Université KASDI MERBAH Ouargla FACULTE DES SCIENCES DE LA NATURE ET DE LA VIE DEPARTEMENT DES SCIENCES BIOLOGIQUES Mémoire MASTER ACADEMIQUE Domaine : Sciences de la nature et de la vie Filière : Biologie Spécialité : Microbiologie Appliquée Présenté par : BENLAMOUDI Hadjar Thème Soutenu publiquement Le : 10/06/2014 Devant le jury : M me OULD EL HADJ-KHELIL. A Pr Président UKM Ouargla M me HASSAINE.A MA(A) Encadreur UKM Ouargla M r BENSACI. M MA(A) Examinateur UKM Ouargla M me BAYOUSSEF.Z MC(B) Examinatrice UKM Ouargla Année universitaire : 2013/2014 Etude de la capacité des souches fongiques isolées des eaux usées de Hassi Messaoud à tolérer les hydrocarbures : cas du pétrole brut et du kérosène.
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Etude de la capacité des souches fongiques isolées des ... · Dégradation anaérobie des hydrocarbures monoaromatiques 27 3.2.2. Dégradation anaérobie des hydrocarbures aromatiques
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Université KASDI MERBAH Ouargla
FACULTE DES SCIENCES DE LA NATURE ET DE LA VIE
DEPARTEMENT DES SCIENCES BIOLOGIQUES
Mémoire
MASTER ACADEMIQUE
Domaine : Sciences de la nature et de la vie
Filière : Biologie
Spécialité : Microbiologie Appliquée
Présenté par : BENLAMOUDI Hadjar
Thème
Soutenu publiquement
Le : 10/06/2014
Devant le jury :
Mme OULD EL HADJ-KHELIL. A Pr Président UKM Ouargla
M me HASSAINE.A MA(A) Encadreur UKM Ouargla
M r BENSACI. M MA(A) Examinateur UKM Ouargla
M me BAYOUSSEF.Z MC(B) Examinatrice UKM Ouargla
Année universitaire : 2013/2014
Etude de la capacité des souches fongiques isoléesdes eaux usées de Hassi Messaoud à tolérer les
hydrocarbures : cas du pétrole brut et du kérosène.
Avant tout, je remercie Dieu le tout puissant pour m’avoir donné la force,
le courage et la chance d’étudier et de suivre le chemin de la science.
Je tiens à exprimer mes vifs remerciements à :
M me HASSAINE.A., pour avoir dirigé cet ouvrage. Sa méthode de travail, sa
disponibilité, ses orientations, ses nombreux conseils ainsi que la confiance qu’elle m’a
témoignée m’ont été d’un grand apport dans la réalisation de ce modeste travail.
Mme OULD EL HADJ-KHELIL A., professeur à l’université Kasdi Merbah
d’Ouargla., d’avoir accepté de présider le jury de ma soutenance ;
Mme BAYOUSSEF. Z ., MC(B) a l’ U.K.M.O qui a bien voulu examiner
Ce modeste travail ;
Mr BENSASSI. M MA(A) à l’U.K.M.O, qui a pris part de mon jury afin d’examiner
cette étude et a contribué à l’identification des souches fongiques. .
Je remercie tout les enseignants qui ont contribué à ma formation universitaire.
Mes vifs remerciements vont aussi à :
Mr. Begari et Mesdemoiselles : Amina, Houda, Imène et Hassina du laboratoire de
microbiologie de l’université Kasdi Merbah d’Ouargla, ainsi que tout le personnel pour leur
précieuse disponibilité à mon égard, leur aide si précieuse et leur patience.
Je voudrais témoigner ma reconnaissance à toutes les personnes qui m’ont également fait
bénéficier de leurs conseils et de leurs expériences au sein de ce laboratoire.
J’exprime ma profonde gratitude à tous les enseignants et travailleurs du département de
Biologie pour leur disponibilité et leurs conseils.
Je tiens à exprimer ma gratitude à tous ceux qui m’ont permis de mener à bien cette étude.
BENLAMOUDI Hadjar
TABLE DES MATIERES
Pages
Remerciements
Liste des tableaux
Liste des figures
Liste des photos
Liste des abréviations
Résumé
الملخص
Abstract
Introduction 01
PARTIE I: SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE
CHAPITRE.I. Généralités sur les hydrocarbures
1. Définition 03
2. Sources d’hydrocarbures 03
2.1. Sources naturelles 03
2.2. Sources anthropiques 04
3. Classification des hydrocarbures 04
3.1 Les hydrocarbures aliphatiques 04
3.1.1. Les alcanes ou paraffines 05
3.1.2. Les alcènes ou « oléfine » 05
3.1.3. Les alcynes 05
3.2 Les hydrocarbures alicycliques 06
3.2.1. Cyclanes ou cyclo-alcanes 06
3.2.2 Les cyclènes ou cyclo-alcènes 06
3.2.3.Cyclynes 06
3.2.4. Les hétérocycles 06
3.3 Les hydrocarbures aromatiques 06
4. Les propriétés physico-chimiques des hydrocarbures 07
4.1. Les propriétés physiques 07
4.1.1. Densité 07
4.1.2. Viscosité 07
4.1.3. Le point d’ébullition ou la température d’ébullition 09
4.1.4. Le point d’écoulement 09
4.1.5. La solubilité 09
4.1.6. Pouvoir calorique 09
4.1.7. La pression de vapeur 10
4.2. Les propriétés chimiques des hydrocarbures 10
4.2.1. Les propriétés de liaison 10
4.2.2. Les propriétés d’oxydation 10
4.2.3. La combustion 11
4.2.4. Le craquage 11
CHAPITRE.II. La pollution par les hydrocarbures
1. La pollution atmosphérique 12
2. Pollution marine 12
3. Pollutions des sols et des eaux souterraines 15
4. Effets éco toxicologiques des hydrocarbures 16
4.1 Effets sur la santé publique 16
4.2 Effets sur la faune 17
4.2.1. Effet sur les oiseaux 17
4.2.2. Effet sur les mammifères 18
4.2.3. Effet sur les pêcheries 19
4.3. Effets sur la flore 19
4.4. Effet sur les algues 19
4.5. Impact sur l’environnement 20
CHAPITRE .III. Devenir des hydrocarbures dans l’environnement
1. L’élimination des hydrocarbures 21
1.1.Évaporation 21
1.2. Dispersion 21
1.3. Dissolution 22
1.4. Solubilisation 22
1.5. Sédimentation 22
1.6. Photo-oxydation 22
1.7. Biodégradation 22
2. Pénétration des hydrocarbures dans la chaîne alimentaire 23
CHAPITRE .IV. La biodégradation des hydrocarbures
1. Définition 24
2. Mécanismes de biodégradation 24
2.1. Biodégradation gratuite 24
2.2. Cométabolisme 25
3. Différents types de biodégradation 26
3.1 Biodégradation aérobie 26
3.1.1. Dégradation aérobie des hydrocarbures aromatiques 26
3.2 Biodégradation anaérobies 26
3.2.1. Dégradation anaérobie des hydrocarbures monoaromatiques 27
3.2.2. Dégradation anaérobie des hydrocarbures aromatiques polycycliques 27
4. Synthése sur les tendances de la biodadation des hydrocarbures 28
5. Les facteurs affectant la biodégradation 28
5.1. Facteurs microbiologiques 28
5.2. Composition chimique des hydrocarbures 29
5.3. Etat physique et concentration des hydrocarbures ou du pétrole 29
5.4. Facteurs environnementaux 29
5.4.1. Influence de la température 29
5.4.2. Effet de la salinité 30
5.4.3. L’influence du PH 30
5.4.4. Influence de l’oxygène 30
5.4.5. Influences des éléments nutritifs 30
5.4.6. Influence de l’humidité 30
5.4.7. Effet de la pression 31
5.4.8 Influence de métaux 31
6. Microorganismes aptes à biodégrader les hydrocarbures 31
6.1. Les bactéries 31
6.2. Les cyanobactéries 31
6.3. Les algues 32
6.4. Les micros algues 33
6.5. Les champignons 33
2.1.1. 6.5.1. 1er cas des champignons non lignolytiques 34
2.1.2. 6.5.2. 2ème cas des champignons lignolytiques 35
PARTIE.II. ETUDE EXPERIMENTALE
CHAPITRE.I. Matériel et Méthodes
1. Le matériel utilisé 36
2. Stratégie d’échantillonnage 36
2.1. Choix des sites d’échantillonnage 36
2.1.1. Prélèvement des échantillons 36
2.1.2. La Conservation 36
3. Les produits chimiques utilisés 37
3.1. Le pétrole brut 37
3.2. Le kérosène 38
CHAPITRE .II. Méthodes d’analyse
1. Les analyses physico chimiques 39
1.1. La température 39
1.2. Le pH 39
1.3. Demande Chimique en Oxygène (DCO) 40
1.4. Demande Biochimique en Oxygène (DBO5) 40
1.5. Les Matières en suspension (MES) 40
2. Analyses microbiologiques 40
2.1. Evaluation de la microflore totale 40
2.1.1. Préparation des dilutions 40
2.1.2. Milieux de culture utilisés 40
2.1.3. Ensemencement et incubation 41
2.1.4. La Lecture 41
2.1.5 Identification de la microflore totale isolée 41
2.1.6. Identification et classification des moisissures 41
3. Essaies de tolérance aux hydrocarbures 45
3.1. Le milieu de culture 45
3.2. Le protocole expérimental 45
3.3 Les paramètres mesurés 45
3.3.1. La densité optique 45
3.3.2. Détermination de la demande chimique en oxygène (DCO) 46
3.3.3. Le PH 46
CHAPITE.III. Résultats et Discussions
1. Résultats des analyses physico- chimiques 47
1.1. La température 47
1.2. Le PH 48
1.3. Les Matières en suspension (MES) 49
1.4. La demande chimique en oxygène (DCO) 49
1.5. La demande biologique en oxygène (DBO5) 50
1.6. Evaluation de la biodégradabilité 51
2. Résultats des analyses microbiologiques 51
2.1. Identification de la microflore isolée 51
3. Résultats de tolérance aux hydrocarbures 55
3.1. Evolution du pH du milieu de culture 55
3.2. Evolution de la DCO 56
3.3. La densité optique 58
4. Discussion des résultats 61
Conclusion 65
Perspectives 66
Références Bibliographiques 67
Annexes
LISTE DES TABLEAUX
N° TITRE PAGE
01 Propriétés des différentes classes de produits pétroliers 08
02 Température d’ébullition de différent mélange d’hydrocarbures 09
03 Quelques propriétés physiques des hydrocarbures 10
04 Les accidents pétroliers les plus importants de 2001 au 2010 14
05 Effets toxiques du benzène chez divers organismes Annexe I
06 Effets toxiques du toluène chez divers organismes Annexe I
07 Effets toxiques de l’éthylbenzène chez divers organismes Annexe I
08 Effets toxiques du xylène chez divers organismes Annexe I
09 Biodégradabilité des produits pétroliers 28
10 Conditions optimales pour la croissance microbienne et la
biodégradation des hydrocarbures
31
11 Principales souches bactériennes (aérobies) qui participent à la
dégradation des HAPs
Annexe II
12 Composition élémentaire d’un pétrole brut 37
13 Quelques propriétés physiques du kérosène 38
14 Les paramètres physico chimiques des eaux 39
15 Résultats des analyses physico-chimiques 47
16 Estimation de la biodégradabilité 51
17 La liste des souches identifiées, développées à 37°C 52
18 L’inventaire des espèces dans les différents sites échantillonnés 54
LISTE DES FIGURES
N° TITRE Page
01 La série aliphatique des hydrocarbures 05
02 Le devenir des hydrocarbures dans l’environnement 23
03 Métabolisme du phénanthène par différents espèces de champignons 34
04 Voies de dégradation des HAP chez les champignons et les bactéries 35
05 protocole expérimental des analyses microbiologiques de l’eau 43
06 protocole expérimental de la tolérance des souches fongiques auxhydrocarbures
46
07 Valeurs de la température calculées des deux sites le 20/05/2012 48
08 Valeurs du pH enregistrées dans les différents sites le 20/05/2012 48
09 DCO enregistré des deux sites 49
10 Résultats de la DBO5 50
11 Changement du pH du milieu de culture additionné de pétrole brut 55
12 Changement du pH du milieu de culture additionné de kérosène 56
13 Evolution de la DCO du milieu en présence du pétrole brut 57
14 Evolution de la DCO du milieu de culture en présence du kérosène 58
15 Concentration microbienne des souches fongiques en présence dupétrole brut
59
16 Concentration microbienne des souches fongiques en présence dukérosène
60
LISTE DES PHOTOS
N° Titre Page
01 Essay de tolérence des souches fongiques Annexe V
LISTE DES ABREVIATIONS
AFNOR : Association française de normalisation.
BTEX : Benzène, toluène, éthylbenzène et xylène.
BTX : Benzène, Toluène, Xylène.
CE25 : Concentration avec effet chez 25 % des individus testé.
CE50 : Concentration avec effet chez 50 % des individus testés.
CI50 : Concentration inhibitrice chez 50 % des individus testés.
CIRC : Centre International de Recherche sur le Cancer.
CL50 : Concentration létal causant la mortalité de 50 % des individus testés.
CMA : Concentration maximale acceptable.
CMEO : Concentration minimale avec effet observé.
COV : Composés Organiques Volatils.
CPPIC : Canadian Pollution Préventions Information Clearinghouse .
CSEO : Concentration sans effet observé.
CSST : Commission de la Santé et de la Sécurité du Travail du Québec .
DBO : Demande biologique en oxygène.
DCE : Dichloroéthylène.
DCO : Demande chimique en oxygène.
DIS : Déchets industriels spéciaux.
DL50 : Dose létale causant la mortalité de 50 % des individus testés.
DO : Densité optique.
ENTP : Entreprise Nationale des Travaux aux puits.
GNL: gaz naturel liquéfié.
HA : Hydrocarbures aliphatiques.
HAP : Hydrocarbures aromatiques polycycliques.
HCP : Hydrocarbure pétrolier.
INERIS : Institut national de l'Environnement industriel et des Risques (France).
INRP : Inventaire national des rejets de polluants.
INRS : Institut national de la Recherche et de la Sécurité (France).
KPa: kilopascal.
LiP : Lignines péroxydases.
Mb/j: Millions de barils par jour.
MEA : Milieu extrait de malt agar.
MEA : Mono éthanol amine.
MES : Matière en suspension.
MMO : Méthane Monooxygénase.
MnP : Manganèse Péroxydases.
Mt/an : Millions de tonnes par an.
Mt/j: Millions de tonnes par jour.
MW : Méga Watt.
SONATRACH : Société Nationale pour la Recherche, la Production, le Transport, la
Transformation, et la Commercialisation des Hydrocarbures.
TCE : Trichloroéthylène.
Etude de la capacité des souches fongiques isolées des eaux usées de HassiMessaoud à tolérer les hydrocarbures : cas du pétrole brut et du kérosène.
Résumé
L’objectif de notre étude est de démontrer la capacité de souches fongiques isolées et
identifiées à partir des eaux usées industrielles de Hassi Messaoud à tolérer le pétrole brut et
le kérosène.
Les différents espèces isolées appartiennent aux genres Aspergillus, Fusarium,
Altenaria et Penicillium ; avec une dominance d’Aspergillus fumigatus rencontré dans 2 sites
(pollué et non pollué par les hydrocarbures).
Notre étude a révélée une tolérance de la plus part des souches testées envers les deux
composés d’hydrocarbures au 6ème jour par rapport au 1er jour d’addition du produit ; avec
une bonne tolérance envers le pétrole brut pour A. fumigatus dont la biomasse est entre
(52,43×108 colonies/ml à 81.09×108 colonies/ml) et A. niger d’environ (32,83×108
colonies/ml et 68.07×108 colonies/ml) ; par contre, la biomasse d’A. ochraceus est de
(34,12×108 colonies/ml à 107,22×108 colonies/ml) et A flavus entre (62,87×108 colonies/ml
à 105,15×108 colonies/ml). Ces deux espèces tolèrent le plus le kérosène. Cette dernière est
appuyée par les facteurs abiotiques (température et lumière).
En fin, ces souches peuvent être utilisées dans les processus de bioremédiation des
hydrocarbures.
Les mots clés : souches fongiques, tolérance, hydrocarbures, bioremédiation.
مع تواجد Aspergillus, Fusarium, Altenaria et Penicillium مختلف السالالت المعزولة تنتمي الى األجناس
Aspergillus fumigatus(الملوث و الغیر ملوث بالھیدروكربونات) في الموقعین.
؛1یومالبالنسبة الى 6الیومفيالھیدروكربونیةن المركبتیكان نحو السالالت المختارة معظمان قدرة التحمل لدراستناكشفت.الحیویةللكتلةالخامالنفطمنجیدتحمل مع A. fumigatus108× 81.09إلىمل/ مستعمرة108× 52.43(بینما(
-Toxicité plusfaible que lesproduits à faibleviscosité
-Faible toxicité -Toxicité trèsfaible
Contaminants Certains métaux peuvent être présents surtout dans les pétroles lourds (ex : lezinc, le plomb, le cuivre, le nickel, le vanadium, le mercure, etc.).
Généralités sur les hydrocarburesCHAPITRE I
9
4.1.3. Le point d’ébullition ou la température d’ébullition
Chaque fraction d’hydrocarbures a une température d’évaporation. Les fractions légères
s’évaporent à des températures relativement basses, inférieures à 20°C. Il faut des
températures de plus de 100°C pour évaporer les hydrocarbures lourds. Avec l’évaporation,
les hydrocarbures, restant devient plus visqueux et plus denses, (FATTAL, 2008).
La température d’ébullition augmente avec la longueur de la chaîne. On en déduit que
les forces intermoléculaires de Van der Waals, attractives, augmentent avec la longueur de la
chaîne, (tableau 2).
Tableau.2. Température d’ébullition de différent mélange d’hydrocarbures,(SARAIS M, 2008)
Produit Longueur de chainecarbonée (en nombred’atome de carbone)
Températured’ébullition (°C)
Gaz pétrolier 1 à 4 40
Essence 5 à 12 40 à 205
Kérosène 10 à 18 175 à 325
Diesel 12 et plus 250 à 350
Fioul 20 à 70 370 à 600
4.1.4. Le point d’écoulement
Le point d’écoulement est la plus basse température à laquelle le pétrole continu de
couler. La majorité des hydrocarbures a un point d’écoulement inférieur à 0°C. Il est lié
corrélativement à la teneur en alcanes et le pourcentage en paraffine augmente, plus la
température du point d’écoulement augmente (<5% pour des températures <5°C ;<15% pour
des températures <20°C), (FATTAL, 2008).
4.1.5. La solubilité
Les hydrocarbures totaux ont une solubilité variable dans l’eau, (POINTARD, 2008).
La solubilité des hydrocarbures est souvent faible à l’exception des hydrocarbures
aromatiques qui sont les plus solubles, (AMMARI, 2004).
4.1.6. Pouvoir calorique
La quantité de la chaleur libérée par combustion de l’unité de volume ou de poids de la
combustion est appelée le pouvoir calorifique, (WUITHIER, 1994).
Généralités sur les hydrocarburesCHAPITRE I
10
4.1.7. La pression de vapeur
La pression de vapeur donne une autre indication de la volatilité d’un hydrocarbure,
généralement citée en pression de vapeur Reid mesurée à 37,8 °C. Dans la plupart des
conditions, une pression de vapeur supérieure à 3 kPa (23 mm Hg) est requise pour que
l’évaporation se produise.
La pression de vapeur de l’essence, par exemple, est de l’ordre de 40 à 80 kPa (300 à
600 mm Hg). Le pétrole brut Cossack a une pression de vapeur Reid de 44 kPa et est très
volatil, avec une forte proportion de composants atteignant leur point d’ébullition à basse
température, (ITOPF, 2013a).
Tableau.3. Quelques propriétés physiques des hydrocarbures, (ITOPF, 2013a).
4.2. Les propriétés chimiques des hydrocarbures
Les propriétés chimiques des hydrocarbures sont innombrables. Cependant deux
grandes familles de propriétés chimiques sont intéressantes, (LESCOLE, 2002) :
Les propriétés de liaison et les propriétés d’oxydation.
4.2.1. Les propriétés de liaison
L’atome de carbone peut non seulement être associé à des atomes d’hydrogènes, mais
encore être lié à un autre carbone qui sera lui – même lié à d’autres atomes d’hydrogènes.
Cette aptitude permet la formation de chaines linéaires ou fermées, (LESCOLE, 2002).
4.2.2. Les propriétés d’oxydation
L’action brutale de l’oxygène sur les hydrocarbures conduit à une oxydation rapide qui
détruit l’édifice en formant du gaz carbonique et de l’eau en libérant une grande quantité de
calories, (LESCOLE, 2002).
Produits Densitérelative
Viscosité à20°C
Point d’écoulement(°C)
Pointéclair(°C)
BrutsEssenceKérosèneDiesel
0.80 - 0.950 .65- 0.75
0.800.80
3- 30000.5 - 1
215
35 à +30-
>-53- 40
Variable_
> - 38+ 55
Généralités sur les hydrocarburesCHAPITRE I
11
4.2.3. La combustion
La combustion est une réaction rapide ente un combustible et l’oxygène à haute
température pour donner du gaz carbonique et de la vapeur d’eau dans le cas d’une
combustion complète (JENDI, 2006).
Le but de la combustion est de produire la chaleur indispensable à la plupart des
opérations de raffinage du pétrole (JENDI, 2006).
4.2.4. Le craquage
Le craquage est une opération industrielle qui consiste à casser les molécules des
alcanes lourds (par pyrolyse ou par voie catalytique) pour obtenir des alcanes et alcanes plus
légers, (WUITHIER, 1994).
Chapitre II:
La pollution parles hydrocarbures
La pollution par les hydrocarburesCHAPITRE II
12
La pollution est une dégradation de l’environnement par l’introduction dans l’air, l’eau, ou
le sol de matières n’étant pas présentes naturellement dans le milieu. Elle entraine
une perturbation de l’écosystème dont les conséquences peuvent aller jusqu'à la migration ou
l’extinction d’espèces incapables de s’adapter au changement.
1. La pollution atmosphérique
La pollution par les hydrocarbures est une contamination atmosphérique par les
hydrocarbures gazeux qui sont d’origine anthropique ou naturelle, engendrant des
phénomènes perturbateurs de l’équilibre des écosystèmes terrestres, (BOURNELLE et
GUIDICELLI, 1993). Ils peuvent intervenir isolement ou en synergie ; c’est le cas des
Composés Organiques Volatils (COV).
Une grande partie des COV est d’origine naturelle ; ce sont des isoprènes et terpènes de
faible masse moléculaire émis par la végétation. La part due aux activités humaines (1600000
tonnes en 2002) est composée principalement d’hydrocarbures saturés (éthane, propane,
butanes, etc. ...), d’hydrocarbures insaturés (éthylène, propylène, acétylène, etc...) et
Les sources de la pollution de l’air par les hydrocarbures sont nombreuses : évaporation
des bacs de stockage pétroliers, remplissage des réservoirs des véhicules, combustion
incomplète des combustibles, certains procédés industriels notamment en raffinerie et
pétroléochimie, utilisation de solvants (application des peintures, des encres, nettoyage des
surfaces métalliques), composés émis par les activités agricoles, etc... Les COV interviennent
dans le processus de formation d’ozone dans la basse atmosphère. A chaque plein de réservoir
d’une voiture à essence, on respire des hydrocarbures sous forme de gaz, dont le redoutable
benzène, (AUGIER, 2008).
2. Pollution marine
La pollution marine par les hydrocarbures consiste en une contamination de
l’environnement marin par les hydrocarbures liquides. Elle constitue l'essentiel des pollutions
pélagiques qui fait suite aux rejets d'hydrocarbures effectués par les navires hors des eaux
territoriales et qui se traduit par des plages souillées, des oiseaux englués et des mollusques et
bivalves immangeables. Les hydrocarbures peuvent s’échapper des bateaux de deux façons :
par les collisions et les échouages accidentels ou par le déversement délibéré. Cependant, de
nombreux navires déversent l’huile usée de la cale de leur salle des machines plutôt que de
payer les frais de vidange qui leur seraient imposés une fois arrivés au port. Ce genre de
La pollution par les hydrocarburesCHAPITRE II
13
déversement est appelé « pollution chronique par les hydrocarbures » parce qu’il est commis
quotidiennement dans certaines parties du monde.
Les hydrocarbures déversés dans les océans de façon délibérée par les navires s’avèrent
beaucoup plus néfastes que les collisions et les échouages largement médiatisés, cette forme
de pollution représente à elle seule 22% de la pollution pétrolière (nettoyage des citernes des
tankers et déversement d’eau de ballast pollué).
La pollution pétrolière est très dangereuse sur le milieu marin, elle perturbe l'équilibre
environnemental de la mer, comme la vie des poissons et les autres êtres vivants, les plages et
les établissements récréatifs et économiques.
Environ 50 % du transport maritime sert à acheminer des combustibles fossiles, soit
30% pour le pétrole brut (1.6 Gt en 2000), 11% pour les produits pétroliers et 9 % pour le
charbon. On estime que 4 à 6 millions de pétrole arrivent ou sont déversés chaque année dans
les océans, (NGO et REGENT, 2004).
Le tableau.4. qui suit, montre les catastrophes pétrolières les plus importantes dans
le monde ainsi que les quantités de pétrole déversées et les zones affectées.
La pollution par les hydrocarburesCHAPITRE II
14
Tableau.4. Les accidents pétroliers les plus importants de 2001 au 2010, (Web site 1)
Date Navire /Infrastructure
Lieu Tonnage déversé/Conséquences
16 juillet au 18juillet 2010
2 oléoducs Dalian 1 500 t, deux nappes de 50 km2
et 183 km observées au 19juillet en Mer Jaune
25 mai 2010 pétrolierBunga Kelana3vraquier Waily
Détroit deSingapour
2 500 t, 7 km de côtes souillés àSingapour
20 avril - mi-juillet 2010
plate-formepétrolièreDeepwaterHorizon
Golfe duMexique,80 km aularge de laLouisiane(États-Unis)
4 900 000 barils (environ678 000 t), 11 personnes portéesdisparues, 17 blessés, littorauxde la Louisiane, du Mississippi,de l'Alabama et de la Floridepollués
7 décembre 2007 Hebei Spiritbarge Samsung1
devantIncheon(Corée duSud)
10 500 t, 160 km de côtespolluées jusqu'à 375 km du sitede l'incident
11 novembre2007
Volgoneft-139 détroit deKertch(Ukraine)
1 300 t, côtes du détroitsouillées
11 août 2006 M/T Solar 1 large de l’îlede Guimaras(Philippines)
800 t, 1 mort, 1 disparu, gravepollution environnementale de235 km de côtes de l'île enpartie composées de mangrove
13 - 15 juillet2006
réservesnationales depétrole
Jiyyeh,30 km ausud deBeyrouth(Liban)
10 à 15 000 t, 150 km de côtessouillées
27 juillet 2003 Tasman Spirit large deKarâchi(Pakistan)
27 à 30 000 t, quelques plagespolluées
13 novembre2002
Prestige large du capFinisterre(Espagne)
63 000 t, environ 1 900 km decôtes portugaises, espagnoles etfrançaises sont touchées
15 - 20 mars2001
plate-formepétrolière P-36
Bacia deCampos aularge de Riode Janeiro,Brésil
300 000 l + 1 200 000 L degazole, 11 morts
La pollution par les hydrocarburesCHAPITRE II
15
3. Pollutions des sols et des eaux souterraines
La pollution des sols par les hydrocarbures résulte généralement de l’infiltration, à
partir de la surface et/ou de l’enfouissement, de produits pétroliers ou de résidus
hydrocarbonés. La pollution de la ressource en eau par les hydrocarbures solubles résulte
d’un contact de la nappe d’eau avec un produit infiltré ou enfouis ou parfois provient d’une
rivière polluée en charge par rapport à la nappe alluviale. En pénétrant dans les sols poreux,
les produits pétroliers se déplacent d’abord verticalement, sous l’effet de la pesanteur, en
laissant dans leur sillage des terrains imprégnés. Au contact du toit de la nappe d’eau
souterraine, la phase huileuse s’étale sous l’effet de la gravité. La zone de l’étalement, alors
horizontal, est directement influencée par le sens d’écoulement de la nappe. Il faut remarquer
que l’épaisseur de la couche d’huile mesurée dans un piézomètre situé au milieu d’une galette
est inférieure, d’un coefficient : 5 environ, à l’épaisseur de la galette dans le sol, (OLIVIER,
2005).
Afin de décrire plus précisément le comportement de la phase huileuse, il convient de
prendre en considération le phénomène de battement de la nappe lié à la pluviométrie ou aux
fluctuations du niveau de la rivière dans le cas d’une nappe alluviale. En effet, le mouvement
d’abaissement puis d’élévation du niveau de la nappe est susceptible de remobiliser
verticalement une partie des composés qui ont percolés et d’accroître l’extension de
la pollution dans le sol. Une conséquence de ces mouvements est de favoriser le transfert des
hydrocarbures solubles dans la nappe et donc d’accentuer sa contamination. Les terres
polluées par les solvants halogénés sont assimilés à des déchets industriels spéciaux (DIS ou
déchets dangereux). Ils peuvent être régénérés par distillation ou, lorsqu’ils sont trop pollués
ou dégradés, détruits par incinération dans des centres de traitement adaptés. Il apparaît
qu’une partie de la pollution aux Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP) dans
les sols est due aux retombées atmosphériques de ces composés alors contenus dans
des aérosols, (OLIVIER, 2005).
La région de Skikda, selon nos média ; reste fidèle à sa réputation de source de risque
écologique, (Web site 1)
C’était le 27 novembre 2006, le déraillement du train, à un endroit où la voie est
surélevée, a entraîné le déversement dans la nature de 420 m³ d’hydrocarbures.
6 décembre 2006 : un train déraille au centre-ville d’Azzaba : 300.000 litres de gasoil
et d’essence sont déversés.
La pollution par les hydrocarburesCHAPITRE II
16
27 février 2007 : un navire battant pavillon iranien déverse des quantités de fuel près
des bouées de chargement en offshore de Skikda. la quantité d'hydrocarbures, qui s'est
déversée, a été officiellement estimée à 500 m3.
29 juillet 2008 : des hydrocarbures fuient dans la mer près des bouées offshore lors du
chargement d’un tanker chypriote. La plage Ben M’hidi est interdite à la baignade.
2 décembre 2009 : un camion-citerne de Naftal se renverse sur la RN03 près de Aïn
Bouziane en déversant 16 000 litres de gasoil.
30 août 2010 : un train d’hydrocarbures déraille à Ramdane Djamel : 60.000 litres de
gasoil sont déversés.
13 décembre 2012 : un train de transport d’hydrocarbures se renverse et déverse
120.000 litres de gasoil à Aïn Bouziane.
2 février 2013 : une brèche dans un sea-line laisse s’échapper des hydrocarbures dans
la baie de Skikda. La nappe fait plus d’un kilomètre de long.
24 février 2013. : un camion-citerne chargé de 27.000 litres de gasoil se renverse près
de Bouchtata sur la RN43 reliant Skikda à Jijel
25 juillet 2013 : dix wagons-citernes d’un train d’hydrocarbures déraillent dans la
commune d’Azzaba: 600.000 litres de gasoil sont déversés dans la nature.
4. Effets éco toxicologiques des hydrocarbures
4.1. Effets sur la santé publiqueLes hydrocarbures aliphatiques à faible doses provoquent des excitations nerveuses
des céphalées, des vertiges et des nausées.
Les hydrocarbures aromatiques polycycliques provoquent des irritations des yeux,
(LACOUR, 2006) et ils sont responsables aussi d’irritation de la peau et des voies
respiratoires, de fatigue, de vertiges et de troubles du sommeil, (FRANCK, 2008).
Des effets aigus on été observés à la suite de l’inhalation ou l’ingestion de benzène, soit
des troubles digestifs (douleurs abdominales, nausées et vomissements), des troubles
neurologiques (troubles de conscience, ivresse puis somnolence pouvant aller jusqu’au coma
et convulsions à très hautes doses) et une pneumopathie d’inhalation (due à l’inondation des
voies respiratoires par le produit et aggravée par les vomissements éventuels), (LAN Q et
al., 2004).
Les troubles du système nerveux central peuvent s’accompagner de convulsions et la
mort résulte d’une dépression respiratoire, (INERIS, 2006). L’exposition à 64 980 mg/m³
pendant cinq à dix minutes est fatale, (INERIS, 2006).
La pollution par les hydrocarburesCHAPITRE II
17
Le toluène a une faible toxicité aiguë; sa cible principale est le système nerveux central.
Des expositions à des concentrations comprises entre 281 et 562 mg/m³ induisent des maux
de tête, des vertiges, des muqueuses irritées et une somnolence, (INERIS, 2005). Chez
l’humain comme chez l’animal, les troubles sont généralement réversibles en quelques heures
après l’arrêt de l’exposition, (INERIS, 2005). L’inhalation de fortes concentrations peut
entraîner la stupeur, la parésie et l’amnésie et, à de très fortes concentrations, peut provoquer
la perte de conscience et la mort, (CSST, 2004). Le toluène est irritant pour la peau, les yeux
et le système respiratoire, (INRS, 2008). Il est rapidement absorbé par la voie respiratoire;
environ 50 % de la dose inhalée sont retenus dans les poumons à la suite d’une exposition à
100 x 10³ mg/m³ pendant trois heures, (CSST, 2004).
Selon MARTIN (1988), les nombreuses études épidémiologiques et expérimentales ont
montrés que les effets d’une atmosphère polluée par les hydrocarbures sur la santé sont:
Irritation des yeux et des vois respiratoires ;
Altération de la fonction pulmonaire ;
Troubles du système nerveux central et altération enzymatique ;
Elévation du risque du cancer de poumon et d’autres organes;
Elévation du risque de maladies cardio-vasculaire.
Les sols contaminés par les hydrocarbures présentent un danger lors d'un contact
direct avec l'homme ou lors de leur transfert dans la chaîne alimentaire par le phénomène de
bioaccumulation. La toxicité des hydrocarbures vis-à-vis des personnes et de l'environnement
dépend de leur structure et de leur concentration. Par exemple, le benzène et ses dérivés
présentent à faible dose des effets neurotropes et cancérigènes ; à des doses plus élevées, ils
provoquent des tremblements musculaires et des convulsions, et une concentration de
65 mg/l dans l'atmosphère est rapidement mortelle.
4.2. Effets sur la faune
4.2.1. Effet sur les oiseaux
Les oiseaux sont généralement susceptibles à la pollution par les hydrocarbures et toute
mortalité importante d'oiseaux marins fait l'objet d'une publicité considérable. La mort des
oiseaux des suites d'une marée noire suscite des réactions négatives de la part des défenseurs.
On peut résumer ainsi les effets directs des hydrocarbures sur les oiseaux de mer, par :
Encrassement de la fine structure des plumes, conduisant à la perte de leurs propriétés
d'isolation et d'imperméabilité;
La pollution par les hydrocarburesCHAPITRE II
18
Perte de flottabilité et de chaleur corporelle, amenant la mort de l'oiseau par noyade
ou hypothermie;
Epuisement des graisses et de l'énergie musculaire, résultant de l'accélération du
métabolisme pour essayer de maintenir la chaleur corporelle;
Ingestion d'hydrocarbures lorsque l'oiseau lisse ses plumes mazoutées.
Les hydrocarbures pénètrent dans le tube digestif ou ils provoquent des inflammations
et graves lésions intestinales et hépatiques, avec hémorragie. L’accident du Torrey Canon
(1967) provoqua la mort de 40000 à 100000 oiseaux selon diverses sources, (JAUBERT,
1978).
Dans l’Atlantique et en mer du Nord, 150000 à 450000 oiseaux meurent chaque année à
cause de la pollution par les hydrocarbures, (TANIS, 1969).
4.2.2. Effet sur les mammifères
Sur les animaux, les effets des hydrocarbures montrent une diminution du taux
d'hémoglobine et un dysfonctionnement du foie (effets hépatotoxiques). Par ailleurs, des
essais d'écotoxicité de certains fluides de forages à base d'eau et d'huile, sur des mollusques
bivalves montrent que les fluides de forage peuvent affecter les tissus somatique et
reproductif de ces animaux. Donc, plusieurs effets sur la santé peuvent être associés aux
fluides de forage, à savoir des irritations dermiques, respiratoires et même des effets
cancérigènes, notamment dus aux hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP).
Chez les mammifères, le benzène ralentit la transmission nerveuse, affaiblit le système
nerveux central, abaisse la capacité de l’hémoglobine sanguine à retenir l’oxygène et réduit la
capacité des récepteurs cellulaires à lier les hormones, (ENVIRONNEMENT CANADA,
2004c).
Les mammifères marins comprennent les phoques, les loutres de mer, les baleines, les
dauphins, les marsouins, les lions de mer, les morses, les ours polaires et les lamantins. Les
hydrocarbures les affectent par le biais des mécanismes suivants: (O'SULLIVAN. A.J.et
T.G.JACQUES., 2003).
perte de la chaleur corporelle à la suite du mazoutage de leur pelage;
lésions cutanées et dommage aux yeux causés par le contact direct avec les
hydrocarbures;
pathologie des organes internes provoquée par l'ingestion d'hydrocarbures
(exposition à long terme) (O'SULLIVAN. A.J. et T.G.JACQUES, 2003)
.
La pollution par les hydrocarburesCHAPITRE II
19
4.2.3. Effet sur les pêcheries
Les déversements d’hydrocarbures peuvent impacter les lieux de pêche directement et
indirectement de plusieurs façons: (O'SULLIVAN. A.J. et T.G.JACQUES, 2003)
en entraînant une mortalité des poissons adultes et des coquillages;
en entraînant la mortalité des œufs, des larves ou des jeunes individus des
espèces de poissons commerciales;
en réduisant la nourriture disponible pour les poissons et les coquillages;
en provoquant leur altération;
en souillant les engins et les bateaux de pêche;
en interdisant la pêche dans certaines zones de pêche, (O'SULLIVAN. A.J.
and T.G.JACQUES., 2003).
4.3. Effets sur la flore
Les effets de la pollution atmosphérique sur la végétation sont multiples. Le degré
de sensibilité est tel que dans certains groupes systématiques, comme les lichens ou les
conifères, sont utilisés comme indicateurs biologiques de pollution.
Les effets peuvent se présenter sous forme de lésions caractéristiques, de
ralentissement de la croissance, d'une baisse de productivité des cultures agricoles,
du dépérissement de certaines forêts.
L'ozone agit sur le fonctionnement des stomates par effet de blocage.
En pénétrant dans les stomates des végétaux, I ‘ozone forme avec I ‘eau cellulaire
des radicaux hydroxydes qui endommagent les thylakoides des chloroplastes,
(KHALILE, 2004).
4.4. Effet sur les algues
Les déversements d'hydrocarbures peuvent influer sur la récolte des algues de diverses
façons:
en provoquant directement la mort des algues;
en souillant les algues, détruisant ainsi leur valeur commerciale;
en polluant ou corrompant les algues;
en tuant les éléments reproducteurs;
en favorisant, sur les substrats dénudés, le remplacement des algues de grande
valeur par des algues à croissance rapide, (OPOCE, 2003).
Les tableaux (5, 6, 7 et 8) dans l’annexe I ; montrent les effets toxiques du benzène,
toluène, éthylbenzène et xylènes (BTEX) chez divers organismes.
La pollution par les hydrocarburesCHAPITRE II
20
4.5. Impact sur l’environnementLes mécanismes d’impact sur l’environnement qui interviennent en cas de
déversement d’hydrocarbures sont les suivants :
l’engluement physique avec impact sur les fonctions physiologiques ;
la toxicité chimique avec effets létaux ou sublétaux ou détérioration des fonctions
cellulaires ;
les altérations écologiques, principalement la perte d’organismes clés d’une
communauté et la prolifération d’espèces opportunistes au sein des habitats affectés;
les effets indirects, tels que la perte d’habitat ou d’abri entraînant l’élimination
Pétrole légerN° CAS : 8008-20-6N° RTECS : OA5500000N° ICSC : 0663N° ONU : 1223N° CE : 649-404-00-4
TYPES DERISQUES/
EXPOSITIONS
RISQUES/SYMPTOMES
AIGUSPREVENTION
PREMIERSECOURS/AGENTS
D'EXTINCTION
INCENDIEInflammable. PAS de flammes nues, PAS
d'étincelles et interdiction defumer.
Poudre, AFFF, mousse,dioxyde de carbone.
EXPLOSION
Au-dessus de 37°C, desmélanges air/vapeurexplosifs peuvent se former.
Au-dessus de 37°C, systèmeen vase clos, ventilation etéquipement électriqueprotégés contre lesexplosions. Eviterl'accumulation de chargesélectrostatiques (par mise àla terre, par exemple).
En cas d'incendie: maintenirles fûts, etc., à bassetempérature en les arrosantd'eau.
CONTACTPHYSIQUE
EVITER LA FORMATIONDE BROUILLARDS!
INHALATIONConfusion. Vertiges. Mauxde tête.
Ventilation. Air frais, repos. Respirationartificielle si nécessaire.Consulter un médecin.
PEAU
PEUT ETRE ABSORBEE !Peau sèche. Peau rugueuse.(Suite, voir Inhalation).
Gants de protection. Retirer les vêtementscontaminés. Rincer et laverla peau abondamment à l'eauet au savon. Consulter unmédecin. Porter des gants deprotection pour administrerles premiers secours.
YEUX
Rougeur. Lunettes de protection. Rincer d'abordabondamment à l'eaupendant plusieurs minutes(retirer si possible les
Ne pas manger, ne pas boireni fumer pendant le travail.
NE PAS faire vomir. Repos.Consulter un médecin.
DEVERSEMENTS &FUITES
STOCKAGE CONDITIONNEMENT &ETIQUETAGE
Recueillir le liquide répandu dansdes récipients hermétiques.Absorber le liquide restant avec dusable ou avec un absorbant inerte etemporter en lieu sûr. NE PASrejeter à l'égout. (protectionindividuelle spéciale: appareil deprotection respiratoire autonome).
A l'épreuve du feu. Séparer desoxydants forts. Conserver au froid. Symbole Xn
R: 65S: (2-)23-24-62Classe de danger ONU: 3Classe d'emballage ONU: III
VOIR IMPORTANTES INFORMATIONS AU DOS
ICSC: 0663 Préparé dans le cadre de la coopération entre le Programme International sur la Sécurité Chimique etla Commission Européenne (C) 1993
ANNEXE VI
Composition des milieux utilisés
Le milieu solide Czapek Dox, 1909.
- NaNO3………………………..………3,0g
- KH2PO4…………………..……..…… 1,0g
- MgSO4, 7H2O…………………………0,5g
- Kcl………………………………..…..0,5g
- FeSO4, 7H2O………………………….0,01g
- Sucre ( morceaux ) ………………..…30,0g
- Eau de robinetq.s.p…………………1000ml
pH: 6,8
Le milieu liquide de Galzy et Slonimski (GS) 1957
Solution de sels minéraux 100 mlSolution d’oligo éléments 1 mlSolution de FeCl3, 6H2O à 200 mg/l 1 mlSolution de vitamines 5 mlSolution de mesoinositol à 4 mg/l 5 mlGlucose 5 gEau distilléeq.s.p 1000 mlpH 4.1
Etude de la capacité des souches fongiques isolées des eaux usées de Hassi Messaoud à tolérer les hydrocarbures,cas du pétrole brut et du kérosène.
Résumé
L’objectif de notre étude est de démontrer la capacité de souches fongiques isolées et identifiées à partir des eaux usées industrielles de Hassi Messaoud à
tolérer le pétrole brut et le kérosène.
Les différents espèces isolées appartiennent aux genres Aspergillus, Fusarium, Altenaria et Penicillium ; avec une dominance d’Aspergillus fumigatus
rencontré dans 2 sites (pollué et non pollué par les hydrocarbures).
Notre étude a révélée une tolérance de la plus part des souches testées envers les deux composés d’hydrocarbures au 6ème jour par rapport au 1er jour
d’addition du produit ; avec une bonne tolérance envers le pétrole brut pour A. fumigatus dont la biomasse est entre (52,43×108 colonies/ml à 81.09×108 colonies/ml)
et A. niger d’environ (32,83×108 colonies/ml et 68.07×108 colonies/ml) ; par contre, la biomasse d’A. ochraceus est de (34,12×108 colonies/ml à 107,22×108 colonies/ml)
et A flavus entre (62,87×108 colonies/ml à 105,15×108 colonies/ml). Ces deux espèces tolèrent le plus le kérosène. Cette dernière est appuyée par les facteurs abiotiques
(température et lumière).
En fin, ces souches peuvent être utilisées dans les processus de bioremédiation des hydrocarbures.
Les mots clés : souches fongiques, tolérance, hydrocarbures, bioremédiation.
)الكیروسینوالخامالنفط( الھیدروكربونات تحملعلىمسعودحاسيمنالصناعيالصرفمیاهمنعزلھاتمالتيالمعزولة والفطریةالسالالتدراسة قدرة
،البیولوجیةالمعالجة،والھیدروكربونات،التحمل،الفطریةالسالالت:الرئیسیةالكلماتStudy of the capacity of fungal strains isolated from wastewater from Hassi Messaoud to tolerate hydrocarbons:
the case of crude oil and kerosene
Abstract
The aim of our study is to demonstrate the ability of fungal strains isolated and identified from industrial wastewater from Hassi Messaoud to tolerate
hydrocarbons (crude oil and kerosene).
The isolated species belong to different genera Aspergillus, Fusarium, Alternaria and Penicillium; with a dominance of Aspergillus fumigatus met in 2 sites
(polluted and unpolluted by oil).
Our study revealed a tolerance of most of the tested against two hydrocarbon compounds on the 6th day from the 1st day with a good tolerance for crude A.
fumigatus Revenue Is (52.43 × 108 colonies stem / ml to 81.09 × 108 CFU / ml) and of A. Niger (32.83 × 108 CFU / ml and 68.07 × 108 CFU / ml), by cons, A.
ochraceus (34.12 × 108 CFU / ml to 107 22 × 108 CFU / ml) and A. flavus (62.87 × 108 CFU / ml to 105.15 × 108 colonies / ml) tolerate more kerosene. This
tolerance is supported by abiotic factors (temperature and light).
In the end, these strains can be used in the processes of decontamination and bioremediation of the environment polluted by hydrocarbons.