REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE

MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE

Université d’Oran Faculté des Sciences Département de Biologie Laboratoire Réseau de Surveillance Environnementale

Mémoire présenté pour l’obtention du diplôme de

MAGISTER

En

SCIENCES DE L’ENVIRONNEMENT Option : Biologie et Pollution Marines

Présentée par : Mme Bouhadiba Chenait Sultana

Thème :

Evaluation des concentrations des quatre métaux lourds (Pb, Cd,

Cu, Zn) chez le Mulet (Mugil cephalus Linné 1758) pêché dans les baies d’Oran et de Béni saf

Président : Mr Z. BOUTIBA Professeur Université d’Oran Examinateur : Mr T. SAHRAOUI Professeur Université d’Oran Examinateur : Mr A. KERFOUF Maitre de conférences A Université de Sidi Bel Abbes Encadreur : Mr M. BOUDERBALA Maitre de conférences A Université d’Oran

Dédicaces

J ai le plaisir de dédier ce modeste travail Aux êtres les plus chers ; à mon cœur ; à la lumière de mes yeux ; A mon très cher père et très chère mère et j’espère qu’ils seront fiers de moi et de mon travail. A mon mari qui ma énormément aidé et pour sa compréhension et sa disponibilité A mon très cher frère ; AISSA et mes petites sœurs ; RANDA, RIHAB A l’amour de ma vie mon fis Saad Mes grands parents et ma belle mère A mes tantes Yamina, Fatiha, Soumia, Noria, khayroura,Nawel……. . A mes ancles, Ahmed, chaabane, Abdallah,Majdoub ……… A mes belles sœurs et beaux frères Aux personnes les plus proches et les plus chères a mon cœur ; HADJAR, MAYA, FOUZIA, NAWEL. A ma promo de post graduant 2009

SULTANA

REMERCIMENTS

Je tiens avant tout à adresser mes plus sincères remerciements à Monsieur M. BOUDERBALA directeur de cette thèse. Il me semble difficile d’ordonner et de citer toutes les choses pour lesquelles je pourrais le remercier. Dans ce paragraphe, je vais donc me permettre de lui dire merci pour : la thèse, son soutien, ses corrections, ses remarques judicieuses sa confiance, son encadrement que j’ai particulièrement apprécié, et j’en passe. Au final, je pense avoir appris beaucoup grâce à ses conseils. Si l’avenir me le permettait, ce serait avec grand plaisir que je continuerais à travailler avec lui. En attendant, qu’il soit sûr de ma reconnaissance.

Je souhaite exprimer mon entière reconnaissance à Monsieur Z. BOUTIBA professeur à l’Université d’Oran présidents de cette thèse. Grâce à lui, j’ai pu faire mes premiers pas dans le monde des sciences de l’environnement marin et passer des années passionnantes dans son laboratoire.

Je tiens à remercier vivement Monsieur T. SAHRAOUI professeur à l’Université d’Oran, pour s’être intéressé à mon travail et pour avoir accepté pour sa part de l’examiner en siégeant au sein de ce jury. Qu’il me soit permis de lui exprimer ma sincère gratitude.

J’exprime mes sincères remerciements à Monsieur A. KERFOUF Maitre de conférences à l’Université de Sidi Bel Abbes, pour avoir bien voulu prendre part au jury. Je le remercie pour l’honneur qu’elle me fait en acceptant de juger ce travail. L’occasion m’est offerte pour le remercier et lui témoigner toute ma gratitude.

Je suis très reconnaissante envers Monsieur O. ROUANE ET Madame F. BELHOCINE et aussi Monsieur B. BELHOUARI.

Je ne remercierai jamais assez Monsieur E. CHAREF Chef de Section au niveau du Laboratoire de GL1/Z de la Sonatrach qui m’a aidé à la Spectrophotométrie

d’Absorption Atomique et qui a été pour beaucoup dans la réalisation de mes dosages. Mes remerciements s’adressent également à ses collaborateurs.

Je remercie vivement Monsieur A. BELATOUI Responsable au niveau du Laboratoire de GL1/Z de la Sonatrach, et Madame R. BERAAHOU

Mes remerciements les plus intenses vont à tous ceux qui ont contribué de prés ou de loin à la réalisation de ce travail mes amies, mes collègues de l’équipe de recherche du Laboratoire LRSE.

Enfin, un grand merci à mes parents et mon mari qui mon énormément aidés.

Merci à tous

Résumé

Notre présente étude a portée sur l’évaluation des concentrations des quatre métaux lourds (Cd, Pb, Cu et Zn ) chez le mulet ( Mugil cephalus L. 1758) pêché dans les baies d’Oran et Béni saf , ce poisson benthique, reflète très bien la qualité de son biotope, et se trouve être une espèce très abondante dans les eaux côtières algériennes . et fortement très apprécié par le consommateur Algérien. L’échantillonnage mensuel s’est étalé sur une période de cinq mois de Février à Juin 2010 trois organes ont été pris en considération : le foie (partie molle), organe de détoxification, les gonades (partie molle) organes de reproduction et le muscle représentant la partie consommée par l’Homme. Les concentrations en métaux lourds ont été déterminées par le Spectrophotométrie d’Absorption Atomique à flamme en fonctions de plusieurs paramètres (sexe, mois, organes, et la zone). De cette étude, il ressort que : le mulet (Mugil cephalus ) renferme les quatre polluants métalliques recherchées, les teneurs les plus fortes sont celles du Zinc, le Cuivre a des concentrations plus au moins importante ; les plus faibles concentrations sont celles du Plomb et Cadmium. Les résultats obtenus traités statistiquement n’ont révélés aucune différence significative entre les teneurs en métaux lourds des deux sexes et au niveau des organes ciblés et les zones d’échantillonnages. Les niveaux de concentrations des métaux traces traduisent une pollution certaine des zones d’échantillonnages (la baie d’Oran et la baie de Béni Saf).

Mots clés : Mulet, Mugil cephalus, métaux lourds, contamination, pollution, baie d’Oran, baie de Béni Saf.

Abstract

Our study was based on the assessment of the contamination by 04 heavy metals (Cd, Pb , Cu and Zn) to the mule (Mugil cephalus L. 1758) fished in the baysof Oran and Béni saf, this fish benthique, reflects very well the quality of its biotope, and is to be a very plentiful sort(species) in Algerian coastal waters. And strongly very estimated(appreciated) by the Algerian consumer. The monthly sampling spread out over a period of five in February in June, 2010, Tree organs have been taken in consideration: The liver left marrow and organ of the detoxification. Muscules are consumed by men. The concentrations of heavy metals were determined by atomic absorption spectrophotometry in flame functions of several parameters (gender, month, bodies, and areas). This study shows that: the mullet (Mugil cephalus) contains four metal pollutants investigated, the highest concentrations are those of zinc, copper at concentrations more or less important, the lowest concentrations are those of the Lead and Cadmium. The obtained results are treated statistically and have shown neither significat différence between concentration of metal in both sexes and to the level of the two organs targeted. The polluted concentrations record in this study contain a certain pollution at the level of the two target zones.

Keys words: Mullet, Mugil cephalus, heavy metals, contamination, pollution, polluants, Bay of Oran, Bay of Béni Saf.

Mugil cephalus (Cd, Pb, Cu, Zn)

- -

SAA - - - - Mugil cephalus - -

Mugil cephalus

Sommaire

Liste des abréviations Liste des figures Liste des tableaux Introduction 1

PARTIE I : Pollution métallique et nuisances

I-1 Généralités 5

1 - Définition de la pollution 5

1 -2 Les Polluants 5

1-3 Pollution marine 6

1-4 Origine des polluants 6

1- 4-1 Pollution accidentelle et pollution chronique 6

1-4-2 Origine continentale (tellurique) 7

1-4-3 Origine marine 7

I -2 Sources des principaux polluants des milieux aquatiques 8

I-3 Cheminement des polluants dans les milieux aquatiques 8

3-1 Les retombées atmosphériques 9

3-2 Le ruissellement 9

3-3 Les rejets par les émissaires 9

3-4 Les rejets directs 9

I-4 Differents types de pollution 10

II- Introduction générale sur les métaux lourds 11

1- Les métaux en milieu marin 11

2- Situation générale des métaux en Méditerranée 13

3- Le cadmium 14

3-1 Propriétés fondamentales 14

3-2 Utilisations 16

3-3 Cycle et sources naturelles et anthropiques 16

3-4 Propriétés biologiques et toxicité 17

4- Le cuivre 18

4-1Propriétés fondamentales 18

4-2 Utilisations 19

4-3 Cycle et sources naturelles et anthropiques 20

4-4 Propriétés biologiques et toxicité 21

5- Le plomb 21

5-1 Propriétés fondamentales 22

5-2 Utilisations 22

5-3 Cycle et sources naturelles et anthropiques 23

5-4 Propriétés biologiques et toxicité 24

6- Le zinc 25

6-1 Propriétés fondamentales 25

6-2 Utilisations 25

6-3 Cycle et sources naturelles et anthropiques 26

6-4 Propriétés biologiques et toxicité 26

7- Processus physiologiques de bioaccumulation des métaux 27

8- Mécanisme de capture des métaux 28

9- Capture des métaux en solution 29

10- Capture des métaux associés aux particules 30

11- Mécanisme d’excrétion des métaux 31

12- La pollution en Méditerranée 32

III- Recensements des sources implantées sur le littoral Ouest Algérien 34

PARTIE II : Donnée de biologie générale du mulet Mugil cephalus

:

I-Généralités 37

II – Biologie de l’espèce 40

1-Mugil cephalus 40

2- Morphologie de l’espèce 41

3- Ecologie de l'espèce 43

3-1 Habitat 43

3-2 La salinité du milieu 43

4- Reproduction 44

5- Migration 46

6- Alimentation 46

7- Distribution géographique 47

8- Mulet en Algérie 48

9 - Rôle de l’espèce dans L’écosystème 49

10- La technique de pèche 49

PARTIE III: Présentation de la zone d’étude

I- Caractères géomorphologiques et biodiversité marine du bassin algérien 51

1- Plateau continental et fonds marins 51

2-Biodiversité marine 52

3-Données océanographiques sur le bassin méditerranéen 53

4-Donnés hydrologiques 54

4-1 Les courants 54

4-2 Les eaux de surface 54

4-3 Les eaux intermédiaires levantines 55

4-4 Les eaux profondes 56

5- Le bassin de concentration 56

6- Le bassin de dilution 56

7- La salinité 57

8- Les Houles 57

9- Données météorologiques de la zone d'étude 57

II- Situation géographique de la baie d’Oran 59

III- Situation géographique de la wilaya d’Ain Témouchent 60

1- Présentation sur la baie de Béni saf 60

2-Aperçu des ports de la zone 62

3-Port de Béni-saf 62

PARTIE IV : Matériel et méthodes

1- Choix et intérêt du matériel biologique 64

2-Méthodes d’échantillonnage 64

3- Choix des zones 66

4- Technique d’étude 66

5- Méthodes de la minéralisation 70

6 – Dosage des métaux lourds 74

7- Etalonnage 77

8- Exercice d’intercallibration et assurance de la qualité du dosage 77

9 - Détermination de la teneur en eau 78

10- Analyse Biométrique 79

11- Traitements Statistique 79

PARTIE V : Résultats et discussions

Résultat et discutions 81

Conclusion générale 111

Bibliographie 114

Annexes

Liste des abréviations

A.I.E.A. : Agence Internationale de l’Energie Atomique. Ag : Argent. C : Celsius (degrés). C.E.E. : Communauté économique européenne Ca : Calcium. Cd : Cadmium. CdS : Sulfure de Cadmium. CELPAP : Entreprise Nationale de la Cellulose et du Papier CGPM : Commission générale des pêches pour la Méditerranée cm : Centimètre. Cu : Cuivre. D.M.A. : Dose Maximale Admissible. DPRH : Direction des Pêches et des Ressources Halieutiques. F : Foie. F.A.O. : Food and Agricultural Organisation. FBC : Facteur de concentration Fe : Fer. g : Gramme. G.I.P.P.M. : Groupe Interministériel des Problèmes de la Pollution de la Mer. GESAMP : Group of Expert on the Scientific Aspects of Marine Pollution. GIPM : Groupe d’Etudes des Problèmes de Pollution des Mers H : Heure. Hg : Mercure. I.F.R.E.M.E.R : Institut français de recherche pour l’exploitation de la mer. I.O.P.R. : Institut Océanographique Paul Ricard. I.S.M.A.L. : Institut des Sciences de la Mer et de l’Aménagement du Littoral. Kg : Kilogramme. Km : kilomètre. Km2 : Kilomètres Carré. l : Litre. L’ENASUCRE : Entreprise Nationale de Sucre, La SAAC : Société Algérienne d’Accumulateurs LT : Longueur Totale. m : mètre. m3 : Mètre Cube Max : Concentration Maximale. MES : Matière En Suspension. mg : Milligramme. Min : Concentration Minimale. ml : millilitre. mm : millimètre. NAFTEC : Entreprise Nationale de Raffinage de Pétrole. ng : nanogramme. Ni : Nickel.

NO2 : Nitrites. NO3 : Nitrates. P.A.P.M. : Plan d’Action de Protection de la Méditerranée. P.C.B : Polychlorobiphényles. : P.F : Poids Frais. p.p.m : Partie par million. P.S : Poids Sec. Pb : Plomb. PbCl+ : Chlorure de plomb. PbCl2 : Di chlorure de plomb. PbCl3 : Trichlorure de plomb. - PbCO 3 : Carbonate de plomb. pH : potentiel Hydrogène. PH : Poids Humide. POP : Polluants organiques persistants ppm : partie par million. Q.S.P : Quantité suffisante pour. s : Seconde S.A.A.F. : Spectrophotométrie d’absorption atomique à flamme. SAAC : Société Algérienne d’Accumulateurs. SH : Sulfure d’hydrogène. Sn : Selinium. T° : Température. ug : microgramme. UNESCO : comité Océanographique Internationale USEPA : United States Environmental Protection Agency’s. Vr : Valeur réelle. Vt : Valeur trouvée. We : Poids éviscéré. Wg : Poids des gonades. Wh : Poids du foie. Wt : Poids total. Zn : Zinc. ZnS : sulfure de zinc % : Pour Cent. (Interministériel) ° : degré

Liste des figures

Figure 1 Cycle géochimique du Cadmium dans l’environnement

Figure 2 Cycle biogéochimique du plomb dans l’environnement Figure 3 Anatomie externe Mugil cephalus

Figure 4 Distribution géographique du Mugil cephalus

Figure 5 Position des deux zones d’échantillonnages l’un par rapport a l’autre

Figure 6 Position de la baie d’Oran

Figure 7 Localisation de d’Ain Témouchent

Figure 8 Mensuration des échantillons

Figure 9 Dissection des échantillons

Figure 10 Ouverture de la cavité abdominale

Figure 11 Pesés les organes de l’échantillon

Figure 12 Détermination du sexe

Figure 13 Protocole de minéralisation et de dosage en Spectrophotométrie d’Absorption Atomique

Figure 14 Minéralisation par voie humide

Figure 15 Lecture des concentrations au SAA

Figure 16 Corrélation entre longueur total des individus males et femelles de Mugil

cephalus de la baie d’Oran

Figure 17 Corrélation entre longueur total des individus males et femelles de Mugil cephalus de la baie Béni saf

Figure 18 Pourcentages des concentrations moyennes des quatre métaux lourds présents dans les échantillons de la baie d’Oran

Figure 19 Pourcentages des concentrations moyennes des quatre métaux lourds présents dans les échantillons de la baie de Béni saf

Figure 20 Evaluation mensuelle des concentrations moyennes en métaux lourds (Cd, Pb, Cu, Zn) en mg/kg de P.F chez Mugil cephalus dans la baie d’Oran

Figure 21 Evaluation mensuelle des concentrations moyennes en métaux lourds (Cd, Pb, Cu, Zn) en mg/kg de P.F chez Mugil cephalus dans la baie de Béni saf

Figure 22 Variation des concentrations moyennes de Zinc mg/kg P.F dans les trois organes (muscle, foie, gonades) chez le mulet pêché dans la baie d’Oran

Figure 23 Variation des concentrations moyennes de Cuivre mg/kg P.F dans les trois organes (muscle, foie, gonades) chez le mulet pêché dans la baie d’Oran

Figure 24 Variation des concentrations moyennes de Plomb mg/kg P.F dans les trois organes (muscle, foie, gonades) chez le mulet pêché dans la baie d’Oran

Figure 25 Variation des concentrations moyennes de Cadmium mg/kg P.F dans les trois organes (muscle, foie, gonades) chez le mulet pêché dans la baie d’Oran

Figure 26 Variation des concentrations moyennes de Zinc, mg/kg P.F dans les trois organes (muscle, foie, gonades) chez le mulet pêché dans la baie de Béni saf

Figure 27 Variation des concentrations moyennes de Cuivre mg/kg P.F dans les trois organes (muscle, foie, gonades) chez le mulet pêché dans la baie de Béni saf

Figure 28 Variation des concentrations moyennes de Plomb mg/kg P.F dans les trois organes (muscle, foie, gonades) chez le mulet pêché dans la baie de Béni saf

Figure 29 Variation des concentrations moyennes de Cadmium mg/kg P.F dans les trois organes (muscle, foie, gonades) chez le mulet pêché dans la baie de Béni saf

Figure 30 Variation mensuelle des concentrations moyennes en métaux lourds en fonctions de sexe (Cd, Pb, Zn et Cu) chez Mugil cephalus pêchée dans la baie d’Oran

Figure 31 Variation mensuelle des concentrations moyennes en métaux lourds en fonctions de sexe (Cd, Pb, Zn et Cu) chez Mugil cephalus pêchée dans la baie de Béni saf.

Figure 32 Variation des concentrations moyennes de Zinc mg/kg P.F dan le muscle, le foie et les gonades de Mugil cephalus dans les deux baies

Figure 33 Variation des concentrations moyennes de Plomb mg/kg P.F dan le muscle, le foie et les gonades de Mugil cephalus dans les deux baies

Figure 34 Variation des concentrations moyennes de Plomb (mg/kg) P.F dan le muscle, le foie et les gonades de Mugil cephalus dans les deux baies

Figure 35 Variation des concentrations moyennes de Plomb (mg/kg) P.F dan le muscle, le foie et les gonades de Mugil cephalus dans les deux baies

Liste des tableaux

Principaux types de pollution des eaux continentales, nature de produits Tableau 1 polluants et leurs origines. Distribution selon la taille de quelques espèces chimiques du cadmium dans Tableau 2 les eaux

Tableau 3 Sources et effets des principales pollutions marines dans la mer Méditerranée.

Tableau 4 Modèle de la fiche d’échantillonnage Les conditions opératoires en spectrophotométrie d’absorption atomique à Tableau 5 flamme Résultats obtenus des exercices d’intercallibration Tableau 6 exprimés en ppm P.S.

Tableau 7 Concentrations moyennes des quatre polluants suivies de leurs écartypes dans Mugil cephalus péché dans la baie d’Oran exprimées en mg/kg de P.F.

Tableau 8 Concentrations moyennes des quatre polluants suivies de leurs écartypes dans Mugil cephalus péché dans la baie de Béni saf exprimées en mg/kg de P.F.

Comparaison des concentrations en métaux lourds (ppm P.F) chez Mugil Tableau 9 cephalus par rapport aux doses maximales admissibles (D.M.A)

Variations des concentrations moyennes en métaux lourds traces (moyenne ± Tableau 10 écart type ppm P.F.) chez différent organismes marin

L'eau superficielle ou souterraine symbole et source de vie sur notre planète, semble être menacée par la pollution sous toutes ses formes. Jadis, Les océans et les mers en raison de leur immensité étaient terrain d'expéditions, de découvertes et de gloire pour plusieurs civilisations anciennes.

Hélas, depuis la révolution industrielle du XX siècle et jusqu'a présent, ces étendues d'eau continuent toujours à être utilisées comme décharges pour les activités humaines. L'environnement marin est constitue d'écosystèmes frés complexes et très fragiles aux rots Cette fragile et cette vulnérabilité nous incitent a agir, ce milieu constituent le premier maillon de la chaîne trophique permet a toute la planète d'exister. Quel est le devenir de notre planète si le progrès technologique continue toujours à évoluer ? Les modifications climatologiques. Les effets de serre, la disparition de plusieurs espèces végétâtes et animales, l'apparition de nouvelles espèces incompatibles avec les différents maillons de la chaine trophique (taxifolia, nouveaux germes et nouveaux virus,... etc.) est-ce naturel et normal dans le cadre de révolution elle-même ou est-ce les répercutions négatives de l'intelligence humaine sur l'Homme lui-même ? L'Algérie est un pays méditerranéen qui se développe de jour en jour économiquement et industriellement et la source d'énergie de notre pays n’est autre que le pétrole et ses dérives. En effet, les activités pétrolières et ses produits dérives ne sont qu'une cause parmi d'autres (rejets urbains, agricoles et autres rejets industriels) de la pollution du littoral Algérien. L’urbanisation et l’industrialisation croissantes, d’une part et la mauvaise gestion d'autre part, rendent difficile la conservation ou !a préservation d'un environnement propre et écologiquement stable, puisque les rejets contiennent des substances étrangères (métaux, déchets organiques et autres micropolluants) à des doses anormales, les activités et le transport pétrolier agit négativement sur l'environnement, a cela s'ajoutent le forage en mer et le rejet accidentel d'hydrocarbures (incidents et collisions) (Attou et bouabdala, 1993).

Mondialement, le littoral Ouest-Algérien n’est pas classe comme zone polluée mais il est considéré comme zone très fragile, cela ne veut pas dire qu'il échappe à la pollution et ses conséquences (IOPR, 1996).

En vue d'une gestion rationnelle et meilleure. De nos ressources naturelles (ressources biologiques et produits de pêche) et une préservation de notre environnement, le Laboratoire de Biologie et Pollution Marines de l'Université d’Oran est pas resté indifférent face a l'approche du danger.

A cet effet, plusieurs travaux ont été menés afin d’évaluer les niveaux de contamination métallique des organismes Marin qui fréquent le littoral ouest-algérien Benguedda, 1993 (sur le rouges de roche Mullus surmuletus); (Boutiba ; 1989 ; 1992; 1994 ; Boutiba et al., 1996) (sur les Mammifère marins) ; Merbouh, 1997 (Sur la sardine Sardina. pilchardus); Dermeche, 1998 (sur l'oursin Paracentrotus lividus): Bendimerad, 2000 (sur la moule Mytillus galloprovencialis); Aoudjit, 2001 (sur Boops boos) ; Haddou, 2003 (sur Sepia officinalis) ; Belhoucine, 2005 (sur Merlucius merlucius) ; Benamar, 2006 (sur Sardinella aurita) ; Benaddan , 2008 (sur Trachurus trachurus); Ayad, 2009 (sur Diplodus sargus) .

Mulet ou Mugil cephalus servent de la proie pour leurs prédateurs. Son rôle dans l’écosystème marin est une liaison écologiquement importante dans le flux d'énergie dans des communautés marines. Ils servent de la proie pour leurs prédateurs (Bester, C. 2004), pour son mode trophique beaucoup d'études a été consacrer a ces habitudes de son alimentation (Suzuki ,1965 ; Odum ,1968 et 1970 ; Zismann et al 1975, évêque et Miglarese ,1978) .

De plus parmi les poissons apprécies par la population côtière algérienne, Mugil cephalus occupe une place de choix. Cette espèce benthique fréquente la zone étudiée (Medifaune 2002).

Notre travail se présente en cinq parties, ainsi :

 PARTIE I : Apportera des généralités sur la pollution marine, le cycle géochimiques des métaux lourds, ainsi que leur toxicité vis-à-vis des organismes marins.

 PARTIE II : Nous présenterons dans cette deuxième partie quelques généralités sur la Biologie du mulet Mugil cephalus, ainsi que des données sur sa répartition géographique, son régime alimentaire et sa reproduction.

 PARTIE III : Sera réservée a la caractérisation des zones étudiée (aspects géomorphologiques, Océanographiques physiques).

 PARTIE IV : Cette partie exposera les techniques expérimentales utilisées (échantillonnage, prélèvement des organes, analyses chimiques...).

 PARTIE V : Sera consacrée a la présentation et l'analyse des résultats, ainsi que leur interprétation statistique.

PARTIE I Généralités sur la pollution et nuisance

I-1 Généralités

1- Définition de la pollution La pollution est un problème d’actualité, elle effectué pratiquement tous les écosystèmes y compris l’environnement marin. Elle présente aussi un risque pour la santé humaine et cause des mortalités pour les poissons. Polluer signifie :(souiller). Actuellement ce verbe a pris le sens de (dégrader un milieu), urbain ou agricole. C’est donc un dommage causé par l’homme a son environnement et a lui –même (Barré, 2005). Plusieurs organisations et groupes ont définit le mot pollution ; parmi eux : Le comité Océanographique Internationale de L’UNESCO qui a défini en 1999 la pollution marine comme « tout rejet a la mer, direct ou indirect, qui a un effet nuisible, sur les organismes vivants et sur la santé humaine.

1-2 Les Polluants

La majeure partie des polluants rejetés dans l'environnement parvient au milieu marin, soit indirectement par les rivières, le ruissellement ou l'atmosphère, soit directement par les rejets à la mer d'origine urbaine, agricole, ou industrielle. Or, la capacité naturelle des zones côtières à disperser et assimiler les polluants est limitée (Ifremer, 2003). Les polluants se composent de :

1-2-1 Substances naturelles (matières organiques surtout, substances minérales provenant de l'exploitation de mines, de carrières...); les substances organiques sont dégradables, surtout sous l'action des microorganismes.

1-2-2 Substances de synthèse (plastiques, pesticides) dégradables ou non, toxiques ou non à rémanence variable.

1-3 Pollution marine La pollution marine comprend une gamme de menaces, y compris à partir de sources terrestres, les déversements d'hydrocarbures, eaux usées non traitées,

l'envasement, l'eutrophisation (enrichissement en éléments nutritifs), les espèces envahissantes, les polluants organiques persistants (POP), métaux lourds des résidus miniers et d'autres sources, l'acidification, substances radioactives, les déchets marins, la surpêche et la destruction des habitats côtiers et marins (McCook 1999, Nyström et al. 2000, Bellwood et al. 2004). Selon le Gesamp, c’est l’introduction par l’Homme dans le milieu marin y compris les estuaires directement ou indirectement des substances ou d’énergie pouvant entraîner des effets délétères tels que dommages aux ressources biologiques, danger pour la santé humaine, entraves aux activités maritimes (pêche), diminution de la qualité de l’eau de point de vue son utilisation et réduction des possibilités offertes dans le domaine des loisirs (Encyclopédie de la Mer, Tome 8). La particularité de la pollution dans le milieu marin est qu'elle ne reste pas localisée comme cela peut arriver sur terre. Les substances polluantes se dispersent au grès des vents et des courants. De plus, si elles peuvent passer facilement de la terre vers la mer, la plus grosse part des polluants ne peut pas passer de la mer vers la terre : Ces substances qui arrivent dans le milieu marin y sont piégées.

1-4 Origine des polluants

1- 4-1 Pollution accidentelle et pollution chronique

 La pollution accidentelle provient : en mer de collision, échouage de navire, perte de conteneurs, accidents sur plate-forme de forage, à terre, d'accident dans une usine, d’accident de transport (Beauchamp, 2003).

 La pollution chronique (systématique) est faite de déversements volontaires, ou inconscients, et étalés dans le temps :

En mer rinçage des cuves de pétrolier, des ordures et eaux usées des navires (y compris la navigation de plaisance), déversement volontaire de déchets solides à partir de navire, rejet d'effluents par canalisation immergée à terre, eaux usées des réseaux

d'assainissement et des industries côtières, eaux de ruissellement des terres agricoles, eaux pluviales des zones urbaines et des axes routiers.

1-4-2 Origine continentale (tellurique)

Les polluants sont introduits dans la zone littorale à partir du continent par les rejets d'effluents ou les dépôts de déchets solides sur la côte, par les apports par les fleuves et les eaux de ruissellement en secteur urbain et agricole (eaux pluviales). Les effluents domestiques sont collectés dans les réseaux et conduits dans une station d'épuration, qui réduit mais non supprime leur charge polluante, avant d'être rejetés mais ils peuvent être rejetés sans épuration dans certains cas. Les effluents industriels sont très variés, ils sont collectés par les réseaux d'assainissement ou rejetés directement (Beauchamp, 2003).

Selon le même auteur, du point de vue nature des substances rejetées, il existe trois catégories d'apports : apports à dominante bactérienne: égouts urbains, industries agro-alimentaires, abattoirs, traitement des peaux, élevages industriels... apports à dominante chimique : rejets industriels, canaux et ruissellements très contaminés chimiquement. Apports mixtes: cours d'eau.

1-4-3 Origine marine

Les polluants sont apportés par les courants marins; ils sont introduits au large, par les activités des transports maritimes et les exploitations des fonds marins (plates- formes pétrolières), ou proviennent d'autres zones côtières par l'action des courants littoraux (les polluants, en particulier les P.C.B., rejetés dans la baie de Seine sont transportés le long des côtes de la Manche jusqu'en Mer du Nord) (Beauchamp, 2003).

I -2 Sources des principaux polluants des milieux aquatiques Les activités humaines sont à l’origine de l’émission d’une grande variété de polluants dont la plupart se retrouve finalement dans les milieux aquatiques.

En dehors de points de rejets clairement identifiés (pollution ponctuelle), il existe une pollution issue d’une multitude de petites sources ou de la dispersion à grande échelle de certaines substances (pollution diffuse). Selon leur nature et leur origine, les polluants peuvent concerner des zones géographiques réduites (pollution locale) ou être transportés dans l’eau ou l’atmosphère et contaminer l’ensemble de la planète (pollution globale). La très grande majorité des polluants est entraînée par ruissellement et drainage dans les cours d’eaux et par infiltration dans les nappes souterraines. Lorsqu’ils sont disséminés par le vent, les polluants retombent inévitablement avec les eaux de pluies, parfois à de grandes distances de leur point d’émission.

I-3 Cheminement des polluants dans les milieux aquatiques

Dans les milieux aquatiques, les polluants peuvent suivre différents trajets, plus ou moins longs. Certains polluants sont dégradés très rapidement par des réactions chimiques, sous l’effet de la lumière, ou encore grâce à l’intervention de microorganismes (biodégradation). D’autres polluants, dits persistants, contaminent durablement les milieux aquatiques, soit en restant dans l’eau et surtout dans les sédiments, soit en passant dans les organismes vivants et, dans certains cas, en s’accumulant dans les chaînes alimentaires (bioaccumulation). La capacité d’auto-épuration d’un écosystème aquatique dépend de sa structure physique, de sa composition biologique (nombre d’espèces présentes) et de son, fonctionnement. Celons Lacaze, 1993 il ya quatre principaux modes d’acheminement des polluants vers la mer : 3-1 Les retombées atmosphériques Certaines substances peuvent ainsi être transportées sur des distances considérables, et retombent sur terre ou en mer avec les précipitations.

3-2 Le ruissellement

Toutes les substances (naturelles ou de synthèses) déposées sur les sols sont entraînées par les eaux de pluies, et acheminées jusqu'au milieu marin par les fleuves et les rivières.

3-3 Les rejets par les émissaires

Les eaux usées domestiques et industrielles, collectées et traitées dans les stations d'épuration, sont rejetées dans les rivières ou les mers. Ces traitements, loin d'être parfaits, n'éliminent pas toutes les substances toxiques.

3-4 Les rejets directs

Tous les polluants ont toutes les chances d'arriver dans le milieu marin, directement, ou par l'intermédiaire des rivières et des fleuves. Ils ont également très peu de chance d'en sortir. Les mers et les océans sont les collecteurs universels de toutes les substances polluantes.

I-4 Differents types de pollution

Tableau1 : Principaux types de pollution des eaux continentales, nature de produits polluants et leurs origines, d'après C. Lévêque, Écosystèmes aquatiques (Hachette, 1996). NATURE SOURCES TYPES DE POLLUTION > Physique pollution thermique rejets d'eau chaude centrales thermiques pollution radioactive radio-isotopes installations nucléaires >Matière organique glucides, lipides, effluents domestiques, protides agricoles, agro- alimentaires ammoniac, nitrates élevages et piscicultures > Chimique fertilisants nitrates, phosphates agriculture, lessives métaux et mercure, cadmium, industries, agriculture, métalloïdes plomb, aluminium, pluies acides, arsenic... combustion pesticides insecticides, agriculture, industries herbicides, fongicides organochlorés PCB, solvants industries composées nombreuses industries organiques de molécules synthèse détersifs agents tensio-actifs effluents domestiques hydrocarbures pétrole et dérivés industrie pétrolière, transports > Microbiologique bactéries, virus, effluents urbains et champignons d'élevage

II- Introduction générale sur les métaux lourds Le milieu marin, biotope particulièrement riche, est caractérisé à la fois par une remarquable stabilité de ses propriétés fondamentales et une grande variabilité de ses micro constituants. L’eau de mer contient en solution des combinaisons de tous les éléments chimiques mais seulement certains d’entre eux, au nombre de douze, ont des concentrations égales ou supérieures au mg.L-1. Ces douze éléments majeurs interviennent pour 99,4 % en masse du total de la croûte terrestre (O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg, Ti, H, P et Mn par ordre d’abondance). Les éléments traces, au nombre de 68, ne représentent en masse que 0,6 % du total et sont à des concentrations inférieures à 10-6 M dans l’eau de mer (Miquel, 2001; Neff, 2002). Ces éléments sont engagés dans des réactions biochimiques et contribuent à l’équilibre du milieu marin. Mais l’apport de contaminants métalliques par l’intermédiaire des effluents industriels et de l’atmosphère, des fleuves et de leur estuaire, peut modifier la composition de l’eau de mer qui peut devenir toxique pour les plantes et les animaux. L’étude de l’interaction entre les contaminants et les barrières biologiques est d’un intérêt considérable pour la compréhension des phénomènes écotoxicologiques, particulièrement la bioaccumulation et les transferts à travers les chaînes trophiques. Les processus impliqués sont très complexes et sont influencés par le contaminant (taille molécule, spéciation chimique, etc.), l’organisme récepteur (propriétés membranaires, composition chimique, processus actifs, etc.) et l’environnement intra et extracellulaire (température, pH, etc.).

1- Les métaux en milieu marin

Un métal est un élément chimique, issu le plus souvent d’un minerai doté d’un éclat particulier, bon conducteur de chaleur et d’électricité, ayant des caractéristiques de dureté et de malléabilité, se combinant aisément avec d’autres éléments pour former des alliages utilisés par l’homme depuis l’Antiquité. Si les métaux sont souvent indispensables au déroulement des processus biologiques (oligo-éléments), nombre d’entre eux peuvent s’avérer contaminants pour diverses formes de vie, lorsque leur concentration dépasse un seuil, lui-même fonction de l’état

physico-chimique (spéciation) de l’élément considéré. C’est le cas du Fer (Fe), du Cuivre (Cu), du Zinc (Zn), du Nickel (Ni), du Cobalt (Co), du Vanadium (V), du Sélénium (Se), du Molybdène (Mo), du Manganèse (Mn), du Chrome (Cr), de l’Arsenic (As) et du Titane (Ti) (Miquel, 2001). D’autres ne sont pas nécessaires à la vie et peuvent être même préjudiciables comme le Mercure (Hg), le Plomb (Pb), le Cadmium (Cd) et l’antimoine (Sb) (Chiffoleau et al., 2001). L’appellation « éléments en traces métalliques » (ETM) ou par extension « éléments traces » est communément utilisée pour désigner les éléments métalliques naturels, caractérisés par une masse volumique élevée, supérieure à 5 g.cm-3. Les utilisations des métaux sont multiples et très diversifiées, depuis les additifs de plomb dans les carburants jusqu’aux sels d’argent de l’industrie photographique, au nickel ou au cadmium des batteries d’accumulateurs, au zinc des gouttières ou au chrome des aciers inoxydables, au cuivre de l’industrie électrique ou à l’arsenic des produits phytosanitaires. Les sources de contamination le sont par conséquent aussi. Durant toutes les phases d’élaboration, d’utilisation et/ou de recyclage de ces produits, des métaux sont rejetés dans l’environnement, soit directement dans les eaux continentales ou marines, soit dans l’atmosphère transportés par les vents, associés aux aérosols avant de se déposer par voie sèche ou humide à la surface de la terre ou de l’océan. Ainsi, les métaux traces sont présents dans tous les compartiments de l’environnement, à la fois parce qu’ils sont naturellement présents (sources naturelles) ou parce que certaines activités de l’homme favorisent leur dispersion (source anthropique). Enfin, ils présentent un danger potentiel pour le consommateur de produits marins du fait de leur possibilité de concentration dans les espèces marines, de leur élimination difficile et de leur large répartition dans le milieu aquatique.

2- Situation générale des métaux en Méditerranée Comme son nom l’indique, la Méditerranée est une mer semi-fermée, entourée de trois continents, les apports atmosphériques et telluriques sont donc importants. Sa superficie est de 2,5.1012 m2, alors que son bassin versant représente 1,8.1012 m2. Le rapport des surfaces bassin versant sur mer est donc de 0,7 alors qu’il est de 0,3 pour l’océan mondial. Cet effet du bassin versant reste toutefois inférieur à ce que subit la mer Noire où le rapport des surfaces respectives atteint 4,4. Dans la vingtaine de pays riverains de la Méditerranée sont hébergés près de 400 millions d’habitants, dont 100 millions de résidents sur la zone côtière, recevant 120 millions de visiteurs par an. En conséquence, au lessivage naturel des sols et à l’érosion éolienne, s’ajoutent les apports (ou rejets) liés aux activités industrielles, agricoles et urbaines du bassin versant. De plus, les apports atmosphériques, inclus dans la circulation atmosphérique, peuvent venir de régions extérieures au bassin versant: Europe du Nord et régions sahariennes. Les premières mesures fiables d’éléments traces, réalisées en 1983, ont montré des profils verticaux très différents en Méditerranée de ceux mesurés dans les océans Atlantique et Pacifique (Ruiz-Pino et al., 1990; Ruiz-Pino et al., 1990; Ruiz-Pino et al., 1991). Dans ces deux océans, pour le zinc et le cadmium, par exemple, les profils verticaux s’apparentaient à ceux des éléments nutritifs, à savoir de très faibles concentrations en surface et une augmentation progressive en profondeur. En Méditerranée, ces métaux traces sont plus concentrés dans les couches supérieures que dans les couches inférieures où ils restent en quantité relativement stable. Ces profils particuliers en Méditerranée ont été interprétés par un état non stationnaire, les apports superficiels étant plus forts que le transfert vertical par l’activité biologique et les mouvements hydrologiques. Cette caractéristique a permis aux chercheurs d'analyser avec plus de facilité l'évolution de la concentration des métaux traces (mercure, cadmium, plomb, cuivre et zinc) provenant de l'atmosphère et des rivières: dus pour l'essentiel aux activités humaines.

3- Le cadmium Le cadmium est un élément chimique dont le symbole est Cd. Il possède le numéro atomique 48.

3-1 Propriétés fondamentales

Le cadmium a une grande résistance à la corrosion ; son point de fusion est bas ; il a une bonne conductivité de l’électricité ; ses produits dérivés ont une bonne résistance aux fortes températures ; il présente des caractéristiques chimiques proches de celles du calcium, en particulier le rayon ionique, facilitant ainsi sa pénétration dans les organismes (Borchardt, 1985). Le cadmium est un élément rencontré en milieu aquatique sous diverses formes physiques (dissoute, colloïdale, particulaire) et chimiques (minérale ou organique). Un ensemble de variables physicochimiques du milieu (salinité, pH, potentiel redox, caractéristiques sédimentologiques, nature géochimique des particules, concentration en chlorures) gouvernent les transformations du cadmium dans l’environnement (Gonzalez et al., 1999; Chiffoleau et al., 2001). La distinction entre les trois formes dissoutes, colloïdales et particulaires se fait par filtration et ultrafiltration, dont les seuils sont fixés arbitrairement en fonction de leur taille : - les formes dissoutes (< 1 nm) de cet élément en milieu aquatique sont des espèces libres (Cd2+) et formées par des associations (complexation) de cadmium avec des composés (ligands ou complexant) minéraux ou organiques. Contrairement au mercure, l’ion libre du cadmium se trouve majoritairement dans le milieu. Ainsi, à pH=8, la quasi-totalité du cadmium est présent sous forme Cd2+. Plus la salinité augmente, plus la concentration en Cd2+ diminue (Campbell, 1995). Pour des pH supérieurs à 8, le cadmium précipite avec les carbonates. En zone côtière, lors du mélange des eaux douces avec l’eau de mer, le cadmium forme des complexes très stables avec les chlorures: les chloro-complexes (CdCl2, CdCl+, CdCl3 - et CdCl4. Pour des salinités faibles, c’est l’espèce CdCl+ qui domine, alors qu’en milieu marin, c’est CdCl2 qui est majoritaire (Cossa et Lassus, 1989).

- les formes colloïdales (de 450 à 1 nm) lorsqu’il se fixe à des oxydes de fer, de manganèse, des hydroxydes, des carbonates, des argiles ou de la matière organique colloïdale. - les formes particulaires (> 0,45 μm) se font par intégration du cadmium dans la structure cristalline de minéraux détritiques (bruit de fond géochimique), par liaison à une fraction d’origine organique (carbonates, restes d’organismes, pelotes fécales), par précipitation avec différents fractions minérales (carbonates, phosphates, oxydes et hydroxydes de fer ou de manganèse, sulfures) et par adsorption sur des phases de différentes natures (argiles, matière organique, oxydes et hydroxydes de fer et de manganèse) (Gonzalez et al., 1999) Tableau 2 : Distribution selon la taille de quelques espèces chimiques du cadmium dans les eaux Solution vraie - Ions libres - Complexes inorganiques - Complexes organiques Ex: Cd2+, CdCl+ Colloïdes - Colloïdes minéraux - Complexes organiques de PM élevé - Métal adsorbé Ex: CdCO3, CdS, Cd-Ac. Humiques, Cd adsorbé sur des hydroxydes Particulaires - Précipités inorganiques et organiques - Organismes vivants Ex: Cd adsorbé sur particules, Cd adsorbé par les organismes

3-2 Utilisations Le cadmium est naturellement présent à l’état de traces dans les roches superficielles de l’écorce terrestre, ce qui en fait un élément plus rare que le mercure et le zinc. Il y a deux origines principales de présence de cadmium: - le cadmium primaire est principalement associé au zinc dans les minerais de zinc (blende) (0,01 à0,05%) et donc sous-produit de la métallurgie du zinc qui donne en moyenne 3 kg de cadmium par tonne de zinc. Le cadmium est également présent dans des minerais de plomb et de cuivre ainsi que dans des phosphates naturels (Jordanie, Tunisie). Les usages de cadmium se situent principalement en électricité (accumulateurs), en électronique, en métallurgie (traitement des surfaces par cadmiage) et dans l’industrie des matières plastiques (stabilisateur de polymères) (Ramade, 1992). - le cadmium secondaire est produit par recyclage (accumulateurs Ni/Cd, alliages Cu/Cd, poussières d’aciéries, incinération d’ordures ménagères) représentant des causes de pollution de l’environnement. A l’image du mercure, les combustions des dérivés fossiles du carbone introduisent également ce métal dans l’atmosphère (combustion produits pétroliers et charbon). Aussi, le transport de ce polluant peut couvrir de grandes distances.

3-3 Cycle et sources naturelles et anthropiques

Le cadmium rejeté dans l’atmosphère provient de sources naturelles et anthropiques. Le cadmium présent dans la croûte terrestre peut être dispersé dans l’air par entraînement de particules provenant du sol et parles éruptions volcaniques. Cependant, les activités industrielles telles que le raffinage des métaux non ferreux, la combustion du charbon et des produits pétroliers, les incinérateurs d’ordures ménagères et la métallurgie de l’acier constituent les principales sources de rejet atmosphérique. Dans l’eau, le cadmium provient de l’érosion naturelle, du lessivage des sols (engrais phosphatés) ainsi que des décharges industrielles et du traitement des effluents industriels et des mines (Ramade, 1992).

Figure 1: Cycle géochimique du Cadmium dans l’environnement (COSSA, 1993)

3-4 Propriétés biologiques et toxicité

Contrairement à de nombreux métaux, le cadmium n’a aucun rôle métabolique connu et ne semble pas biologiquement essentiel ou bénéfique au métabolisme des êtres vivants. Il remplace parfois le Zn dans des systèmes enzymatiques carencés en Zn chez le plancton (Price et Morel, 1990; Lane et Morel, 2000). Le cadmium présente des risques chez le consommateur. Même à de faibles concentrations, il tend à s’accumuler dans le cortex rénal sur de très longues périodes (50 ans) où il entraîne une perte anormale de protéines par les urines (protéinurie) et provoque des dysfonctionnements urinaires chez les personnes âgées. Chez l’homme, le phénomène de toxicité aiguë est connu depuis 1950 sous le nom de syndrome d’Itai- Itai défini par l’association d’une insuffisance rénale avec ostéoporose (déminéralisation et fragilisation des os) et ostéomalacie (déminéralisation et déformation des os). Son nom provient des cris poussés par les malades, riziculteurs

âgés de 40 à 60 ans, du bassin de la rivière Jintsu au Japon, intoxiqués par l’eau de boisson et la consommation de riz contaminés par les rejets d’une usine de métaux non ferreux. Le JECFA (Joint Expert Comittee for Food Additives) comité mixte FAO/OMS, a recommandé chez l’homme une dose hebdomadaire tolérable (DHT) de 7 μg de cadmium par kilogramme de poids corporel et par semaine. Il faut noter que, outre la boisson et la nourriture, le tabagisme est une source importante de cadmium notée dans toutes les études épidémiologiques. De la même façon que pour le mercure, le règlement (CE) n° 466/2001 fixe les quantités maximales de cadmium dans les denrées alimentaires (1mg.kg-1 poids humide). Cependant, il ne présente pas de toxicité aiguë pour les organismes marins à des concentrations susceptibles d’être rencontrées dans le milieu. Au niveau sublétal1, des concentrations de 0,05 à 1,2 μg.L- 1 peuvent provoquer des effets physiologiques (anomalies dans le développement embryonnaire et larvaire chez mollusques bivalves) et des inhibitions de croissance (Chiffoleau et al.,2001).

4- Le cuivre

4- 1 Propriétés fondamentales Le cuivre est indispensable au métabolisme des êtres vivants (oligo-éléments). L’ion Cu2+ forme de nombreux complexes stables avec des ligands minéraux, comme les chlorures ou l’ammonium, ou avec des ligands organiques (Atsdr, 1990; Dameron et Howe, 1998). Dans les milieux aqueux, le comportement du cuivre est influencé par de nombreux processus: - complexation avec des ligands organiques (surtout sur les groupes -NH2 et -SH, et dans une moindre mesure sur le groupe -OH) ou minéraux. - adsorption sur des oxydes métalliques, des argiles ou des matières organiques particulaires. - bioaccumulation, présence de cations de compétition (Ca2+, Fe2+, Mg2+), présence des sels (OH-, S2-,PO43-, CO32-). - échange entre les sédiments et l’eau (Atsdr, 1990; Dameron et Howe, 1998).

L’oxyde cuivreux Cu2O est insoluble dans l’eau alors que les formes CuSO4, Cu(OH)2 et CuCl2 le sont. La majorité du cuivre rejeté dans l’eau est sous forme particulaire et tend à se déposer, à précipiter ou à s’adsorber à la matière organique, au fer hydraté, aux oxydes de manganèse ou aux argiles. Dans l’eau, le cuivre particulaire représenterait de 40 à 90 % du cuivre (ATSDR, 1990). Après introduction du cuivre dans le milieu aquatique, l’équilibre chimique est généralement atteint en 24 heures.

4-2 Utilisations

Le cuivre existe à l’état natif et est extrait d’une grande variété de minerais. Il se rencontre surtout sous forme de sulfures CuS et Cu2S dans la tétrahédrite et l’énargite, et sous forme d’oxydes. Le minerai le plus important est la chalcopyrite. La teneur en cuivre dans les minerais varie de 0,5 à 5 %. Elle est de 0,01 % dans les roches volcaniques et de 0,0055 % dans les roches cristallines. Le cuivre est principalement produit par broyage de minerais sulfurés, enrichissement par flottation ou par lessivage acide des minerais oxydés suivi d’une fusion et d’un raffinage électrolytique ou thermique. Le cuivre est l’un des métaux les plus employés à cause de ses propriétés physiques et de sa conductibilité électrique et thermique. Il est utilisé dans la métallurgie, dans la fabrication des alliages de bronze (avecétain), de laiton (avec zinc) ou de joaillerie (avec or et argent). Il est très largement employé dans la fabrication de matériels électriques (fils, enroulements de moteurs, transformeurs), dans la plomberie, dans les équipements industriels, dans l’automobile et en chaudronnerie. L’acétate de cuivre est utilisé comme catalyseur, notamment dans la fabrication de caoutchouc, comme pigments pour les céramiques et les teintures, comme fongicide et comme insecticide. Le chlorure cuivrique est employé comme catalyseur, agent désodorisant, désulfurant ou purifiant, fixateurs pour la photographie. Il est utilisé pour la production de couleurs dans les compositions pyrotechniques ou encore pour la conservation du bois et le raffinage des métaux. Aussi, le sulfate de cuivre anhydre est utilisé en analyse pour la détection et l’élimination de traces d’eau provenant des alcools. La forme hydratée est utilisée comme fongicide agricole, bactéricide et

herbicides. Il entre dans la composition de la bouillie bordelaise utilisée pour le traitement des vignes.

4-3 Cycle et sources naturelles et anthropiques

Le cuivre est présent dans l’environnement de manière ubiquiste. Sa concentration dans l’écorce terrestre est estimée à environ 70 mg.kg-1. Le transport par le vent des poussières de sol, les éruptions volcaniques, les décompositions végétales, les feux de forêts et les aérosols marins constituent les principales sources naturelles d’exposition. Les principales sources anthropiques sont l’industrie du cuivre et des métaux en général, l’industrie du bois, l’incinération d’ordures ménagères, la combustion de charbon, d’huile et d’essence et la fabrication de fertilisants (phosphate). Le milieu environnemental le plus exposé au cuivre est le sol: 97 % du cuivre libéré dans l’environnement s’y retrouve contre seulement 3 % dans les eaux et 0,04 % dans l’air (Atsdr, 1990). La contamination des sols est due principalement aux scories d’extraction et de broyage des minerais de cuivre, les boues des usines de traitement des eaux usées, les déchets de la galvanoplastie, l’industrie du fer et de l’acier. Dans les eaux, le cuivre provient pour la majeure partie de l’érosion des sols par les cours d’eau (68 %), de la contamination par le sulfate de cuivre (13 %) et des rejets d’eaux usées qui contiennent encore du cuivre, même après traitement. La viticulture, principale monoculture dans la région méditerranéenne constitue une source potentielle de pollution métallique. Divers fongicides à base de cuivre sont, par exemple, largement utilisés pour protéger la vigne. De surcroît, en zone Méditerranéenne, l'importance du ruissellement et de l'érosion sont susceptibles d'accroître les transferts vers les eaux superficielles des produits phytosanitaires issus du traitement de la vigne, le cuivre inclus. Par conséquent, ce métal, connu pour son effet fongicide sur les végétaux, se retrouve présent dans l’écosystème aquatique récepteur et peut être à l’origine de perturbations au niveau des populations phytoplanctoniques.

4-4 Propriétés biologiques et toxicité Le cuivre est un élément essentiel chez l’homme et l’animal. Il est impliqué dans de nombreuses voies métaboliques, notamment pour la formation d’hémoglobine et la maturation des polynucléaires neutrophiles. De plus, il est un cofacteur spécifique de nombreuses enzymes et métalloprotéines de structure intervenant dans un métabolisme oxydatif, la respiration cellulaire, la pigmentation (OMS-IPCS, 1998). Il a une importance capitale dans l’entretien des processus biologiques. Chez les mollusques, le sang renferme un pigment respiratoire à base de cuivre, l’hémocyanine. La toxicité vis à vis des organismes marins dépend de la forme chimique du cuivre et de son état d’oxydation. En particulier, la concentration létale en 48 h pour 50 % des larves d’huîtres plates serait de 1 à 3 μg.L-1 et des inhibitions de croissance du phytoplancton se produisent à partir de 4 μg.L-1. Les caractéristiques physico-chimiques du milieu (pH, dureté, teneurs en autres inorganiques) agissent sur le degré de dissociation entre les formes métalliques et ioniques. Le cuivre complexé est moins toxique que le cuivre à l’état ionique.

5- Le plomb

Le plomb est un métal dense, gris bleuté mou, malléable et flexible de masse atomique 207.21 et numéro atomique Z=82, sa conductivité électrique est faible, il appartient au groupe 14 du tableau périodique des éléments. Il possède 20 isotopes dont 16 sont radioactifs, les isotopes naturels sont quatre et non radioactifs : Pb204, Pb206, Pb207, Pb208 qui sont les produits définitifs de la décomposition radioactive de l’uranium, de l’actinium et de thorium respectivement. Le plomb est un élément naturel très réactif dans l’environnement. L’atmosphère est son principal vecteur vers l’océan (IFREMER, 1993).

5-1 Propriétés fondamentales Le plomb existe sous trois formes essentielles: le plomb dissous, le plomb colloïdal et le plomb particulaire: - Sous forme dissoute, les espèces dominantes dans l’eau de mer sont PbCO3, PbCl2 ou PbCl+. Cette répartition ne prend pas en compte la matière organique dissoute et le

fait que le plomb, dans l’eau de mer, se trouverait essentiellement sous forme de complexes organiques labiles. De même que pour le mercure, le plomb peut-être méthylé par les bactéries dans les sédiments, mais ce phénomène revêt une moindre importance. - Aussi, le plomb présente une forte affinité pour la matière particulaire. A peine 10 % du plomb se trouve sous cette forme dans l’océan. L’adsorption du plomb sur la matière particulaire est fonction du pH et augmente avec ce dernier

5-1 Utilisations

Le plomb est très souvent associé au zinc dans les minerais mais aussi à de nombreux autres éléments: Fe, Cu, Cd, Bi, Sb, Ge, As, Ag, Au qui sont en grande partie (sauf Fe) récupérés lors des opérations métallurgiques. Les minerais mixtes Pb- Zn représentent 70 % de la production minière de plomb, les minerais de plomb en représentent 20 %, et 10 % de la production de plomb proviennent d’une coproduction lors du traitement du minerais de cuivre, de zinc ou d’autres métaux. Le principal minerai du plomb est la galène (PbS) très souvent associé à la blende et à la pyrite (Chiffoleau et al., 2001). L’utilisation du plomb est directement liée à la métallurgie. Avec deux pics notables: sous l’empire romain pour la production de la monnaie, les canalisations et la vaisselle ; et pendant la révolution industrielle pour l’industrie, l’imprimerie, les peintures et les carburants automobiles. Cette dernière utilisation qui consistait à ajouter du plomb à l’essence comme antidétonant est aujourd’hui prohibée (Miquel, 2001). Depuis décembre 1991, il n’y a plus de production minière en France. Par contre, plus de 90 % du plomb utilisé dans les batteries sont récupérés.

5-2 Cycle et sources naturelles et anthropiques Dans l’air, les émissions de plomb provenant de poussières volcaniques véhiculées par le vent sont reconnues d’importance mineure. Les rejets atmosphériques sont principalement anthropiques. De nombreux auteurs ont mis en évidence une augmentation d’un facteur 20, au cours des deux derniers siècles, des concentrations en plomb dans les glaces polaires

ayant intégré la retombée atmosphérique (Murozumi et al., 1969; Boutron et Patterson, 1983). Cette augmentation est en relation avec l’accroissement des émissions anthropiques. Les apports de plomb à l’océan se font majoritairement par voie atmosphérique, la source principale étant encore à l’heure actuelle la combustion des carburants automobiles. Les teneurs dans les eaux côtières sont à peine plus élevées qu’en zone océanique à cause de l’ampleur de l’enlèvement dans les zones où les concentrations en matières en suspension sont fortes. Des eaux côtières, dont les teneurs sont inférieures à 50 ng.L-1 peuvent être considérées comme non contaminées. Dans les sédiments, le plomb peut être remis en solution par dégradation aérobie de la matière organique particulaire à laquelle il est associé. Cette solubilisation s’observe également en subsurface par dissolution des oxydes de fer et de manganèse (Marchand et Kantin, 1997).

Figure 2: Cycle biogéochimique du plomb dans l’environnement (COSSA, 1993)

5-3 Propriétés biologiques et toxicité Les doses létales du plomb, sous la forme de sel minéral, sont souvent supérieures à sa limite de solubilité dans l’eau de mer, c’est à dire 4 mg.L-1. Le plomb inorganique peut donc être considéré comme toxique (concentration létale de 1 à 10 mg.L-1) ou modérément toxique (concentration létale de 10 à 100 mg.L-1). Les teneurs létales en plomb tétralkylé sont en revanche beaucoup plus faibles: les CL50 96 heures sont en effet généralement inférieures à 1 mg.L-1, c’est à dire que cette forme va de très toxique à extrêmement toxique (Marchand et Kantin, 1997). Le seuil de qualité sanitaire réglementaire est de 1,5 mg.kg-1 (p.h) du règlement européen CE 221/2002. Des effets sur la croissance de certaines espèces phytoplanctoniques ont été enregistrés à partir de 0,5 μg.L1. Les invertébrés marins aux stades embryonnaires sont plus sensibles que les adultes. Ainsi, la concentration inhibitrice du développement embryonnaire de la moule (Mytilus galloprovincialis) est d’environ 500 μg.L-1 ; de plus, à cette concentration, un grand nombre de larves sont anormales. L’effet toxique du plomb peut se traduire par une compétition avec des métaux essentiels. Ses principaux organes cibles sont le système nerveux, les reins et le sang. Cette maladie se caractérise par une anémie et une perturbation du métabolisme par compétition avec les ions Ca2+.

6- Le zinc

Le zinc est un métal ductile, bleu-gris. Il réagit avec les bases et les acides. Il ternit au contact de l'air. Sa densité 7.14 et sa température de fusion est de l’ordre de 419°C, alors que sa température d’ébullition est de 907°C. En solution aqueuse,

6-1 Propriétés fondamentales

Le zinc est indispensable au métabolisme des êtres vivants (oligo-éléments) ; en particulier comme coenzyme. Le zinc existe dans l’eau de mer sous diverses formes: ion hydraté (Zn(H2O)2+ n), zinc complexé par les ligands organiques (acides fulviques et humiques) et zinc adsorbé sur de la matière solide.

6-2 Utilisations

Le zinc est présent dans l’écorce terrestre, souvent associé au plomb et au cadmium dans les minerais, avec une teneur variant de 4 à 20 %. Le minerai principal est la blende, sulfure de zinc (ZnS). Il est produit principalement suivant un procédé hydrométallurgique ou encore pyrométallurgique. Le zinc est principalement utilisé pour les revêtements de protection des métaux contre la corrosion (galvanoplastie, métallisation, traitement par immersion). Il entre dans la composition de divers alliages (laiton, bronze, alliages légers). Il est utilisé dans la construction immobilière, les équipements pour l’automobile, les chemins de fer et dans la fabrication de produits laminés ou formés. Il constitue un intermédiaire dans la fabrication d’autres composés et sert d’agent réducteur en chimie organique et de réactif en chimie analytique.

6-3 Cycle et sources naturelles et anthropiques

Le zinc principalement sous forme de sulfure (blende) est assez uniformément distribué dans les roches magmatiques (40 à 120 mg.kg-1). Sa concentration est un peu plus élevée dans les sédiments argileux (80 à 120 mg.kg-1) et les schistes alors qu’elle est plus faible dans les roches mères sableuses. Il entre naturellement dans l’atmosphère à partir du transport par le vent de particules du sol, des éruptions volcaniques, des feux de forêts et d’émission d’aérosols marins. Les apports anthropiques de zinc dans l’environnement résultent des sources minières industrielles (traitement minerai, raffinages, galvanisation du fer, gouttières de toitures, piles électriques, pigments, matières plastiques, caoutchouc), des épandages agricoles (alimentation animaux, lisiers) et des activités urbaines (trafic routier, incinération ordures). Dans les zones portuaires, le zinc est introduit à partir de la dissolution des anodes destinées à la protection des coques de bateaux contre la corrosion, et est contenu dans certaines peintures antisalissures.

6-4 Propriétés biologiques et toxicité

Comme le cuivre, le zinc est un métal essentiel, nécessaire, à la vie d’un grand nombre d’organismes, en quantité généralement faible. Le zinc est l’un des oligo- éléments les plus abondants chez l’homme (besoins 15 mg.jour-1). Il intervient au niveau de la croissance, du développement osseux et cérébral, de la reproduction, du développement foetal, du goût et de l’odorat, des fonctions immunitaires et de la cicatrisation des blessures (NAS/NRC, 1989). Sa toxicité pour les organismes aquatiques n’en fait pas un contaminant prioritaire, bien qu’il s’agisse, à de fortes concentrations, sur la reproduction des huîtres et la croissance des larves. 7- Processus physiologiques de bioaccumulation des métaux La bioaccumulation est le processus par lequel un organisme vivant absorbe une substance à une vitesse plus grande que celle avec laquelle il l’excrète ou la métabolise. Elle désigne donc la somme des absorptions d’un élément par voie directe et alimentaire par les espèces animales aquatiques ou terrestres (Ramade, 1992). Face à la complexité et l’immensité des problèmes écotoxicologiques, il semble impératif de s’occuper séparément des mécanismes d’accumulation et du transfert des contaminants. Les termes de transfert et d’accumulation sont fortement liés. Le premier représente un changement d’état du second. Les transferts représentent le flux de contaminants entre les différents compartiments abiotiques et biotiques et l’accumulation représente la quantité stockée dans chacun des compartiments. La bioaccumulation est donc le résultat des processus par lesquels le contaminant entre dans l’organisme et des processus de décontamination, une combinaison des mécanismes d’excrétion vers l’environnement et de biotransformation endogène (Ribeyre et Boudou, 1989). La bioconcentration est un cas particulier de bioaccumulation. Elle est définie comme le processus par lequel une substance (ou un élément) se trouve présent dans un organisme vivant à une concentration supérieure à celle de son milieu environnant. C’est donc l’accroissement direct de la concentration d’un contaminant lorsqu’il passe de l’eau à un organisme aquatique. Le facteur de concentration (FBC) peut être défini comme une constante issue du rapport de la concentration d’un élément dans un

organisme en état d’équilibre à sa concentration dans le biotope (Veith et al., 1979; Ramade, 1992). La bioamplification est le processus par lequel le prédateur concentre une substance (ou un élément) à un niveau supérieur à celui où il se trouve dans la proie. Ainsi, le concept de bioaccumulation résulte de la balance nette des processus de capture, de stockage et d’excrétion d’une substance dans un organisme, due à une exposition dans l’eau, la nourriture, le sédiment et l’air (Neff, 2002). La bioaccumulation, phénomène capital au niveau de l’organisme, est exprimée par la différence entre la quantité de métaux qui pénètre au travers des barrières biologiques et celle qui est éliminée vers le milieu extérieur (processus d’excrétion). Pénétration, stockage dans les organes cibles et élimination seront sous la dépendance des facteurs abiotiques du milieu, de la nature du contaminant et des caractéristiques physiologiques et biochimiques de l’organisme ou de l’espèce considérée. La bioaccumulation ou bioconcentration caractéristique des organismes aquatiques traduisant le fait que les concentrations dans les espèces supérieures à celles mesurées dans les eaux où elles évoluent, c’est donc la possibilité pour une espèce donnée de concentrer un toxique donné à partir du milieu extérieur. Ces substances non biodégradables vont se concentrér le long des divers maillons de la chaîne trophique. Les concentrations maximales se retrouvent chez les grands prédateurs (Poissons, Mammifères marins, Homme) ou chez les mollusques filtreurs comme les moules (Boutiba, 2004).

La biomagnification ou bioamplification ou magnification écologique d’un toxique : c’est une concentration d’un toxique après consommation du plus petit organisme de la chaîne par le plus grand ; il s’agit dans ce cas de la possibilité pour un toxique d’être cumulé par une chaîne trophique. Si le toxique n’est pas dégradé ou éliminé, il va s’accumuler de plus en plus au niveau de chaque maillon de la chaîne alimentaire (Boutiba, 2004).

D’après Asso (1982), la bioaccumulation regroupe la biomagnification ainsi que les phénomènes de contamination directe de l’animal à partir du milieu extérieur.

8- Mécanisme de capture des métaux

Pendant tout processus physiologique d’échange avec le milieu environnant, les molécules exogènes pénètrent à travers les barrières biologiques séparant l’environnement interne de l’organisme du milieu externe. Quand la contamination se fait, ces barrières (cutanées et respiratoires pour la contamination directe, et intestinale pour la contamination trophique) montrent des propriétés biologiques liées à leur structure et aux conditions physico-chimiques de l’environnement (température, pH, électrolytes, etc.). La membrane plasmique est la structure primaire impliquée dans ces processus (Luoma, 1983). Les métaux traces sont piégés par les organismes aquatiques par deux voies principales, à partir de l’eau (voie directe) et à partir de la nourriture (voie trophique). La pénétration des métaux traces nécessite donc le franchissement de structures biologiques spécifiques comme le revêtement extérieur et surtout l’épithélium branchial pour les contaminants présents dans l’eau, et l’ensemble du tractus digestif pour les métaux associés aux particules ou contenus dans les proies ingérées. Toutes ces voies sont possibles pour un même métal et leur importance relative est fonction de la forme chimique sous laquelle le métal est dans le milieu. C’est la coexistence de ces mécanismes et la dynamique de la spéciation qui rend si complexe la notion de biodisponibilité. Les caractéristiques de l’interface Environnement - Organisme ont une influence importante sur la forme métallique accumulée. Cette interface est une membrane lipidique, non polaire, imprégnée de molécules qui vont intervenir dans le transport de substances polaires essentielles à travers la membrane.

9- Capture des métaux en solution

Les organismes aquatiques baignent dans des solutions où les concentrations en métaux traces varient du ng.L-1 dans l’océan ouvert, à des niveaux approchant le μg.L-1 dans les zones côtières. La capture, par la surface perméable, de beaucoup de ces métaux traces en solution se fait généralement par diffusion passive ne requièrant aucune dépense

d’énergie (Luoma, 1983; Phillips et Rainbow, 1994; Anandraj et al., 2002). Ainsi, les formes métalliques liposolubles ou à polarité réduite (ex. HgCl2, CH3HgCl, etc.), peuvent traverser la membrane via la diffusion. Cette diffusion passive peut être facilitée (diffusion par gradients de concentration, déplacement dans un champ électrique, présence de solvants, transport par canaux spécifiques aux cations essentiels) en utilisant des protéines de transports associées à la membrane. Les processus digestifs jouent aussi un rôle important dans la détermination de capture à partir de la nourriture et de l’eau ingérée (Tran et al., 2002). Le clivage enzymatique des protéines pourrait faciliter l’assimilation si les métaux sont transportés avec les acides aminés. Le pH est probablement le facteur le plus important dans le tractus digestif. La concentration de l’ion libre métallique a une grande importance dans le contrôle de la capture métallique à partir des solutions. Le métal sous forme d’ion libre a été proposé comme l’espèce métallique dissoute la plus biodisponible (Campbell, 1995).

10- Capture des métaux associés aux particules

Les particules présentes dans les eaux naturelles peuvent être inorganiques ou organiques et les métaux se lient avec chacune de ces fractions par mécanismes variés. La capture directe des métaux à partir d’une particule nécessite toujours l’ingestion de celle-ci et son piégeage à partir du tractus alimentaire. D’autres cheminements ne nécessitant pas l’ingestion existent, comme la pinocytose dans les branchies (Phillips et Rainbow, 1994). Les processus de digestion qui relâchent les éléments de la particule matrice sont toujours nécessaires après l’entrée des métaux dans le tractus alimentaire. En effet, la biodisponibilité des métaux ingérés dans la nourriture solide dépend des processus de digestion du consommateur et de la concentration et nature chimique du métal dans la nourriture. Ceux-ci varient beaucoup selon le pH digestif et selon l’activité des enzymes digestives en relation avec les substrats présents dans la nourriture.

11- Mécanisme d’excrétion des métaux

Parallèlement aux étapes de pénétration et de répartition des contaminants au sein de l’organisme, de nombreux mécanismes physiologiques et biochimiques contribuent à les éliminer. Tous les organismes aquatiques piègent des métaux en quantités importantes mais pour beaucoup d’espèces, l’excrétion des métaux accumulés n’est pas négligeable. Les quatre processus principaux sont: la défécation, la perte via la surface perméable, la désorption passive et les granules d’expulsion (Phillips et Rainbow, 1994). L’organe d’excrétion des métaux est le rein. Les métaux stockés dans les granules peuvent être perdus à travers le tractus alimentaire (Rainbow, 1990; Wang et Fisher, 1997).

12- La pollution en Méditerranée Face aux perspectives de la croissance industrielle sur le pourtour de la Méditerranée, de nombreux experts ont posé le problème de la capacité de cette mer à résister aux agressions. En effet, de tout temps, la mer a joué le rôle de réceptacle des déchets de l’Homme. Si pendant longtemps son pouvoir auto-épurateur a permis l’absorption des déchets urbains et agricoles que les Sociétés non industrialisées ‘rejetaient dans la Méditerranée, il n’en va plus de même depuis une vingtaine d‘années, et les polluants contenus dans les déchets des nouvelles activités ne peuvent plus être complètement réduits, soit / en raison de leur quantité, soit en raison de leur composition (dégradation lente ou nulle) (Becam, 1974). Selon le même auteur, l’action réelle des polluants est encore mal connue. On constate néanmoins en une trentaine d‘années, une régression de la vie animale et végétale en bordure du littoral.

Tableau 3: sources et effets des principales pollutions marines dans la mer Méditerranée (IOPR, 1996). Type de polluant Sources principales Effet environnemental Effet sur les ressources vivantes Déchets organiques Rejets d’eaux usées Pollution des zones de Maladies humaines dont la pouvant être pathogènes domestiques non traitées baignade des eaux côtières et typhoïde, des infections ou partiellement traitées, des baies ; dépôts organiques des yeux et de la peau, la dans les rivières, les dans les baies et les fonds poliomyélite, le choléra et estuaires ou la mer ; marins, y compris les prairies l’hépatite A ; quelque contribution des de phanérogames, contamination des rejets agricoles et eaux augmentation de la turbidité, coquillages. usées industrielles. réduction du taux d’oxygène dans l’eau ; dégradation des zones humides et de la végétation submergées. Excès de sels nutritifs, Ruissellement agricoles Eutrophisation des lagons, des Mort de la vie aquatique dont les phosphates et les (engrais) et eaux usées baies et des golfes semi-fermes par manque d’oxygène nitraets. domestique (détergents) qui se manifeste souvent par dans l’eau, dermites par rejettes dans les rivières, une croissance excessive contrat avec des algues les estuaires et la mer. d’algue ; salissure des plages toxiques (en faibles par les algues en proportions, les sels décomposition nutritifs peuvent être favorables aux poissons. Industries chimiques Rejets d’eaux usées Hautes concentrations locales Accumulation de mercure (métaux lourds, chimie industrielles non ou dans les sédiments et l’eau en dans les coquillages, les organique) partiellement traitées mer. poissons, les mammifères dans les rivières, les marins (venant d’industries estuaires et la mer ; produisant des chlorures quelques contribution d’alkyles ou de source des eaux usées naturelle), cadmium domestique, des rejets (venant des électrolyses ou industriels dans l’air sur d’autres métaux et le plateau continental. composes chimiques organique persistants ; risques potentiels pour les consommateurs humains.

Pesticides et autres Ruissellements agricoles Pollution des eaux côtières et Accumulation de DDT et produits chimiques dans les rivières et les des baies ; dépôts organiques d’autres composes agricoles estuaires, quelques dans les baies et des fonds organiques persistants dans apports des retombées de marins, y compris les prairies les poissons, les oiseaux et poussières aériennes. de phanérogames ; dégradation les mammifères causant des zones humides et de la des dommage aux oiseaux végétation submergées. et aux poissons prédateurs, ainsi qu’au humains en raison de la concentration locale des organophosphates. Hydrocarbures Rejets des bateaux et des Nappes d’huile sur l’eau, Goudron sur la peau des complexes pétroliers boules de goudron sur les baigneurs, atteinte des côtiers, quelques apports plages organismes marins poissons et des d’origines industrielles et souilles, goudron sur les mammifères marins, mort urbaines par les rivières, bateaux ou toute autre surface. des oiseaux de mer. le ruissellement urbain et les rejets directs Déchets, dont les Décharges côtières, rejets Décharges flottants ou en Mort des poissons, des plastiques, les débris de bateaux, rejets locaux suspension dans l’eau ; tortues, des oiseaux et des flottants et les matériaux sur les côtes par les accumulation de déchets mammifères marins par organiques touristes et les résidents inesthétiques sur les plages et ingestion et étranglement. quelques apports de dans les ports ; entraves aux l’agriculture et de la installations de production pêche. d’énergie et de désalinisation. Vases et déchets en Erosion des sols Envasement des logons et des Diminution de la suspension. agricoles, des zones eaux côtières ; augmentation de productivité des zones déforestées et des soles la turbidité ; du niveau de humides, des lagons et des riches en métaux. mercure et d’autres métaux deltas ; accumulation de prés des zones d’apports. mercure dans les poissons avec des risques pour la santé des gros consommateurs de poissons

III- Recensements des sources implantées sur le littoral Ouest Algérien Plusieurs sont Les sources de pollution marine au niveau de cette zone, on peut citer : L’usine d’électrolyse de zinc de Ghazaouet :

Cette usine utilise de l’eau de mer pour le refroidissement des installations de fabrication de l’acide sulfurique et de certaines installations de la centrale thermique de l’usine. L’eau, qui a servi aux différents usages est directement rejetée en mer, elle a un débit de 2500 m3/h, (Bakalem, 1980). Les rejets de ces eaux sont responsables de l’apparition d’une pollution thermique et chimique dans ce milieu.

La cimenterie de Béni-Saf. La zone industrielle d’Arzew (Z.I.A) :

Elle regroupe des industries de liquéfaction de gaz naturel (GNL), des industries pétrochimiques, des petites unités industrielles et une importante zone de support logistique, elle occupe la portion littorale du golfe d’Arzew entre la ville d’Arzew et Mers el Hadjadj (environ 12 Km).cette zone industrielle utilise l’eau de mer pour la réfrigération des unités de liquéfaction du gaz naturel et du complexe d’ammoniac. La masse d’eau de mer utilisée par cette zone est de 13 millions de m3/j (Bakalem, 1980). Toutes ces eaux usées qui sont rejetées dans le golfe d’Arzew sont responsables de la création de nombreuses pollution : (pollution physique, pollution chimique, pollution organique, pollution thermique, pollution métallique et pollution par les hydrocarbures)

Au niveau de Mostaganem plusieurs complexes sont implantés :

La CELPAP : Entreprise Nationale de la Cellulose et du Papier, située en bordure du golfe. L’ENASUCRE : Entreprise Nationale de Sucre, située dans la partie ouest de la ville, sur la route nationale d’Oran Mostaganem. La SAAC : Société Algérienne d’Accumulateurs (unité de fabrication des accumulateurs à plomb), située dans la partie Sud-est de la ville.

Les rejets non traités se font directement en mer de ces complexes auxquels s’ajoutent les rapports telluriques provenant des complexes à l’intérieur du pays (complexe de papier Saida, complexe téléphone Tlemcen, industrie du textile Tlemcen, industrie agro-alimentaire, agriculture Mascara, etc…(Nabi et Aouaragh, 1992).

PARTIE II Biologie de l’espèce

I- Généralités Le nom vernaculaire de mulet (également appelé mule ou muge) désigne plusieurs espèces de poissons essentiellement dans la famille des Mugilidés, mais aussi des familles Cyprinidés, Lebiasinidés ou Polynemidés . Souvent rassemblés en bancs, entre deux eaux ou près de la surface, ils longent les calanques et les plages pour séjourner enfin dans un port ou dans les eaux saumâtres d'un estuaire. Ce sont de remarquables nageurs, leur puissante nageoire caudale leur permet d'atteindre de bonnes vitesses de pointe et d'effectuer des sauts de plusieurs mètres hors de l'eau. Les espèces sont réputées herbivores, ce qui est effectivement leur caractère principal. Les Muges se rapprochent du fond où ils broutent la végétation et la vase pour en extraire les matières organiques nutritives. Mais malgré leur espace buccal très réduit, certaines espèces se nourrissent aussi de petits poissons et d’invertébrés. La famille des Mugilidés compte plus de 100 espèces dans le monde :

Famille Mugilidae

o genre Agonostomus

. Agonostomus catalai France Mulet comoro . Agonostomus monticola France Mulet de fleuve . Agonostomus monticola Martinique Mulet . Agonostomus telfairii France Mulet enchanteur o genre Erectus Charentus

. Chaenomugil proboscideus France Mulet foutré o genre Chelon

. Chelon bispinosus France Mulet des îles du Cap Vert . Chelon labrosus France Mulet labeon chaluc, Mulet labeon lippu, Mulet lippu ou Mulet à grosses lèvres o genre Crenimugil

. Crenimugil crenilabis France Mulet boxeur . Crenimugil crenilabis Seychelles Mulet ordinaire o genre Joturus

. Joturus pichardi France Mulet bobo o genre Liza

. Liza alata France Mulet diamant . Liza alata Polynésie française Mulet ailé . Liza aurata France Mulet, Mulet doré ou Mulet à tête fine . Liza aurata Mauritanie Mulet doré . Liza carinata France Mulet caréné . Liza dumerili France Mulet bouri . Liza dumerili Sénégal Mulet . Liza falcipinnis France Mulet à grandes nageoires . Liza falcipinnis Gabon Mulet . Liza falcipinnis Sénégal Mulet . Liza grandisquamis France Mulet écailleux . Liza grandisquamis Sénégal Mulet à grandes écailles . Liza grandisquamis Togo Mulet . Liza macrolepis France Mulet à grandes écailles . Liza macrolepis Nouvelle-Calédonie Mulet lunette ou Mulet à grandes écailles . Liza macrolepis Seychelles Mulet rond . Liza melinoptera France Mulet otomebora . Liza parmata Seychelles Mulet . Liza parsia France Mulet joue d'or . Liza ramado France Mulet, Mulet blanc, Mulet calusse, Mulet capiton ou Mulet porc . Liza richardsonii France Mulet sudafricain . Liza saliens France Mulet sauteur . Liza subviridis France Mulet dos vert . Liza tade France Mulet tade . Liza vaigiensis Djibouti Mulet mopiro . Liza vaigiensis France Mulet mopiro . Liza vaigiensis Nouvelle-Calédonie Mulet à queue carrée o genre Mugil

. Mugil bananensis France Mulet banane . Mugil capurrii France Mulet sauteur d'Afrique . Mugil capurrii Mauritanie Mulet noir . Mugil cephalus France Mulet, Mulet cabot, Mulet à grosse tête ou Mulet-cabot . Mugil cephalus Guyane Mulet cabot . Mugil cephalus Maurice Mulet voilé . Mugil cephalus Mauritanie Mulet jaune . Mugil cephalus Mozambique Mulet cabot . Mugil cephalus Polynésie française Mulet cabot

. Mugil cephalus Réunion Mulet ou Mulet cabot . Mugil cephalus Sénégal Mulet ou Mulet jeune . Mugil curema France Mulet blanc . Mugil curema France Mulet curème . Mugil curema Guadeloupe Mulet de mer . Mugil curema Guyane Mulet . Mugil curema Martinique Mulet . Mugil curema Porto Rico Mulet . Mugil curvidens France Mulet mignon . Mugil hospes France Mulet hospe . Mugil incilis France Mulet parassi . Mugil incilis Guadeloupe Mulet prassi . Mugil incilis Martinique Mulet prassi . Mugil liza France Mulet lébranche . Mugil rammelsbergii France Mulet . Mugil setosus France Mulet lesète . Mugil trichodon Guadeloupe Mulet éventail . Mugil trichodon Martinique Mulet éventail

Quelques unes d'entre elles fréquentent les eaux de la Méditerranée

Mugil cephalus Linnaeus, 1758 - mulet cabot

Mugil capito Cuvier, 1829 Liza ramada (Thomson, 1986) - mulet capiton (ou ramada)

Mugil auratus Risso 1810 Liza aurata (Risso, 1810) - mulet doré Le Muge labéon (Oedalechilus labeo)

Mugil chelo Cuvier, 1829 Chelon labrosus (Cuvier, 1758) - mulet lippu ou mulet à grosses lèvres

Mugil saliens Risso, 1810 Liza saliens (Risso, 1810)

II - Biologie de l’espèce

1-Mugil cephalus (Linné 1758)

Les espèces de ce genre se reconnaissent aisément, car le tissu adipeux recouvre la plus grande partie de la pupille. On note également la présence d’une écaille pectorale axillaire bien développée, (généralement plus de 30% de la longueur des pectorales).

Classification Embranchement : CORDES Classe : OSTEICHTYENS Sous-classe : ACTINOPTERYGIENS Infra-classe : TELEOSTEENS Ordre : PERCIFORMES Sous-ordre : MUGILOIDES Famille : MUGILIDES Genre : Mugil Espèce : cephalus (Linné, 1758) Noms vernaculaires : Bourri

Nom d'espèces : Mugil Cephalus Linné, 1758

Dans la Grande-Bretagne est nommé : Flathead Grey Mullet dans la France est nomme : Muge cabot et Mulet a grosse tète, Mulet cabot, on Itali Cefalo, et on Espagne Pardete .

Mugil cephalus est un poisson osseux qui fréquente les eaux côtières, (Eschmeyer et al., 1983 ; Allen et Allen, 2002) qui entre souvent aux estuaires et des rivières (Allen, 1991, Thomson, 1986 ; Yamada et al., 1995 ;Allen et al., 2002). D'habitude dans les écoles sur le sable ou le fond entre 0 et 10 m (Eschmeyer et a.l, 1983), arrivant également dans des eaux tropicales, subtropicales et tempérées La longueur maximale annoncée comme 120 cm (Thomson, 1990) et son poids maximal est de 12 kg (Bok, 1984), il se cultive dans des étangs d'eau douce et

saumâtres (Allen, 1991 ;Jackson, 1984). L’âge maximum du Mugil cephalus est de 16 ans (Thomson, 1963).

2- Morphologie de l’espèce

Mugil cephalus est facilement identifié grâce à son corps cylindrique et robuste, et a sa tête large dont la largeur dépasse celle de la fente buccale. Sa coloration adulte est gris-bleuâtre ou verdâtre, devenant argentée le long des côtés du corps, et blanc du côté ventrale. Ce poisson présente 6 - 7 barres horizontales noires le long des côtés du corps, la ligne latérale n’est pas évidente. Les nageoires pectorales sont courtes placées haut sur les cotés, et les nageoires pelviens sont abdominales. Mugil cephalus a un museau émoussé, et une bouche légèrement petite.

La paupière de nature adipeuse est bien développée chez ce poisson. Deux nageoires dorsales; la première porte 4 épines; la seconde 8-9 rayons épineux. Le début de la première nageoire dorsale est plus près de la pointe du museau que de la base de la nageoire caudale; le début de la deuxième nageoire dorsale est à la verticale entre la moitié et le un quart le long de la base de la nageoire anale. La nageoire anale a 8 rayons. Les nageoires pectorales contiennent 16-19 rayons; la pectorale axillaire mesure environ le un tiers de la longueur de la nageoire.et il possède 36 à 45 écailles des séries latérales.

Figure 3 : Anatomie externe du Mugil cephalus (FAO, 1985)

Dentition

La bouche est triangulaire dans la forme une fois vue d'en haut, avec de petites, close-set dents a arrangé dans plusieurs rangées sur les mâchoires.

Taille, âge, et croissance

La longueur maximum du Mugil cephalus est de 47.2 pouces (120 cm), avec un poids maximum de 17.6 livres (8 kilogrammes). La durée de vie s'étend quelque part entre 4 et 16 ans. La maturité est atteinte à approximativement 3 ans, correspondant aux longueurs de 7.9-11.8 pouces (20-30 cm). Les femelles mûrissent à une taille légèrement plus grande que des mâles. La plupart de croissance se produit pendant les mois de ressort et d'été. Les adultes se développent à un taux de 1.5-2.5 pouce (3,8-6,4 cm) par an. Les femelles sont plus grandes et se développent plus rapidement que des mâles du même âge.

3- Ecologie de l'espèce

3-1 Habitat

Mugil cephalus est cosmopolite dans les eaux côtières de la plus part des zones tropicales et subtropicales. Ils sont trouvés dans des eaux fortement salées et des eaux douces et qui sont chaudes ou tempérées de 8 à 24 C. Ils passent beaucoup de temps près du rivage autour des bouches de courant et des rivières ou dans des baies saumâtres, les admissions et des lagunes avec le sable ou des fonds de boue (le Texas gare, 2005). Ils entrent souvent aux estuaires et des environnements d'eau douce. Mugil cephalus adulte a été trouvé dans des eaux aux limites de 0 ppt à 75ppt de salinité. Les adultes forment des écoles énormes près de la surface sur des fonds sablonneux ou boueux et la végétation dense (le Texas gare, 2005).

3-2 La salinité du milieu

Les adultes sont trouvés dans les eaux dont la salinité s'étend de 0 à 75%o, alors que les juvéniles ne peuvent tolérer de telles variations de salinité qu'après avoir atteint des longueurs de 4-7 cm (FAO, 1985).

Les adultes forment des bancs énormes près des surfaces sur les fonds sableux ou boueux et de la végétation dense. Ils émigrent en groupes vers la mer ouverte pour le frai. Les larves se déplacent vers la côte dans les eaux extrêmement peu profondes qui procurent une protection contre les prédateurs ainsi qu'un environnement riche en nourriture. Après avoir atteindre 5 cm de longueur, ces jeunes mulets se déplacent vers les eaux légèrement plus profondes.

4- Reproduction

Cette espèce est catadromous, c'est-à-dire ils engendrent dans l'eau salée passent encore la plupart de leur vies dans d'eau douce. Pendant les mois d'automne et d'hiver, le mulet adulte migre loin en mer dans de grandes accumulations pour engendrer (Hill, 2004). La fécondité de Mugil cephalus évaluée de 0.5 à 2.0 millions d'œufs par femelles, selon la taille de l'individu (Bester, 2004 ; Hill, 2004). La portée de mulet féminine la maturité sexuelle en leur quatrième année, quand ils sont entre 40 à 42 cm. Les mâles mûrissent en leur troisième année, une fois qu'ils atteignent une taille qui varie de 33 à 38 cm (Colline, 2004) Le minimum engendrant la taille de femelles est entre 31 à 34 cm. Le Mugil cephalus est un poisson ovipare (Colline, 2004). Commençant au début de l'automne, les grandes écoles de mulet s'agrègent dans les portées inférieures d'estuaires et aux embouchures dans la préparation pour la migration. L'engendrement arrive dans des eaux profondes, de la mi-octobre à fin janvier, avec l'engendrement de sommet arrivant en novembre et décembre Les larves et préjuveniles migrent alors aux estuaires côtiers où ils peuplent peu profond, réchauffent de l'eau dans la zone interne de la marée. Mugil cephalus sont isochronal, avec tout l’oocyte la maturité s'étendant en même temps. Cependant, basé sur la taille de la cavité de l'organisme féminine, il est peu probable que le dépôt entier d'une femelle d'œufs est hydraté en même temps dans la préparation pour l'engendrement. Plutôt celles ci vont probablement hydrater des œufs dans des lots et le frayé sur des soirées successives jusqu'à ce que leur provision d'œufs soit épuisée (colline, 2004). Une fois que les œufs sont mis, le Mugil adulte ne fournit pas le nouveau soin parental (le Texas Gare, 2005). L'état de maturation des gonades à été déterminé par simple observation macroscopique. Parmi plusieurs échelles de maturation établies chez les muges (J. Brusle ,1981 ; Albaret & Legendre 1985 ; El Housni ,1988), nous avons utilisées celle d'El Housni plus adaptée à nos observations.

Stade 1 : Les testicules et les ovaires sont très fins et mesurent quelques millimètres de large. Ils sont transparents et disposés en forme de V dont la pointe se situe à l'extrémité postérieure de la cavité générale. Stade 2 : Les gonades mâles et femelles se présentent sous ?forme de fins filaments blanchâtres. Chacune est longée par un fin vaisseau sanguin nettement visible La gonade ne dépasse pas le quart antérieur de la cavité abdominale. Stade 3 : C'est à partir de ce stade que l'on peut aisément faire la distinction, à l'oeil nu, entre les gonades mâles et femelles. Les testicules sont blancs à section aplatie et les ovaires ont une couleur rose claire à section ovale, les ovocytes ne sont pas encore visibles à l'œil nu. Stade 4 : C'est la puberté, les gonades sont bien développées et ?occupent généralement une grande partie de la cavité abdominale. Stade 5 : Les gonades remplissent la majeure partie de la cavité générale. La moindre pression sur l'abdomen fait écouler la laitance chez les mâles et les ovocytes chez les femelles. Stade 6 : Ce stade suit la ponte, les gonades vides deviennent flasques. Après ce stade, les gonades reviennent au stade 4. Ou par la classe de taille selon (Brulhet, 1974) : Longueur moyenne (cm) en fonction du sexe chez Mugil cephalus. Age Mâles et Femelles Age Mâle Femelle 2 ans 21.1 35.5 3 ans 42.5 50.1 4 ans 49.3 58.9 5 ans 54.0 64.5

5- Migration

Les migrations devraient être cycliques et prévisibles et couvrir plus de 100 km. (Riede, 2004) généralement les femelles migrant aux eaux marines en mer pour engendrer (Citoyen, 1980) en raison du mouvement dans l'eau doux, espèces parfois

désignées sous le nom catadromous : engendrant en eau salée, mais retournant à l'eau douce pour l'alimentation (De Silva, 1980) .

En hiver, il migre en eaux profondes, pour se rapprocher du littoral au printemps. En été, il entre dans les estuaires et remonte très loi de l’embouchure. Ce poisson ne semble pas être gêné par les eaux polluées, pauvres en oxygènes et peu salines. 6- Alimentation Le mulet s’alimente de jour, consommant principalement zooplancton, la matière d'usine, de plante morte et le détritus (Blaber, 1976 ;Tung, 1981 ; Cardona, 2000) . Le mulet a des segments semblables au gésier avec des murs épais dans leur estomac avec une longue étendue gastro-intestinale qui leur permet de se nourrir du détritus. Ils sont une liaison écologiquement importante dans le flux d'énergie dans des communautés estuarien. Alimentant en absorbant la couche supérieure de sédiments, le Mugil cephalus enlève les détritus et des microalgues. Ils prennent aussi quelques sédiments qui fonctionnent pour rectifier l'alimentation dans la partie semblable au gésier de l'estomac. Le mulet frôle aussi sur des épiphytes et épifaunes de seagrasses aussi bien qu'ingère l'écume superficielle contenant des microalgues à l'interface d'eau. Le Mugil larvaire s’alimente principalement sur des microcrustacés. Une étude a prouvé que les copépodes, les larves de moustique et les débris d'usine et de plante dans le contenu d'estomac des larves en dessous de 35 millimètres dans la longueur. La quantité de sable et le détritus dans l'estomac contente des augmentations avec la longueur indiquant que plus d'alimentation est ingérée du substrat de fond comme ce poisson mûr (Bester, 2004).

7- Distribution géographique

Mugil cephalus est cosmopolite dans les eaux tropicales côtières, subtropicales et les zones tempérées de toutes les mers.

Sa répartition irait du Maroc à l'Angola (Ould Mohamed vall, 2004).

Le Pacifique Oriental : la Californie, des USA au Chili (Eschmeyer et al., 1983 ;Robins et Rayon, 1986 ;Thomson, 1951). Le Pacifique Occidental : du Japon en Australie. L'océan Indien occidental : de l'Inde à l'Afrique du Sud (Smith et B. Smith, 1986). L'Atlantique Occidentale : Nova Scotia, du Canada au Brésil, absent dans les Bahamas et la plupart des Antilles et des Caraïbes (Robins et le Rayon, 1986). L'Atlantique Orientale : du golfe de Gascogne en Afrique du Sud, y compris la Méditerranée et la Mer Noire (Thomson, 1951). Annoncé en Mer d'Okhotsk (Fedorov et al., 2003).

Habitats : Mugil cephalus Figure 4:Distribution géographique du Mugil cephalus Source (http://www.aquamaps.org)

8- Mulet en Algérie

Il existe 5 variétés de mulets en mer algérienne:

1. Mugil céphalus (Linné): mulet cabot 2. Mugil auratus (Risso): mulet doré 3. Mugil saliens (risso): mulet sauteur 4. Mugil capito (Cuvier): mulet capiton ou ramada 5. Mugil chelo (Cuvier): mulet lippu ou à grosses lèvres.

9- Rôle de l’espèce dans L’écosystème

Mulet ou Mugil cephalus à une liaison écologiquement importante dans le flux d'énergie dans des communautés marines. Ils servent de la proie pour leurs prédateurs. Le mulet est un hôte pour beaucoup de parasites incluant flagelle, cille, monogènes et digénes trématodes, nématodes, acanthocéphales, des sangsues, argulids, copépodes (Bester, 2004).

10- Technique de pêche

Le Mulet peut se pêcher au flotteur, à la callée, à la dandine et au lancer avec un leurre. Pour pêcher le mulet, une canne de 4m, Télescopique ou à emmanchement est idéale. Le moulinet sera rempli avec au moins 150m de fil 20/100.

Pour le bas de ligne, utilisez un fil de 16/100, un plomb olive de 10 ou 15 grammes et un hameçon n° 7 à 12. Il est possible de fixer directement l'hameçon au bout d'un corps de ligne en 16/100. Dans ce cas le fait de serrer un plomb à 60cm au dessus de l'hameçon marquera le point de rupture en cas de problème.

Pour sa pêche, on peut utiliser des appâts très divers. Un morceau de pain sur lequel on dépose quelques gouttes d'huile de foie de morue, un petit dé de maquereau ou une moule font l'affaire. Ceci étant, le mulet est un poisson méfiant et le montage utilisé doit être fin.

PARTIE III Présentation des zones d’étude

I- Caractères géomorphologiques et biodiversité marine du bassin algérien

1- Plateau continental et fonds marins

Le littoral Sud Méditerranéen est constitue de 70% de falaises abruptes entrecoupés de promontoires rocheux avec des saillies et des caps, les 30% restants sont représentées par des plages sablonneuses bordées de cordons dunaires ou cadrées par des affleurements de roches éruptives (Boutiba, 1992) Leclaire (1972) (In Boutiba, 1992) a remarque une variabilité dans la largeur de la bordure côtière sous-marine de l'ouest-algérien car elle est de 10 km au large de cap-Falcon et de pries de 90 km dans le golf de Ghazaouet et que le plateau continental ouest-algérien est considérés comme le plus étroit de la Méditerranée (largeur moyenne de 7km). La zone s'étendant jusqu'à 5 à 6 milles est caractérisée par la présence de sable plus ou moins pur parsemé de roches, est suivie par une autre zone à un caractère vaseux (molle et grisâtre) sur une largeur de 2 à 3 milles. Un mélange de sable coquiller grossier et de vase suit cette dernière zone. Les dépôts de sable, de graviers et de coquilles tapissent la bande côtière qui s'étend jusqu'à 20 ou 30 m, cette nature sableuse est retrouvée à 100 m au large et s'étend jusqu'à l'est envahissant ainsi la baie d'Oran (Attou et Bouabdallah, 1993). La zone littorale à caractère sableux est suivie d'une zone à sable vaseux, suivie d'une zone à vase molle. Vers les fonds de 100 m nous pouvons rencontrer le sable coquiller puis la vase molle jusqu'au talus du plateau continental (Attou et Bouabdallah, 1993). Les fonds marins de l'ouest algérien sont de caractère argilo-silicieux du Cap Noé jusqu'aux îles Habibas, Maurin (1962) (In Boutiba, 1992) a qualifié ces formations volcaniques de « Chandeliers » vu que ces dernières sont peuplées par des touffes de coraux à Dendrophylltum à une profondeur de 200 à 300 m de Ghazaouet Rachgoun. Le flux d'eaux océaniques entrant par le détroit de Gibraltar sous forme de méandres associe son effet avec d'autres phénomène complexes pour engendrer des «upwelling» ou remontée des eaux profondes, d’oû un apport en sels minéraux et

éléments nutritifs qui permet le développement de phyto et zooplancton, premier maillon de la chaîne trophique marine nécessaire au maintien d'un équilibre stable de cet écosystème (Boutiba, 1998). Selon Bendimerad (1996) les upwellings côtiers contribuent au transfert et à la répartition des polluants.

2- Biodiversité marine

Vu l’intervention de ces facteurs extérieurs et ce changement de caractères des différentes zones constituant le littoral ouest algérien (sable, vase, sable coquiller.. ).

La faune et la flore marine sont trés diversifiées, avec prédominance des espèces coralligènes, la faune benthique et aussi trés variée (spongiaires, cnidaires, bryozoaires, mollusques. échinodermes... (Boutiba, 1992). La végétation est majoritairement représentée par les herbiers de posidonies peuplant les fonds marins du sud de la Méditerranéen et ayant un rôle très important (apport en oxygène, frayère et nurseries pour plusieurs espèces de poissons. mollusques, et crustacés) (Boutiba, 1992). Le littoral ouest algérien se caractérise par une importante biomasse phyto planctonique estimée entre 21912 et 60.378 tonnes. Sous l'effet du courrant Atlantique la biomasse zooplanctonique et micronectonique sont trés importants en saison hivernale (Boutiba, 1992). D'autre part cet auteur a mentionné la présence de : 13 espèces de mammifères marins fréquentant les côtes maghrébines (dauphins et phoques). Environ 300 espèces de poissons. Prés de 8 espèces de mollusques.

Quant aux reptiles, ils sont majoritairement représentés par deux espèces qui sont la tortue caouanne Caretta caretta et le tortu luth Dermochelys coriacea.

3- Données océanographiques sur le bassin méditerranéen

La Méditerranée est une mer comprise entre l'Europe, l'Afrique et l'Asie, reliée a l'océan Atlantique par le détroit de Gibraltar, la Méditerranée est presque fermée par les terres, faisant communiquer des entités culturelles, politiques et religieuses (IOPR, 1996). La Méditerranée couvre une superficie d'environ 2.510.000 km2, sa longueur d'est en ouest est d'environ 4000 km, la frange maritime fait 46000 km. Sa profondeur moyenne est de 1500 m et elle atteint un maximum de 5150 m au large de la côte méridionale en Grèce (I0PR, 1996). La Méditerranée occupe approximativement l'emplacement de l’ancien océan Thétis, qui se referma lors de la montée vers le nord de la plaque tectonique africaine à l'oligocène (il y'a 200 millions d'années), les plaques eurasiatiques et africaines restent encore en contact, ce qui entretient un volcanisme actif, dont les principales manifestations ont lieu en Italie (Etna, Vésuve, Stromboli) et provoquent de fréquents tremblements de terre (Grèce, Turquie, Italie) (Lascaratos, 1998). Malte et la Sicile contrôlent la navigation par les passages stratégiques du canal de Sicile et du détroit de Messine. Parmi les autres îles importantes figurent les Baléares, la Corse, Ia Sardaigne, Chypre, les îles Loniennes, les Cyclades, les îles du Dodécanèse et les îles de la mer Egée (Lascaratos, 1998). Des bras de la Méditerranée ferment la mer Tyrrhénienne (ouest de l'Italie), la mer adriatique (entre l'Italie et la péninsule des Balkans), la mer egée et la mer ionienne (au large de la Grèce). Marseille, Barcelone, Gène, Trieste, Alexandrie et Hafia sont parmi les plus grands et principaux ports de la Méditerranée. L'Ebre, le Rhône le Pô et le Nil se jettent dans le bassin méditerranéen (Lascaratos, 1998).

4- Donnés hydrologiques

4-1 Les courants Depuis l'antiquité, les scientifiques ont essayé de comprendre qu'est-ce qui se passait dans ce bassin mystérieux. La première expédition a été menée par le danois « Nielsen » en 1912, les expéditions et les croisières océanographiques se sont multipliées entre les années 80 et 90, avec l'apparition de nouvelles techniques et

appareils tels que la télédétection, le sonar, les sondes CTD à haute résolution … etc, de nouveaux concepts et théories sont apparues (Lascaratos, 1998). Il est nécessaire de miter qu'un seuil sous-marin reliant la Tunisie a la Sicile divise la Méditerrané en deux bassins : Oriental et occidental. un autre seuil joignant l’Espagne et le Maroc se situe a l'entrée de la Méditerranée : profond seulement de 300 m, il restreint la circulation hydrologique par le détroit de Gibraltar. Nous pouvons dire que la Méditerranée est presque mise a l'écart des grands courants de l'Atlantique. Aussi bénéficie telle d'une faible amplitude de marée. L’évaporation étant très importante cette mer enregistre de ce fait des taux de salinité très importants (Lascaratos, 1998). La circulation des eaux méditerranéenne est la résultante d’une somme de plusieurs courants secondaires. Les mouvements les plus étudies sont les méandres ou gires qui sont des circuits circulaires fermés ou semi fermés, à diamètre plus ou moins grand. II existe trois masses d'eau qui se superposent dans le bassin Méditerranéen :

4-2 Les eaux de surface

Selon Boutiba (1992) se sent des eaux d'origine Atlantique qui pénètre en surface par le détroit de Gibraltar, effleurant les côtes espagnoles pour traverser les cotes algériennes. Ce courant se déplace sur 1200 km de long et sur une largeur de 50 km, ayant une salinité estimée a 36,25 psu et une température de 12c a 13°c. Lascaratos (1998) estime le flux atlantique a I Sv (Isverdrup1000000m3 /sec), ce dernier va traverser la mer d'Aloran puis les cotes algériennes sous forme de gyre anticyclonique (mouvement circulaire suivant le sens des aiguilles d'une montre), ce même courant (courant algérien) est souvent instable et a forte intensité engendrant des courants secondaires (méandres) qui vont se diviser en deux branches. La première va se déplacer vers le nord en longeant les Gates de l'Italie, de la France et de l’Espagne (courant liguro-provençal) pour revenir a l'Atlantique via le détroit de Gibraltar. La deuxième gagnera la Méditerrané orientale via le détroit de Sicile, mais lit les caractéristiques physico-chimiques des eaux (pH, densité, salinité, température,

taux d'oxygène,...) vont changer sous l'effet de l'évaporation et seront appelées MAW (Modified Atlantic Waters). Ces eaux vont longer les cotes de la une partie de cc courant va gagner le Sud (côtes égyptiennes) pins l'est (côtes Israéliennes) pour arriver au Bassin levantin (ile de Chypre) (Lascaratos, 1998). La plus grande panic qui reste est appelée MMJ (Mid Méditerranéen Jet) qui est tin courant très fort qui va comme nous avons dit remonter vers file de Chypre, la se divise en deux parties, l’une aboutissant vers l'Ouest et la plus importante remontant vers l'Est et le Nord et seront déviées et traversent la région comprise entre la Turquie et File de Cipre (AMC :Asian Minor Current, eaux chaudes et très salves), en fin de parcours (AMC traverse le sud de File de Crète traverse la Méditerranée pour atteindre l'Atlantique (Lascaratos, 1998).

4-3 Les eaux intermédiaires levantines

Les eaux de la Méditerranée subissent un refroidissement en hiver qui accroit leur densité et les oblige a plonger en profondeur, formant ainsi une couche intermédiaire épaisse de 50 a 100 rn. Ces eaux circulent le long des cotes algériennes mais sans aucune orientation d'est en ouest (Boutiba, 1992). Au niveau du Bassin algérien l'eau levantine qui s'écoulé du détroit de Sicile arrive sous forme de poches, entrainées probablement par des tourbillons d'intensité moyenne depuis les cotes de la Sardaigne (Millot, 1987). 4-4 Les eaux profondes Les masses d’eau superficielles et intermédiaires refroidissent encore et plongent sous Faction des phénomènes atmosphériques d'hiver, ces eaux sont très homogènes dans tout le Bassin Méditerranéen avec une température fixe de 12,7°C, une sal Mite estimée a 38.4 psu et une densité évaluée a 29,11 (Boutiba, 1992).

5- Le bassin de concentration

La mer Méditerranée constitue un bassin allongé relativement étroit (détroit de Gibraltar : 15 km de 'argent.), comme nous avons cite précédemment le bassin Méditerranéen est divise en deux grands bassins occidental et oriental. Les pertes en

eau enregistrées sont nettement supérieures que celles apportées par les précipitations et les fleuves d’ou l’idée ou l’apparition du terme de « bassin de concentration » (Lascaratos, 1998). Les eaux de l'océan Atlantique pénètrent en surface par le détroit de Gibraltar, sont moins sakés. En raison de l’évaporation elles deviennent plus sakés (donc plus denses) et plongent a une profondeur intermédiaire pour regagner par la suite l'Atlantique, de cette façon les pertes en eaux sont compensées et la salinité maintenue constante, le type de mouvement des eaux est dit a est dit « lagunaire » (Lascaratos, 1998). 6- Le bassin de dilution Par contre en Méditerranée il y'a des endroits ou les apports des précipitations et des fleuves sent supérieurs aux pertes d'eau par évaporation (ex : la mer noire ou rouge). Dans ces régions les eaux profondes sont plutôt salée et denses tandis que les eaux de surface sont plutôt douces est mains denses, de ce fait nous aurons tin mouvement inverse du premier ou les eaux profondes remontent a la surface pour réguler la densité et la salinité des eaux. Dans ce cas de figure nous employons le terme de « bassin de dilution » et le mouvement est dit « estuarien » (Lascaratos, 1998).

7- La salinité Les eaux de surface des cotes algériennes se caractérisent par une salinité avoisinant les (37psu) à 20 m cette salinité diminue et atteint son seuil le plus bas au niveau des cotes oranaises (36,42 psu), la salinité décroit entre 50 et 100 m car le courant algérien s’éloigne des côtes (36,38 psu). A 200 m la salinité se caractérise par une légère baisse. Entre 300 et 500 m la salinité est sous l'influence de ('eau levantine intermédiaire qui donne un taux de sel compris entre 38,6 psu (Boutiba, 1992).

8- Les Houles Les houles présentée au large et au niveau des doles a la fois, agissent activement (jusqu'a 200 m de profondeur) mélangeant et dispersant les différentes

substances polluantes, favorisant la sédimentation et d'autres phénomènes complexes (Boutiba, 1992).

9- Données météorologiques de la zone d'étude

Le climat de notre région est de type méditerranéen, modérément chaud, Pete (29°C maximum), et doux l'hiver (9°C minimum) avec une saison sèche marquée entre la mi-juin et la mi-septembre. En dehors de cette période, les pluies, d'origine atlantique sont en géneral de type frontale (pluies longues de faibles intensités irrégulières dans le temps et dans l'espace, au sein desquelles peuvent s'installer des événements de type orageux : pluies intense concentrées dans le temps et dans l'espace) (Touarsi et Begoug, 2000). Variable d'une année a l'autre, la pluviométrie de la région d'Oran reste tine des faibles de Algérie du nord, ce phénomène étant du à l'assèchement des masses d'air a la traverse des montagnes Espagnoles, (Touarsi et Begoug. 2000). La température des cotes des eaux superficielles des côtes algériennes fluctue scion les saisons, elle est de 14,8°C au printemps et s'élève pour atteindre son maximum 25°C en été (août) (Touarsi et Begoug, 2000). En ce qui concerne les vents il est important de rappeler qu'ils jouent un rôle important dans le transport des polluants. Sur le littoral Oranais, la vitesse moyenne des vents enregistrée pendant les quatre années (1995-1999) est de l'ordre de 2,1 m /s (L'O.N.M, 2000). Les informations données par le 5.140 (Service Météorologique d'Observation) mettent en évidence une répartition trimestrielle et semestrielle des vents dominants ainsi durant le premier, le deuxième et le guanidine trimestre les vents de l'ouest sent dominants. Le troisième trimestre est domine par les vents est et nord- est (Zouaoucha, 1999). La répartition semestrielle est représentée par deux saisons : La saison estivale qui s'étend du mois de mai jusqu'd octobre avec des vents qui soufflent du nord-est a est et sent en majorité de faible vitesse et la saison hivernale de novembre a avril avec prédominance des vents de l'ouest a nord-ouest avec uneZP vitesse 1 moyenne supérieure a 80 m/s (Zouaoucha, 1999). Les vents du nord marquent une apparition constante au cours de l’'amide (Zouaouci ia, 1999).

ZP 2

N

Figure5: Position des deux sites d’échantillonnage l’un par rapport à l’autre (Max sea, 2006).

ZP1 : Zone de pêche 1 , ZP2 : Zone de pêche 2 II- Situation géographique de la baie d’Oran Dans les sahels, la baie d’Oran est bordée sur 30 Km de terre élevée. Elle dessine, à elle, une demie circonférence, à peu prés régulière, sous-tendue par un diamètre imaginaire du Cap Falcon, à l’ouest, jusqu’au Cap de l’Aiguille à l’est. Dans cet harmonieux ensemble se succèdent trois ovales d’effondrements, séparés par des fractures transversales (in Aoudjit, 2001). De la pointe de Mers-El-Kebir à celle de fort Lamoune, sur 7 Km, s’enserre une belle rade entre les mâchoires des deux djebels rocheux du sahel d’Oran : le Santon au nord et le Pic de l’Aidour à l’est. A ces deux reliefs, s’accroche plan incliné, dissymétrique et incurvé du Murdjadjo (Tinthoin, 1952).

N Mer Méditerranée

0 7 km

Figure 6 : Baie d’Oran (Google Maps, 2011).

III- Situation géographique de la wilaya d’Ain Témouchent La Wilaya d’Aïn Témouchent s’étend sur une superficie de 5 000 m2 sur tout le long des 80 km de façade maritime elle renferme une biomasse de plus de 60 000 tonnes, selon une évaluation faite en 1982 .La capacité d’accueil au niveau des deux ports que compte la wilaya est de 452 unités dont 267 au port de Béni- Saf et 185 au port de Bouzedjar. Les deux ports comptent 14 chantiers de construction et de réparation navale, 6 unités de transformation et une école de formation aux techniques de pêche et d’aquaculture.

Figure 7 : Localisation de d’Ain Témouchent Comprise entre les latitudes 35 0 20’N et 35 0 40’N et longitude 2 0 00’ ouest jusqu'à 2 0 30’ est. Elle s’étend sur une longueur de 80 km depuis l’ile ronde (cap Falcon) à l’est jusqu'à Ras Honaine (cap Noé) .

1- Présentation sur la baie de Béni Saf La baie de Béni Saf est pourvue d’un plateau continental ;le plus importent de tout la côte algérienne . Cette zone est caractérisée par une impotence activité de pêche .son port est le premier fournisseur algérien de protéine animales d’origine marine. De ce fait, il constitue un pion de vent très animé.

Mer Méditerranée

Figure 8 : Baie de Béni Saf (Google Maps, 2011).

2- Aperçu des ports de la zone

La baie de Béni Saf se caractérise par une forte intensité de pêche, et notamment au niveau des ports de Béni-Saf et Bouzedjar, lesquels sont présentés comme les principaux producteurs en divers produits de pêche et surtout en poisson bleu. L’importance de la flottille de ces deux ports est différente. En effet, c’est au niveau du port de Bouzedjar que l’activité de pêche est la plus importante. Cette activité s’articule autour de trois axes: - La pêche de poissons blancs et Crustacé (chalutiers).

- La pêche du poisson bleu (senneurs). - La pêche réalisée par les petits métiers (palangriers et filets maillants).

3- Port de Béni-Saf

Le port de Béni- Saf a été construit en 1877, il est orienté vers le nord et dispose de deux bassins. L’un destiné uniquement pour les chalutiers et le deuxième comportant des sardiniers et des petits métiers, situé au milieu d’une baie qui s’étend sur 14 km environ.

Le port de Béni-Saf est situé à 33 Km du chef lieu de la wilaya d’Aïn Témouchent. Il est rattaché à la SPA/EGPP Ghazaouet et distant du siège de la Direction générale de 90 Km. Sa coordonnée géographique est : 01°23’16’’west et 35°18’26’’nord).

L’accès au port d’effectue par une passe d’environ 160 m de large qui donne sur un plan d’eau de 17 hectares. Le port est abrité par une digue nord de 500 m qui se raccorde avec la jetée ouest de 400 m, par une courbe de 60 m de rayon.

PARTIE IV Matériel et méthode

1- Choix et intérêt du matériel biologique

Notre choix s'est porté sur le mulet ; Mugil cephalus (Linné, 1758) un poisson osseux qui fréquente les eaux costières, ( Eschmeyer et al.,1983 ; Allen et Allen , 2002) son rôle dans l’écosystème marin est une liaison écologiquement importante dans le flux d'énergie dans des communautés marines. Ils servent de la proie pour leurs prédateurs (Bester, 2004), pour son mode trophique beaucoup d'études a été consacrer a ces habitudes de l’alimentation du mulet (Suzuki, 1965 ; Odum, 1968; Zismann et al., 1975 ; évêque et Miglarese, 1978) .

les détritus et le sable ont commencé la première fois à apparaître dans l’estomac du mulet , cela augmente plus le pourcentage de l'accumulation des métaux lourds dans le corps de mulet (De Silva et Wijeyarante, 1977),et son intérêt économique Le mulet a un bon marché dans certains pays, particulièrement dans la région méridionale et orientale de la Méditerranée.

2- Méthodes d’échantillonnage

Il est nécessaire de rappeler que la procuration des échantillons du muet (Mugil cephalus) au niveau du laboratoire s’effectuée par le biais des pêcheurs professionnels. Ceci nous permet d’être sûrs de leur état de fraîcheur, de connaître la date exacte de leur capture et de leur lieu. Pour cela aussi on utilise une fiche d’échantillonnage spécifique (Tab 4) (Annexe1). L’échantillonnage que nous avons réalisé est mensuel, étalé sur cinq mois de Février à Juin 2010, prélevé au niveau de deux zones la baie d’Oran et la baie de Béni Saf. L’analyse de l’échantillon frais se fait dés son arrivée au laboratoire.

Laboratoire Réseau de Surveillance Environnemental

Département de Biologie – Faculté des Sciences Université d’Oran (Es-Sénia)

Fiche d’échantillonnage des Poissons La date : Numéro de l’échantillonnage : Nombre des échantillons : Le site : numéros Poids Longueur Longueur Longueur Poids sexe Poids Poids Poids totale totale à la standard éviscère du du des fourche foie muscle gonades

Les remarques :

Tableau 4: Modèle de la fiche d’échantillonnage (Annexe1)

3- Choix des zones Nous avons porté notre choix sur la baie d’Oran et la baie de Béni Saf pour les raisons suivantes : . La proximité de la zone industrielle d’Arzew. . La cimenterie de Béni Saf . Les rejets industriels : il s’agit des activités des usines (industrie agro- alimentaire, industrie du textile et tannerie de cuir, industrie chimique et celle liée à l’activité de SONELGAZ. . Les rejets urbains : faute de stations d’épurations, les eaux usées sont déversées en mer sans traitement préalable. . Le tourisme estival . Le port d’Oran et le port de Béni Saf qui à vocation industrielle commerciale et de pêche (port mixte). . L’usine d’électrolyse de zinc de Ghazaouet

4- Technique d’étude

4-1- Mensuration et Pesées On commence par déterminer les différentes mensurations qu’on doit impérativement les reflétés sur la fiche d’échantillonnage :

- Longueur totale Lt : C’est la longueur du bout du museau à l’extrémité de la nageoire caudale.

- Longueur à la fourche : Lf : C’est la longueur du bout du museau à la fourche. Puis, on effectue ne incision dans la cavité abdominale pour observer les gonades et déterminer le sexe, ainsi que pour prélever ultérieurement les organes.

Figure 8: Mensuration des échantillons

- ensuite chaque poisson est pesé individuellement a l’aide d’une balance a précision pour noter : - Poids total - Poids éviscère - Poids du foie - Poids des gonades - Poids du muscle (filets)

4-2 -La dissection :

-Les poissons sont disséqués sur une planche en verre propre.

Protocole de dissection : a. Le poisson est posé sur la face dorsale contre la planche à dissection figure (9). b. La paroi abdominale est incisée en partant de l’anus jusqu’a l’extrémité antérieure des fentes operculaires. c. Ecarter doucement les deux volets latéraux. d. On découvre alors, l’organisation interne de l’animal, et ainsi situer les divers appareils (circulatoire, respiratoire, digestif, uro-genital) et les différents organes figure (10) : • le cœur est situe a l’avant de la cavité abdominale. • Le foie est positionne situe dans la partie antérieure, en arrière du cœur. • Les deux reins sont accoles et localises dorsalement. • Les deux gonades se trouvent sur la face ventrale des reins qu’elles recouvrent plus au moins. e. On procède au prélèvement du foie et du muscle et les gonades. Le poids des échantillons prélever est noté avant leur conservation dans des piluliers en verrefigure (11) . Ces piluliers sont étiquetés. f. Les organes sont ensuite congelés à basse température jusqu’a l’analyse chimique.

Figure 9: Dissection des échantillons

Figure10: Ouverture de la cavité abdominale

Figure11: Pesés les organes de l’ échantillon

4.3- Détermination du sexe

Figure12: Détermination du sexe

5- Méthodes de la minéralisation

Minéralisation par voie humide Cette méthode est applicable pour doser les éléments suivants : Arsenic, Cadmium, Plomb, Zinc, Cuivre dans les produits œnologiques contenant de l’eau Toute recherche d’un toxique minéral fixe dans les organes, exige toujours une minéralisation qui aboutit à une dégradation complète de la matière organique (Amiard et al., 1987). Protocole pour la chair de Poisson _ Peser 1 g d’échantillon (frais) dans le tube. _ Ajouter 1ml d’Acide Nitrique Concentré. _ Sélectionner le programme pour une température de 95° pondant une heure. _ Refroidissement du minéralisateur par une pompe d’eau. _ Compléter ou ajuste l’échantillon jusqu’a 4 ml avec de l’eau bidistillé. _ Analyser l’échantillon par la S.A.A.

Les buts de la minéralisation sont donc ;  D’éliminer l’action perturbatrice du substrat protéique.  D’ioniser les métaux.  D’assurer leur concentration (puisque le métal n’existe qu’à une infime concentration). Nous avons opté pour la minéralisation humide car elle nous permet de minimiser les déperditions de composés volatiles organo-métalliques en cours de séchage (F.A.O, 1977). La méthode adoptée est celle de (Amiard et al., (1987).

1 g d’échantillons

Minéralisati on

1 ml HNO3 a 95°

4ml H2O bidistillée Q.S.P

Lecture au S.A.A à flamme

Figure13 : Protocole de minéralisation et de dosage en Spectrophotométrie d’Absorption Atomique (Amiard et al ; 1987).

Figure14: Minéralisation par voie humide

Figure 15 : Lecture des concentrations au SAA

6 – Dosage des métaux lourds

La Spectrométrie d’Absorption Atomique (SAA) étudie les émissions ou absorptions de lumière par l'atome libre, c'est à dire lorsque celui-ci voit son énergie varier au cours d'un passage d'un de ses électrons d'une orbite électronique à une autre. Généralement seuls les électrons externes de l'atome sont concernés. Ce sera le cas si les énergies mises en jeu sont modérées (Annexe2).

Les principales techniques mettant en jeu la spectroscopie atomique utilisée en analyse chimique sont :

l'émission d'arc ou d'étincelle (analyse qualitative préalable),

l'émission de flamme et l'absorption atomique (analyse quantitative des éléments à faibles teneurs).

Elle permet de doser une soixantaine d'éléments chimiques à l'état de traces (quelques mg/litre). Principe La Spectrométrie d’Absorption Atomique étudie les émissions ou absorptions de lumière par l'atome libre, c'est à dire lorsque celui-ci voit son énergie varier au cours d'un passage d'un de ses électrons d'une orbite électronique à une autre. Au cours des analyses de Spectrophotométrie d’Absorption Atomique, une solution contenant des éléments métalliques est introduite dans le brûleur de l’appareil, celle-ci est convertie dans une flamme air–acétylène ou un atomiseur électrothermique sous forme de vapeur constitué maintenant d’atomes libres. Une source lumineuse émise d’une lampe à cathode creuse faite du métal à analyser est dirigée à travers la vapeur, les atomes de l’échantillon dispersés dans la vapeur absorbent une partie de la radiation, ce qui entraînera une diminution de cette dernière (F.A.O., 1977).

La loi d'absorption en absorption atomique

L'intensité de l'absorption dépend directement du nombre de particules absorbant la lumière selon la loi de Beer Lambert selon laquelle l'absorbance est proportionnelle au coefficient d'absorption spécifique ε , au trajet optique L et à la concentration C.

D.O. = Log ( I0 / I ) = ε L C

ε : COEFFICIENT d'absorption spécifique L : Longueur du chemin optique constante = longueur de la source d’atomisation C : Concentration dans la solution de l’élément considéré.

I0 : Intensité de la radiation incidente. I : Intensité de la radiation transmise Cette relation émanant de la loi générale de la spectrophotométrie est dite loi de BEER – LAMBERT. Nos dosages ont été réalisés à la Sonatrach au niveau du laboratoire du complexe GNL1 / Z : Gaz Naturel Liquéfié 1 Arzew. L’appareil mis à notre disposition pour l’analyse de nos échantillons. Chaque dosage de métaux a une lampe spécifique et une longueur d’onde précise.

Tableau 5 : Les conditions opératoires en spectrophotométrie d’absorption atomique à flamme

Elément Longueur Bande pass Courant Débit; flamme Brûleur Temps trace d’onde (λ) (fréquence) (m.A) Air/Acétylène (mm) d’intégration

mm (ml / m3) pour le calculateur

Cd 288.8 - - 28 100 1

Pb 217.0 0.5 10 28 100 1

Zn 213.9 0.2- 0.5 10 28 100 1

Cu 232 0.5 10 28 100 1

7- Etalonnage

L’étalonnage a été réalisé avec une gamme relative à la concentration des échantillons. Pour chaque métal à analyser, les échantillons standards ont été préparés à partir des solutions mères. Les concentrations des échantillons biologiques doivent être comprises dans l’intervalle des concentrations des solutions standards (Pinta et al., 1979) . Pour chaque métal, une courbe étalon relative à la concentration de nos échantillons a été tracée à partir des solutions standards (mère) ainsi on pourra faire la lecture correctement de nos dosage au SAA (Figure. 15).

8- Exercice d’intercallibration et assurance de la qualité du dosage Chaque série de minéralisation des échantillons, on ajoute un échantillon Standard dit échantillon d’intercallibration dont le même protocole que nos échantillons p, il provenant de l’Agence Internationale de l’Energie Atomique (A.I.E.A).

Sont but est de vérifier la fiabilité, la précision et la justesse de la technique. L’assurance de la qualité du dosage est nécessaire, car des décisions économiques, médicales, administratives et juridiques peuvent être fondées sur les résultats obtenus (Bouderbala, 1997). Ainsi, la différence entre la valeur trouvée (Vt) et la valeur référencé (Vr) est calculée et le Δ est définit comme suite :

Δ % = ( Vt – Vr / Vr ) x 100

La correction des valeurs sera faite comme suit : Si Δ % < 10 : aucune correction n’est apportée. Si Δ % >10 : la correction est obligatoire et s’effectue de la manière suivante :

V c = Vt / (1 + Δ / 100)

Vt : Valeur trouvee. Vr : Valeur de reference. Vc : Valeur corrigee. Tableau 6 : Résultats obtenus des exercices d’intercallibration exprimés en ppm P.S.

Elément Valeur référence Valeur trouvée (A.I.E.A). Vt 0.537 0.511 Cadmium (0.50- 0.574) 2.19 2.01 Plomb (1.91- 2.47) 5.05 4.92 Cu (4.77-5.33)

47.3 46.7 Zinc (45.3- 49.3)

9 - Détermination de la teneur en eau La teneur en eau est définit comme étant le pourcentage d’eau contenu par unité Pondérale d’échantillon frais Notre protocole expérimental consiste à étuver 2g de chaque échantillon frais à une température de 65°C pendant 48 heures. Après la déshydratation complète, les échantillons sont pesés de nouveau et la teneur en eau (%) est déterminée de la manière suivante :

T% = Pf – Ps / Pf x 100

Pf : poids frais de l’échantillon. Ps : pois sec de l’échantillon. T% : pourcentage en eau dans l’échantillon considère (teneur en eau). La teneur en eau sur nos échantillons est de 71.82 % pour 1g.

10- Analyse Biométrique

Croissance pondérale C’est la relation entre la longueur et le poids chez l’espèce étudiée (Le Cren 1951) :

b W=aL t

W : est poids du poisson en (g),

Lt : la longueur du poisson en (cm), a une constante et b le taux d’allométrie. Le taux d’allométrie b varie de 2 à 4, mais il est le plus souvent proche de 3. Quand b = 3 il y a isométrie de croissance (et la densité spécifique de l’animal ne change pas). Si b>3, l’allométrie est majorante, le poisson grossit plus vite qu’il ne grandit. Si b<3, l’allométrie est minorante, le poisson grandit plus vite qu’il ne grossit.

11- Traitements Statistique

Le traitement statistique des résultats a été effectué sur PC à l’aide de Microsoft Excel, version 2007. Pour comparer les concentrations en métaux lourds entre deux groupes indépendantes issues de la même population, le test T de student (test d’égalités des espérances : deux observation de variance égale) a été utilisé pour estimer la signification des différences entre les concentrations en métaux lourds. Cette différence a été considérée significative à un seuil de probabilité (P) inférieur à 5 % (P< 0.05) (Annexe 3). Afin de tester l’homogénéité des concentrations en métaux lourds par rapport aux différentes classes de tailles des individus et l’analyse de variance a été utilisée. Ainsi, ce test fournit la conclusion où les séries expérimentales testées (en fonction du sexe, des saisons, des organes et des classes de taille et de région) ont conduit à des moyennes significativement différentes à un seuil de probabilité (P) inférieur à 5 % (P < 0.05).

Partie V

Résultats et discussions

Résultat et discutions

Notre étude est une contribution de la contamination métallique par quatre métaux lourds (Pb, Cd, Cu, Zn) chez un poisson osseux qui fréquente nos côtes algériennes le mulet (Mugil cephalus), nous avons ciblé deux zones, la baie d’Oran et la baie de Béni Saf

L’échantillonnage s’est étalé sur une période de cinq mois d’Avril à Juin 2010, trois organes ont été pris en considération : le foie qui est l’organe de détoxification, le muscle représente la partie consommée et les gonades qui représentent l’organe de reproduction.

Les concentrations de ces quatre polluants ont été déterminés par Spectrophotométrie d’Absorption Atomique (SAA) à flamme, nous avons pu doser 330 échantillons. L’analyse des échantillons à été réalisée au laboratoire de chimie du Complexe GnL1/Z- Arzew.

Pour plus de fiabilité, nous avons répliqués la lecture jusqu’a trois fois pour chaque échantillon. Pour plus de clarté dans l’élaboration de nos résultats nous avons calculé les différentes concentrations moyennes (± écartypes) de ces métaux traces.

Ensuit et en fin de procéder à une interprétation nous nous somme répartir les groupe de nos échantillons en fonction de plusieurs paramètres, en fonction de sexe, des organes, et en fin de la zone d’étude. Ces paramètres nous aiderons pour une meilleure approche dans l’interprétation des niveaux de concentrations obtenus.

Ce présent travail a été traité par une étude statistique le test d’égalité des espérances : (test T de student) suivi d’une étude comparative entre les deux zones d’échantillonnages.

1- Croissance pondérale (taille- poids) :

1200

1000 2,9894 y = 0,0166x males R² = 0,9767 800 femelles

600 Puissance (males) Puissance (males) 400 y = 0,0121x3,0719 R² = 0,9561 200

0 0 5 10 15 20 25 30 35 40

Figure16: Corrélation entre longueur totale des individus males et femelles de Mugil cephalus de la baie d’Oran

Pt 700 y = 0,0107x3,1136 600 R² = 0,9588 males

500 femelles

400 Puissance (males) y = 0,0293x2,8223 300 R² = 0,8921 Puissance (femelles) 200

100

0 0 10 20 30 40

Lt

Figure17: Corrélation entre longueur totale des individus males et femelles de Mugil cephalus de la baie Béni Saf

L'utilisation d'une relation taille-poids permet d'atteindre deux objectifs : la conversion d'une taille en poids théorique et inversement et le passage de la croissance linéaire à la croissance pondérale.

Le taux d’allométrie « b » pour Mugil cephalus égale à 3, en constate que la croissance est isométrique, c'est-à-dire que la forme et la densité du corps ne varient pas avec l'âge

Les résultats de la corrélation montrent que les valeurs théoriques de la longueur et du poids sont proches, donc ces résultats montrent que la croissance pondérale et linéaire est parfaitement relative. Les relations taille-poids chez les deux sexes montrent qu’à taille égale le poids corporel est plus élevé chez les femelles que les mâles. (Farrugio,1975 ; Koutrakis et Sinis ,1994) ont observé le même phénomène chez d’autres espèces de muges (Liza ramada, L. saliens et Chelon labrosus) particulièrement après la taille de première maturité sexuelle.

La taille et le poids du Mugil cephalus vont ensemble dans les deux zones d’études. Au fur et à mesure que le mulet augmente de taille ; il prend plus de poids et de volume.

2% 2%

Zn 48% Cu Pb 48% Cd

Figure18: Pourcentages des concentrations moyennes des quatre métaux lourds présents dans les échantillons de la baie d’Oran

1% 3%

33% Zn Cu Pb Cd 63%

Figure19: Pourcentages des concentrations moyennes des quatre métaux lourds présents dans les échantillons de la baie de Béni saf

Les résultats obtenus (Figure 18) montrent que les concentrations moyennes des quatre métaux analysés au niveau de Mugil cephalus dans la baie d’Oran se diffèrent à celles des concentrations de la baie de Béni Saf.

Les concentrations moyennes du Zinc et celles du Cuivre sont similaires, ils présentent 48% et sont plus dominants que le Plomb et le Cadmium.

Le taux des concentrations moyennes des quatre métaux analyses au niveau de la baie de Béni Saf se présentent sous l’ordre décroissant suivant :

Zn > Cu > Pb > Cd

Les analyses ont révélés la présence de valeurs en métaux traces très hétérogènes. La contamination la plus importante concerne relativement le zinc dans la baie de Béni Saf et dans la baie d’Oran, le Cuivre et le zinc sont importants, malgré qu’ils ne sont pas des éléments toxiques; Toutefois, une forte concentration peut engendrer des dérèglements physiologiques à l’organisme, (Temara et al., 1996 ; 1998).

Les concentrations moyennes des différents polluants ont été calculées par rapport au poids frai des organes de Mugil cephalus (muscle, foie et gonade) et sont exprimées en ppm. Nous avons déterminé la teneur en eau en pourcentage, afin de pouvoir convertir nos résultats exprimés en ppm de poids frai (P.F) par rapport au poids sec (P.S), étant donné que ce type d’expression est le plus souvent utilisé par les organismes internationaux, tels la F.A.O et l’OMS, pour l’établissement des normes de sécurité.

Tableau 7 : Concentrations moyennes en quatre métaux lourds (Cd, Pb, Zn et Cu) (moyenne ± écart ype ppm P.F.) chez M. cephalus péché dans la baie d’Oran

Zinc Cuivre Plomb Cadmium

Muscle Foie Gonade Muscle Foie Gonade Muscle Foie Gonade Muscle Foie Gonade

Février 12.4 14.7 41.2 0.10 25.9 2.14 0.53 1.75 0.25 0.12 0.25 0.07

7± 5± 2± ± ± ± ± ± ± ± ± 6± 5 3.82 6 0.15 1.64 1.07 0.03 0.28 0.44 0.1 0.04 0.01

Mars 8.21 18.0 14.4 0.01 0.21 0.00 0.34 0.17 0.03 0.51 0.56 0.37

± 6± 5± 8± 85± 1± ± ± 3± 2± ± 5± 4.4 1.31 0.19 0.00 0.25 0 0.49 0.03 0.00 0.03 0.07 0.25 34 6

Avril 7.14 21.9 80.5 0.00 33.5 0.00 0.00 0.00 0.00 0.11 0.12 0.08

± 6± 5± 1± 7± 1± 1± 1± 1± 5± 5± 3± 1.9 2.30 9.2 0 7.51 0 0 0 0 0.07 0.03 0.06

Mai

9.92 16.8 63.6 0.13 36.9 0.63 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 ± 6± 6± ± 2± ± 1± 1± 1±0. 1± 1± 1± 2.21 3.09 6.64 0.01 9 0.23 0 0 001 0 0 0

juin

1.55 4.73 14.3 0.00 0.19 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 ± ± 1± 1± ± 1± 1± 1± 1± 1± 1± 1± 0.08 2.02 3.27 0 0.03 0 0 0 0 0 0 0

Tableau 8 : Concentrations moyennes en quatre métaux lourds(Cd, Pb, Zn et Cu)(moyenne ± écart ype ppm P.F.) chez M. cephalus péché dans la baie de Béni Saf.

Zinc Cuivre Plomb Cadmium

Muscle Foie Gonade Muscle Foie Gonade Muscle Foie Gonade Muscle Foie Gonade

Février 7.94 16.7 8.83 0.24 16.3 0.14 3.17 3.17 4.34 0.43 0.5 0.5

± 2± ± 5± 4± ± ± ± ± ± ± ± 2.4 1.15 2.09 0.33 1.63 0.16 2.02 1.4 0.07 0.10 0.07 0.05

Mars 14.0 15.3 34.4 0.00 25.6 0.15 2.21 1.13 0.00 0.07 0.13 00.0

3± 0± ± 1± ± ± ± ± 1± 6±0. ± 54± 1.8 0 0.72 0.2 1.2 0.03 0 06 0.08 0.09 1.01 1.66

Avril 14 ± 30.3 60.2 0.41 36.7 2.16 0.00 0.00 0.00 0.05 0.00 0.00

1.87 ± 4± ± 5± ± 1± 1± 1± 5± 1± 1± 5.34 6 0.29 4.35 0.51 0 0 0 0.10 0. 0

Mai 11.3 11 45 0.10 34.9 0.56 0.23 0.00 0.00 0.01 0.00 0.00

± ± ± ± 9± ± ± 1± 1± 3± 1± 1± 3.3 3.18 0 0.17 2.77 0.49 0.39 0 0 0.02 0 0

juin

1.55 4.66 12.3 0.00 0.17 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 ± ± 3± 1± ± 1± 1± 1± 1± 1± ± 1± 0.08 1.08 2.51 0 0.28 0 0 0 0 0 0 0

Les résultats obtenus dans les deux tableaux révèlent la présence de tous les polluants dans les trois organes du mulet, les plus élevés sont le zinc et le Cuivre, ils représentent respectivement 80.55mg /kg, 36.92mg/kg dans la baie d’Oran et 60.24mg /kg, 36.75mg/kg dans la baie de Béni Saf.

Les concentrations du Plomb et du Cadmium sont moins importantes par rapport au Zinc et au Cuivre.

Nos résultats corroborent avec ceux notées par les chercheurs de notre laboratoire LRSE ≪Réseau de Surveillance Environnementale ≫.

Chez les moules Perna perna par Benguedda (1993), chez le rouget Mullus surmuletus par Benguedda (1993), chez l’oursin Paracentrotus lividus par Dermeche (1998), chez la sardine Sardina pilachardus par Merbouh (1998), chez le rouget Mullus barbatus par Bensahla (2001), chez la seiche Sepia officinalis par Haddou (2003), chez le merlu Merluccius merluccius par Belhoucine (2005) et chez l’allache Sardinella aurita par Benamar (2006), chez Trachurus trachurus par Benadda (2008) , chez le sar Diplodus sargus par Ayad (2009).

I-2-Variation mensuelle des concentrations moyennes en métaux lourds (Cd, Pb, Zn et Cu) chez Mugil cephalus pêchée dans la baie d’Oran

Les deux figures ci-dessous englobent les concentrations moyennes des quatre polluants exprimées en mg/kg de P.F.

45

40

35

30

25 Zn

20 Cu Pb 15 Cd 10

5

0

-5 Fevrier Mars Avril Mai Juin

Figure20: Evaluation mensuelle des concentrations moyennes en métaux lourds (Cd, Pb, Cu, Zn) en mg/kg de P.F chez Mugil cephalus dans la baie d’Oran

45

40

35

30

25 Zn Cu 20 Pb 15 Cd

10

5

0 Fevrier Mars Avril Mai Juin

Figure21: Evaluation mensuelle des concentrations moyennes en métaux lourds (Cd, Pb, Cu, Zn) en mg/kg de P.F chez Mugil cephalus dans la baie de Béni Saf

Baie d’Oran

D’une manière générale, nous assistons à des épisodes de hausse et de chutes des concentrations en éléments métalliques.

La concentration moyenne en Zinc, la plus élevée durant le mois d’Avril, elle atteint 36.5 mg/kg.

Pour le Cuivre, les concentrations moyennes sont assez faibles comparées a celle de Zinc mais plus significatives aux concentrations plombique et cadmique.

Nous remarquons que les concentrations en ces deux éléments traces (Cadmium et Plomb) sont très faibles durant tout les mois d’échantillonnages.

Par contre, durant le mois de Juin, nous enregistrons une chute importante des concentrations en éléments essentiels (Cuivre 0.056mg/kg et le Zinc 6.9 mg/kg) par rapport aux mois précédents.

Concernant la baie de Béni Saf, Les résultats que nous avons obtenus montrent que les concentrations en Zinc et Cuivre sont plus élevées durant touts les mois d’échantillonnages excepté pour le mois de Juin.

Néanmoins, nous avons remarqués que les concentrations en Plomb et en Cadmium enregistrées durant tout les mois restent très faibles et presque homogènes.

Ces deux xénobiotiques figurent dans la liste des substances dangereuses (C.E.E, 1982), et sont aussi considérés comme polluants hautement dangereux et non biodégradables (E.E.A, 1997).

Il est à noter que dans les deux sites d’études pendant le mois d’Avril, les concentrations moyennes sont maximales, tandis que durant le mois de Juin, les concentrations moyennes sont minimales.

La période de repos sexuel est une phase de gamétogenèse caractérisée par une accumulation accrue de réserves nutritives avec une synthèse et mises en réserves de matériels glucidiques, lipidiques et protéiques (Webb, 1997).

A la ponte, les réserves nutritives se puisent, automatiquement les concentrations en métaux lourds chutent (relargage des métaux à ce moment là) et l’accumulation des réserves ne reprendra lentement qu’au début de la période du repos sexuel (Webb, 1997).

Selon ces auteurs (Landret, 1974 ; Greely et al., 1987 ; Ibañez, 1994), la reproduction de Mugil cephalus a lieu d'octobre à janvier.

En Méditerranée, en mer Caspienne et en mer de Marmara, les différentes populations M. cephalus se reproduisent entre juin et octobre (Faouzi, 1938 ; Erman, 1959 ; Morovic, 1963 ;Farrugio, 1975 ; J. Brusle & S. Brusle, 1977 ; J. Brusle, 1981).

Le test T de Student n’a donné aucune différence significative par rapport a toutes les concentrations des métaux lourds (Cd, Pb, Cu, Zn) trouvés dans les deux secteurs d’études (P>0.05).

I-3- Variation des concentrations moyennes de Zinc, Cuivre, Plomb, Cadmium mg/kg P.F en fonction des organes (muscle, foie, gonade) chez le mulet pêché dans la baie d’Oran

20

15

10 mg/kg mg/kg

5 Concentration du Zinc Zinc du Concentration 0 Muscle Foie Gonades

Figure22 : Variation des concentrations moyennes de Zinc mg/kg P.F dans les trois organes (muscle, foie, gonades) chez le mulet pêché dans la baie d’Oran

20

15

10 mg/kg

5 Concentration du Cu Cu du Concentration 0 Muscle Foie Gonades

Figure23 : Variation des concentrations moyennes de Cuivre mg/kg P.F dans les trois organes (muscle, foie, gonades) chez le mulet pêché dans la baie d’Oran

15

10 mg/kg

5 Concentration du Pb Pb du Concentration

0 Muscle Foie Gonades

Figure24: Variation des concentrations moyennes de Plomb mg/kg P.F dans les trois organes (muscle, foie, gonades) chez le mulet pêché dans la baie d’Oran

0,15

0,1 mg/kg

0,05 Concentration du Cd Cd du Concentration

0 Muscle Foie Gonades

Figure25 : Variation des concentrations moyennes de Cadmium mg/kg P.F dans les trois organes (muscle, foie, gonades) chez le mulet pêché dans la baie d’Oran

Dans cette présente étude, les paramètres taille, et sexe n’ont pas été pris en considération.

Notre période d’échantillonnage étalée seulement sur cinq mois (Février a Juin 2010) ce qui ne nous a pas permis de déterminer les variations annuelles de la contamination métallique chez Mugil cephalus.

Ces variations sont beaucoup plus accentuées quand il s’agit du Zinc 14 mg/kg et du Cuivre 16.5mg/kg. Probablement en raison de leur fonction en tant que co- facteur de l'activation d'un certain nombre d'enzymes.

Le Cuivre est impliqué dans le de transport des électrons. En outre, l'activité de nombreuses enzymes (Cu-Zn-superoxyde dismutase, catalase, la tyrosinase, etc) dépend de la présence de Cu. Le rôle principal de Zinc est qu’un co-facteur dans de nombreux systèmes enzymatiques, impliquées dans l'utilisation de presque tous les nutriments (Schlenk et Benson, 2001)

Les concentrions moyennes en Zinc et en Cuivre dans le muscle sont faibles. Il est généralement admis que tissu musculaire n'est pas un organe dans lequel s'accumulent les métaux (Legorburu, 1988).

D’après d’autre auteurs; le tissu musculaire spécialement celui des poissons est a peine impliqué dans son métabolisme et son accumulation (Guns et al, 1984 ; El nabawi et al, 1987 ; Hornung et Ramelov, 1987.).

Quand aux concentrations plombiques sont élevées au niveau du muscle que le foie comme l’explique Odzak, Zvonaric (1995 ) le plomb absorbé peut être distribué rapidement aux d'autres tissus et organes (par exemple les os, les reins, les muscles), plutôt que de s'accumuler dans le foie.

Dans la littérature, les quantités de bioaccumulations de métaux lourds dans les tissus peuvent peut varier en fonction de la longueur et le poids des échantillons (Barghigiani et Ranieri De, 1992; Zyadah, 1999), comme notre matériel biologique est un grand poisson ; nous avons pu observés une quantité des métaux assez

importante dans chaque organes de ces poissons mais a des concentrations différentes selon chaque type du métal considéré et son mode de pénétration.

La concentration des métaux dans le tissu hépatique semble plus importante que le tissu musculaire, car le foie est un organe cible de l'accumulation de nombreux métaux, en raison de sa d'irrigation et de forte fonction d'excrétion, tels que les gonades, les reins et les branchies, sont les tissus métaboliquement actifs et d'accumuler les métaux lourds des niveaux plus élevés.

L’absorption des métaux lourds, de l'eau et des les aliments contaminés peuvent différer par rapport aux besoins écologiques, le métabolisme et la contamination gradients de l'eau, la nourriture et les sédiments, ainsi que d'autres facteurs tels que la salinité, la température et les interactions (Romeo et al., 1999).

La concentration du cadmium est moins importante par rapport aux trois micropolluants (Zinc, Cuivre, Plomb).

D’après Phillips (1977), le cadmium s’accumule surtout dans les organes mous des organismes marins ; le foie est considéré comme le principal organe d’accumulation.

Des résultats similaires ont été déjà mentionnés chez d’autres groupes de chercheures qui ont travailler sur Mugil cephalus en Turquie (YILMAZ, 2009), les concentrations trouvés dans le muscle sont 0.12mg/kg de Cadmium , cuivre 6.34mg/kg et 0.43mg/kg de Plomb et 98mg/kg de zinc, pour le foie 0.43 de cadmium ,73.91mg/kg de Cuivre et 1.63mg/kg de plomb et le zinc présente 199.32 mg /Kg.

Aussi une autre étude a été réaliser dans le même pays par Bahar YILMAZ 2003. Les concentrations de ces polluants chez le M.cephalus sont 1.39 mg /kg de cuivre ,47.25 de zinc, et 10.02mg/kg de plomb dans le muscle et les gonades le cuivre représentes 44.50mg/kg, 269.06mg/kg de zinc et 90.9 mg/kg de plomb.

I-4- Variation des concentrations moyennes en Zinc, Cuivre, Plomb, Cadmium mg/kg P.F en fonction des organes (muscle, foie, gonades) chez le mulet pêché dans la baie de Béni Saf

40

30

20 mg/kg mg/kg

10 Concentration du Zn Zn du Concentration 0 Muscle Foie Gonades

Figure26 : Variation des concentrations moyennes de Zinc, mg/kg P.F dans les trois organes (muscle, foie, gonades) chez le mulet pêché dans la baie de Béni Saf

30

25

20

15 mg/kg mg/kg

10 Concentration du Cu Cu du Concentration

5

0 Muscle Foie Gonade

Figure27: Variation des concentrations moyennes de Cuivre mg/kg P.F dans les trois organes (muscle, foie, gonades) chez le mulet pêché dans la baie de Béni Saf

1,5

1 mg/kg

0,5 Concentration du Pb Pb du Concentration

0 Muscle Foie Gonades

Figure28 : Variation des concentrations moyennes de Plomb mg/kg P.F dans les trois organes (muscle, foie, gonades) chez le mulet pêché dans la baie de Béni Saf

0,15

0,1 mg/kg

0,05 Concentration du Cd Cd du Concentration

0 Muscle Foie Gonades

Figure29 : Variation des concentrations moyennes de Cadmium mg/kg P.F dans les trois organes (muscle, foie, gonades) chez le mulet pêché dans la baie de Béni Saf

Les gonades présentent une forte concentration en Zinc 32.1 ppm, par le foie 15.6ppm, et enfin le muscle 10ppm.

La teneur en Zinc est la plus élevée par rapport aux autres polluants.

La concentration moyenne du cuivre est assez élevée au niveau du foie 22.7ppm, elle représente cinq fois plus la concentration moyenne des gonades, par contre faiblement représentée dans le muscle.

La concentration moyenne du Plomb aux niveaux de tous les organes est presque identique mais reste faible devant les concentrations du Zinc et le Cuivre. Pour le Cadmium les concentrations moyennes sont très faibles par rapport aux autres micropolluants.

La concentration du cadmium est moins importante devant les trois éléments métalliques (Zinc, Cuivre, Plomb).

I-5-Variation mensuelle des concentrations moyennes en métaux lourds en fonctions de sexe (Cd, Pb, Zn et Cu) chez Mugil cephalus.

40

35

30

25

20 Zn 15 Cu

10 Pb Cd 5

0 Muscle Foie Gonade Muscle Foie Gonade

Mâle Femelle

Figure30: Variation mensuelle des concentrations moyennes en métaux lourds en fonctions de sexe (Cd, Pb, Zn et Cu) chez Mugil cephalus pêchée dans la baie d’Oran

30

25

20

15 Zn Cu 10 Pb 5 Cd

0 Muscle Foie Gonade Muscle Foie Gonade

Mâle Femelle

Figure31: Variation mensuelle des concentrations moyennes en métaux lourds en fonctions de sexe (Cd, Pb, Zn et Cu) chez Mugil cephalus pêchée dans la baie de Béni Saf.

Sur la base des résultats de la figure 30, nous pouvons dire que la bioaccumulation des quatre polluants est plus importante chez les individus femelles que chez les individus mâles.

Les concentrations moyennes en fonction du sexe indiquent que le Cuivre et le Zinc sont bioaccumulées plus par les femelles que les mâles.

Pour le Plomb et le Cadmium présentent une faible concentration chez les deux sexes et dans tous les organes

Les concentrations des métaux sont mieux bioaccumulées au niveau du foie des femelles, que celles mesurées chez les mâles.

De ce fait, Powell et al (1981) avaient déjà démontré que les métaux lourds se concentraient dans les organes des poissons téléostéens de façon décroissante :

Foie > Rein > Muscle.

Le foie est considéré comme le principal organe d’accumulation. Selon certains auteurs (Guns et al., 1984 ; El Nabawi et al., 1987 ; Hornung et Ramelov, 1987), le tissu musculaire spécialement celui du poisson, est à peine impliqué dans le métabolisme.

L'accumulation privilégiée de ces métaux, en particulier le cuivre et le zinc, par les femelles par rapport aux mâles, ceci pourrait être due à des différences de concentrations au niveau des gonades.

La figure 31 laisse apparaitre que les individus femelles affichent une concentration moyenne en Zinc et en Cuivre plus élevées que celle des mâles, malgré certaines différences claires, mais ce qui concerne le Plomb, il apparait plus chez les individus mâles que femelles dans tous les organes. Le taux de Cadmium est visiblement moins élevé chez les deux sexes.

L'accumulation du cuivre et celle du zinc est toujours élevée, par les femelles par rapport aux mâles, cela pourrait être due à des différences de concentrations au niveau des gonades.

Selon Sidoumou et al,. (1991), les gonades femelles concentrent plus le cuivre et le zinc que les gonades mâles.

Les femelles sont plus contaminées que les mâles, cela dut peut être à leur migration vers les côtes polluées, qui explique la forte contamination par les métaux lourds via les différentes sources de pollutions.

D’après Thibaud (1976) fait le constat suivant : des teneurs légèrement plus élevées ont été décelées dans les poissons pêchés à proximité des côtes.

Pour les mâles et les femelles des deux zones d’études le test T de student n’enregistre aucune différence significative (P >0.05) entre les concentrations des différents sexes.

II-Etude comparative entre les deux baies d’échantillonnages :

Nos valeurs moyennes en métaux traces ce sont révélées très hétérogènes, et varient selon les paramètres physiologiques ou biologiques pris en considération (organes, taille, mois, sexe,…). Cela coïncide étroitement avec les affirmations de Langston et Spence (1995) et Wang et Fisher (1997).

40

30

20

10 mg/kg 0

Concentration e e Zndu Concentration Muscle Foie Gonades Muscle Foie Gonades

Oran Beni Saf

Figure32 : Variation des concentrations moyennes de Zinc mg/kg P.F dan le muscle, le foie et les gonades de Mugil cephalus dans les deux baies

Les concentrations moyennes du Zinc dans la baie d’Oran est plus faible que celle enregistrées au niveau de la baie de Béni Saf.

Cette forte concentration du zinc au niveau de la baie de Béni Sa probablement liée à la présence de L’usine d’électrolyse de zinc de Ghazaouet ; Cette usine utilise de l’eau de mer pour le refroidissement des installations de fabrication de l’acide sulfurique et de certaines installations de la centrale thermique de l’usine. L’eau, qui a servi aux différents usages est directement rejetée en mer (Bakalem, 1980).

Cette différence n’est pas significative ( P>0.05) ,( t =1.64 et le T critique = 2.13)

12 10 8 6

mg/kg 4 2

Concentration du Pb Pb du Concentration 0 Muscle Foie Gonades Muscle Foie Gonades

Oran Beni Saf

Figure 33: Variation des concentrations moyennes de Plomb mg/kg P.F dan le muscle, le foie et les gonades de Mugil cephalus dans les deux baies

Quand au plomb, nous notons des teneurs plus importantes au niveau de la baie d’Oran qu’a celles de la baie de Béni Saf.

Cossa et al (1992) avancent que les teneurs en plomb dans le muscle tendent à diminuer avec la taille dans les zones les peu contaminées, cependant dans les milieux très contaminés la relation inverse s’observe selon Bedsha et sainbury (1977). L'effet toxique du Pb dépend du cycle de vie du poisson, du pH, de la dureté de l'eau et de la présence des matières organiques. Le Pb est classé parmi les métaux les plus toxiques pour l’homme et les animaux (Roony et al., 1999). Il ne montre pas d’accumulation le long de la chaîne alimentaire pour les organismes marins (Amiard– Triquet et al., 1988). Il n'a aucun rôle connu dans les systèmes biologiques (Kalay et al., 2000).

La baie d’Oran est en parfaite continuité avec le Golfe d’Arzew au large du quel sillonnent les bateaux de commerce et les grands méthaniers qui sont charges de substances extrêmement toxiques (Boutiba et al ; 2003).

Après analyse par le test de student T, il n’y a aucune différence significative (P>0.05) entre les deux zones en ce qui concerne le Plomb.

0,3

0,25

0,2

0,15

0,1

0,05

0

Muscle Foie Gonades Muscle Foie Gonades Concentration du Cd mg/kg Cd du Concentration

Oran Beni Saf

Figure34: Variation des concentrations moyennes de Plomb (mg/kg) P.F dan le muscle, le foie et les gonades de Mugil cephalus dans les deux baies

La concentration du cadmium présente que des traces par rapport aux autres polluants dans les deux baies. Cette différence n’est pas significative (P > 0.05). Bargagli (1993) trouve que les concentrations de cadmium sont variables selon les organes mais toujours plus élevées dans le foie ou l’hépatopancréas. D’après ce même auteur, aucune preuve n’a été avancée quant à une pollution de l’environnement et de la biomagnification du cadmium le long de la chaîne alimentaire pélagique et benthique. En Mer Tyrrhénienne, les prédateurs présentent des teneurs en cadmium plus basses que chez leurs proies.

30

20

mg/kg 10 Concentration du Cu Cu du Concentration

0 Muscle Foie Gonades Muscle Foie Gonades

Oran Beni Saf Figure 35 : Variation des concentrations moyennes de Plomb (mg/kg) P.F dan le muscle, le foie et les gonades de Mugil cephalus dans les deux baies

Quand au Cuivre, nous notons que les concentrations moyennes dans les organes du mulet sont élevées dans la baie d’Oran que celle de la baie de Béni Saf. Le Cu est essentiel pour le métabolisme des poissons (Canli et al., 2003), mais dangereux pour l’homme. Il a été révélé que même dans les eaux non polluées par le cuivre les poissons l’accumulent (Ogino et al., 1980).

Après le test statistique de student T aucune différence significative (P > 0.05), entre les deux zones. Dans les deux baies, nous avons enregistrés la présence des éléments traces mais aucune différence significative n’est notée entre elles (t= 0.04 et T critique=2.13).

Tableau 9: Comparaison des concentrations en métaux lourds (ppm P.F) chez Mugil cephalus par rapport aux Doses Maximales Admissibles (D.M.A)

Cd Pb Cu Zn Mugil cephalus 0.3 mg/kg P.F 0.4 mg/kg P.F 9.2mg/kg P.F 9.09 mg/kg P.F présente étude 1.07 mg/kg P.S 1.42mg/kg P.S 32.85mg/kg 32.46mg/kg P.S. a) Oran P.S b) Béni Saf 0.11 mg/kg P.F 1 mg/kg P.F 9.92mg/kg P.F 19,17 mg/kg P.F 35.4mg/kg P.S 0.39 mg/kg P.S 3.57mg/kg P.S 244.4mg/kg P.S.

Aliments 5 ppm P.S (d), 0.3 ppm P.F (c) - - (e) 0.05 ppm P.F (d)

Mollusques 5 ppm P.S (a) 2.8-6 ppm P.S 40 ppm P.S (h) 100-1600 ppm (h) P.S (h)

Crustacées 5 ppm P.S (a) 1 mg/Kg P.F (f) 40ppmP.S- -

1 ppm P.S (a) 0.3 à 6 mg/Kg 5 mg/g P.S (g) 5 mg/g P.S (g) P.S (b) Poissons 0.15-3 pde 30ppm PF(g) P.Spm P.S (h) 0.5 mg/Kg P.F (f) 0.1 ppm P.F (f)

(a) AUGIER et al, (1988) – (b) G.I.P.P.M (1973) [Groupe Interministériel des Problèmes de Pollution de la Mer] – (c) C.N.R.S (1971)[Groupe d’experts chimistes] (d) O.M.S (1971) – (e) F.A.O (1971) – (f) CSHPF (1990) [Conseil Supérieur d’Hygiène Publique de France]- (g) CNRMS d’Australie (1992) [Conseil National pour la Recherche Médicale et de la Santé] – (h) I.O.P.R (1996) [Institut Océanographique Paul Ricard].

Nous remarquons que les doses moyennes des métaux lourds relevées dans le Mulet comparées à celles fournies par la littérature relatifs aux D.M.A., ne sont pas inquiétantes.

Les concentrations du zinc sont très élevées mais on compare avec les résultats fournies par la D.M.A. sont inférieure concernons la baie d’Oran 32.64mg/kg P.S , et de la baie de Béni Saf 244.4mg/kg.

En ce qui concerne les valeurs moyennes enregistrées pour le Cuivre sont inférieure à la D.M.A dans tous les échantillons.

La concentration moyenne en Cd de P.S chez Mugil cephalus de la baie d’Oran est de 0.3 ppm qui est inférieure au D.M.A.

La concentration moyenne de Cd de PS dans les échantillons de mulet dans la baie de Béni Saf est inferieure au D.M.A.

Pour le Plomb les valeurs moyennes enregistrées de tous les échantillons sont dans l’intervalle de poids sec des résultats de la D.M.A.

Tableau 10: Variations des concentrations moyennes en métaux lourds traces (moyenne ± écart type ppm P.F.) chez différent organismes marins

Cadmium Plomb Zinc Cuivre Auteur MERBOUH 0.02 ± 0.01 2.17 ± 0.450 10.99 ± 3.93 S. pilchardus - (1998) BENGUEDD 0.08 ± 0.02 1.32 ± 0.08 13.25 ±0.08 M.surmuletus - A (1993)

M.surmuletus 0,151±0.014 0,234±0.098 21,232±3.21 - BOURSALI (2005)

M.merluccius 0.22 ± 0.17 0.274± 0.05 6.384± 4.46 - BELHOUCIN E (2006)

S. aurita 0.019 ±0.08 0.29 ± 0.08 6.08± 1.8 - BENAMAR (2006)

T. trachurus 0.019±0.003 0.062± 0.04 2.76 ± 1.27 - BENADDA (2008)

Oran 0.114±0.121 0.320±0.185 3.006±1.85 - AYAD (2009)

Béni- 0.203±0.318 0.291±0.198 2.838±1.257 - D.sargus

Saf

Oran 0.3±0.02 0.4±0.021 9.09±0.58 9.2±0.40 Présente étude

Béni- 0.11±0.08 1±0.001 19.17±1.2 9.92±0.05

Mugil cephalus Mugil Saf

L’étude comparative entre les organismes marins ; regroupés sur le tableau 10 indique qu’il existe des différences de concentration entre les polluants et les espèces de familles différentes. Les résultats regroupés dans ce tableau, montrent que Mugil cephalus apparait comme un produit contaminée. Mugil cephalus bioaccumule plus les concentrations moyennes en Cuivre et en Zinc dans les deux baies.

En ce qui concerne le Plomb la concentration est plus faible en comparons aux deux autres polluions (Zinc et Cuivre), mais elle se rapproche des résultats de Palinurus mauritanicus 1.75 mg/kg, et Mullus surmuletus (Rouget de vase) 1.32 mg/kg pour la concentration de la baie de Béni Saf (1mg/kg) P.F.

Pour la concentration du Plomb dans la baie d’Oran se rapproche aux concentrations de Diplodus Sarrus (d’Oran) .

Concernant le Cadmium, il représente également une moyenne de 0.11 mg/kg de P.F. dans la baie de Béni Saf et 0.3 mg/kg P.F dans la baie d’Oran. Ces dernières sont presque similaires, et sont parmi les faibles concentrations par rapport aux autres espèces étudiées.

Les concentrations en métaux lourds sont très hétérogènes et varient selon les paramètres pris en considération (sexe, organes, maturité, taille).

Ce constat est confirme par Langston & Spence (1995) et Wang & Fisher (1997). En effet les facteurs biologiques tels que l’âge, la taille, la croissance, la perméabilité des membranes externes, les habitudes alimentaires ainsi que la nature et la quantité des ligands internes, contribuent énormément dans la variabilité de la bioaccumulation des métaux lourds.

Conclusion

La Méditerranée couvre une aire de plus de 3 millions de Km², elle constitue une mer presque fermée et s'ouvre à l'ouest sur l’Atlantique par le détroit de Gibraltar et à l'est sur la mer rouge par le canal de Suez. Du fait de son grand volume d'eau, elle présente une grande capacité d'absorber la pollution, cependant les grandes quantités de résidus déversés ne peuvent pas être assimilées dans les zones côtières. cette pollution est une menace si lourde, et l’inquiétude est si grande dans l’opinion publique, que les Etats cherchent individuellement et en commun , tous les instruments nécessaires pour freiner, réduire ou enrayer cette pollution marine. L’Homme, consommateur final des produits marins et occupant le dernier maillon de la chaîne alimentaire, peut à n’importe quel moment en être victime. Il est vraiment rare que les êtres humains soient exposés directement à des effets mortels des polluants des eaux, mais peuvent néanmoins subir des troubles accidentels (coliques) ou plus graves encore, être victime de la consommation habituelle de Poissons ou fruits de mer qui représentent les maillons accumulateurs d’éléments toxiques assimilés par une chaîne trophodynamique. L’utilisation des d’organismes marins pour l’évaluation et la détermination du niveau de contamination ont été orientées dans l’optique de cet objectif. Nos recherches portent ainsi sur le mulet (Mugil cephalus pêchés dans la baie d’Oran, et de la baie de Béni Saf. Un échantillonnage mensuel a été réalisé pendant cinq mois (de Février à Juin), et les concentrations de quatre éléments métalliques (Cadmium, Plomb, Cuivre et le Zinc) ont été évaluées par Spectrophotométrie d’Absorption Atomique en fonction du sexe, organes (foie, gonades et muscle), et la variation mensuelle. Au terme de ce travail, dont nous soulignons l’intérêt, la synthèse des résultats trouvés, nous permet de faire un bilan sur la situation actuelle de la baie d’Oran et la baie de Béni Saf en termes de pollution environnementale littorale et marine.

En analysant les résultats dans leurs ensembles, il apparaît que : Les quatre métaux sont présents plus accumulées dans le foie et les gonades que le muscle.

Parmi les métaux dominants, le Cuivre et le zinc se détachent nettement des deux autres éléments à des teneurs très importantes. Concernant la maturité sexuelle, une relation a été établie entre la période de ponte et les valeurs élevées de métaux traces qui correspond à une activité hépatique accrue survenant lord de l’engraissement de l’espèce après la période de reproduction. Par rapport au sexe les individus femelles sont fortement contaminé que les individus mâle. D’après les résultats, il ressort que les deux baies d’échantillonnage, nous permet de conclure que les deux zone sont polluer mais pas différences significative entre eux. Les concentrations moyennes des métaux ciblés au cours de notre étude semble bien inférieures, et le mulet provenant des deux baies ne semble pas présentée un véritable danger pour le consommateur; mais il est à rappeler que ces micropolluants ont un effet cumulatif à travers la chaîne trophique, et qu’ils ont aussi un effet néfaste à long terme sur la santé publique. La comparaison des teneurs en métaux traces chez différents organismes marins montre que la pollution métallique du milieu induit la contamination des espèces qui y vivent tout en exprimant des variations dans les teneurs liées aux groupes zoologique et à leur éthologie. Les résultats que nous venons d’exposer ne font que révéler l’existence d’une relation entre la pollution marine et nombreux rejets industriels et urbains aux niveaux des baies (Oran et Béni Saf), et des régions avoisinantes. Cette pollution est une menace que, si elle ne reste encore que ponctuelle, a une extension géographique relativement large. Pour limiter le danger de contamination humaine, il faudrait d’abord étudier de prés la distribution et le sort des contaminants qui se déversent dans les écosystèmes marins, leur décharge et leur transport. -Il faudra aussi, augmenter le nombre des stations d’épurations des eaux usées tout au long des cotes algériennes.

-Lancer un projet de prévention de la pollution, priant les pêcheurs et les marins a rapporter leurs déchets et encourageant les ports et les marinas à aménager des installations pour les déchets. -Déposer les déchets toxiques, comme l’huile a moteur, les diluants a peinture et les herbicides, aux endroits désignes, jamais dans les égouts. -Organiser un programme de recyclage en installant des poubelles distinctes pour le papier, l’aluminium, le plastique et le verre. -Sensibiliser la population sur le danger de contamination a travers les spots et documents télévisuels et radiophoniques nationales et aussi par la distribution des prospectus sur la richesse de notre milieu océanique et la préservation obligatoire de cette richesse pour les générations actuelles et futures. -L’application stricte des lois et règlement par les autorités en matière de rejet des eaux usées.

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Annexes

Annexe 1

Laboratoire Réseau de Surveillance Environnemental

Département de Biologie – Faculté des Sciences Université d’Oran (Es-Sénia)

Fiche d’échantillonnage des Poissons La date : Numéro de l’échantillonnage : Nombre des échantillons : Le site : numéros Poids Longueur Longueur Longueur Poids sexe Poids Poids Poids totale totale à la standard éviscère du du des fourche foie muscle gonades

Les remarques :…….. Tableau 4: Modèle de la fiche d’échantillonnage

Annexe 2

Dosage des métaux lourds par Spectrophotométrie d’Absorption Atomique avec Flamme Principe Au cours des analyses de spectrophotométrie d’Absorption atomique, une solution contenant des éléments métalliques est introduite dans le brûleur de l’appareil, celle-ci est convertie dans une flamme air-acétylène ou un atomiseur électrothermique sous forme de vapeur constituée d’atomes libres. Une source lumineuse émise d’une lampe à cathode creuse, faite du métal à analyser, est dirigée à travers la vapeur ; les atomes de l’échantillon dispersé dans la vapeur absorbent une partie de la radiation, ce qui entraînera une diminution de cette dernière (F.A.O., 1977). Cette absorption se fait à une longueur d’onde spécifique aux atomes formés (métal considéré), elle est liée à la concentration de l’élément considéré. Les dosages ont été réalisés au niveau du laboratoire de GnL1 /Z d’Arzew .Un spectrophotomètre d’absorption atomique. Les précautions à prendre en considération sont : - l’utilisation de tout matériel métallique est déconseillée afin d’éviter toute contamination et le matériel utilisé doit être de nature : lames en platine, piluliers en verre ou en plastique, des verres à montre pour les pesées. Etalonnage L’étalonnage a été réalisé avec une gamme relative à la concentration des échantillons. Pour chaque métal à analyser, les échantillons standards sont préparés à partir des solutions mères. Les concentrations des échantillons biologiques doivent êtres comprises dans l’intervalle des concentrations standards (PINTA, 1979). L’étalonnage étant prêt, on passe nos standards de la gamme étalon avec des concentrations connues de l’élément à doser. Une fois assurer de la fiabilité de l’appareil, faire passer ces échantillons un à un pour la lecture au S.AA.P

Annexe 3

Test t de Student

Principes de lecture de t Les fonctions statistiques proposées par Excel permettent deux lectures du test t de Student : soit en termes de valeur critique, soit en termes de seuil de signification statistique. On notera dès à présent que cette seconde option est le plus souvent retenue pour la publication et le commentaire de données statistiques.

1. Fonction TEST.STUDENT

La fonction TEST.STUDENT renvoie simplement le seuil de probabilité associé à une valeur t calculée pour deux matrices A et B. La boîte de dialogue propose de délimiter les deux matrices, de choisir la direction du test (uni/bilatéral) et le type de situation analysée (pour ce qui nous concerne, le type 2=deux échantillons indépendants de variances égales ; les autres cas ne seront pas traités dans le cadre du cours de PSS cette année).

1. Si le seuil calculé est inférieur à 0.05, on peut donc rejeter l’hypothèse d’égalité des moyennes et en conclure que les moyennes observées des échantillons A et B sont significativement différentes d’un point de vue statistique (que leur différence est supérieure à la simple erreur d’échantillonnage que l’on pourrait observer dans la grande majorité [95%] des cas) ; 2. Si, en revanche, le seuil observé est supérieur à 0.05, on peut en déduire que le risque de rejeter par erreur l’hypothèse nulle (donc de conclure in fine à la différence des moyennes) est trop élevé : la différence observée peut être attribuée potentiellement au hasard –processus d’échantillonnage. Dans ce second cas, on conserve l’hypothèse nulle d’égalité des moyennes (quand bien même celles-ci ne sont pas strictement égales). Remarque : - le seuil de 0.05 est, redisons-le, fixé arbitrairement par l’utilisateur et correspond dans ce cas précis à une règle de pratique générale en sciences sociales. Certaines applications spécifiques (médecine, biologie) nécessitent parfois de rabaisser le seuil à 0.01 (donc réduire la probabilité de rejeter par erreur l’hypothèse nulle à 1 chance sur 100). C’est là encore un choix délibéré de la part du chercheur. Si nécessaire, la valeur absolue du test t peut être obtenue en utilisant la fonction miroir

2. L’utilitaire d’analyse statistique

L’utilitaire d’analyse (data analysis tools en anglais) fournit l’ensemble des paramètres et permet donc, outre la lecture directe du seuil de signification statistique, de travailler sur les valeurs critiques de t pour un niveau de probabilité et un degré de liberté donnés. Les résultats du test sont fournis sous la forme suivante (les données dans l’exemple ci dessous sont celles de notre cas théorique de comparaison des groupes A et B). Test d'égalité des espérances: deux observations de variances égales (exemple )

Variable 1 Variable 2

Moyenne 4,00666667 1,00666667

Variance 17,8321333 0,01213333

Observations 3 3

Variance pondérée 8,92213333 Différence hypothétique des

moyennes 1 Degré de liberté 4 Statistique t 0,82005177 P(T<=t) unilatéral 0,22911995 Valeur critique de t (unilatéral) 2,13184678 P(T<=t) bilatéral 0,45823991 Valeur critique de t (bilatéral) 2,77644511