ANNEXES
vii
Figure 1. Carte de localisation de la zone
d'étude. 6
Figure 2. Courbe ombrothermique de Bagnouls
et Gaussen appliqué aux données
météorologiques de la région
Dizangué (2007-2017). 7
Figure 3. Carte des unités
géomorphologiques de la zone d'étude 8
Figure 4. Carte du réseau
hydrographique de la région du lac Mboli 9
Figure 5. Vue partielle lac Mboli 9
Figure 6. Esquisse géologique de la
zone d'étude extrait de la carte géologique du Sud- Ouest 11
Figure 7. Présentation
l'échantillonneur de Niskin. 16
Figure 8. Échantillonnage d'eau
souterraine : 17
Figure 9. Illustration de l'étiquetage
des échantillons d'un point prélevé dans le lac 18
Figure 10. Application de la mesure des
paramètres physico-chimique 19
Figure 11. Répartition d'ensemble des
éléments chimiques majeurs dans les eaux du lac Mboli,
de la source et du forage 31
Figure 12. Diagramme de piper
représentant le faciès des eaux du lac Mboli de la source et
du
forage. 31
Figure 13. Évolution du pH dans les
colonnes d'eau 35
Figure 14. Variation du pH dans les eaux
souterraines 36
Figure 15. Évolution de la
conductivité électrique dans les colonnes d'eau 37
Figure 16. Variation de la
conductivité dans les eaux souterraines 38
Figure 17. Évolution de la
température dans les colonnes d'eau 39
Figure 18. Variation de la température
dans les eaux souterraines 40
Figure 19. Évolution des ETM dans les
colonnes d'eau 42
Figure 20. Variation des ETM dans les eaux
souterraines 43
Figure 21. Évolution des cations et
TZ+ dans les colonnes d'eau 44
Figure 22. ariation des cations et
TZ+ dans les eaux souterraines 45
viii
Figure 23.volution des anions et
TZ- dans les colonnes d'eau 46
Figure 24. Variation des anions et
TZ- dans les eaux souterraines 47
Figure 25. Évolution d'autres
éléments en solution dans les colonnes d'eau 48
Figure 26. Variation d'autres
éléments en solution- dans les eaux souterraines 48
Figure 27. Évolution oxygène
dissous dans les colonnes d'eau 49
Figure 28. Variation de l'oxygène
dissous dans les eaux souterraines 50
Figure 29. Évolution de la TDS dans
les colonnes d'eau 51
Figure 30. Variation de la TDS dans les eaux
souterraines 51
Figure 31. Proportions des
éléments chimiques majeurs 80
Figure 32. Projection des paramètres
physico-chimiques des eaux du lac, de la source et du
forage sur le plan factoriel F1 - F2 55
Figure 33. Aptitude des eaux du lac, de la
source et du forage à l'irrigation selon le diagramme
de Wilcox. 60
Figure 34. Aptitude des eaux du lac, de la
source et du forage à l'irrigation selon le diagramme
de Riverside. 61
ix
Tableau 1. Données climatiques de
Dizangué couvrant la période de (2007 à 2017). 7
Tableau 2. niveau de variation paramètres
physiques mesurés dans les colonnes d'eau du lac
Mboli. 29
Tableau 3. Niveau du pH et qualité de
l'eau (Anonyme, 2009) 35
Tableau 4. Comparaison des concentrations des
ETM présent dans la colonne des deux stations de
prélèvement dans le lac Mboli aux lignes directrices de l'US EPA
: CMC et CCC
(USEPA, 2006) 43
Tableau 5. matrice de
corrélation entre les paramètres physico-chimiques des eaux du
lac, de la
source et du forage 58
X
ACP : Analyse en Composante Principale
ANOR : Agence des Normes et de la Qualité
BI : Balance Ionique
CCC : Critère de Concentration Continue
CE : Conductivité Electrique
CMC : Critère de Maximum Concentration
ETM : Eléments Traces Métalliques
HSDB : Hazardous Substances Data Bank
LAGE : Laboratoire d'Analyse Géochimique des Eaux
OD : Oxygène dissous
OMS : Organisation Mondiale de la Santé
TDS : Total des Solides Dissous
USEPA : United States Environmental Protection Agency
xi
Les éléments traces métalliques font
partis des polluants les plus dangereux pour l'homme et son environnement. Ces
derniers associés à d'autres paramètres physico-chimiques
ont été étudiés dans les eaux du lac Mboli, ainsi
que les eaux souterraines utilisées comme eau de boisson par les
populations riveraines de ce lac. Cette étude a donc pour but, de
contribuer à une meilleure connaissance des propriétés
physico-chimiques de ces eaux, particulièrement les
éléments traces métalliques. L'approche
méthodologique a consisté à effectuer des travaux sur le
terrain et en laboratoire qui ont permis l'échantillonnage des eaux
ainsi que l'analyse de nombreux paramètres physico-chimiques. Au niveau
du lac, l'échantillonnage est fait dans la colonne d'eau, en raison de
deux échantillons par niveau (à la base, au milieu, et à
la surface). Huit échantillons ont été analysés,
dont 6 dans le lac, un provenant de la source et un du forage. Pour le
traitement des données, la méthode hydrochimique et l'analyse
statistique multivariée ont été utilisées dans le
cadre ce travail. Dans l'ensemble, Ces eaux sont acides à très
faiblement acide (4,34 < pH < 6,84), elles sont très faiblement
minéralisées (27, 21 < CE < 51,22 uS/cm) avec une
température qui oscille de 26,3 à 32,5 °C.
les ETM distribués dans ces eaux sont : Fe, Al, Cu, Mn, Cd. La
classification d'ordre de grandeur décroissant des
éléments majeurs d'après les concentrations moyennes
d'ensemble est la suivante HCO3- > NO3- >
Ca2+ > Mg2+ > Na+ > SO42-
> Cl- > K+. L'observation des proportions de ces
éléments majeurs dans le diagramme de Piper a permis de
visualiser deux faciès à savoir, le faciès chloruré
sulfaté calcique et magnésien qui représente 62,5 % des
eaux et le faciès bicarbonaté calcique 37,5 %. Sur le plan
environnemental, dans le lac, le pH < 5, l'OD < 5 mg/l et les ETM (Al,
Cu, Cd) présents à chaque niveau de la colonne d'eau
dépassant le seuil de l'USEPA présentent un risque toxique pour
les organismes aquatiques. Quant aux eaux souterraines utilisées comme
eau de boisson, la conductivité et l'Al mesurées dans ces eaux ne
respectent pas les normes de l'OMS et ANOR, par contre, seul le pH
relevé au niveau de la source ne respecte pas ces normes. Les
paramètres physico-chimiques présents dans ces eaux ont diverses
origines à savoir, géogénique, anthropique et mixte. Ces
eaux sont excellentes pour une utilisation agricole.
Mots clés : lac Mboli à
Dizangue, éléments traces métalliques, colonne d'eau,
physico-chimique - eau souterraine
Metal trace elements are among the most dangerous pollutants
for humans and their environment. These, combined with other physical and
chemical parameters, have been studied in the waters of Lake Mboli, as well as
groundwater used as drinking water by populations along the lake. This study
aims to contribute to a better knowledge of the physical and chemical
properties of these waters, especially the metal trace elements. The
methodological approach involved field and laboratory work that allowed water
sampling and analysis of many physical and chemical parameters. At the lake
level, sampling is done in the water column, due to two samples per level (at
the base, middle, and surface). Eight samples were analyzed, including 6 in the
lake, one from the source and one from the borehole. For data processing, the
hydrochemical method and multivariate statistical analysis were used in this
work. Overall, these waters are acidic to very low acid (4.34 = pH = 6.84),
they are very low mineralized (27, 21 = CE = 51.22 S/cm) with a temperature
that ranges from 26.3 to 32.5 degrees Celsius. the ETMs distributed in these
waters are Fe, Al, Cu, Mn, Cd. Decreasing order of magnitude classification of
major elements based on the overall average concentrations is the following
HCO3- >NO3- > Ca2+ > Mg2+
> Na+ > SO42- > Cl- >
K+. Observing the proportions of these major elements in the Piper
diagram allowed us to visualize two facies, namely, the calcium sulphate and
Magnesian chlorinated facies, which account for 62.5 % of the water, and the
37.5 % pecic bicarbonate facies. For the lake, the lower pH 5, the OD less than
5 mg/l and the MTEs (Al, Cu, Cd) present at each level of the water column
above the USEPA threshold pose a toxic risk to aquatic organisms. As for
groundwater used as drinking water, conductivity and Al measured in these
waters do not meet WHO and ANOR standards, however, only the pH at the source
does not meet these standards. The physical-chemical parameters present in
these waters have various origins, namely, geogenic, anthropogenic and mixed.
These waters are excellent for agricultural use. For groundwater, they are
generally good for consumption.
Keywords: Lake Mboli at dizangue, metal trace elements, water
column, physico-chemical, groundwater
2
Chaque jour des centaines de tonnes de polluants sont
déversés dans l'environnement. Parmi eux, les
éléments traces métalliques sont considérés
comme des polluants très dangereux de l'environnement aquatique,
à cause de leur rémanence et leur tendance à la
bioaccumulation dans les organismes aquatiques (Harte et al., 1991 ;
Schuurmann et Markert, 1998). La contamination des écosystèmes
aquatiques par les éléments traces métalliques demeure
donc un sérieux problème d'environnement. Cela devient de plus en
plus inquiétant surtout à cause des maladies notées sur
les populations qui y sont exposées (Oumar et al., 2014). Ces
éléments traces métalliques sont présents dans tous
les compartiments de l'écosystème aquatique, eau,
sédiment, faune et flore (Forstner et Wittman, 1983 ; Berg et
al., 2009). Ces dernières années, la pollution par les
métaux lourds est devenue un problème d'actualité qui
préoccupe toutes les régions du monde soucieuses de maintenir
leur patrimoine hydrique à un haut degré de qualité (Ben
bouih et al., 2005).
Les ressources en eau sont rarement stables dans la nature
à cause de plusieurs facteurs environnementaux qui peuvent
altérer sa constitution de base par diffusion, dissolution et hydrolyse,
ou même par simple mélange (Xiao et al., 2012 ; Yao et
al., 2012). La pollution de l'eau est une altération qui rend
son utilisation dangereuse et perturbe l'écosystème aquatique. La
dégradation de la qualité des eaux de surface constitue l'un des
problèmes environnementaux majeurs auquel l'humanité est
confrontée (Madjiki et al., 2013). En ce qui concerne les
études de la pollution des lacs, elles sont le plus souvent
effectuées pour confirmer les dégradations plus ou moins
visibles. Elles apportent ainsi des informations plus précises pour
résoudre ces dégradations observées.
Le lac Mboli, objet du présent travail, est
situé à proximité des plantations d'hévéa et
de palmier à huile. Malgré les activés qui s'y
déroulent, principalement la pêche et l'agriculture, le lac Mboli
ne présente pas visiblement une quelconque dégradation. Cette
approche d'observation ne peut aucunement confirmer de manière
scientifique que ce lac est en santé. En effet, les lac Nyos et Monoun,
sont des lacs ayant aujourd'hui une réputation mondiale à cause
des dégâts qu'ils ont causé. Ces derniers ne
présentaient certainement pas des indices quelconques qui pouvaient
alerter les populations riveraines. C'est après les catastrophes
survenues en 1984 pour le lac Monoun et, 1986 pour le lac Nyos que ces derniers
ont fait et font l'objet de nombreuses études approfondies. Le lac
Mboli, mal connu, est une ressource d'épanouissement
socio-économique des populations environnantes, pourrait être
sujet à une quelconque dégradation.
3
En effet, de manière générale, seule, des
études physico-chimiques permettent de comprendre les
phénomènes qui s'y déroulent et en tirer des conclusions.
Dans le cadre de cette étude, Compte tenu des limites
d'approvisionnement en eau potable dans cette zone, les populations ont recours
aux eaux souterraines pour la consommation et autres travaux ménagers,
une estimation de leur teneur en éléments traces
métalliques est extrêmement importante pour une évaluation
correcte des dangers associés à leur consommation.
La présente étude a pour but principal de
contribuer à une meilleure connaissance de la concentration des ETM,
mais aussi d'autres paramètres physico-chimiques dans les eaux du lac
Mboli et les eaux souterraines utilisées comme eau de boisson par les
populations voisines du lac. Les objectifs spécifiques sont :
- étudier l'évolution physico-chimique des eaux
du lac Mboli dans la colonne d'eau et les eaux souterraines environnantes du
lac utilisées comme eau de boisson ;
- étudier la qualité physico-chimique de ces
eaux (eaux du lac Mboli et les eaux souterraines) ;
- identifier les principales origines des paramètres
physico-chimiques des eaux du lac et les eaux souterraines
étudiées ;
- caractériser ces eaux sur le plan agricole.
Pour atteindre ces objectifs, le présent travail est
subdivisé en quatre chapitres :
- le premier chapitre est axé sur le cadre naturel de la
zone d'étude;
- le deuxième chapitre est basé sur la
présentation des matériels et méthodes utilisés
;
- le troisième chapitre est consacré à la
présentation des résultats obtenus sur le terrain et
en laboratoire ;
- le quatrième chapitre est l'interprétation et la
discussion des principaux résultats obtenus.
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CHAPITRE I : MILIEU NATUREL
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