Zeitschriftenartikel zum Thema „Pompe à carbone biologique“

Cet article présente les résultats d'une étude sur le traitement par filtration sur charbon actif biologique (CAB), utilisé en usine de production d'eau potable en second étage de filtration, en aval d'une étape d'ozonation. L'objectif principal de cette étude était de caractériser la matière organique bioéliminée au cours de la filtration sur charbon actif afin d'obtenir une meilleure compréhension de l'abattement du carbone organique dissous (COD) et de la demande en chlore par ce procédé. Le carbone organique dissous biodégradable (CODB) éliminé au cours de ce traitement peut être corrélé à l'abattement de la demande en chlore et ce CODB présente une réactivité au chlore supérieure à celle du carbone organique réfractaire. Le couplage de techniques d'ultrafiltration au suivi des différentes fractions en cours d'incubation en batch pendant 35 jours avec un inoculum de bactéries indigènes libres, permet de préciser la nature des molécules susceptibles d'être bioéliminées et d'appréhender leur impact sur la demande en chlore de l'eau issue du traitement biologique. La nature de la matière organique présente dans l'eau en amont des filtres varie considérablement au cours de l'année; ainsi, en été, une augmentation importante de la fraction de molécules de haute masse molaire (> 10000 daltons) est observée. La filtration biologique n'affecte pas de manière significative la répartition des différentes tailles de molécules et de petites molécules (< 1000 dallons) peuvent être difficiles à bioéliminer sur un filtre biologique.

Dans le cadre de la rénovation de l'usine d'Ivry sur Seine qui assure l'alimentatiop en eau potable de la ville de Paris avec un débit nominal de 300 000 m3/j, une nouvelle chaîne originale de traitement a été mise en œuvre. L'originalité de cette chaîne de traitement tient au fait que l'épuration par biodégradation a été prise en compte au niveau de toutes les étapes de traitement. Cette chaîne est divisée en quatre parties : préozonation - coagulation sut filtre - filtration biologique lente sur sable et affinage par ozonation filtration sur charbon actif en grains puis désinfection finale au chlore. Nous avons testé sur pilote l'efficacité de cette nouvelle filière pour l'élimination du carbone organique dissous biodégradable ainsi que l'influence de la préozonation pour l'efficacité de la filtration biologique. Les résultats montrent des performances remarquables de la filtration biologique lente concernant l'élimination du carbone organique biodégradable. L'ozone améliore les performances de la filtration lente, et nous avons observé un taux de traitement optimal correspondant à 0,12 mg 03/mg COT. Des corrélations ont été effectuées avec les paramètres globaux de dosage de la matière organique. Elles montrent que le carbone biodégradable issu des filtres biologiques est de nature différente de l'influent et nous estimons qu'il est nécessaire de privilégier une étape d'affinage final par des procédés d'adsorption sur charbon.

Les systèmes agricoles basés sur des matériaux à haute énergie d'entrée (matières fossiles) tels que les engrais chimiques et les pesticides peuvent endommager les propriétés du sol et finiront par réduire la productivité du sol à l'avenir. On pense que les systèmes agricoles alternatifs qui utilisent une faible énergie d'entrée (faible apport d'énergie) peuvent maintenir la fertilité des sols et la durabilité environnementale tout en maintenant ou en augmentant la productivité des sols. Les systèmes d'agriculture biologique privilégient l'utilisation de matières organiques et le recyclage des déchets. Cette recherche révèle comment des changements ont eu lieu dans les propriétés physiques et chimiques des sols qui ont pratiqué plusieurs fois des systèmes d'agriculture biologique. L'étude utilise une méthode d'échantillonnage sur les terres des agriculteurs qui a été étudiée pour traiter les systèmes d'agriculture biologique et non biologique. Deux échantillons de sol ont été prélevés à 2 endroits différents pour représenter les systèmes d'agriculture biologique et 4 échantillons de sol ont été prélevés à 4 endroits différents représentant des systèmes d'agriculture non biologique. L'échantillonnage du sol a été effectué à une profondeur de 20 cm. Les résultats ont montré des différences significatives dans les propriétés chimiques du sol (CEC, pH H2O, P disponible, K disponible, N total, teneur en carbone, acide humique et fulfat) entre le sol avec des systèmes agricoles biologiques et inorganiques qui ont montré de meilleures valeurs dans le système agricole biologique

Cet article présente les résultats d'une étude, réalisée en usine de production d'eau potable, de la filtration biologique sur charbon actif en grains (CAG) utilisée en seconde filtration à la suite d'une étape d'ozonation. Les buts de cette étude étaient d'étudier la cinétique de colonisation bactérienne des filtres à CAG, d'analyser la qualité de l'eau en sortie de filtres durant la phase de colonisation biologique et de comparer le fonctionnement à l'équilibre biologique de deux filtres à temps de contact « eau-CAG » différents. Les résultats des mesures de biomasse bactérienne fixée, effectuées par une méthode de respiration potentielle de glucose, montrent qu'un volume d'eau filtrée de 30 - 50 103 m3/m2 de filtre est nécessaire pour coloniser le CAG. A ce moment, le biomasse fixée est d'environ 7 µgC/mf de CAG. La comparaison de la qualité de l'eau, en terme de carbone organique dissous biodégradable (CODB), entre l'entrée et la sortie du filtre étudié montre que durant la colonisation le processus de biodégradation, lié à l'installation d'une biomasse bactérienne suffisante, prend donc progressivement le pas sur le processus d'adsorption dominant au départ, mais qui diminue rapidement. La comparaison de filtres, fonctionnant dans des conditions différentes de hauteur de CAG et de vitesse de filtration, montre l'importance du paramètre temps de contact sur l'efficacité de la filtration biologique sur CAG. De ce point de vue, des temps de contact de 10 à 15 minutes offrent une bonne efficacité de la filtration avec un abattement de CODB pouvant dépasser 80 %.

Face aux nombreux défis sociétaux à relever (environnement, sécurité alimentaire, santé), différentes formes d’agriculture sont envisagées. Agriculture biologique, agriculture de conservation des sols et maintenant agriculture régénératrice sont trois récits fondateurs se référant à l’agroécologie. Toutefois, l’agriculture régénératrice, nouvelle arrivée en France, reste ambiguë. Nous proposons un cadre d’analyse des formes d’agriculture en termes d’impacts et de services, que nous mobilisons pour comparer l’agriculture régénératrice à celles auxquelles elle se réfère et qui sont bien documentées dans la littérature scientifique. Cette analyse permet d’éclairer des points critiques de l’agriculture régénératrice tels que la question des pesticides et du niveau de séquestration du carbone dans les sols. Ensuite, nous identifions les atouts, faiblesses, opportunités et menaces pour le changement d’échelle de cette agriculture. Nous montrons qu’un atout majeur de l’agriculture régénératrice est de reposer sur un récit mettant en avant un principe, la « régénération » des biens communs (sols, eau, air, biodiversité), qui peut entraîner l’adhésion d’une diversité d’acteurs. Cependant, la mobilisation des acquis de l’agroécologie, en tant que science, pratique et mouvement, pourrait aider à préciser son contenu, encore flou, de façon à ce que ses promesses se traduisent en de réels progrès et ne soient pas exclusivement centrés sur le carbone.

Dans cet article, nous présentons des travaux mettant en évidence les capacités de traitement biologique des eaux résiduaires urbaines au sein des milieux poreux de textures différentes. Une étude comparative du développement de la biomasse couplé aux mécanismes généraux de transferts gazeux à travers deux réacteurs biologiques est menée. Des lits d’infiltration percolation sont simulés par des colonnes garnies de sables d’origine et de structures différentes. Ils sont alimentés périodiquement via un automate de commande avec un influent d’une charge de 525 mgDCO/l et de 54 mgNK/l. Les résultats obtenus établissent le fait qu’un développement équilibré de la biomasse incluant les phases de croissance et de régression est intrinsèquement lié à la nature physique du matériau support. A l’aide des carottes prélevées sur les massifs filtrants et des sondes d’oxymétrie introduites à différentes hauteurs des lits d’infiltration, nous montrons que la répartition verticale du biofilm dans les colonnes ainsi que l’oxygénation des milieux poreux lors des périodes de repos sont également corrélées à la structure des supports pourtant de diamètres moyens similaires. L’efficacité de traitement biologique du carbone est supérieure pour un sable d’origine alluvionnaire comparativement à un sable concassé ; la tendance s’inversant significativement lorsqu’il s’agit de la diminution de l’azote.

La stabilité biologique de l'eau potable dans un réseau est à l'heure actuelle un souci majeur pour tout responsable du traitement et de la distribution de l'eau. Les nouvelles filières de traitement introduisant l'ozonation ont induit la formation de molécules biodégradables. La filtration sur Charbon Actif en Grains (CAG) après l'étape d'ozonation a permis d'améliorer la qualité de l'eau. Toutefois, est apparue plus clairement la notion de risque de prolifération bactérienne sur réseau. Le Carbone Organique Dissous Biodégradable (CODB) représentant ces composés devient alors un paramètre indispensable à contrôler. L'objectif de notre étude est de caractériser sur un réseau réel les facteurs influençant la stabilité biologique de l'eau dans les réseaux; notamment ceux limitant (le désinfectant bactériostatique) ou favorisant (le CODB) le développement bactérien. Le réseau étudié, situé dans l'ouest de la France en Bretagne, totalise 50 km de conduites. Il est alimenté par une station traitant une eau de retenue selon une filière classique comportant une ozonation suivie d'une filtration sur CAG. Le temps de transit maximal de l'eau est proche de 8 jours. Nos résultats complètent et confirment ceux de CAPELLIER et al. (1992) instigateurs de notre étude, indiquant que ce réseau est le siège d'une vie biologique active. La cinétique de trois critères de qualité: le désinfectant, le CODB et la flore bactérienne, a été étudiée en fonction du temps de transit, ce qui a permis de tirer les conclusions suivantes: - la consommation du désinfectant est totale après 100 h de transit; - particulièrement pendant les saisons les plus chaudes, le CODB est consommé après un pic observé en début de réseau; - la flore bactérienne en suspension, revivifiable sur gélose et totale, croît pendant 100 à 150 h de transit, après quoi elle tend à se stabiliser, voire décroître. Une relation entre le CODB et la flore bactérienne en suspension n'a pu être établie sur ce réseau pour les périodes étudiées. Par contre, les bactéries libres et le désinfectant résiduel semblent bien liés. Les influences de la saison et du temps de transit ont pu être démontrées. Néanmoins, d'autres paramètres de l'eau ou des facteurs comme la structure du réseau et l'hydraulique du système ont probablement une influence non négligeable sur l'évolution de la qualité de l'eau et donc sur nos résultats.

L’hydrogène, s’il est produit à partir de matières premières renouvelables, est une source alternative viable pour remplacer les combustibles fossiles conventionnels en raison de son potentiel énergétique élevé (122 kJ/g). Quand l’hydrogène est utilisé comme carburant, son principal produit de combustion est l’eau, qui peut être recyclée pour produire plus d’hydrogène, mais contrairement aux combustibles fossiles, l’hydrogène n’est pas facilement disponible dans la nature et les méthodes de production couramment utilisées sont assez coûteuses. Actuellement, environ 98 % de l’hydrogène provient des combustibles fossiles. Globalement, 40 % de l’hydrogène est produit à partir de gaz naturel ou de reformage à la vapeur d’hydrocarbures, 30 % à partir de pétrole, 18 % à partir de charbon et 4 % partir d’électrolyse de l’eau. Cependant, ces processus sont coûteux et pas toujours respectueux de l’environnement. Les procédés biologiques pour la production d’hydrogène peuvent fonctionner dans des conditions opératoires moins énergivores et plus respectueuses de l’environnement par rapport aux méthodes chimiques conventionnelles. Cette approche est non seulement écologique, mais ouvre aussi de nouvelles voies pour l’exploitation de ressources énergétiques renouvelables illimitées. En outre, ils peuvent également utiliser différents déchets, ce qui facilite le recyclage des déchets. La production d’hydrogène biologique utilisant la biomasse riche en hydrates de carbone comme ressource renouvelable est l’une des différentes méthodes dans lesquelles les processus peuvent se produire via un processus anaérobie et un processus de photosynthèse. Dans cet article, les différents procédés biologiques de production de l’hydrogène sont décrits et comparés.

La mesure de la matière organique biodégradable dans l'eau est déterminée à partir de tests biologiques qui reposent sur deux concepts. Le premier est basé sur le suivi de la croissance de souches pures ou d'une population bactérienne mixte dans un échantillon d'eau. Le maximum de croissance obtenu est converti en Carbone Organique facilement Assimilable (COA) et exprimé en µg de C eq. acétate/l en tenant compte du rendement de croissance de ces bactéries dans des solutions d'acétate de sodium. Le second repose sur le suivi de la décroissance du Carbone Organique Dissous (COD) dans un échantillon d'eau ensemencé par une flore bactérienne indigène des eaux (flore en suspension ou flore fixée sur des particules de sable). La matière organique biadégradée est exprimée sous forme de Carbone Organique Dissous Biodégradable (CODB). Des essais ont été réalisés sur différents types d'eau (eaux de rivière de la Seine, de l'Oise et de la Marne, eaux en cours de traitement de.potabilisation, eaux distribuées et eaux distillées) afin de mettre en évidence la relation existant entre la mesure du CODB en présence de bactéries fixées sur du sable et le maximum de croissance bactérienne enregistré dans les mêmes échantillons stérilisés puis réensemencés par des souches pures (Pseudomonas fluorescens P17, Pseudomonas fluorescens P17 + Spirillum NOX) ou par un inoculum mixte de bactéries indigènes de l'eau. Les résultats de cette étude mettent en évidence : - une relation entre le CODB et le maximum de croissance (Pseudomonas fluorescens P17) médiocre (r = 0,716 ; n = 28) pour des échantillons d'eau ensemencés par Pseudomonas fluorescens P17 seul (dénombrement en gélose); - une relation entre le CODB et le maximum de croissance (Pseudomonas fluorescens P17) améliorée (r = 0,850, n = 31) pour des échantillons ensemencés simultanément avec un mélange de Pseudomonas fluorescens P17 et Spirillum NOX (dénombrement en gélose); - une relation entre le CODB et le maximum de croissance (Spirillum NOX) très faible (r = 0,264 n = 31; corrélation non significative) pour des échantillons ensemencés simultanément avec un mélange de P17 + NOX (dénombrement en gélose);- le coefficient de corrélation entre le CODB et le COA (Pseudomonas fluorescens P17 + Spirillum NOX) est de 0.769 (n = 31) avec une équivalence de 140 µg de COA (eq. acétate) par mg de CODE lorsque P17 est utilisé isolément et 90 µg de COA (eq. acétate) par mg de CODB lorsque P17 et NOX sont utilisés simultanément; - la relation entre le CODB et le maximum de croissance (flore naturelle mixte) est par contre très satisfaisante (r = 0,943; e = 30) lorsque les dénombrements bactériens sont effectués par microscopie en épifluorescence (coloration à l'acridine orange). Le rendement de croissance est alors de 1,7.109 cellules pour 1 mg de CODB mesuré en présence de sable biologique. En conclusion, la mesure du CODB au moyen de bactéries fixées, originellement décrite pour évaluer l'efficacité des filières de traitement de potabilisation vis-à-vis de l'élimination de la Matière Organique Biodégradable permet aussi de prédire le potentiel de recroissance bactérienne (bactéries indigènes) de différents types d'eau.

Description du sujet. La diminution drastique de terres arables à Libreville pousse de plus en plus les agriculteurs à s’installer dans les localités proches de la capitale gabonaise pour y pratiquer l’agriculture et ravitailler Libreville en produits agricoles.Objectif. La présente étude qui se déroule à quatre-vingt kilomètres de Libreville, a pour objectifs de : (1) déterminer certaines propriétés physico-chimiques et biologiques des sols de Kango, et de comparer les valeurs trouvées avec les valeurs seuil agronomiques, (2) relever les contraintes liées à la production agricole sur ces sols, et (3) proposer des solutions adéquates pour une exploitation agricole respectueuse de l’environnement.Méthodes. Des échantillons de sols ont été prélevés, et les analyses physico-chimiques et biologiques y ont été réalisées : le pH eau, le pH KCl, le carbone organique total, l’azote total, l’azote assimilable, le phosphore total, le phosphore assimilable, l’aluminium, les cations basiques, la capacité d’échange cationique, le taux de saturation en bases échangeables, la biomasse microbienne, le quotient microbien, les rapports azote microbien/azote total et carbone microbien/azote microbien.Résultats. Les sols prélevés sont argileux, ils ont des teneurs en carbone organique total, en azote total et en phosphore total agronomiquement convenables. Mais la très forte acidité, les teneurs en phosphore et azote assimilables, en cations basiques, le taux de saturation très bas et l’activité biologique constituent les principales contraintes à la production agricole.Conclusion. Le chaulage, l’apport de biochar et des amendements organiques sont des solutions à appliquer pour obtenir de bons rendements dans ces rendements dans ces sols dans le respect de l’environnement. Description of the subject. Faced with the drastic reduction of arable land in Libreville following the development of the city, more and more farmers and agro-industries are settling in localities close to the Gabonese capital where they can find land to exploit in to supply Libreville with agricultural products, such as the locality of Kango, located 82 kilometers from Libreville.Goals. The objectives of this study are (1) to determine certain physico-chemical and biological properties of the soils of Kango and to compare the values found with the agronomic threshold values, (2) to identify the constraints likely to limit agricultural production on these soils, and (3) to propose adequate solutions for an efficient and environmentally friendly agricultural exploitation.Methods. Soil samples were taken, and physico-chemical and biological analyzes were carried out: water pH, KCl pH, total organic carbon, total nitrogen, assimilable nitrogen, total phosphorus, phosphorus assimilable, aluminum, basic cations, cation exchange capacity, exchangeable base saturation rate, microbial biomass, microbial quotient, microbial nitrogen/total nitrogen and microbial carbon/microbial nitrogen ratios.Results. The soils sampled are clayey, they have agronomically suitable total organic carbon, total nitrogen and total phosphorus contents. But the very high acidity, the assimilable phosphorus and nitrogen, basic cations, the very low saturation rate and the biological activity constitute the main constraints to agricultural production.Conclusion. Liming, the addition of biochar and organic amendments are solutions to be applied to obtain good yields in these soils while respecting the environment.ls dans le respect de l’environnement.

A field experiment was conducted in 1992 and 1993 in a potato crop (Solanum tuberosum L.). Biological and chemical soil properties were investigated following incorporation of chipped ramial wood (chipped fine branchwood) combined with split applications of supplementary N fertilizer. Fungal populations showed a a temporary increase following incorporation of low C/N chipped wood, whereas bacteria and actinomycete populations remained unchanged. Chipped ramial wood did not induce development of common scab or rhizoctonia on tubers. Soil total carbon (C) and water-holding capacity increased with inputs of chipped wood but C/N ratio and pH were not affected. Only available P content decreased following incorporation of chipped wood, likely due to immobilization by microorganisms. Splitting supplementary N fertilizer showed little effect on soil chemical properties, but it reduced the incidence of common scab on tubers in 1992. Soil amendment with chipped ramial wood in combination with split N applications improved biological activity and caused a short-term increase of total C. Key words: Chipped ramial wood, Chipped fine branchwood, split N fertilization, fungal populations, microbial biomass, immobilization, phosphorus

L'utilisation de la digestion anaérobie comme outil de dépollution présente de nombreux intérêts. la méconnaissance du processus a conduit à des incidents de fonctionnement qui ont induit une méfiance vis-à-vis du processus et une résistance à son implantation. Les connaissances acquises ces quinze dernières années sur la digestion anaérobie ont permis de définir la nature des paramètres à contrôler pour surveiller l'écosystème et leurs plages de valeurs à respecter pour que le processus fonctionne bien. Les paramètres sont de deux types : ceux qui vérifient que les conditions de fonctionnement imposées soient bien réalisées (comme les débits de liquide, la température, la concentration en DCO de l'alimentation) et ceux qui permettent de contrôler l'état biologique de l'écosystème (le pH, la teneur en H2 dans tes gaz, la concentration en acides gras volatils...). Les variations de certains de ces paramètres sont directement couplées à la modification du fonctionnement des microorganismes, d'autres ne sont que les résultats de la variation d'autres paramètres et n'ont donc pas la même importance pour exprimer les variations observées dans l'écosystème microbien. Ces paramètres peuvent dans la plupart des cas, être mesurés de manière simple par des capteurs, ce qui permet d'envisager des contrôles en ligne et une conduite optimale de ces procédés. Ceci doit permettre de meilleures performances, en fonctionnement plus stable du procédé, notamment lors des surcharges organiques. Le choix d'un (ou plusieurs) paramètres de contrôle doit répondre à certains critères, comme un temps de réponse court avec un maximum de variation. Après l'introduction d'une surcharge organique sur un filtre anaérobie de laboratoire, adapté sur vinasse de vin, nous avons comparé les variations de ces différents paramètres. La pression partielle en H2 et le débit de gaz sont détectés rapidement avec une variation d'amplitude de 50 pour H2 et de 4 à 5 pour le débit. Dans la phase Liquide, les variations de pH et la teneur en carbone organique total apparaissent plus tardivement. Lorsque les paramètres de contrôle atteignent des valeurs critiques, il est nécessaire d'engager des actions pour ramener l'écosystème microbien vers un fonctionnement normal. Celles-ci sont principalement, la diminution ou l'arrêt du débit d'alimentation ou l'addition d'une base. La nature et l'amplitude de ces actions sont définies à partir d'algorithmes de types boîte noire ou par des modèles plus structurés. Actuellement la commande adaptative fait l'objet de recherches importantes. C'est à travers ces algorithmes que se situe l'introduction des critères de conduite optimale.

Cet article présente une première synthèse comparative des impacts des feux et des coupes forestières sur la qualité des eaux et les communautés aquatiques des lacs de l'écozone boréale de l'est du Canada. La recherche a été réalisée de 1996 à 1998 dans le cadre d'un projet du Réseau de centre d'excellence sur la gestion durable des forêts (RCE-GDF) et porte sur 38 lacs du Bouclier Canadien du Québec. Les changements dans la qualité de l'eau ainsi que dans la diversité, la biomasse et la structure des communautés de plancton et de poissons ont été suivis pendant trois ans dans 20 lacs dont les bassins versants étaient non perturbés, dans 9 lacs qui avaient subit des coupes forestières et dans 9 lacs qui avaient subit des feux de forêt. Notre étude montre que les feux et les coupes ont des impacts significatifs qui diffèrent selon le type de perturbation. En général, les lacs affectés par les coupes et les feux ont des concentrations de phosphore 2 à 3 fois plus élevées que les lacs de référence. Toutefois, les lacs affectés par les feux montrent des concentrations en nitrates beaucoup plus élevées tandis que les lacs affectés par les coupes sont moins transparents et ont des eaux plus colorées, très riches en carbone organique dissous. Les feux et les coupes affectent aussi de façon différente la minéralisation des eaux et les concentrations des ions majeurs. Les feux et les coupes n'ont pas d'effet sur la biodiversité des communautés planctoniques, sauf dans les lacs ayant un grand bassin versant et plus de 40 % de perturbation. Aucune différence n'a été observée entre les lacs de référence et les lacs perturbés au niveau de l'occurrence, l'abondance et la croissance des espèces de poissons. En revanche, les feux et les coupes affectent la production et la structure des communautés aquatiques. Dans les lacs affectés par les feux, l'enrichissement en azote et phosphore provoque une hausse de la concentration en chlorophylle a, et de la biomasse du phytoplancton et du limnoplancton (seston > 53 µm), en particulier des diatomées, des rotifères et des gros crustacés, pendant deux à trois années après les feux. En revanche, dans les lacs affectés par les coupes, l'enrichissement en phosphore n'entraîne qu'une augmentation très faible et limitée à un an de la biomasse des algues et pas de changement dans les biomasses du limnoplancton, en raison de la forte couleur et de la transparence réduite des eaux, qui limite la production biologique. Les coupes ont un impact négatif sur les copépodes calanoïdes, un groupe de zooplancton caractéristique des lacs oligotrophes et transparents. Une diminution significative de la proportion des individus de petite taille a été observée chez les populations de perchaude et de meunier noir des lacs perturbés (lacs de coupe et de feux formant un seul groupe). Les impacts observés dans la qualité des eaux et la production du plancton augmentent avec l'importance relative des perturbations au niveau du bassin versant. Cependant, la variabilité dans les caractéristiques des bassins versants et des lacs, en particulier le rapport de drainage et le temps de résidence des eaux, a des effets confondants sur les réponses des écosystèmes lacustres aux perturbations par les feux et les coupes.

Les impacts environnementaux liés aux productions animales sont pris en considération depuisau moins deux décennies. Mais jusqu’à une date récente, ils étaient considérés comme des «dommagescollatéraux» résultant de la nécessité de nourrir la planète. Depuis le rapport de la FAO«Livestock’s long shadow» (Steinfeld et al 2006), les préoccupations environnementales liées enparticulier aux gaz à effet de serre (GES) ont pris une importance croissante auprès des acteursdes filières animales et des décideurs politiques. Elles sont désormais au centre de la réflexion surle développement de l’élevage. En témoignent des documents dépassant le cadre de l’agriculturecomme la publication des propositions du «Grenelle 2» par le gouvernement français, ou la feuillede route de l’Union Européenne pour une baisse drastique des émissions de gaz carbonique àl’échéance de 2050. En fait, le problème est planétaire, car la consommation mondiale de produitsanimaux augmente, tendance appelée à se poursuivre en raison de l’évolution démographiqueet de l’accroissement de la part des produits animaux dans l’alimentation dans les pays endéveloppement et émergents (Gerber et al 2011). La revue INRA Productions animales a publié depuis plusieurs années de nombreux articlesrelatifs aux relations entre élevage et environnement, analysées sous divers angles. Récemmentdes articles relatifs aux polluants ou aux aspects environnementaux plus globaux ont été publiésdans le cadre de trois numéros thématiques : «Porcherie verte» avec notamment des articles surles éléments à risque et les émissions gazeuses lors de la gestion des effluents (Bonneau et al2008a, b), «Les nouveaux enjeux de la nutrition et de l’alimentation du porc» avec un article surles relations entre nutrition et excrétion de polluants (Dourmad et al 2009), et «Elevage en régionschaudes» avec un article consacré aux impacts et services environnementaux (Blanfort et al2011). Des articles ont également été publiés sur la quantification des émissions de méthane parles animaux d’élevage en France (Vermorel et al 2008) et sur la modélisation des émissions deméthane chez les ruminants (Sauvant et al 2009). Enfin, les moyens de réduire les rejets porcinset avicoles par la génétique ont été analysés (Mignon-Grasteau et al 2010). A signaler aussi lenuméro spécial «Elevage bio» en 2009, qui analysait les systèmes d’élevage biologique sans toutefoisdiscuter leurs avantages au plan environnemental. La réduction des émissions de GES par l’élevage est devenue un enjeu majeur des recherchessur les systèmes d’élevage et en nutrition animale. Ce dossier composé de quatre articles estconsacré aux GES en élevage bovin en mettant l’accent sur le méthane. En effet dans la plupartdes systèmes laitiers et à viande, le méthane est le gaz à effet de serre qui contribue le plus auxémissions, exprimées en équivalent gaz carbonique, comme le montre le premier article (Dollé etal 2011) qui replace les émissions de méthane dans l’ensemble des émissions de gaz à effet deserre. Un travail considérable a été réalisé pour évaluer et comparer les systèmes français, et lesINRA Productions Animales, 2011, numéro 5situer dans un contexte plus global : depuis quelques années les émissions induites par des systèmesd’élevage très divers sont étudiées dans le monde, principalement en Europe. Le deuxièmearticle (Sauvant et al 2011) analyse les relations étroites entre la production de méthane et les fermentationsdans le rumen selon la nature du régime alimentaire, puis discute la précision des principaleséquations empiriques de prévision de la production de méthane, ainsi que des modèlesmécanistes qui ont été développés. Des voies d’amélioration sont proposées. Dans un troisièmearticle (Popova et al 2011), les mécanismes de production de méthane dans le rumen sont analysés.Un intérêt particulier est porté au rôle des Archaea méthanogènes, microorganismes qui constituentun domaine spécifique du règne vivant et qui sont les seuls à produire du méthane à partirde l’hydrogène. La compréhension des mécanismes est un élément majeur pour prévoir les effetspossibles d’une ration, d’un additif, d’une biotechnologie sur la production de méthane. Laconnaissance actuelle de ces effets est présentée dans un quatrième article (Doreau et al 2011),centré sur les résultats obtenus in vivo. Il est en effet important de confronter les annonces faitesà partir d’essais in vitro, ou d’un seul essai in vivo mené sur le court terme, aux résultats d’étudesapprofondies reposant sur une base expérimentale solide. Ce dossier dresse un bilan des recherches et de l’état des connaissances sur le méthane entérique,et mentionne les principaux leviers d’action pour réduire les émissions des trois principauxgaz à effet de serre. Une vision plus large nécessiterait le développement d’aspects complémentaires.En premier lieu, celui des émissions de méthane et de protoxyde d’azote liées aux effluents.Elles sont toutefois très mal connues et éminemment variables, comme l’ont souligné Hassounaet al (2010) qui ont développé une méthode permettant de les évaluer en bâtiments. En deuxièmelieu, l'impact des nombreuses voies permettant de réduire les émissions de protoxyde d'azote auchamp doit être évalué. Ainsi, serait nécessaire une analyse portant sur les différents moyens permettantde limiter la fertilisation azotée minérale (fertilisation «de précision», recours aux légumineuses,inhibition des réactions de nitrification/dénitrification dans les sols, meilleure gestiondu pâturage…) qui sont seulement évoqués dans le texte de Dollé et al (2011). Enfin, la séquestrationde carbone par les prairies doit être prise en compte dans l’analyse de la contribution desélevages de ruminants au réchauffement climatique. Les valeurs actuellement retenues sont probablementsous-estimées (Soussana et al 2010), mais les résultats récents mettent en évidence unetrès grande variabilité de ce stockage de carbone, liée non seulement au type de végétation et auxconditions pédologiques, mais aussi, entre autres, au type d’exploitation par les animaux et auxaléas climatiques (Klumpp et al 2011). Le réchauffement climatique est actuellement considéré par les médias et les décideurs politiquescomme l’urgence en termes de protection de notre environnement. Cela ne doit pas faireoublier qu’il est nécessaire de prendre en compte simultanément l’épuisement de certaines ressourcescomme l’énergie fossile et les phosphates, la raréfaction des réserves en eau, la compétitionpour les surfaces agricoles, et la pollution de l’air, des sols et de l’eau par différentes moléculesminérales et organiques. L’analyse des impacts environnementaux, en tant que composantede la durabilité des systèmes d’élevage, doit donc être multifactorielle et prendre également encompte les services environnementaux et sociétaux de l’élevage, une activité qui fait vivre plusd’un milliard d’habitants de notre planète.

La réutilisation des eaux usées est reconnue comme une technique importante dans les régions arides et /ou grandes consommatrices d'eau. L'une des méthodes actuellement très employée consiste à recharger la nappe phréatique avec des effluents secondaires via des bassins d'infiltration. L'épuration biologique et / ou chimique à travers la zone non-saturée représente une caractéristique importante de cette technologie. Les procédés de ce type sont connus sous l'appellation de Soil Aquifer Treatment (SAT) ou géofiltration. Dans ce travail, le procédé a été étudié comme méthode de réhabilitation d'un effluent secondaire d'eaux usées jusqu'au stade d'eau potable. Cette recherche a été principalement axée sur le comportement, le transport des matières organiques (MO) de l'effluent et particulièrement sur leur rôle de précurseurs potentiels de sous-produits de désinfection lors de la réutilisation de la nappe. Dans la zone vadose, la matière organique est principalement éliminée par biodégradation, et à un degré moindre, par adsorption. Les simulations du procédé, en laboratoire, ont été réalisées en réacteurs recirculés aérobies, en mode cuvée, avec un biofilm acclimaté sur des particules de sable siliceux, afin de déterminer la fraction biodégradable des MO. L'évaluation de celle-ci est essentielle pour prédire leur potentiel de dégradation par la biomasse de la zone vadose. L'effluent mis en oeuvre est issu d'une station d'épuration de l'Arizona (États-Unis) avec biofiltre (lit filtrant à support plastique); sa concentration en carbone organique dissous (COD) se situe entre 10 et 15 mg/L. L'effluent mis 5 jours durant en contact avec le biofilm acclimaté du réacteur montre un abattement de 50-60 % du COD. Il a ainsi été déterminé qu'environ 80 % de l'élimination des MO de l'effluent survient dans les premières 24 heures d'expérimentation, alors que le reste, près de 20 %, est éliminé durant les 48 heures suivantes. Dans ces conditions, le délai de 5 jours apparait suffisant pour dégrader les MO présentes dans ces effluents. Les rendements observés augurent bien de la dégradation dans la zone vadose si l'on tient compte de la combinaison des taux et de la hauteur d'infiltration avec des temps de résidence de 2 à 14 jours ainsi qu'il est proposé dans le procédé. Afin d'accroître la biodégradabilité des MO, une ozonation a été effectuée, en amont du bio-traitement, avec un générateur d'ozone à l'échelle du banc d'essai fonctionnant en mode semi-continu (admission continue de gaz, volume stable de liquide). La pré-ozonation a permis d'accroître la biodégradation de 60-70 %. Bien qu'un fort pourcentage de MO soit éliminé dans ce schéma, il ressort que l'ozone n'a qu'un effet modeste sur la transformation des MO dissoutes non-biodégradables en matières biodégradables par rapport à des expériences similaires effectuées avec des matières organiques naturelles (MON) des eaux de surface. L'eau usée ainsi traitée présente des niveaux de COD comparables à ceux d'une eau de surface employée à des fins de consommation. Les caractéristiques des MO de l'effluent ont été comparées à celles des MON. Une ultrafiltration de l'effluent pour déterminer le poids moléculaire apparent des MO, donne une distribution bimodale de leur poids moléculaire par rapport à une distribution logarithmique normale observée avec des MON typiques. En utilisant des résines non- ioniques pour séparer les fractions hydrophobes et hydrophiles des MO, il ressort que l'ozonation ne transforme pas de façon significative la fraction hydrophobe des MO de l'effluent en fraction hydrophile, tel que cela a été observé durant l'ozonation des MON. Ces eaux ont été chlorées en pilote, selon des conditions similaires à celles des réseaux de distribution (CI2:COD=1:1mg/mg, période d'incubation=24 heures) afin de simuler la post-désinfection après récupération. Les sous-produits réglementés (Trihalométhanes THM) et ceux proposés (Acides holoacétiques, HAA6) ont été formés à des taux inférieurs ou proches des normes en vigueur (ou de celles proposées pour HAA6) pour l'eau potable aux États-Unis. Cependant, une nitrification significative a été observée dans nos simulations de traitement par le sol avec un effluent non-nitrifié, conduisant à des teneurs en nitrates supérieures à la norme américaine pour l'eau potable (10 mg/L).

Objectifs : La baisse de la fertilité des sols constitue un enjeu majeur tant au niveau national qu’international. Ainsi, pour y faire face, les producteurs des régions de l’Est et du Centre-Est du Burkina Faso ont adopté diverses pratiques agroécologiques dont l’agroforesterie. L’étude a été conduite afin d’évaluer l’effet de trois espèces ligneuses sur la fertilité du sol et la productivité du sorgho. Méthodologie et résultats : Le dispositif expérimental est constitué de couronnes concentriques placées autour de l’arbre où du sorgho est semé. L’étude a révélé que les caractéristiques chimiques et biologiques du sol sont améliorés sous houppier des espèces (amélioration du statut du carbone organique de 31% sous D. mespiliformis, 14% sous B. aegyptiaca et 8% sous P. reticulatum). Par contre, les rendements grain et biomasse du sorgho ont été significativement plus faibles sous houppier que hors houppier avec un rendement grain de 966,6 kg/ha sous P. reticulatum, 820,5kg/ha sous B. aegyptiaca et 676,8kg/ha sous D. mespiliformis contre un rendement moyen hors-houppier de 1300,16kg/ha. Conclusion et application : Les trois espèces ligneuses améliorent la fertilité chimique et biologique du sol à travers la litière et les fèces des animaux à la recherche d’ombrage et de pâturage. L’exploitation de ces îlots de sols fertiles créés par la présence de D. mespiliformis, B. aegyptiaca et P. reticulatum issus de la Régénération Naturelle Assistée(RNA) permet non seulement de réhabiliter les terres dégradées, mais aussi de constituer une alternative à l’utilisation des intrants chimiques de plus en plus inaccessibles aux paysans. Ainsi, la culture du sorgho associée à ces ligneux devrait s’accompagner de traitements sylvicoles adéquates pour améliorer 19296 Kafando et al., J. Appl. Biosci. Vol : 184, 2023 Productivité du sorgho et fertilité des sols dans un système agroforestier à base de Diospyros mespiliformis, Balanites aegyptiaca et Piliostigma reticulatum dans zone Soudano-sahélienne, Burkina Faso. la performance de celle-ci sous les houppiers et limiter les compétitions pour l’eau, la lumière et les éléments nutritifs. Mots clés : Espèces ligneuses, fertilité chimique et microbiologique, rendement, sorgho, Burkina Faso Sorghum productivity and soil fertility in an agroforestry system based on Diospyros mespiliformis Hochst. ex A. Rich., Balanites aegyptiaca (L.) Del. and Piliostigma reticulatum (D.C.) Hochst. in the Sudano-Sahelian zone of Burkina Faso. ABSTRACT Objectives: The decline in soil fertility is a major issue both nationally and internationally. Thus, to deal with it, producers in the East and Center-East regions of Burkina Faso have adopted various agroecological practices, including agroforestry. The study was conducted to assess the effect of three woody species on soil fertility and sorghum productivity. Methodology and results: The experimental device consists of concentric crowns placed around the tree where sorghum is sown. The study revealed that the chemical and biological characteristics of the soil are improved under the crown of the species (improvement of the organic carbon status of 31% under D. mespiliformis, 14% under B. aegyptiaca and 8% under P. reticulatum). On the other hand, the grain and biomass yields of sorghum were significantly lower under the crown than outside the crown with a grain yield of 966.6 kg/ha under P. reticulatum, 820.5 kg/ha under B. aegyptiaca and 676.8 kg/ha under D. mespiliformis against an average off-crown yield of 1300.16 kg/ha. Conclusion and application des results: The three woody species improve the chemical and biological fertility of the soil through the litter and faeces of animals seeking shade and grazing. The exploitation of these islands of fertile soils created by the presence of D. mespiliformis, B. aegyptiaca and P. reticulatum resulting from the Assisted Natural Regeneration (ANR) makes it possible not only to rehabilitate the degraded lands, but also to constitute an alternative to the use of inputs increasingly inaccessible to farmers. Thus, the cultivation of sorghum associated with these ligneous plants should be accompanied by adequate silvicultural treatments to improve its performance under the crowns and limit competition for water, light and nutrients. Keywords: Woody species, chemical and microbiological fertility, yield, sorghum, Burkina Faso

La détermination de l’abondance en éléments plus lourds que l’hydrogène que l’on trouve à l’intérieur d’une nébuleuse planétaire (N.P) est essentielle à une meilleure compréhension des processus lui ayant donné naissance. En effet, ces éléments comme l’azote (N), l’oxygène (O), le carbone (C) ont été injectés dans l’enveloppe d’hydrogène de l’étoile progéniteur telle que le soleil lorsque cette dernière se trouvait sur la branche asymptotique des géantes (phase AGB), juste avant l’éjection de la nébuleuse. Cette étude permet de relier l’abondance de certains éléments comme l’azote produite par nucléosynthèse, la masse du progéniteur et la morphologie de la nébuleuse planétaire (Peimbert, 1998; Peimbert et Torrès-Peimbert, 2003). Nous présenterons quelques aspects de cette étude avec NGC 2818, He 2-130, NGC 2346, NGC 3132. L’intérêt d’une telle étude revêt un impact certain dans la vie biologique pour les satellites de ces étoiles. Cette contribution à l’étude des nébuleuses a des conséquences appréciables dans le domaine des énergies renouvelables.

Plusieurs formes d’agriculture ont récemment émergé pour faire face aux externalités négatives de l'agriculture. Certaines visent à réduire les impacts. D'autres comme l'agroécologie propose de fonder l’agriculture sur les services écosystémiques. De ce fait, il coexiste actuellement deux grilles d'évaluation mal articulées caractérisant, l'une les impacts sur les ressources naturelles et l'environnement, l'autre les services fournis par la biodiversité à l'agriculture et à la société (séquestration du carbone...). Nous présentons un cadre d'analyse basé sur les services écosystémiques et l'économie circulaire, articulant ces deux démarches, pour évaluer les systèmes agricoles. Puis, à partir des données de la littérature, nous comparons trois exemples : agriculture raisonnée (AR), biologique (AB) et de conservation des sols (ACS). Nous montrons que l'AB a des impacts plus importants que l'AC et l'ACS lorsque l’on considère les indicateurs les plus couramment considérés (émissions de gaz à effet de serre, besoin en terre). Par contre, les résultats sont revisités pour les services à la société : plus faibles pour l'AR, et plus élevés pour l’AB et l'ACS. Une évaluation similaire est faite pour les systèmes d'élevage. Nous discutons comment ces évaluations pourraient être mobilisées par les politiques publiques pour relever les grands défis à l'agenda de l’agriculture. Mots-clés : agroécologie, biodiversité, bioéconomie, évaluation multi-crières, services écosystémiques

International audience Calcifying microalgae can play a key role in atmospheric CO2 trapping through large scale precipitation of calcium carbonate in the oceans. However, recent experiments revealed that the associated fluxes may be slow down by an increase in atmospheric CO2 concentration. In this paper we design models to account for the decrease in calcification and photosynthesis rates observed after an increase of pCO2 in Emiliania huxleyi chemostat cultures. Since the involved mechanisms are still not completely understood, we consider various models, each of them being based on a different hypothesis. These models are kept at a very general level, by maintaining the growth and calcification functions in a generic form, i.e. independent on the exact shape of these functions and on parameter values. The analysis is thus performed using these generic functions where the only hypothesis is an increase of these rates with respect to the regulating carbon species. As a result, each model responds differently to a pCO2 elevation. Surprisingly, the only models whose behaviour are in agreement with the experimental results correspond to carbonate as the regulating species for photosynthesis. Finally we show that the models whose qualitative behaviour are wrong could be considered as acceptable on the basis of a quantitative prediction error criterion. Les microalgues calcifiantes jouent un rôle clé dans le piégeage du CO2 atmosphérique d’origine anthropique en précipitant du carbonate de calcium qui sédimente au fond des océans. Toutefois, des expériences en laboratoire ont suggéré que cette activité biologique pourrait être diminuée par l’augmentation de la pression partielle de CO2 (pCO2) dans les océans qui a tendance à s’ équilibrer avec celle de l’atmosphère. Dans ce papier, nous concevons des modèles dynamiques pour essayer de simuler la diminution des taux de calcification et de photosynthèse observés chez Emiliania huxleyi après une hausse de la pCO2 reproduite en chémostat. Comme les mécanismes physiologiques impliqués sont encore loin d’ être complètement élucidés, nous considérons différents modèles, chacun d’eux étant basé sur une hypothèse biologique différente. Ces modèles, construits en utilisant des fonctions génériques pour caractériser les processus de croissance et de calcification, peuvent être analysés indépendamment de la forme exacte de ces fonctions et de la valeur des paramètres. L’ étude s’appuie donc sur ces fonctions génériques où la seule hypothèse est une régulation de ces taux par une des trois formes qui composent la totalité du carbone inorganique dissous : le CO2, les carbonates et les bicarbonates. Il s’en suit que chaque modèle réagit différemment à une élévation de la pCO2. Contrairement aux hypothèses classiquement admises, notre étude montre que les seuls modèles dont le comportement est en accord avec les résultats expérimentaux sont ceux pour lesquels une régulation de la photosynthèse par les carbonates a été supposée, ce qui corrobore les conclusions de travaux récents. Enfin, nous montrons que les modèles dont le comportement qualitatif est mauvais ne seraient pas rejetés sur la base d’un critère quantitatif d’erreur de prédiction.

Les défis actuels dans l'utilisation des méthodes de contrôle non destructif (CND) non instrumentales telles que le ressuage ou la magnétoscopie gravitent autour de la réduction des déchets, de la pollution, les aspects liés à l'hygiène et à la sécurité, ainsi que le coût global et la pérennité de la disponibilité des produits. Des pictogramme H&S comme ‘GHS 08’ doivent disparaître, une simplification de la gestion du traitement des déchets doit s’opérer. Les consommables proposés doivent également s’inscrire dans des démarches de dérisquage pour une disponibilité mondiale notamment pour le secteur aéronautique, éclaté en termes de sites de productions. Les consommables ‘biodégradables’ apportent des solutions en ressuage ; il est utile pour les décideurs de connaitre, au-delà de l’appellation, ce qu’est un produit annoncé comme tel et comment aborder la problématique de la réduction des traitements des effluents, poste coûteux et non productif. Les tests et normes utiles pour décrire, mesurer, et réglementer la biodégradation sont diverses, le secteur du CND utilise la norme ISO 9888 et le test OCDE 302B (Organisation de coopération et de développement économiques) qui s’applique aux matières dissoutes dans l’eau, comme les effluents de ressuage - après le rinçage- de l’excès de pénétrant directement lavable à l’eau et non aux produits purs. Cela se limite aux pénétrants non à post-émulsion et sans base pétrole : la base des produits biodégradable est ainsi aqueuse ou à tensioactifs synthétiques solubles. Les pénétrants à pré-émulsion sont exclus. L’absence de distillat pétrolier s’émulsionnant au rinçage est bénéfique aux mentions de la Fiche de Données de Sécurité avec la disparition du pictogramme GHS08 ‘danger pour la santé’ et mentions de dangers associées. Le remplacement du pétrole se fait par des bases aqueuses ou de synthèse. Les bases aqueuses ne rendent pas forcément le pénétrant moins cher car l’eau étant un mauvais agent capillaire, il faut fortement la ‘doper’ pour que le pénétrant soit efficace et résiste au sur-lavage lors du rinçage … à l’eau ! D’autres problématiques de mouillabilité et de rétractation des pénétrants biodégradables peuvent exister ; l’utilisation de pénétrants biodégradables nécessite des préparations de surface plus poussées qu’avec des pénétrants classiques ce qui est un désavantage. L’avantage se situe au niveau des rejets, le principe de biodégradation est le fractionnement des chaines moléculaires, jusqu’aux niveaux CO2 et H2O, des substances du pénétrant - essentiellement composés de carbone et d’hydrogène – par oxydation et dégradation par des bactéries qui s’en nourrissent. Ces bactéries vivent dans l’eau et sont utilisées dans les stations d’épurations publiques (STEP) : l’industriel peut demander une autorisation ou une convention de rejet. Il ne faut évidemment pas rejeter en pleine nature : ça ne fonctionnera pas ! Les chiffres et unités permettant d’évaluer la biodégradabilité sont la Demande Chimique en Oxygène (DCO, représentant la totalité de la matière organique oxydable), la demande biologique en oxygène en 5 jours (DBO5, représentant la capacité des bactéries à dégrader rapidement les produits qui leur sont présentés), et la dégradation de la majorité de l’effluent en 7j ainsi que de sa quasi-totalité en 27j maximum. Selon le niveau de charge supportée (débit maximum, résultats de dépollution, capacité en Équivalent Habitant versus la charge entrante) la STEP peut délivrer une convention ou une autorisation de rejet, qui sera surveillée.