Academic literature on the topic 'Eaux non conventionnelles'

Les effluents issus des stations d’épuration des eaux usées industrielles et municipales contiennent des quantités non négligeables de polluants organiques, inorganiques et microbiens, qui sont rejetés dans l’environnement par voie directe, ou en suivant la filière de réutilisation (irrigation ou arrosage, etc.). Ces eaux résiduaires constituent l’une des principales sources de contamination des eaux de surface et souterraines (augmentation de la demande chimique en oxygène (DCO), coloration et eutrophisation des cours d’eau, etc.). Dans l’optique de palier le déficit croissant des ressources en eau destinées à la consommation humaine, ces eaux résiduaires sont de plus en plus soumises à des traitements poussés en vue d’une réutilisation. Cette réutilisation doit toujours être réalisée dans l’objectif de fournir une eau présentant, en continu, une qualité spécifique liée à l’usage attendu (eau de production, eau de lavage, eau de refroidissement, eau d’irrigation ou d’arrosage, etc.). Les procédés conventionnels peuvent s’avérer non adaptés, notamment par leur manque de fiabilité dans la qualité des eaux traitées et le risque encouru de contamination microbiologique. Pour faire face à cette importante problématique, les techniques membranaires, notamment les bioréacteurs à membrane (BRM), peuvent constituer une avenue potentielle de traitement et de réutilisation de ces effluents. L’intérêt de ces procédés réside dans leur aspect non polluant, leur facilité d’automatisation et leur capacité à éliminer simultanément les différents polluants en une seule étape de traitement. Ces technologies offrent la possibilité de clarifier et de désinfecter simultanément les eaux sans risque de formation de composés organo-halogénés. Dans cet article, les BRM sont situés par rapport aux techniques conventionnelles de traitement biologique d’effluents. Par la suite, un accent particulier est mis sur la présentation des connaissances actuelles concernant les principes de base des BRM, les critères d’application et les conditions d’opération qui influencent les performances de ces technologies. Les développements récents portant sur la modélisation mathématique de fonctionnement et de colmatage de ces modules sont également présentés. Finalement, les applications industrielles et les coûts d’implantation et d’opération de ces technologies sont brièvement discutés.

Résumé Cette synthèse traite des procédés d’oxydation avancée (POA) pour le traitement des eaux et des effluents industriels. Ces procédés mettent pour la plupart en combinaison deux ou trois réactifs (oxydants) afin de produire des radicaux hydroxyles. Les radicaux libres sont des espèces hautement actives capables de réagir rapidement et de manière non sélective sur la plupart des composés organiques, réputés difficilement oxydables par voie biologique ou par des traitements chimiques conventionnels. Les POA peuvent être subdivisés en quatre groupes : les procédés d’oxydation chimique en phase homogène (H2O2/Fe2+ et H2O2/O3), les procédés photocatalytiques en phase homogène et/ou hétérogène (H2O2/UV, O3/UV et Fe2+/H2O2/UV; TiO2/UV), les procédés d’oxydation sonochimique et les procédés d’oxydation électrochimique. Le couplage H2O2/Fe2+ représente le système d’oxydation avancée le plus connu et le moins complexe, lequel est souvent employé dans le traitement des effluents industriels. Cependant, dans le domaine de la potabilisation des eaux, le système le plus utilisé et le plus éprouvé est le couplage H2O2/O3 couramment employé pour l’élimination des composés phytosanitaires (pesticides). Les procédés d’oxydation électrochimiques, photocatalytiques et sonochimiques sont des technologies qui nécessitent en général moins de réactif et sont faciles d’automatisation par comparaison aux autres POA. Ces procédés sont présentement en pleine expansion dans le domaine des technologies environnementales, ceci afin d’améliorer les systèmes existants de traitement des eaux usées municipales et industrielles, ou à remplacer les technologies conventionnelles peu efficaces pour l’enlèvement de contaminants organiques réfractaires, inorganiques et microbiens. De nombreuses études réalisées à l’échelle laboratoire ont clairement prouvé l’efficacité des POA pour le traitement de divers effluents. Cependant, le développement de ces procédés dans les filières de traitement des eaux reste encore limité en raison des coûts d’investissement et des coûts opératoires associés. Des solutions et stratégies sont proposées dans ce document, telles que le développement de procédés hybrides et leur couplage avec des traitements biologiques conventionnels, et ce, afin de pallier certaines contraintes spécifiques des POA et faciliter ainsi leur insertion dans les filières de traitement des eaux et des effluents industriels. Ce document a pour objectif de faire une synthèse des différents POA, d’en expliquer leur principe de fonctionnement, de déterminer les différents paramètres les gouvernant, ainsi que leurs applications dans le traitement des eaux et des effluents.

La filtration successive des eaux, préalablement filtrées sur membrane de porosité 0,45 µm puis acidifiées à pH 2, sur deux colonnes de résines XAD8 et XAD4 placées en série, caractérise la matière organique en trois grandes classes : les substances hydrophobes, les acides hydrophiles et les hydrophiles non retenus. Cette étude s'est intéressée à déterminer et à analyser l'impact sur la distribution hydrophobe/hydrophile des traitements conventionnels utilisés dans les usines de production d'eau potable. En ce qui concerne l'effet de la clarification, la distribution hydrophobe/hydrophile du COD a été inchangée dans le cas de sept prélèvements sur dix, indiquant une isoélimination de chaque fraction. Dans le cas des eaux R1.2, R4 et R6.1, une diminution de la fraction hydrophobe est obtenue entre l'eau brute et son eau clarifiée. L'étude de différents coagulants indique que la distribution de la matière organique des eaux clarifiées dépend de sa composition initiale mais aussi de la nature du coagulant mis en oeuvre. Le chlorure ferrique permet une meilleure élimination de chaque fraction comparativement à un sel d'aluminium. Un traitement d'oxydation à un taux de 1,5 mg Oxydant/mg COD et quel que soit l'oxydant mis en oeuvre (O3, Cl2, ClO2) diminue significativement les substances hydrophobes et augmente les substances hydrophiles. Ces résultats sont logiques si nous nous référons au mode d'action de ces trois oxydants. L'ozonation d'eaux brute et clarifiée s'accompagne aussi d'une augmentation du CODB, soulignant que les substances hydrophiles générées par l'étape d'ozonation seraient biodégradables. Des campagnes de prélèvements ont indiqué que les traitements de finition (ozonation, filtration sur CAG) en configuration industrielle ont une légère influence sur la distribution interne de la matière organique. Les résultats, du fait de taux de traitement plus faibles, sont moins nets que ceux obtenus en laboratoire. Une filtration sur CAG, précédée d'une étape d'ozonation, conduit à une augmentation de la fraction hydrophobe et à une diminution du CODB.

L’eau et l’énergie sont des sujets les plus importants pour l’environnement international et le développement. La santé économique et sociale moderne dépend de l’approvisionnement durable en énergie et en eau. Beaucoup de zones à travers le monde qui souffrent de la pénurie d’eau douce sont de plus en plus dépendante du dessalement qui est une source très fiable et non conventionnelle de production d’eau douce. Ainsi, le marché du dessalement d’eau de mer a considérablement augmenté ces dernières décennies et devrait se poursuivre dans les années à venir. L’approvisionnement en eau aujourd’hui en Algérie repose en grande partie sur le dessalement. En Algérie, l’irradiation directe, utilisée pour les concentrateurs solaires thermiques dépasse les 2900 kWh/m2 dans certaines régions. L’objectif de ce papier consiste à déterminer la quantité d’eau douce produite par une installation de dessalement utilisant les procédés Multi-Stage Flash ‘MSF’ et équipée d’un champ solaire à concentrateurs cylindro-paraboliques ‘CCP’. Les résultats montrent que le taux de production par unité de surface est de l’ordre de 11,36 l/m2 pour le site d’Oran et 15,65 l/m2 pour le site de Touggourt.

Les effluents industriels issus des activités textiles présentent une grande charge polluante difficilement biodégradable et qui a des impacts non négligeables sur l’environnement et l’Homme. Leur décontamination par les procédés conventionnels biologiques ou physiques est souvent inefficace et nécessite par conséquent le recours à des procédés d’oxydation avancée dont l’électrocoagulation. Dans le présent travail, nous avons étudié l’élimination par électrocoagulation du bleu de méthylène, modèle de colorant synthétique textile, en utilisant des électrodes de fer et d’aluminium. L’étude des paramètres pouvant influencer l’élimination par électrocoagulation du bleu de méthylène tels que le pH, la durée de l’électrolyse, la densité de courant et la nature de l’anode a montré que les meilleurs traitements sont obtenus avec un effluent de pH égal à 7 pendant 4 heures d’électrolyse à une densité de courant de 3,75 A/cm2 en utilisant l’électrode de fer. Dans ces conditions, le pourcentage d’élimination du bleu de méthylène dans les eaux atteint 80,1%. Des électrodes en fer seraient donc plus intéressantes pour l’élimination du bleu de méthylène, comparativement à des électrodes en aluminium.Mots clés : Electrocoagulation, fer, aluminium, effluents industriels, bleu de méthylène. English Title: Study of operator parameters in electrocoagulation for the treatment of a synthetic textile effluent: example of methylene blueIndustrial effluents from textile activities have a large polluting load that is difficult to biodegrade and which has significant impacts on the environment and on humans. Their decontamination by conventional biological or physical processes is often ineffective and therefore requires the use of advanced oxidation processes including electrocoagulation. In the present work, we investigated the electrocoagulation removal of methylene blue, a synthetic textile dye model, using iron and aluminum electrodes. The study of the parameters of EC which can influence the elimination of methylene blue in wastewater, such as the pH, the duration of the electrolysis, the current density and the nature of the anode showed that the best treatment are obtained with a pH effluent equal to 7, for 4 hours of electrolysis with an iron electrode at a current density of 3.75 A / cm2. Under these conditions, the percentage of elimination of methylene blue in water reaches 80.1%. Iron electrodes would therefore be more advantageous for the removal of methylene blue, compared to aluminum electrodes.Keywords: Electrocoagulation, iron, aluminum, industrial effluents, methylene blue.

Un dossier d’INRA Productions Animales consacré à l’élevage caprin en 2012 peut surprendre. Représentant moins de 1% du produit brut de l’Agriculture Française, cet élevage largement ancré dans son environnement socioculturel local et dans la tradition de terroirs variés, évoque encore, mais de moins en moins, des images du passé comme celle de la «vache du pauvre» ou de la grandmère gardant trois chèvres au bord du chemin. Cet élevage s’est en effet marginalisé au XIXème siècle et dans la première moitié du XXème siècle dans les pays qui s’industrialisaient, notamment en Europe où l’effectif caprin ne représente plus actuellement que 2% du total mondial. De nombreux arguments ont milité pour éditer ce dossier, d’abord la rapide transformation de l’élevage caprin à la fin du XXème siècle et plus encore dans ces premières années du XXIème siècle, ensuite des travaux originaux conduits récemment sur l’espèce caprine, qui sont venus combler le retard important que cette espèce avait accumulé en matière de recherches agronomiques et vétérinaires. A l’échelle mondiale, l’élevage caprin est celui dont les effectifs ont le plus augmenté au cours de ces vingt dernières années (FAOSTAT 2010) : 4ème troupeau mondial avec plus de 900 millions de têtes (470 millions en 1975) derrière les bovins, les ovins et les porcins ; d’après les prévisions, il deviendrait le 3ème autour de 2015. Nombreuses sont les explications à cette situation un peu paradoxale, mais deux sont souvent avancées par les experts. Cette progression actuelle des effectifs caprins s’observe presque exclusivement dans les pays en développement et dans certains pays émergents. Elle serait surtout due aux difficultés que rencontre le maintien de l’élevage des autres espèces domestiques dans ces zones, dans certains cas du fait de l’appauvrissement des éleveurs et des acteurs des filières animales. Cette progression tient aussi au fait que le marché des caprins a une réalité essentiellement locale et que, dans ces conditions, il n’est pas exposé aux crises internationales que le marché des produits des autres espèces a pu subir au cours des quarante dernières années. En Europe, les effectifs caprins sont restés assez stables : 12,5 M de têtes au total, 1,3 M en France dont 1,1 M de femelles laitières âgées de plus d’un an. La France possède le troisième troupeau (10% des effectifs européens), assez loin derrière la Grèce (37%) et l’Espagne (22%). Il convient de noter la progression importante des effectifs caprins en Roumaine et aux Pays-Bas au cours de la dernière décennie. L’élevage caprin européen, et particulièrement l’élevage français, s’est fortement spécialisé en production laitière puisque 75 à 93% environ du produit brut des ateliers caprins en France provient du lait. En effet, la marge brute que dégage la production de chevreaux de boucherie est réduite en raison des coûts des aliments d’allaitement et des aléas liés à la mortalité périnatale. Des avancées dans les techniques d’élevage, notamment dans les domaines de l’alimentation et de la génétique, ont permis des améliorations assez rapides des performances des femelles laitières. La production laitière moyenne des 240 000 chèvres inscrites au contrôle laitier en 2010 était de 842 kg de lait sur une durée moyenne de lactation de 274 jours avec un taux protéique de 32,3 g/kg de lait et un taux butyreux de 37,0 g/kg de lait. Le plus intéressant à noter, c’est qu’en dix ans la production laitière annuelle au contrôle laitier a progressé de 90 kg, le taux protéique de 1,6 g/kg et le taux butyreux de 2,5 g/kg (Institut de l’Elevage 2012). La France est le premier producteur européen de lait de chèvre avec 30% du lait produit. Plus de 80% de ce lait est transformé en fromages. Même si la consommation présente quelques signes d’essoufflement actuellement, l’augmentation de la production de lait de chèvre depuis plus de trente ans et en conséquence celle des fromages a en général été bien absorbée par la demande, en progression malgré quelques périodes tendues. Ce résultat est dû notamment à de nouveaux produits de qualités rhéologique et organoleptique bien adaptées pour conquérir de nouveaux marchés, à l’utilisation de technologies avancées en matière fromagère et à la bonne image de ce fromage (produit festif et de qualité) auprès des consommateurs. Le secteur caprin en France a suivi l’évolution générale des productions animales : mécanisation du travail, simplification des techniques pour réduire le coût de production et pour améliorer l’efficacité du travail, augmentation rapide de la taille des unités de production. Plus de 35% de chèvres laitières appartiennent à des unités de plus de 350 têtes et la production est de plus en plus concentrée dans une région, le Poitou-Charentes, qui produit plus de 50% du lait de chèvre en France et en transforme encore plus. Bref, cette évolution et ces résultats, malgré un contexte qui tend à devenir de moins en moins favorable, s’expliquent par de multiples raisons, entre autres, la mise en place d’une filière bien organisée, des éleveurs motivés et le plus souvent passionnés par leur métier et une coopération étroite et efficace entre la recherche et le développement tant au niveau national que régional. Cette coopération exemplaire a débuté dès les années 1955-1965 avec des pionniers comme G. Ricordeau, à qui l’on doit la mise en évidence du gène sans corne expliquant le taux élevé d’infertilité en caprins, facteur qui a longtemps freiné le développement caprin (Ricordeau 2008) et J.-M. Corteel, qui a beaucoup travaillé sur la mise au point des techniques d’insémination artificielle (Leboeuf 2013). Ils ont su gagner la confiance des éleveurs, même parfois de petites unités. Ce lien s’est poursuivi et développé ensuite grâce à la création de la section caprine de l’Institut technique ovin et caprin (ITOVIC), mais aussi par des relations directes et personnelles entre chercheurs et responsables du développement ou par des réunions informelles autour de certains problèmes que rencontraient les éleveurs.Cette coopération a très bien résisté dans les années 1980, d’une part, aux nouvelles demandes des éleveurs qui donnaient la priorité aux questions socio-économiques suite à la première crise du prix du lait de chèvre en 1981 et, d’autre part, aux évolutions de la politique de l’INRA, qui face aux nouveaux enjeux scientifiques et technologiques, a été conduit à considérer comme moins prioritaire certaines recherches appliquées intéressant le développement. Ainsi, malgré l’évolution des problématiques scientifiques et des relations entre le monde de la recherche et du développement, mais aussi face au développement rapide de la recherche caprine dans les pays émergents, la recherche caprine en France est toujours très active. Un sondage bibliométrique montre que le nombre de publications avec «dairy goat» en mot-clé, de 250 à 300 par an dans les années 1980-1990, s’est accru nettement au début des années 2000 pour se situer actuellement vers les 700 publications par an. Au cours des dix dernières années, les pays qui ont le plus contribué à ces publications ont été la France, donc l’INRA, suivie par les USA, l’Italie et l’Espagne, eux-mêmes suivis par le Brésil, le Mexique et la Turquie. Ce dossier de la revue INRA Productions Animales a donc pour objectif d’illustrer le dynamisme des recherches menées en France sur les caprins, s’il était encore nécessaire de le faire. Le choix des six thèmes de recherche retenus pour constituer ce numéro n’a pas été aisé en raison du nombre de thèmes possibles. L’ambition de ce dossier n’étant pas d’être exhaustif, la rédaction de la revue et son comité se sont mis d’accord pour ne pas retenir de sujets dans les domaines où les publications ont déjà été nombreuses. C’est le cas, par exemple, de la traite des chèvres laitières (Le Du 1989, Marnet et al 2001), du polymorphisme de la caséine alpha chez les caprins (Grosclaude et al 1994, Manfredi et al 1995) ou encore de la reproduction caprine. INRA Production Animales a en effet déjà publié des articles exhaustifs sur la neuro-endocrinologie de la reproduction chez le caprin (Chemineau et Delgadillo 1994), sur le comportement sexuel de cette espèce (Fabre-Nys 2000), sur la production et la conservation de semence de bouc (Leboeuf et al 2003) et récemment sur la maîtrise de la reproduction de l’espèce caprine (Leboeuf et al 2008). Il a été proposé de sélectionner des thèmes novateurs ou riches en résultats récents, qui intéressent le développement de l’élevage caprin en France, mais aussi de portée internationale. Dans ces conditions, il a d’abord été retenu trois thèmes représentant des dimensions basiques de l’élevage : génétique, pathologie, alimentation avec des articles faisant le point sur les dernières avancées dans chaque secteur, et trois autres thèmes originaux et porteurs d’avenir, le pâturage des chèvres laitières hautes productrices, les apports de la modélisation pour comprendre le fonctionnement du troupeau de chèvres laitières et les techniques rationnelles d’élevage caprin en milieu tropical. Le premier article de Manfredi et Ådnøy (2012) sur la génétique des caprins laitiers, est un travail franco-norvégien illustrant la collaboration continue sur ce thème entre les deux pays depuis près de 50 ans. Il fait le point sur les études de génétique polygénique relatives à la production et à la composition du lait. Il traite de l’approche moléculaire qui démarre en caprins et surtout répond à la question d’actualité sur ce que nous pouvons attendre dans les années futures de la sélection génomique en caprins. Le deuxième article de Hoste et al (2012) sur la pathologie caprine, a réuni des spécialistes de l’INRA, des écoles vétérinaires, de l’Anses et de l’Institut de l’Elevage. Il fait le point sur les recherches en cours et leurs applications concernant diverses pathologies infectieuses d’actualité dans le secteur caprin. Ainsi il passe en revue les principales pathologies provoquées par les prions et les virus, par les agents bactériens et la question des parasites gastro-intestinaux. L’article évoque aussi le projet de la mise en place d’un observatoire des maladies caprines en France. Il se termine par une réflexion intéressante soulignant la proximité des agents pathogènes en ovins et caprins et les différences dans les processus morbides chez ces deux espèces. Il en conclut que des études originales sur caprins sont tout à fait fondamentales pour appréhender certains mécanismes pathogéniques. L’article suivant de Sauvant et al (2012) se propose d’actualiser les recommandations alimentaires des caprins publiées en 2007, pour répondre à une demande du développement. Les avancées dans ce domaine proviennent notamment d’une approche modélisée de la connaissance des nombreuxfacteurs de variation du poids vif, de la production laitière et de la composition de lait. Les lois de réponse plus précises aux apports d’aliments concentrés, les nouvelles lois de réponse concernant la sécrétion des acides gras du lait ainsi que les excrétions d’azote et de méthane, ainsi que les valeurs repères applicables sur le terrain concernant le comportement alimentaire, l’acidose et les besoins en eau sont les principales nouveautés. L’alimentation représente, rappelons-le, 70% en moyenne du prix de revient du litre de lait de chèvre. Parmi les trois articles plus spécifiques sur des sujets originaux, figure l’article de Lefrileux et al (2012) sur l’aptitude des chèvres hautes productrices de lait à valoriser les prairies temporaires au pâturage. Il répond à des demandes variées, notamment la demande sociétale pour une conduite d’élevage plus écologique. Or, peu d’information existe sur ce sujet, d’une part, en raison de la diminution de ce mode d’alimentation à cause des problèmes parasitaires rencontrés et, d’autre part, car la chèvre a la réputation d’être une mauvaise utilisatrice du pâturage et d’avoir un comportement très affirmé pour sélectionner son ingéré. Les auteurs montrent qu’il est possible d’obtenir des performances laitières de 1000 – 1100 kg de lait par an et par chèvre avec des régimes alimentaires où plus de 50% des besoins énergétiques sont couverts par le pâturage. L’étude du fonctionnement du troupeau caprin est un sujet qui a déjà été développé à l’INRA (Santucci et al 1994) mais, au cours de ces dernières années, elle a fait l’objet d’avancées importantes grâce à l’utilisation de la modélisation. L’article de Puillet et al (2012) présente un simulateur de fonctionnement du troupeau caprin laitier permettant de tenir compte de la variabilité individuelle des carrières animales et d’étudier comment les conduites de l’alimentation et de la reproduction mises en œuvre par l’éleveur, modulent les performances du troupeau. De tels outils sont appelés à l’avenir à avoir diverses applications au niveau du terrain pour les agents de développement, par exemple pour quantifier le risque biologique associé à certaines conduites d’élevage. Le Centre INRA des Antilles-Guyane travaille depuis plus de 50 ans sur l’amélioration des systèmes de production caprine en milieu tropical (Alexandre et al 1997). Alexandre et al (2012) présentent dans le dernier article de ce numéro une synthèse sur la situation de l’élevage caprin en zone tropicale. Rappelons que 95% des caprins vivent en milieu tropical. A travers leur grande expérience du sujet, ces auteurs proposent des voies d’amélioration très prometteuses grâce à l’apport d’intrants bien réfléchi techniquement et économiquement, à l’utilisation de l’effet mâle en reproduction et à une complémentation à base d’aliments non conventionnels. Les six articles de ce numéro ne doivent pas occulter les autres recherches sur les caprins effectuées par l’INRA ou d’autres organismes. Comme il n’est pas possible d’être exhaustif, citons simplement quelques exemples qui peuvent intéresser le développement : la maîtrise de la reproduction femelle sans utilisation d’hormones pour répondre aux cahiers des charges de certains produits caprins labellisés (Brice et al 2002) ; la monotraite, technique qui a priori séduit les éleveurs en permettant une réduction de charge de travail (Komara et Marnet 2009) ; les risques d’acidose en liaison avec le comportement alimentaire des chèvres laitières, trouble métabolique encore fréquent avec certainstypes de régimes et dont les conséquences économiques peuvent être importantes (Desnoyers et al 2009) ; l’évaluation des systèmes de production caprine (Bossis et al 2008, Toussaint et al 2009) sans oublier les travaux de technologie laitière réalisées par l’ITPLC sur le fromage de chèvre (Raynal-Ljutovac et al 2007a). Il faut noter aussi le début d’études sur le bien-être des caprins (Servière et Morand-Fehr 2012) et le besoin de travaux sur les lactations longues (14 - 20 mois),technique qui séduit de plus en plus d’éleveurs. Nous devons aussi signaler deux documents importants, l’un sur la qualité du lait de petits ruminants (Haenlein et al 2007) et l’autre sur la production et la qualité de la viande caprine (Mahgoub et al 2011) dans lesquels les travaux de recherches français sur l’influence des systèmes d’alimentation sur la qualité du lait de chèvre (Morand-Fehr et al 2007), sur la stabilité à la chaleur de ce lait (Raynal-Ljutovac et al 2007b) et sur la composition lipidique du chevreau (Morand-Fehr et al 2011) sont présentés. Il nous reste à souhaiter que la lecture de ce numéro apporte une somme d’informations originales à tous les lecteurs cherchant à prendre connaissance des dernières avancées de la recherche caprine et que la recherche caprine se maintienne et se développe à l’avenir en France pour répondre aux demandes de la filière, mais aussi en milieu tropical où les caprins jouent un rôle socio-économique essentiel pour certaines populations rurales.

L’industrie de traitement de surface utilise de nombreux produits chimiques, en particulier des métaux toxiques et des substances organiques, qui sont connus pour être nocifs vis-à-vis des humains et de l’environnement. En raison d’une réglementation de plus en plus stricte, les effluents contenant des métaux lourds doivent être traités. Il existe une grande variété de procédés de traitement des eaux usées provenant de la filière traitement de surface. En général, les systèmes conventionnels de détoxification se composent principalement d’un ajustement de pH, d’une oxydation des cyanures et d’une réduction des chromes, suivi d’une précipitation sous forme d’hydroxydes et d’une clarification, et parfois d’une étape d’adsorption sur charbon. Cependant, la technologie sur charbon actif présente plusieurs problèmes tels que la saturation rapide et des problèmes de colmatage des réacteurs. Comme les résines d'échange d’ions, leur utilisation est restreinte due au coût élevé. Pour ces raisons, la plupart des petites et moyennes entreprises ne peuvent pas utiliser de tels traitements. Ainsi, afin de répondre à ces problématiques, de nombreuses études sont menées pour trouver des alternatives peu coûteuses, qui soient efficaces et acceptables pour un usage industriel. Dans cette étude, la bioadsorption sur un adsorbant d’amidon réticulé a été utilisée pour retenir les métaux contenus dans des effluents industriels. L’adsorption a été étudiée en fonction du temps de contact, de la masse d’adsorbant et de la charge polluante. L’influence de ces paramètres sur l’efficacité d’adsorption a été évaluée en utilisant une méthode conventionnelle en mode cuvée. Les résultats ont montré que le matériau présente des capacités d’adsorption élevées vis-à-vis des ions métalliques, ce qui permet de diminuer les concentrations métalliques en dessous des valeurs réglementaires. Des mesures de taux de germination sur des graines de Lactuca sativa, utilisé comme test de phytotoxicité, ont été réalisées sur les rejets industriels avant et après adsorption. Ces tests ont confirmé l’efficacité du procédé pour diminuer fortement la toxicité du rejet. L’abattement chimique et la réduction de la toxicité ont montré que la bioadsorption sur un matériau non conventionnel peut être une étape de finition intéressante pour la détoxification des rejets industriels.

L’industrie textile est la plus polluante de tous les secteurs industriels. Ce secteur n’est seulement pas un grand consommateur d’eaux mais rejette aussi d’énormes quantités d’eaux usées chargées en sels, colorants, détergents, métaux lourds, matières organiques dégradables, des agents stabilisants, etc. Le rejet de ces eaux présente des risques pour les hydroécosystèmes, le sol et les plantes. En plus des effets néfastes des effluents textiles non traités sur l’environnement, s’ajoute le problème de la pénurie d’eau qui s’aggrave de plus en plus, la forte demande en eau dans le secteur agricole et le manque de fourrage dans certains pays dans le monde tel que la Tunisie. Dans ce sens, plusieurs procédés ont été développés pour traiter les effluents textiles à savoir l’oxydation chimique, la coagulation chimique, la biodégradation, l’adsorption et les procédés membranaires. Cependant, peu d'études se sont intéressées à l'impact de l'irrigation avec ces effluents traités sur les sols et les végétaux.L’objectif de cette thèse est la réutilisation des effluents textiles traités (ETT) en mettant en évidence des scénarios de valorisation agricole de ces effluents. Le travail consiste à soumettre les effluents secondaires (TB) d’une usine textile Tunisienne à des traitements supplémentaires par ultrafiltration (UF), nanofiltration (NF) et osmose inverse (OI). Etant donnée que les effluents de TB sont caractérisés par une salinité élevée, un scénario de couplage a été envisagé en mélangeant 50/50 (V : V) les eaux de traitement biologique (TB) avec les eaux de puits (S) (TB/S) et les eaux de NF (TB/NF). L'impact de l'irrigation avec ces eaux sur les paramètres physico-chimiques et biologiques d’un sol local et sur la croissance, la composition minérale et l’absorption des ETM chez une plante fourragère : Sesbania bispinosa a été évalué. Une caractérisation physico-chimique des eaux d’irrigation a été réalisée, ainsi qu’une évaluation du potentiel génotoxique des sols irrigués par les ETT.Les résultats indiquent que la qualité des ETT n’est pas stable dans le temps et varie en fonction des procédés de production. Le TB ne répond pas aux exigences de la norme NT 106.03 relative à la réutilisation des eaux usées en agriculture. Ces eaux sont caractérisées par un pH, CE et des teneurs en Na+, Cl- et SO42- élevées. Bien que les membranes NF et OI réduisent efficacement la salinité et les teneurs en ces éléments, et ne présentent pas de risque sur le sol et les plantes avec l’absence de pouvoir génotoxique des sols sur les plantes, ces techniques produisent des rejets hydriques plus concentrés. Par conséquent, le couplage des eaux de TB avec les eaux de puits constitue la meilleure alternative pour une valorisation agricole. Ce couplage a permis d’alléger la salinité des eaux de TB en réduisant les teneurs en éléments chimiques tel que Na+, Cl- et SO42-. La réutilisation de ces eaux a des fins agricoles n’a pas montré d’effets négatifs sur la croissance et la nutrition minérale de S.bispinosa, n’a pas présenté de risques sur la qualité physico-chimique du sol et a contribué à une amélioration de l’activité enzymatique dans le sol.Le couplage des eaux constitue donc une option de valorisation. C’est une solution simple et peu coûteuse qui, d’une part, aide à pallier le manque d’eau et, d’autre part, réduit les quantités d’eau rejetées dans l’environnement par les industries textiles
The textile industry is the most polluting of all industrial sectors. This sector is not only a large consumer of water, but it also discharges enormous quantities of wastewater loaded with salts, dyes, detergents, heavy metals, degradable organic materials, stabilizing agents, etc. The discharge of this water presents risks for hydro-ecosystems, soil, and plants. In addition to the harmful effects of untreated textile effluent on the environment, there is the problem of water scarcity which is becoming increasingly serious. the high demand for water in the agricultural sector, and the lack of fodder in some countries around the world such as Tunisia. In this sense, several processes have been developed to treat textile effluents such as chemical oxidation, chemical coagulation, biodegradation, adsorption, and membrane processes. However, few studies have focused on the impact of irrigation with these treated effluents on soils and plants.The objective of this thesis is the reuse of treated textile effluent (TTE) using scenarios of agricultural valorization of these waters. This work consists of submitting biological treatment (TB) effluents from a Tunisian textile factory to additional treatments by ultrafiltration (UF), nanofiltration (NF), and reverse osmosis (RO). Given that TB effluents are characterized by high salinity, a coupling scenario was considered by mixing 50/50 (V: V) biological treatment water (TB) with well water (S) (TB/S) and NF waters (TB/NF). The impact of irrigation with these waters on the physicochemical and biological parameters of the soil and on the growth, mineral composition, and absorption of MTE in a forage plant: Sesbania bispinosa was evaluated. A physicochemical characterization of irrigation water was carried out with an evaluation of the genotoxic potential of soils irrigated by TTE.The results indicate that the quality of TTE is not stable over time and varies according to the production processes. TB does not meet the requirements of the NT 106.03 standard relating to the reuse of wastewater in agriculture. These waters are characterized by high pH, EC, and Na+, Cl- and SO42- contents. Although NF and RO membranes effectively reduce salinity and the contents of these elements and do not present any risk to the soil and plants with the absence of genotoxic effect of soils on plants, these techniques produce more concentrated water discharges. Consequently, the coupling of TB water with well water constitutes the best alternative for agricultural valorization. This coupling made it possible to reduce the salinity of TB water by reducing the contents of chemical elements such as Na+, Cl-, and SO42-. The reuse of this water for agricultural purposes did not show negative effects on the growth and mineral nutrition of S.bispinosa, did not present risks on the physico-chemical quality of the soil, and contributed to an improvement in enzymatic activity in the soil. Therefore, water coupling constitutes a valorization option. It is a simple and inexpensive solution which, on the one hand, makes it possible to overcome the lack of water and, on the other hand, reduces the quantities of water released into the environment by the textile industries

Face à la pollution généralisée des masses d’eau souterraines par les nitrates et les pesticides, l’agriculture biologique (AB) est présentée comme un outil pertinent pour la reconquête de la qualité des eaux sur les aires d’alimentation de captage (AAC). Ce travail vise à mieux définir l’opportunité d’un développement de l’AB sur des zones à enjeu eau. L’objectif de la thèse est d’évaluer conjointement la faisabilité des conversions sur les exploitations de l’AAC et l’efficacité de ces conversions par rapport aux enjeux de reconquête de la qualité de l’eau.Etudier l’opportunité d’un développement de l’AB à l’échelle territoriale suppose d’instruire la diversité des exploitations et des profils d’agriculteurs sur la zone à enjeu eau. Pour être en mesure de tester l’opportunité des conversions, une méthode typologique permettant d’analyser conjointement la variabilité actuelle des pressions sur les zones à enjeu eau et la propension des agriculteurs conventionnels à la conversion est nécessaire.Pour produire cette typologie, nous avons développé une méthode innovante d’analyse compréhensive des pratiques, centrée sur les principes d’action à l’origine des systèmes de culture. Les principes d’action correspondent à des méta-raisonnements à l’origine de l’organisation concrète des pratiques agricoles sur le territoire d’exploitation. Par l’analyse conjointe du discours des agriculteurs et de la variabilité des règles de décision, nous avons élaboré des typologies basées sur les postures techniques des agriculteurs pour i) identifier des principes d’action associés aux pratiques à risque et ii) dégager des proximités éventuelles entre agriculteurs biologiques et agriculteurs conventionnels. La méthode a été testée sur deux territoires à enjeu eau en Rhône-Alpes, sur lesquels des entretiens semi-directifs ont été réalisés auprès d’exploitants conventionnels et biologiques.Cinq principes d’action génériques à l’origine de l’organisation de l’assolement et cinq principes d’action génériques à l’origine des pratiques culturales ont été dégagés. A partir des différents principes d’action, des typologies des postures techniques ont été produites sur les deux terrains. Les pressions à l’origine de la lixiviation des nitrates et des pesticides ont été évaluées et spatialisées via le recours à des indicateurs agro-environnementaux. Nous avons démontré que la variabilité forte des indicateurs et leur distribution spatiale sur les AAC étaient liées à la diversité des postures techniques entre agriculteurs.Nous avons comparé les principes d’action mobilisés par les agriculteurs conventionnels et les agriculteurs biologiques « références » présents sur les zones à enjeu eau. Par l’étude des spécificités des postures techniques en AB, trois critères de propension à la conversion ont été identifiés. Plusieurs degrés de propension à la conversion ont été dégagés parmi les agriculteurs conventionnels des deux territoires.L’analyse croisée des degrés de propension à la conversion et des différentiels de pressions entre systèmes conventionnels et biologiques nous a permis d’évaluer l’opportunité d’un développement de l’AB sur les deux territoires. Nos résultats ont mis en évidence des niveaux de pression limités quant à la lixiviation des nitrates sur les systèmes biologiques : un développement exhaustif de l’AB à l’échelle des deux AAC entrainerait potentiellement une réduction forte de la lixiviation des nitrates. Néanmoins, l’opportunité d’un tel développement doit être relativisée. Les agriculteurs présentant une propension réelle ou forte à la conversion sont minoritaires sur les AAC. Ensuite, le différentiel des pressions entre systèmes conventionnels et systèmes biologiques diminue à mesure que la propension à la conversion augmente. Pour envisager une diminution forte des pressions sur les zones à enjeu eau, la conversion devrait concerner des exploitants pour lesquels cette conversion est difficilement envisageable à moyen terme
Many problems with nitrate and pesticide contamination from agriculture exist in European drinking water catchments. In France, a new mitigation approach aims at preventing water quality degradation in explicitly targeting agricultural non-point source pollutions associated with leaching of nitrates and pesticides. This work aims at assessing the opportunity to develop organic farming in water catchment areas in order to reduce nitrate and pesticide leaching from root zone. The objective was to analyze both i) feasibility of conversions to organic farming on farms concerned by water preservation and ii) the potential impacts of these conversions in terms of nitrate and pesticide leaching reduction.To explore the potential contribution of organic farming in water catchment areas, we develop an innovative typology approach to characterize farmers’ conceptions and strategies related to cropping systems’ organization on the farm territory. Our method was tested in two French water catchment areas characterized by diversified production systems, where semi-structured interviews were carried out with conventional and organic farmers. Resulting typologies of farmers were used to assess leaching risks variability related with current cropping systems and to identify potential similarities between conventional and organic farmers’ conceptions. Nitrate and pesticide leaching risks for cropping systems were assessed and spatialized by using four agro-environmental indicators. Our results show major variations for all indicators at both study sites, for example N-surpluses which range from -105 to 192 kg N ha-1 year-1. These variations are deeply related with diversity of farmers’ conceptions summarized in typologies. To assess proximity of conventional farmers to organic farming, we used typologies to compare conceptions related to organization of cropping systems between conventional and organic farmers. By analyzing specificities of organic farmers’ conceptions, we determined three main criteria of proximity to organic farming; these criteria were then used to identify various degrees of proximity to organic farming among conventional farmers in the catchment areas.To assess potential contribution of organic farming to water preservation in catchment areas, we firstly compared nitrate leaching risks between conventional and organic cropping systems. Our results reveal low leaching risks from organic systems, characterized by reduced N-surpluses and lower bare soils frequencies in autumn. According to these results, massive development of organic farming should decrease nitrate leaching in our two water catchment areas. However, analysis of similarities between conventional and organic farmers’ conceptions shows that a majority of farmers are characterized by a low level of proximity to organic farming. Moreover, the farmers who show strongest similarities with organic farmers’ conceptions are already those with low leaching risks cropping systems. To significantly lower nitrate leaching risks, conversions should concern conventional farmers with low degree of proximity to organic farming

Petits opérateurs privés, vendeurs d’eau informels, fournisseurs non-étatiques… de nouveaux acteurs participent à la gouvernance des services d’approvisionnement en eau potable des villes en développement. Longtemps ignorés, ils connaissent aujourd’hui un intérêt croissant de la part de la communauté internationale car ils questionnent les modalités de gouvernance des services en réseaux au Sud. Hétérogènes et composites, d’origine locale, adaptés aux demandes des usagers, les services non conventionnels disposeraient d’une grande flexibilité convenant à l’environnement particulier des villes en développement. Ils seraient également en mesure d’apporter de nouveaux financements et d’assurer une pérennité du service à plus ou moins long terme. Or, peu de travaux théoriques en sciences économiques ont été entrepris sur cet objet de recherche. Nous le confirmerons à l’aide d’une analyse bibliométrique inédite. Cette thèse a donc pour objectif de combler ce manque, dans ses dimensions théoriques et empiriques. Adoptant une posture critique, elle s’emploie à discuter les postulats et les hypothèses d’efficience non-vérifiées de ce mode de coordination des acteurs. Par la suite, elle mobilise les concepts issus de la Nouvelle Economie Institutionnelle, proposant une grille de lecture originale des déterminants et de l’efficience des services non conventionnels. Grâce à une enquête de terrain approfondie conduite au Cambodge, nous critiquons le « caractère » concurrentiel qui fonde à priori ce(s) mode(s) de gouvernance. Nous montrons plutôt l’impact des coûts de transaction sur les arrangements organisationnels liés aux conditions d’accès à la ressource en eau. Au-delà de la rhétorique sur l’efficience des agents privés, nous soulignons également l’importance de considérer les arrangements organisationnels non-sectoriels. Nous apportons enfin des éclairages sur le rôle joué par les normes informelles dans la réduction des incertitudes de l’environnement institutionnel. Nous concluons toutefois sur les difficultés potentielles d’institutionnalisation de ce(s) mode(s) de gouvernance car verrouillé dans un sentier de dépendance institutionnel
Small-scale private operators, informal water vendors, non-state providers… new stakeholders are participating in water supply governance in developing cities. Previously ignored, they are today drawing growing attention from the international community as they question the governance modalities of network industries in the Global South. Heterogeneous and composite, of local origin, adapted to the demands of end-users, alternative services would be highly flexible, thus adapted to the particular environment of developing cities. They also would be able to provide new funds and to ensure sustainability of water supply services in long or shorter term. However, there is little theoretical research in economics undertaken on this topic. We are confirming this through an unpublished bibliometric analysis. This PhD aims consequently to provide theoretical and empirical elements to fill this gap. Adopting a critical stance, it intends to highlight the postulates and unconfirmed efficiency assumptions of this particular governance structure. Thereafter, it mobilizes New Institutional Economics concepts, offering an original analytical framework on the determinants and efficiency of alternatives services. Through an extensive field survey conducted in Cambodia, we criticize the competitive character of this type of governance which is a priori supposed to ground it. We show the impact of transaction costs on the organizational arrangements related to the conditions of water resource access. Beyond the rhetoric of private sector efficiency, we also stress the importance to take into account non-sectoral organizational arrangements. We finally underline the key role of informal norms in reducing the uncertainties of the institutional environment. We nevertheless conclude on the potential difficulties to institutionalize this(hose) governance(s) structure(s) as they are locked in an institutional path-dependence

Promue comme la technique d'irrigation en théorie la plus efficiente, et mise à contribution pour régler les grandes crises d'eau, le goutte à goutte se diffuse très rapidement de par le monde. La perspective d'une technique étudiée en station expérimentale, sans utilisateurs, et en définitive idéalisée, nous a d'emblée interpellé. Rejetant une vision normative du goutte à goutte (ce qu'il devrait être/faire), nous l'avons étudié en pratique, en interactions avec une multitude d'acteurs (ce qu'est le goutte à goutte et ce qu'il fait et pour qui). Notre objectif est d'analyser comment la pratique de cette innovation technique a changé la technologie et les trajectoires socioprofessionnelles des acteurs, et l'impact sur les efficiences d'irrigation. Nous montrons comment les acteurs locaux ont pris le contrôle de l'innovation, et des responsabilités dans des domaines que l'on pensait réservés aux ingénieurs dans la production, l'utilisation et la diffusion de l'innovation. Ces initiatives locales croisent et renforcent les programmes étatiques de développement du goutte à goutte. La technologie a séduit un grand nombre d'acteurs non-conventionnels qui ont changé la technologie, mais ont changé aussi eux-mêmes. La diffusion réussie du goutte à goutte assure leur promotion socioprofessionnelle, et à leur tour ils vont attirer d'autres utilisateurs dans le monde du goutte à goutte. C'est là où se résume la force du goutte à goutte comme objet technique autour duquel de puissants réseaux sociotechniques se sont construits. Le bricolage a permis la conception de systèmes plus adaptés aux conditions locales, mais aussi un apprentissage de la technique pour apprivoiser le changement. D'une technologie importée accessible à une minorité de grands agriculteurs, une pluralité de systèmes de goutte à goutte de proximité sont désormais accessibles au plus grand nombre. Enfin, les performances d'irrigation de ces systèmes sont hétérogènes, certains agriculteurs irriguant 3-4 fois plus que les volumes nécessaires aux besoins de la culture. Ces performances peuvent être expliquées par des pratiques d'irrigation favorisant le confort hydrique de la plante, traduisant ainsi les logiques des acteurs. Aujourd'hui, « l'économie d'eau » est un objectif irréalisable, qui n'est prioritaire pour aucun des acteurs, y compris l'Etat-promoteur. Nous concluons qu'il serait intéressant de mobiliser les acteurs non-conventionnels pour en faire des alliés pour intégrer le concept d'économie d'eau sur le terrain auprès des utilisateurs
Abstract Promoted as the most efficient irrigation technology, able to contribute to solving the major current water crises, drip irrigation spreads quickly throughout the world. The perspective of an idealized technology with a theoretical efficiency studied in experimental stations without users struck us immediately. Rejecting a normative view of drip irrigation (what it should be/do), we studied it in practice, interacting with a multitude of actors focusing on what it does and for whom. Our objective is to analyse how the practice of this technical innovation has changed the technology and the socio-professional pathways of different actors involved in drip irrigation, and analyse the impact on actual irrigation efficiencies. We show how local actors took control of the innovation taking responsibility in spheres once thought reserved for engineers in the production, use and dissemination of innovation. These local initiatives crossed and strengthened state development programs promoting drip irrigation. The technology attracted a large number of non-conventional actors who changed the technology, but also changed themselves. The successful diffusion of drip irrigation ensures their socio-professional promotion, and they in turn will attract more users to the world of drip irrigation. This constitutes the strength of drip irrigation, which is a technical object around which powerful socio-technical networks were built. Bricolage helped design systems better suited to local conditions, but was also a learning process to incorporate change. From an imported technology accessible to a minority of large farmers, a plurality of drip systems is now accessible for a wide diversity of farmers. Finally, the performance of irrigation systems is heterogeneous, some farmers irrigating 3-4 times the volume necessary for crop water requirements. This performance can be explained by irrigation practices favouring a water comfort to crops, reflecting the logic of the actors. Today, "water saving" is an unattainable goal, as it is not a priority for any of the actors, including the state. We conclude that it would be interesting to engage non-conventional actors as allies in order to promote the concept of water saving on the field with users

L’espace souterrain, qui s’étend depuis la surface des terres émergées et des fonds marins jusqu’au centre de la Terre, est délaissé par le droit international. Aucune règle de droit international positif ne vient réglementer l’utilisation que les Etats font de leur espace souterrain territorial, cette utilisation et le régime de la propriété souterraine faisant partie de leur domaine réservé. Si les normes internationales régissent l’utilisation de l’espace souterrain extra-territorial, celui des grands fonds marins et celui de l’Antarctique, elles n’appréhendent l’espace souterrain qu’en termes d’utilisation et de mise en valeur des ressources minérales. De ce régime juridique d’exploration et d’exploitation des ressources minérales dépend d’ailleurs le statut juridique de l’espace souterrain qui va de la pleine souveraineté de l’Etat côtier à l’exclusion de toute appropriation nationale ou individuelle. Devant la multiplication des utilisations souterraines et face aux dommages environnementaux et aux violations des droits de l’homme liés à certaines de ces utilisations, le droit international doit réinvestir l’espace souterrain et notamment le contenu et l’étendue des droits qui le concernent tant dans l’ordre interne qu’international afin d’en réglementer la mise en valeur et d’en assurer la protection
Until today, there has been little interest of international Law concerning the earth’s subsurface, as the space that extends from the surface of the soil or of the seabed to the center of the earth. On the one hand, there is no rule of international law that regulates the use Sovereign States have of their territorial subsurface. It is currently understood that subsburface activities and property law that regulates them, are within domestic jurisdiction only and do not come under international law scrutinity as they waive the exercice of an absolute independance of States. On the other hand, the existing rules of international law that regulates extraterritorial subsurface, notably the seabed and ocean floor and subsoil thereof beyond national jurisdiction and the Antarctic, consider the earth’s subsurface mostly in terms of use and exploitation of mineral resources. Faced with the evergrowing uses of the subsurface that are solely used for extraction or for injection and storing, and regarding the impacts of some underground activities on the environment and on human rights, International Law must play a role by regulating the content and extent of rights that are exercised over the earth’s subsurface inside and outside territorial jurisdiction for development and protection purposes