodes indépendantes. A travers ce cotexte de recherche bibliographique, il ressort que la présence des métaux lourds en solution aqueuse dans les barrages est un problème d’actualité et un phénomène préjudiciable envers la consommation, l’irrigation et l’environnement. Vu la toxicité de ces ETM surtout en solution a des concentrations élevées peuvent subir des conséquences néfastes sur la santé de la population desservies par les eaux superficielles même après traitement.

Chapitre 2. Contexte naturel des bassins versants de l’Oued Boussalem et celui de l’Oued Athmania

Chapitre 2.

Contexte naturel des bassins versants de l’Oued Boussalem et