Les cyanobactéries de divers plans d’eau du complexe de zones humides du PNEK

Les cyanobactéries de divers plans d’eau du complexe de zones humides du PNEK

Les corrélations

Le coefficient de corrélation r mesure l’intensité du lien qui existe entre deux caractéristiques ou variables quantitatives quelconque pour autant que cette liaison soit linéaire ou approximativement linéaire. Ce coefficient est compris entre -1 et +1. Il est en valeur absolue, d’autant plus proche de 1, la liaison entre les deux variables est nette. A l’inverse, si le coefficient est nul ou approximativement nul c’est que les deux variables ne sont pas corrélées entre elles. D’autre part, le signe du coefficient de corrélation indique si la relation entre les deux variables (séries d’observations) est croissante ou décroissante. En effet, lorsque le coefficient de corrélation est positif, les valeurs élevées d’une variable correspondent aux valeurs élevées de l’autre variable et les valeurs faibles d’une variable correspondent aux valeurs faibles de l’autre variable. Par contre, lorsque la corrélation est négative, les valeurs élevées d’une variable correspondent, dans l’ensemble, aux valeurs faibles de l’autre variable et vice-versa. Chapitre III Matériel et méthodes 64 – Si p > 0.05 : il n’existe pas de corrélation. – Si p ≤ 0.05 : il existe une corrélation significative entre les stations (*). – Si p ≤ 0.01 : il existe une corrélation hautement significative entre les stations (**). – Si p ≤ 0.001: il existe une corrélation très hautement significative entre les stations (***). Des comparaisons inter-sites et inter-mois ont été effectuées à l’aide du test de KruskalWallis.

Analyse en composantes principales

L’analyse en composantes principales (ACP) est une méthode mathématique d’analyse de données qui va chercher à représenter au mieux dans un espace réduit (un plan), des objets qui sont décrits par un grand nombre de variables définissant un espace multidi-mentionnel. Cette analyse permet donc d’étudier les relations de proximité entre ces objets et la contribution des diverses variables à cette structuration. Par la suite, des arbres de classification (analyse hiérarchique) ont été tracés afin de mieux visualiser les similitudes entre nos mois et stations (Scherrer, 2009) Pour nos analyses statistiques, nous avons utilisé quelques bibliothèques (en anglais packages) statistiques et graphiques : corrplot (Wei, 2013) et FactoMineR (Husson et al., 2014). Tous les packages ont été téléchargés à partir du site web officiel de CRAN (The Comprehensive R Archive Network) : http://cran.r-project.org/web/packages/. 

Physico-chimie de l’eau

Le lac Oubeira

La température Les températures de l’eau au niveau des 6 stations suivent la même évolution ;la température maximale est relevée en août et la minimale en février (fig.18) Nos relevés font apparaître l’existence de deux périodes, l’une froide s’étendant du mois de novembre au mois d’avril et l’autre chaude s’étalant du mois de Mai au mois d’octobre. Durant ces périodes les températures s’échelonnent entre 9.3°C et 18.4°C en période froide et entre 19°C et 29.2°C en période chaude (fig.19). Figure 18 : Variations mensuelles de la température de l’eau dans les 6 stations (lac Oubeira : Février 09 – Janvier 2010).  : Variations mensuelles de la température moyenne de l’eau (lac Oubeira : Février 09 – Janvier 2010). Nous notons toutefois que la température de l’eau dans le lac Oubeira en période chaude, dépasse la valeur limite de la température des eaux de surfaces de 22°C selon les normes françaises (L’INERIS , 2014).

L’oxygène dissous

Les teneurs moyennes en oxygène dissous de l’eau du lac Oubeira sont comprises dans l’intervalle 13.38 – 5.27 mg/l (fig.21). Les eaux de l’Oubeira montrent des teneurs en oxygène dissous dépassant 10 mg/l en période hivernale et automnale et inférieures à 6mg/l en période estivale ; des teneurs intermédiaires sont notées au printemps. La valeur maximale étant relevée à Messida le mois de Février et la minimale en Juillet à Boumerchene (fig. 20). Nous notons toutefois que les teneurs basses relevées, ne sont jamais au-dessous de la valeur minimale fixée par le Journal Official de la République Algérienne J.O.R.A, (2014).  Figure 21 : Variations mensuelles des teneurs en oxygène dissous de l’eau dans les 6 stations (lac Oubeira : Février 09 – Janvier 2010).

Le pH

Le pH de l’eau du lac Oubeira est alcalin, il varie de 6 à 9. Nous notons toutefois, que les fortes valeurs du pH (entre 8.03 et 9.30) dépassant la valeur limite (8.5) fixée par les normes françaises, sont enregistrées en périodes estivale et automnale. En revanche, des valeurs inférieures à 8 sont notées en période hivernale et  printanière. Par ailleurs, c’est au mois d’avril que les valeurs les plus basses sont relevées (6.75) (fig.23). Les valeurs du pH des eaux des différentes stations ne montrent pas de différences significatives.  Figure 23 : Variations mensuelles du pH moyen de l’eau (lac Oubeira : Février 09 – Janvier 2010).

La conductivité électrique (µS/cm)

Les valeurs relatives à ce paramètre montrent des variations spatiotemporelles similaires dans l’ensemble des stations d’échantillonnage (fig.24). A l’exception du mois d’avril ou la conductivité atteint sa valeur minimale dans l’ensemble des stations, nous notons que la conductivité des eaux de l’Oubeira reste comprise entre 400 et 500 µS/cm et ne dépassent jamais la valeur fixée par la norme française (INERIS, 2014) qui est de l’ordre de 1100 µS/cm (fig.24). Les valeurs proches de 500 µS/cm sont le plus souvent rencontrées en période estivale ; nous notons, toutefois, des valeurs aussi élevées en période hivernale à Dey L’Gràa, Messida, Euch Lahmar et le centre (fig. 25).  Les valeurs de la conductivité de l’eau montrent des différences significatives entre les stations de prélèvement (p=0.02*). Figure 25 : Variations mensuelles de la conductivité de l’eau dans les 6 stations (lac Oubeira : Février 09 – Janvier 2010). 

Les nitrites (NO2 – )

Les teneurs en nitrites des eaux du lac Oubeira montrent des variations similaires dans l’ensemble des stations de prélèvement. Les fortes teneurs en nitrites apparaissent le plus souvent en périodes hivernale et printanière et les plus faibles en périodes estivale et automnale. Nous notons, par ailleurs, que durant toute la période d’étude les concentrations en nitrites ne dépassent pas 0.32mg/l à l’exception du pic (de l’ordre de 0.80 mg/l) noté en avril au niveau de la station Boumerchene sans pour autant dépasser la valeur maximale fixée  par le J.O.R.A, (2014) (fig. 27). Les teneurs en nitrites de l’eau ne montrent pas de différences significatives des différentes stations. Figure 26: Variations mensuelles de la teneur moyenne en nitrites de l’eau (lac Oubeira : Février 09 – Janvier 2010). 

Les nitrates

Les teneurs en nitrates relevées dans les eaux de l’ensemble des stations montrent des fluctuations similaires illustrées par la présence de pics en hiver et en automne. A Demnet Rihane les valeurs n’excèdent pas 0.4 mg/l à l’exception du pic de février (proche de 0.5 mg/l) ; A Boumerchene les teneurs en nitrates sont le plus souvent inférieures à 0.3 mg/l sauf en mars et en avril (pics proches de 0.5 mg/l), en octobre (proche de 0.7mg/l) et en décembre (proche de 1 mg/l). A Dey L’ Grâa, les teneurs restent inférieures à 0.4 mg/l sauf en mars et en décembre (proche de 0.8 et 1.3 mg/l respectivement) ; A Messida, à l’exception des pics relevés en avril (0.96 et 0.70 mg/l ) et en novembre (proche de 1 mg/l), les teneurs en nitrates varient de 0 à 0.6 mg/l. A Euch Lahmar, les valeurs relevées sont inférieures à 0.3 mg/l sauf en mars et en décembre où des pics proches de 0.5 mg/l sont notés. Au centre du lac, à l’exception du pic de Décembre (proche de 0.8 mg/l) les teneurs en nitrates n’excèdent pas 0.5 mg/l (fig.28). Les teneurs en nitrates des eaux de l’Oubeira montrent des différences significatives d’une station à l’autre (p=0.03*). Figure 29 : Variations mensuelles de la teneur moyenne en nitrates de l’eau ( lac Oubeira : Février 09 – Janvier 2010). Nous notons que les teneurs en nitrates contenues dans les eaux du lac Oubeira sont inférieures aux valeurs de 25 mg/l admises par les normes françaises (INERIS ,2014) 1.1.7. L’azote ammoniacal (NH4 + ) A l’exception des pics rencontrés en hiver et en automne, les teneurs moyennes en azote ammoniacal sont le plus souvent inférieures à 0.03 mg/l (fig. 30). Nous notons à Demnet Rihane, un pic (0.08 mg/l) en mars et des valeurs comprises entre 0.10 et 0.29 mg/l d’octobre à décembre ; à Boumerchene, c’est en mars et en octobre que sont enregistrés des pics respectifs de l’ordre de 0.09 et 0.13 mg/l. Figure 30 : Variations mensuelles de la teneur moyenne en azote ammoniacal de l’eau (lac Oubeira : Février 09 – Janvier 2010). Mois Moyenne ammonium Valeur guide Chapitre IV Physico-chimie des plans d’eau 74 A Dey L’Gràa des pics de l’ordre de 0.09 et 0.06 mg/l sont notées en Mars-Août respectivement. A Messida, un pic de l’ordre de 0.09 mg/l est relevé en Mars ; Quant à Euch Lahmar, c’est la station où les teneurs en azote ammoniacale sont les plus basses (< 0.04 mg/l). En ce qui concerne les eaux du centre du lac, les teneurs en azote ammoniacal sont le plus souvent inférieures à 0.08 mg/l sauf en Novembre (0.29 mg/l/l) et en Décembre (0.20 mg/l) (fig.31). Figure 31 : Variations mensuelles des teneurs en azote ammoniacal de l’eau dans les 6 stations (lac Oubeira : Février 09 – Janvier 2010). Les teneurs en azote ammoniacal des eaux de l’Oubeira montrent des différences hautement significatives entre les différents points échantillonnés (p=0.002*). Nous notons qu’à l’exception de la station de Euch Lahmar, les teneurs de l’azote ammoniacale relevées dans les eaux de l’Oubeira dépassent la valeur guide (0.05mg/l) (INERIS, 2014).  04/11/2009 06/12/2009 05/01/2010 Ammonium (mg/l) Mois Euch Lahmar ammonium Valeur guide

Les orthophosphates (PO4 3- )

Dans les eaux de l’Oubeira les orthophosphates montrent, à l’exception de certains pics, des teneurs moyennes comprises entre 0 et 0 ,56 mg/l (fig. 33). Nous notons, à Demnet Rihane et à Boumerchene la présence de pics en mai (proche de 0.8 mg/l) et en juillet (proche de 1mg/l) ; A Dey L’Gràa, un pic en mai (proche de 0.7mg/l), à Messida et Euch Lahmar deux pics en mars et en mai (respectivement proche de 0.4 et 0.3 mg/l).Dans les eaux du Centre les teneurs en orthophosphates montrent un 1 er pic en mai (> 0.4 mg/l) et un 2ème en octobre (de l’ordre de 1.30 mg/l) (fig.32). 

Table des matières

Chapitre I : Etat des connaissances
1. Les cyanobactéries
1.1. Caractéristiques générales
1.2. Diversité morphologique et adaptations écophysiologiques
1.3. Taxinomie
1.4. Ecologie des cyanobactéries
1.4.1. Une bactérie ubiquitaire
1.4.2. Symbioses
1.5. Prolifération des cyanobactéries
1.5.1. Facteurs environnementaux favorables au développement de proliférations de cyanobactéries
1.5.2. Impacts environnementaux et sanitaires des proliférations de cyanobactéries
2. Les toxines de cyanobactéries
2.1. Les hépatotoxines
2.1.1. Les microcystines et les nodularines
2.1.2. La cylindrospermopsine et ses analogues
2.2. Les neurotoxines
2.2.1. Les anatoxines
2.2.2. La saxitoxine et ses dérivés
2.2.3. La β-N-méthylamino-L-alanine ou BMAA
2.3. Les molécules à effet irritants
3. Fonction métabolique et déterminisme de la production des cyanotoxines
3.1. Facteurs physico-chimiques
3.1.1. Le phosphore
3.1.2. L’azote
3.1.3. Le fer
3.1.4. Le pH.
3.1.5. La température
3.1.6. La luminosité
3.2. Facteurs biologiques
3.2.1. Phase de croissance cellulaire
3.2.2. Présence de compétiteurs et de prédateurs
3.2.3. Facteurs génétiques
4. Réglementations relatives aux cyanobactéries et aux cyanotoxines
Chapitre II: Présentation du Parc National d’El Kala
1. Introduction
2. Situation géographique
3. Description du Parc National d’El Kala
3.1. Le Relief
3.1.1. Le cordon dunaire littoral
3.1.2. Les plaines sub-littorales
3.1.3. Les montagnes telliennes
3.2. Réseau hydrographique
3.3. Cadre climatique
3.3.1. La température
3.3.2. Les précipitations
3.3.3. L’hygrométrie
3.3.4. Le vent
3.3.5. Synthèse climatique
Chapitre III : Matériel & Méthodes
1. Sites d’étude
1.1. Le lac Oubeira
1.2. Le lac Tonga
1.3. La lagune El Mellah
2. Méthodologie
2.1. Mise en place de la stratégie d’échantillonnage – Points échantillonnés
2.2. Variables étudiées
2.2.1. Mesures physico-chimiques
a. Dosage de l’azote nitreux (les nitrites NO2-
b. Dosage de l’azote nitrique (les nitrates NO3-
c. Dosage de l’azote ammoniacal total (N-NH3 + N-NH4+
d. Dosage des Orthophosphates (PO4
e. Dosage de la matière en suspension (MES)
2.2.1. Mesures biologiques
3. Paramètre structuraux des peuplements de cyanobactéries
3.1. Richesse spécifique « S »
3.2. Diversité spécifique ou diversité observée  » H’
3.3. L’équitabilité
4. Analyses statistiques
4.1. Analyse bi-variée
4.2. Analyse en composantes principales
Chapitre IV : Physico-chimie des plans d’eau
1. Physico-chimie de l’eau
1.1. Le lac Oubeira
1.1.1. La température
1.1.2. L’oxygène dissous
1.1.3. Le pH
1.1.4. La conductivité électrique (µS/cm)
1.1.5. Les nitrites (NO2
1.1.6. Les nitrates
1.1.7. L’azote ammoniacal (NH4+)
1.1.8. Les orthophosphates (PO43-)
1.1.9. La matière en suspension (MES)
1.1.10. La chlorophylle a (chl a)
1.2. Lac Tonga
1.2.1. La température
1.2.2. L’oxygène dissous
1.2.3. Le pH
1.2.4. La conductivité électrique (µS/cm)
1.2.5. Les nitrites (NO2-)
1.2.6. Les nitrates (NO3-)
1.2.7. L’azote ammoniacal
1.2.8. Les orthophosphates
1.2.9. La matière en suspension
1.2.10. La chlorophylle a
1.3. La lagune El Mella
1.3.1. La température
1.3.2. L’oxygène dissous
1.3.3. Le pH
1.3.4. La salinité
1.3.5. Les nitrites (NO2)
1.3.6. Les nitrates (NO3-)
1.3.7. L’azote ammoniacal
1.3.8. Les orthophosphates (PO3-)
1.3.9. Les matières en suspension
1.3.10. La chlorophylle a
Discussion
Chapitre V : Etude des peuplements de cyanobactéries
I. Etude qualitative des Cyanobactéries récoltées dans le lac Oubeira
1. Inventaire des espèces planctoniques récoltées
2. Fréquence d’apparition des espèces recensées dans le lac Oubeira
II. Etude quantitative des cyanobactéries récoltées
1. Distribution spatiale des cyanobactéries dans le lac Oubeira
2. Distribution temporelle des cyanobactéries dans le lac Oubeira
3. Dynamique saisonnière des cyanobactéries identifiées dans le lac Oubeira
4. Distribution spatio-temporelle des cyanobactéries dans les six stations
5. Densité globale des espèces de cyanobactéries récoltées dans le lac Oubeira
6. Variation de la densité spécifique dans les six stations de prélèvement
7. Variation spatio-temporelle des espèces potentiellement toxiques
III. Etude qualitative des Cyanobactéries récoltées dans le lac Tonga
1. Inventaire des espèces de Cyanobactéries récoltées
2. Fréquence d’apparition des espèces identifiées dans le lac Tonga
IV. Etude quantitative des cyanobactéries récoltées dans le lac Tonga
1. Distribution temporelle des cyanobactéries récoltées
2. Densité des espèces de cyanobactéries identifiées dans le lac Tonga
3. Distribution saisonnière des cyanobactéries dans le lac Tonga
4. Variation temporelle des espèces recensées dans les eaux du Tonga
V. Etude qualitative des cyanobactéries dans la lagune El Mellah
1. Inventaire des espèces de cyanobactéries récoltées
2. Fréquence d’apparition des espèces identifiées
VI. Etude quantitative des cyanobactéries identifiées dans la lagune El Mellah
1. Distribution spatiale des cyanobactéries dans la lagune El Mellah
2. Distribution temporelle des cyanobactéries dans la lagune El Mellah
3. Densité moyenne des espèces de cyanobactéries recensées
4. Distribution saisonnière des cyanobactéries dans la lagune El Mellah
5. Variation spatio-temporelle des cyanobactéries recensées dans la lagune
VII. Structure des peuplements de cyanobactéries
VIII. Analyses statistiques
a. Richesse spécifique
b. Indice de Shannon et équitabilité
VIII Résultats Statistiques
1. Lac Oubeira
1.1. Résultats du test non paramétrique de Kruskal Wallis
1.2. Etude de la corrélation linéaire simple entre les variables biotiques et abiotiques mesurées dans les eaux du lac Oubeira
1.3. Variation des paramètres environnementaux biotiques et abiotiques dans l’eau de l’Oubeira par l’Analyse en composantes principales (ACP).
1.3.1. Variations inter-stations des paramètres biotiques et abiotiques dans le lac Oubeira
1.3.2. Variations mensuelles des paramètres biotiques et abiotiques
1.4. Classification Ascendante Hiérarchique (CAH) de la variabilité inter-stations et inter-mois
1.4.1. Entre les stations
1.4.2. Entre les moi
2. Lac Tonga
2.1. Résultats du test non paramétrique de Kruskal Wallis
2.2. Etude de la corrélation linéaire simple entre les variables biotiques et abiotiques mesurées dans les eaux du lac Tonga
2.3. Variation des paramètres environnementaux biotiques et abiotiques dans l’eau du Tonga par l’Analyse en composantes principales (ACP).
2.3.1. Variations mensuelles des paramètres biotiques et abiotiques
2.4. Classification Ascendante Hiérarchique (CAH) de la variabilité inter-mois
3. Lagune El Mellah
3.1. Résultats du test non paramétrique de Kruskal Wallis
3.2. Etude de la corrélation linéaire simple entre les variables biotiques et abiotiques mesurées dans les eaux de la lagune El Mellah
3.3. Variation des paramètres environnementaux biotiques et abiotiques dans l’eau de la Lagune par l’Analyse en composantes principales (ACP)
3.3.1. Variations inter-stations des paramètres biotiques et abiotiques dans la lagune El Mellah
3.3.2. Variations mensuelles des paramètres biotiques et abiotiques
3.4. Classification Ascendante Hiérarchique (CAH) de la variabilité inter-stations et inter-mois
3.4.1. Entre les stations
3.4.2. Entre les mois

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