THESE Elimination des métaux lourds et pesticides en solution

R E B U B L I Q U E A L G E R I E N N E D E M O C R A T I Q U E E T P O P U L A I R E

MINISTERE DE LENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE

UNIVERSITE ABOU BEKR BELKAID TLEMCEN

FACULTE DES SCIENCES

DEPARTEMENT DE CHIMIE

Laboratoire de Chimie Inorganique et Environnement

THESE

En vue de lobtention du

DIPLOME DE DOCTORAT

Spcialit : Chimie et Environnement

Thme

Elimination des mtaux lourds et pesticides en

solution aqueuse par des matrices argileuses

Prsente par : Melle

Fatima Zohra CHOUMANE

Soutenue en . devant le jury compos de :

Prsidente M

me MOKHTARI Malika Professeur Universit de Tlemcen

Examinatrice Mme

DJAFRI Fatiha Professeur Universit dOran, Es-Snia Examinateur M

r HAREK Yahia Professeur Universit de Tlemcen

Examinateur Mr HADDOU Boumedine Professeur, U.S.T.O

Invit Mr BOUNAZEF Mokhtar Professeur Universit de Sidi Bel Abbs

Rapporteur Mr BENGUELLA Belkacem Matre de Confrences Universit de Tlemcen

Remerciements

Ce travail a t ralis au sein du Laboratoire de Chimie Inorganique et Environnement

(LCIE) la facult des sciences, Universit Abou Bakr Belkaid, Tlemcen, sous la direction de

Monsieur le Docteur Belkacem BENGUELLA.

Je tiens tmoigner de ma grande reconnaissance Monsieur Belkacem BENGUELLA

maitre de confrences lUniversit dAbou Bekr Belkad de Tlemcen pour lintrt quil a port

ce travail en acceptant de diriger cette thse tout au long de ces annes de recherche. Je veux lui

remercier avec une amiti pour ses encouragements, sa disponibilit et sa confiance quil ma

accord malgr toutes les difficults rencontres.

Je souhaite exprimer toute ma gratitude tous les membres du jury, qui ont accept de

juger ce travail et mont autoris soutenir. Mes vifs remerciements sadressent la directrice du

laboratoire, Madame Malika MOKHTARI professeur lUniversit dAbou Bekr Belkad de

Tlemcen pour nous avoir honor de prsider le jury de cette thse, Madame Fatiha DJAFRI

Professeur luniversit dOran Es-Snia, Monsieur Yahia HAREK Professeur lUniversit

dAbou Bekr Belkad de Tlemcen, Monsieur Boumedine HADDOU professeur lUniversit

des Sciences et Technologies dOran (U.S.T.O) pour lhonneur quils nous ont fait en jugeant ce

travail.

Jattire une grande attention sur Monsieur Mokhtar BOUNAZEF professeur lUniversit

de Sidi Bel Abbes ; facult de technologie, dpartement de gnie mcanique pour son aide

apprciable dans la partie modlisation, pour ses explications et ses prcieux conseils, jai eu

beaucoup de plaisir de travailler avec lui.

Ce travail naurait pas pu tre ralis sans des collaborations dont je remercie:

Monsieur Abdelillah DEKKAYIR professeur luniversit Moulay Ismail, Meknes, Maroc.

Les responsables du laboratoire de catalyse et de synthse en chimie organique luniversit

de Tlemcen pour mavoir permis deffectuer les analyses par Spectroscopie dAbsorption

Atomique.

Melle Amel FELLEH pour son aide dans la ralisation des analyses ALZINC, ELGhazaouet

Tlemcen. Egalement, tous les membres du laboratoire de chimie inorganiques et

environnement (LCIE) et tous ceux qui ont su y mettre leur part la ralisation de ce travail.

Jadresse mes remerciements tous mes collgues du dpartement de chimie luniversit de

Saida.

Enfin, jexprime toute mon affection ma famille qui ma soutenu sans relche durant toutes

mes annes dtudes.

Ddicaces

Je ddie cette uvre

A mes chers parents qui m'ont toujours soutenu et encourag tout au long de mes tudes.

A mes chres surs,

A mes chers frres,

A la mmoire du Pr. Dr. Yacouta-nour Aicha

- ) ( .

.

.

.

pH . .

. .

. 400 20( pH= 2 )

, -

.

. , ,:

Rsum

Lobjectif de ce travail est ltude de la performance de trois argiles algrienne ltat brut ; la bentonite de Maghnia, le kaolin de

Mila et argile Djebel Debbagh de Guelma dans llimination des polluants organiques (un insecticide, un herbicide, un fongicide) et

inorganiques du plomb (II) et du cadmium (II) en solutions aqueuses synthtiques. La caractrisation physicochimique des trois adsorbants a

montr que ces argiles sont des matriaux silicats, riche en alumine. La modlisation de la cintique des polluants tudis a rvl sa

conformit au modle cintique du pseudo deuxime ordre pour les trois types d'argiles tudies. L'tude thermodynamique a montr que

le processus de rtention des cations mtalliques est spontan et exothermique, alors que celle de la rtention des pesticides a rvl que

ce procd nest pas spontan, exothermique et quaucun changement crucial nest effectu sur la structure des argiles. L'tude de

l'adsorption des cations mtalliques et des pesticides par les argiles tudies a montr que le plomb (II) et lherbicide ont plus d'affinit

pour les supports tudis que les autres polluants organiques et inorganiques. En revanche, les capacits dadsorption des ions mtalliques

sont leves que celles avec les pesticides.L'effet de quelques paramtres exprimentaux comme le pH, la temprature et la vitesse

dagitation a t tudi, en appliquant un plan dexprience. Ce plan dexprimentation factorielle permet de montrer linfluence de chaque

paramtre indpendamment et leurs dpendances. Les rsultats obtenus montrent que le meilleur taux dadsorption dherbicide par la

bentonite ncessite un pH faible (pH=2), une temprature de 20C et une moyenne vitesse dagitation de 400 tr/min. Les tudes sur

ladsorption des pesticides et des ions mtalliques ont montr quelle est influence principalement par les proprits physico-chimiques des

argiles utilises, les rsultats des tests nous ont permis de choisir la bentonite comme le matriau qui prsente une capacit leve pour

ladsorption.

Mots-cls : pesticides, mtaux, argiles, bentonite, adsorption, cintique, modlisation et optimisation.

Abstract

The objective of this work is the study of the performance of three Algerian clays in the rough; the bentonite of Maghnia, the kaolin of Mila

and the clay Djebel Debbagh of Guelma in the elimination of organic pollutants (an insecticide, a herbicide, a fungicide) and inorganic some

lead (II) and cadmium (II) in synthetic aqueous solutions. The physico-chemical characterization of three adsorbants showed that these clays

are silicated materials, rich in alumina. The modelling of the kinetics of studied pollutants revealed its conformity with the kinetic model of

the pseudo second order for three types of studied clays. The thermodynamics study showed that the process of retention of the metallic

cations is spontaneous and exothermic, while that of the retention of pesticides revealed that this process is not spontaneous, exothermic and

that no crucial change is made on the structure of clays. The study of the adsorption of the metallic cations and the pesticides by studied clays

showed that the lead (II) and the herbicide have more affinity for the studied supports than the other organic and inorganic pollutants.

On the other hand, the capacities of adsorption of the metallic ions are raised that those with pesticides. The effects of some experimental

parameters such as pH, temperature and seed agitation were studied, by applying a design experiment. This plan of factorial experiment

allows to show the influence of every parameter independently and their dependences. The obtained results show that the best rate of

adsorption of herbicide by the bentonite requires a low pH ( pH=2 ), a temperature of 20C and an average speed agitation of 400 rpm. The

studies on the adsorption of pesticides and metallic ions showed that it is mainly influenced by the physico-chemical properties of used clays,

the results of the tests allowed us to choose the

bentonite as the material which presents a capacity raised for the adsorption.

Keywords: pesticides, metals, clays, bentonite, adsorption, kinetics, Modelling and optimisation.

Sommaire

liste des abrviations

la liste des figures

la liste des tableaux INTRODUCTION GENERALE

1

PREMIERE PARTIE

CHAPITRE I: Synthse Bibliographique

I. ARGILES

3

I.1. Structure des argiles

3

I.2. Classification des minraux argileux

4

I.3. Proprits des minraux argileux

5

I.3.1. Lhydratation et le gonflement

5

I.3.2. La Capacit dchange cationique

6

I.3.3. La Surface spcifique

6

I.3.4. La densit de charge spcifique

7

II. BENTONITE

7

II.1. Minralogie de la bentonite

7

II.2. Caractre cristallographique de la Montmorillonite

8

II.3. Proprits des bentonites

9

II.3.1. Lhydratation et le gonflement

9

II.3.2. Capacit dchange cationique

9

II.4. Domaine dutilisation

10

III. KAOLIN

10

III.1. Caractre cristallographique du kaolin

10

III.2. Domaines dapplications

11

IV. Elments traces mtalliques

12

IV.1. Origine

12

IV.1.1. Le fond gochimique

13

IV.1.2. Les apports atmosphriques

13

IV.1.3. Pollution dorigine agricole

14

IV.2. Distribution des Elments Traces Mtalliques

15

IV.2.1. Spciation des mtaux

15

IV.2.2. Mobilit et biodisponibilit des lments traces

15

IV.3. Principaux mtau tudis

16

IV.3.1. Le Cadmium

16

IV.3.2. Le Plomb

18

IV.4. Proprits chimiques du Cadmium (II) et du Plomb (II)

19

V. Pesticides

20

V.1. Classification des pesticides

21

V.2. Toxicit des pesticides

23

V.3. Dispersion des pesticides dans lenvironnement

23

V.3.1. Rtention

23

V.3.2. Dgradation

23

V.3.3. Transport

24

V.4. Rglementation des rsidus des pesticides

24

V.4.1. Rglementation selon le Codex Alimentarius

25

V.4.2. Rglementation Europenne

26

V.1.1. Etablissement des limites maximales pour les rsidus de pesticides

27

V.6. Rtention des pesticides par les argiles

27

VI. Adsorption

29

VI.1. Types dadsorption

29

V.1.1. Adsorption physique ou Physisorption

29

V.1.2. Adsorption chimique ou Chimisorption

30

VI.2. Applications

30

VI.3. Les principaux adsorbants

30

VI.4. Mcanisme dadsorption

31

VI.5. Rle des paramtres physico-chimiques

32

VI.5.1. Le pH

32

VI.5.2. La temprature

32

VI.6. Cintique dadsorption

32

VI.7. Isothermes dadsorption

33

VI.7.1. Types disothermes dadsorption

33

VI.7.2. Modlisation des isothermes dadsorption

34

VI.8. Interaction des cations avec largile

36

VI.8.1. Ractions cations sites acides en bordure des feuillets

36

VI.8.2. Echange dions dans linter- feuillet

36

CHAPITRE II: Matriels et mthodes analytiques

I. Matriaux tudis

50

II. Situation gographique des matriaux tudis

50

II.1. Bentonite de Maghnia

50

II.2. Kaolin de Tamazert

51

II.3. Argile Djebel Debbagh

51

III. Caractrisation des argiles

52

III.1. Analyse minralogique (DRX)

52

III.2. Analyse par spectromtrie de fluorescence X

53

III.3. Analyse granulomtrique par sdimentation

53

III.4. La spectroscopie Infrarouge transforme de fourier (IRTF)

54

III.5. La surface spcifique

55

III.6. la Capacit dEchange Cationique

57

III.7. LAnalyse thermogravimtrique (ATG)

58

IV. Mthode danalyse des polluants

59

IV.1. Spectroscopie UV-Visible

59

IV.2. Spectroscopie dabsorption atomique

61

Rfrences bibliographiques

64

DEUXIEME PARTIE

CHAPITRE III: Rsultats et discussions

I. Caractrisation et analyses

66

I.1. Analyse par Fluorescence X

66

I.2. Analyse minralogique (DRX)

67

I.3. Analyse granulomtrique

70

I.4. La Spectroscopie infrarouge transforme de Fourier (IRTF)

71

I.5. Analyse thermogravimtrique

74

I.6. La surface spcifique

75

I.7. La Capacit dchange cationique

76

II. Etude de ladsorption des mtaux sur les argiles

78

II.1. Choix des mtaux tudier

78

II.2. Cintique dadsorption des mtaux par les argiles

80

II.3. Evolution du pH des solutions mtalliques en prsence des argiles tudies 82

II. 4. Validation des modles cintiques

84

III. Etude paramtrique de ladsorption des mtaux sur les argiles

88

III. 1. Effet du pH

88

III. 2. Effet de la temprature

92

III.2.1.Dtermination des paramtres thermodynamiques dadsorption

94

des ions mtalliques par les diffrentes argiles

III. 3. effet de la vitesse dagitation

98

IV. Etude de ladsorption des pesticides sur les argiles

102

IV.1.1. Insecticide

103

IV.1.2. fongicide

103

IV.1.3. Herbicide

104

IV.2. Cintique dadsorption des pesticides par les argiles

107

IV.3. Evolution du pH en prsence des argiles tudies

109

IV.4. Influence des facteurs opratoires sur les cintiques dadsorption

116

IV.4.1. Influence du pH

116

IV.4.2. Influence de la vitesse dagitation

118

IV.4.3. Influence de la temprature

120

IV.4.4.Approche thermodynamique

122


128

CHAPITRE IV: Modlisation et optimisation par des plans d'expriences

I. Introduction

132

II. Mthodologie des plans d'expriences

132

III. Diffrents types de plans d'expriences

134

III.1. plans factoriels complets deux niveaux

134

III.2. Plans fractionnaires deux niveaux

134

III.3. Plans de mlange

135

IV. Dfinitions

135

IV. 1. Notion despace exprimental

135

IV. 2. Notion des surfaces de rponse

137

V. Matrice dexprience

138

V.1. Codage de matrice dexprience

138

V.2. Notion sur leffet dun facteur

139

V. 2. 1 . Signification des coefficients

140

V. 2. 2. Notion dinteraction

141

VI. Notion de modlisation mathmatique

143

VI. 1. Modle polynomial (modle postul)

143

VI. 2. Le modle de l'exprimentateur

144

VII. Analyse unidimensionnelle des donnes

145

VII. 1. La boite moustache

145

VII. 2. Paramtre de dispersion

146

VIII. Analyse bidimensionnelle

147

VIII.1. La rgression

147

VIII.2. Coefficient de corrlation

147

VIII.3. Covariance

147

IX. Optimalit

148

X. Etude paramtrique de ladsorption dun herbicide par la bentonite

149

X.1. Domaine exprimental

149

X. 2. Modlisation valuation des effets des paramtres

151

X. 3. Discussions des Rsultats

152

XI. Optimisation des paramtres dadsorption dherbicide Linuron sur la bentonite 180


183

CONCLUSION GENERALE

185

ANNEXES

188

Liste des abrviations

A.D.D : Argile Djebel Debbagh

AIPEA : Association Internationale Pour lEtude des Argiles

Te : Ttradre

Oc : Octadre

CEC : Capacit dEchange Cationique

ETM : Elments en Traces Mtalliques

MS : Matire Solide

PCB : Polychlorobiphnyle

DDT : Dichloro-Diphnyl-Trichlorothane

OCDE : L'Organisation de Coopration et de Dveloppement Economiques

pH : Potentiel Hydrogne

T : Temprature

F AO: Food and Agriculture Organization of the United Nations

UICPA : Union International de Chimie Pure et Applique

OMS : Organisation Mondiale de la Sant

GATT: General Agreement on Tariffs and Trade

OMC : Organisation Mondiale du Commerce

LMR : Limite Maximale de Rsidus

JMPR: Joint Meeting on Pesticide Residues

BPA : Bonnes Pratiques Agricoles

UE : Union Europenne

AESA : Autorit Europenne de Scurit des Aliments

MO : Matire Organique

Psat : Pression de saturation

B.D.D.T. Brunauer, Deming, Deming, Teller

IRTF : Infrarouge Transforme de Fourier

BET : Brunauer Emmett Teller

ATG : Analyse thermogravimtrie

ENOF : Entreprise Nationale des produits miniers non ferreux et des substances utiles

DRX : Diffraction des Rayons X

RI : Rayon non hydrat

NE : Nord - Est

http://www.google.fr/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=web&cd=2&cad=rja&uact=8&ved=0CDgQFjAB&url=http%3A%2F%2Fwww.fao.org%2F&ei=GggvU6eHCsS3hQeFtYH4BA&usg=AFQjCNFN0FJRtsVrfnxh2u66Un8onLMaSw&bvm=bv.62922401,d.bGEhttp://www.google.fr/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=web&cd=1&sqi=2&ved=0CC0QFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.who.int%2Ffr%2F&ei=dQgvU6M9ismEB-fVgZAL&usg=AFQjCNGgs9GXLFoi4LbJ2rFkyRMIJfj1sA&bvm=bv.62922401,d.bGEhttp://www.google.fr/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=web&cd=4&cad=rja&uact=8&ved=0CD8QFjAD&url=http%3A%2F%2Fwww.inchem.org%2Fpages%2Fjmpr.html&ei=-QsvU8qjLsGxhAf9i4CIAg&usg=AFQjCNEG1CA2YJ3gd-SAd9bTl0ji0g-AZA&bvm=bv.62922401,d.bGE

Liste des figures

Chapitre I

Figure I.1. Reprsentation de la couche ttradrique

Figure I. 2. Reprsentation de la couche octadrique

Figure I. 3. Structure de la Montmorillonite

Figure I. 4. Modle structural de la kaolinite daprs Calvet

Figure I. 5. Structures chimiques des principales familles des pesticides

Figure I. 6. Principales interactions entre un atome ou une molcule et un solide l'interface

solide/liquide

Figure I.7. Classification disothermes selon BDDT (Brunauer, Deming, Deming, Teller).

Chapitre II

Figure II.1. Carte de situation de la commune de Hammam Boughrara

Figure II.2. Situation gographique du gisement de Tamazert () et de Djebel Debbagh().

Figure II.3. Position du gisement dans lanticlinal

Figure II. 4. Schma dun appareil IRTF

Figure II. 5 .Domaine du rayonnement lectromagntique en fonction de la longueur donde

Chapitre III

Figure III.1. Diffractogrammes des rayons X des argiles utilises.

Figure III.2. Spectre infrarouge de la bentonite

Figure III.3. Spectre infrarouge de largile djabal debbagh

Figure III.4. Spectre infrarouge du kaolin

Figure III.5. Courbes thermogravimtriques des argiles utilises.

Figure III.6. Courbe dtalonnage du plomb (II)

Figure III.7. Courbe dtalonnage du cadmium (II)

Figure III.8. Cintique dadsorption des ions du plomb (II) sur les argiles tudies

Figure III.9. Cintique dadsorption des ions du cadmium (II) sur les argiles tudies

Figure III.10. Evolution du pH du solution du cadmium (II) en prsence des argiles utilises

Figure III.11. Evolution du pH du solution du plomb (II) en prsence des argiles utilises

Figure III.12. Evolution du pH d'une eau distille exempte des mtaux en prsence des argiles

utilises

Figure III.13. Dtermination des constantes de vitesse du pseudo second ordre de ladsorption

du plomb (II) sur les argiles


du Cadmium (II) sur les argiles

Figure III.15. Dtermination des constantes de vitesse du pseudo premier ordre dadsorption

du plomb (II) sur les argiles.

Figure III.16. Dtermination des constantes de vitesse du pseudo premier ordre dadsorption

du Cadmium (II) sur les argiles.

Figure III.17. Influence du pH sur les cintiques d'adsorption l'quilibre du plomb (II) avec

les argiles utilises

Figure III.18. Influence du pH sur les cintiques d'adsorption l'quilibre du cadmium (II)

avec les argiles utilises

Figure III.19. Influence de la temprature sur les cintiques d'adsorption l'quilibre du

plomb (II) avec les argiles utilises

Figure III.20. Influence de la temprature sur les cintiques d'adsorption l'quilibre du

cadmium (II) avec les argiles utilises

Figure III.21. Dtermination des paramtres thermodynamiques dadsorption du plomb (II)

par les argiles tudies

Figure III. 22. Dtermination des paramtres thermodynamiques dadsorption du cadmium

(II) par les argiles tudies

Figure III.23. Influence de la vitesse d'agitation sur les cintiques d'adsorption l'quilibre du

plomb (II) avec les argiles utilises

Figure III.24. Influence de la vitesse d'agitation sur les cintiques d'adsorption l'quilibre du

cadmium (II) avec les argiles utilises

Figure III.25. Dtermination de max dinsecticide actamipride

Figure III.26. Dtermination de max de fongicide hexaconazole

Figure III.27. Dtermination de max dherbicide linuron

Figure III.28. Courbe dtalonnage dinsecticide actamipride

Figure III.29. Courbe dtalonnage de fongicide hexaconazole

Figure III.30. Courbe dtalonnage dherbicide linuron

Figure III.31. Cintique dadsorption dinsecticide actamipride sur les argiles tudies

Figure III.32. Cintique dadsorption dherbicide linuron sur les argiles tudies

Figure III.33. Cintique dadsorption de fongicide hexaconazole sur les argiles tudies

Figure III.34. Evolution du pH de solution d'insecticide actamipride en prsence des argiles

tudies

Figure III.35. Evolution du pH de solution de fongicide hexaconazole en prsence des argiles

tudies

Figure III.36. Evolution du pH de solution d'herbicide linuron en prsence des argiles tudie

Figure III.37. Dtermination des constantes de vitesse du premier ordre dadsorption

dinsecticide actamipride sur les argiles.

Figure III. 38. Dtermination des constantes de vitesse du premier ordre dadsorption

dherbicide linuron sur les argiles

Figure III.39. Dtermination des constantes de vitesse du premier ordre dadsorption de

fongicide hexaconazole sur les argiles.


dinsecticide actamipride sur les argiles.


dherbicide linuron sur les argiles.


de fongicide hexaconazole sur les argiles.

Figure III.43. Influence du pH sur la cintique dadsorption dinsecticide actamipride avec

les argiles tudies

Figure III.44. Influence du pH sur la cintique dadsorption de fongicide hexaconazole avec

les argiles tudies

Figure III.45. Influence du pH sur la cintique dadsorption dherbicide linuron avec les

argiles tudies

Figure III.46. Influence de la vitesse dagitation sur la cintique dadsorption dinsecticide

actamipride avec les argiles tudies

Figure III.47. Influence de la vitesse dagitation sur la cintique dadsorption de fongicide

hexaconazole avec les argiles tudies

Figure III.48. Influence de la vitesse dagitation sur la cintique dadsorption dherbicide

linuron avec les argiles tudies

Figure III.49. Influence de la temprature sur la cintique dadsorption dinsecticide

actamipride avec les argiles tudies

Figure III.50. Influence de la temprature sur la cintique dadsorption de fongicide

hexaconazole avec les argiles tudies

Figure III.51. Influence de la temprature sur la cintique dadsorption dherbicide linuron

avec les argiles tudies

Figure III. 52. Dtermination des enthalpies et des entropies de ladsorption dinsecticide

acetamipride par les diffrentes argiles.

Figure III. 53. Dtermination des enthalpies et des entropies de ladsorption dherbicide

linuron par les diffrentes argiles.

Figure III. 54. Dtermination des enthalpies et des entropies de ladsorption de fongicide

hexaconazole par les diffrentes argiles.

Chapitre IV

Figure IV.1. Le domaine de variation du facteur compris entre le niveau bas et le niveau haut.

Figure IV.2. Espace exprimental dfini entre deux facteurs

Figure IV.3. Les niveaux des facteurs dfinissent des points exprimentaux.

Figure IV.4. Les points exprimentaux disposs dans le domaine d'tude

Figure IV.5. Les rponses associes aux points du domaine d'tude forment la surface de

rponse.

Figure IV.6. La variation de la rponse entre le centre du domaine dtude et le niveau haut

du facteur 1 dans le plan moyen du facteur 2

Figure IV.7. Principe de la boite moustache

Figure IV. 8. Droite exprimant la rgression de Y par rapport x

Figure IV.9. Reprsentation des valeurs observes par expriences et prdites par le modle

Figure IV.10. Schma de la boite moustaches

Figure IV.11. Action dun des paramtres sur la fonction de rponse lorsque les deux autres

possdent la valeur minimale


possdent la valeur mdiane


possdent la valeur maximale

Figure IV.14. Surface et contours de rponse en fonction de la T et de Vitesse dagitation

avec pH=2

Figure IV 15. Surface et contours de rponse en fonction de la T et de Vitesse dagitation

avec pH=2,5

Figure IV 16. Surface et contours de rponse en fonction de la T et de Vitesse dagitation

avec pH=3

Liste des tableaux Chapitre I

Tableau I. 1. Surfaces spcifiques de quelques minraux argileux

Tableau I. 2. Emission de quelques mtaux lourds dans lenvironnement (milliers de tonnes/

an).

Tableau I .3. Caractristique des principaux adsorbants industriels

Chapitre II

Chapitre III

Tableau III.1. Composition chimique des argiles tudies (%)

Tableau III.2. Les rsultats des distances interfoliaires d001 ()

Tableau III.3. Les rsultats des diffrents minraux prsents dans la bentonite

Tableau III.4. Les rsultats des diffrents minraux prsents dans le kaolin

Tableau III.5. Les rsultats des diffrents minraux prsents dans largile Djebal Debbagh

Tableau III.6. Analyse granulomtrique des argiles tudies

Tableau III.7. Les principales bandes dabsorption IR (cm-1

) des argiles tudies

Tableau III.8. Les pertes des masses des argiles utilises

Tableau III.9. Les rsultats des surfaces spcifiques des argiles tudies

Tableau III.10. Les rsultats de la CEC des argiles tudies

Tableau III.11. Les valeurs dtalonnage du plomb (II) 283,3nm

Tableau III.12. Les valeurs dtalonnage du cadmium (II) 228,8nm

Tableau III.13.Valeurs des pH finaux des solutions mtalliques en prsence des argiles

tudies

Tableau III.14. Constantes des vitesses du pseudo second ordre.

Tableau III.15. Constantes de vitesse du pseudo premier ordre.

Tableau III.16. Rsultats du pH final des solutions mtalliques en prsence des argiles

tudies

Tableau III.17. Rsultats de la quantit adsorbe lquilibre des mtaux sur les argiles

utilises en fonction du pH


utilises en fonction de la temprature

Tableau III.19. Paramtres thermodynamiques de ladsorption des ions mtalliques par les

diffrentes argiles.

Tableau III. 20. Valeurs de lenthalpie libre de ladsorption des ions mtalliques par les

diffrentes argiles


utilises en fonction de la vitesse dagitation

Tableau III. 22. Proprits des pesticides choisis

Tableau III.23. Dtermination des max des pesticides

Tableau III.24. Les valeurs de la courbe dtalonnage dinsecticide actamipride

Tableau III.25. Les valeurs de la courbe dtalonnage de fongicide hexaconazole

Tableau III.26. Les valeurs de la courbe dtalonnage dherbicide linuron

Tableau III.27. Constantes de vitesse du premier ordre.

Tableau III.28. Constantes des vitesses du pseudo second ordre.

Tableau III.29. Comparaison de la quantit adsorbe des adsorbats lquilibre sur les argiles

entre lexprience et le modles utilis

Tableau III.30. Paramtres thermodynamiques de ladsorption des pesticides par les

diffrentes argiles

Tableau III. 31. Valeurs de lenthalpie libre de ladsorption des pesticides par les diffrentes

argiles

Chapitre IV

Tableau IV.1. Reprsentation dune matrice dexprience

Tableau IV.2. Niveaux des facteurs utiliss dans la conception factorielle

Tableau IV.3. Rsultats des expriences ralises

Tableau IV. 4. Codage des valeurs des facteurs (Matrice dexpriences)

Tableau IV.5. . Valeurs des coefficients

Tableau IV.6. Estimation des rsidus

Tableau IV.7. Analyse de signification des effets

Tableau IV. 8. Estimations de lintervalle de confiance

Tableau IV.9. Analyse de rgression

Tableau IV.10. Statistiques des rponses

Tableau IV.11. Matrice de corrlation

Tableau IV.12. Quelques valeurs prdites par le modle sans exprimentation avec pH=2

Tableau IV.13. Quelques valeurs prdites par le modle sans exprimentation avec pH=2,5

Tableau IV.14. Quelques valeurs prdites par le modle sans exprimentation avec pH=3

Tableau IV.15. Valeurs optimales des paramtres

INTRODUCTION GENERALE

Le commencement de toutes les sciences, c'est l'tonnement de ce que les choses sont ce

qu'elles sont

Aristote

Introduction Gnrale

1

Introduction gnrale

Le problme de la pollution de lenvironnement reste toujours dactualit car de

nombreuses activits industrielles continuent gnrer des polluants divers, notamment

certains produits chimiques dorigine industrielle (hydrocarbures, mtaux lourds ) ou

agricole (pesticides, engrais,) susceptibles de crer des nuisances importantes.

Les effluents industriels et les polluants rsultant de l'utilisation intensive de

fertilisants, de pesticides, de produits sanitaires, agricoles, pharmaceutiques constituent les

causes majeures de pollution de l'environnement.

Ces polluants possdent la capacit de se concentrer le long de la chaine alimentaire et

de saccumuler dans certains organes du corps humain. Il est donc indispensable dliminer

ces lments toxiques prsents dans les diffrents effluents industriels ou de rduire leur

quantit en dessous des seuils admissibles dfinis par les normes.

Face des rglementations de plus en plus restrictives, les industries doivent

obligatoirement traiter leurs effluents avant de les rintroduire dans le milieu naturel. De leur

ct, les chercheurs scientifiques de diffrents horizons (chimie, gologie, agronomie,

physiologie vgtale, mdecine,) sintressent de plus en plus lidentification et

llimination des lments polluants impliqus directement dans lapparition de dsquilibres

au niveau des cosystmes ou lorigine de troubles graves pouvant conduire la mort, aussi

bien chez les animaux que chez lhomme.

Pour cela, diverses techniques classiques de purification sont utilises. Nanmoins,

lheure actuelle, le dveloppement de technologies propres est de plus en plus souhait afin de

prserver lenvironnement. Parmi les nombreuses techniques de dpollution on peut citer

ladsorption sur des matriaux dorigine naturels comme les argiles. Ce procd ne ncessite

pas beaucoup dnergie compars aux procds lectrochimiques, tels que loxydation

avance par plasma, lectro-photon, photocatalyse, etc. Cest dans cet esprit que notre

laboratoire sest fix comme objectif dutiliser cette technique de dpollution adsorption en

batch , performante et respectueuse de l'environnement.

Lutilisation du charbon dans le processus dadsorption est galement trs sollicite.

Le charbon actif prsente une forte capacit dadsorption due essentiellement sa grande

surface spcifique mais ce procd reste trs coteux. Lattention a t focalise par la suite

Introduction Gnrale

2

sur lutilisation dautres adsorbants base de matriaux naturels abondants, cest le cas des

argiles.

De nos jours, les argiles sont trs largement tudies par de nombreux chercheurs.

Lintrt accord ces dernires annes ltude des argiles par de nombreux laboratoires dans

le monde se justifie par leur abondance dans la nature, limportance des surfaces quelles

dveloppent, la prsence des charges lectriques sur cette surface et surtout lchange des

cations interfoliaires. Ces derniers sont les principaux lments responsables de lhydratation,

du gonflement, de la plasticit et ils confrent ces argiles des proprits hydrophiles.

Par ce prsent travail, nous proposons de tester la capacit de trois argiles algrienne,

une bentonite de Maghnia, un kaolin de Mila et une argile de djebal Debbagh de Guelma,

localement disponible, dans ltude de llimination des polluants organiques (trois

pesticides : un insecticide, un herbicide et un fongicide) et des polluants inorganiques : deux

cations mtalliques le plomb Pb (II) et le cadmium Cd (II) en solutions aqueuses.

Les objectifs de ce travail sont donc dtudier la sorption de pesticides et des mtaux

lourds sparment par des argiles algrienne ltat brut, ainsi que ltude de linfluence de

quelques paramtres exprimentaux sur cette sorption.

Ce mmoire est constitu de quarte chapitres :

Le premier est une tude bibliographique qui consiste en une synthse des connaissances

sur les argiles et ses proprits ainsi que sur les mtaux et les pesticides,

Dans le deuxime chapitre, nous abordons laspect exprimental en prsentant les

diffrentes techniques danalyse utilises pour la caractrisation des matrices argileuse

tudies.

Le troisime chapitre est rserv la prsentation des rsultats de ltude de la rtention

des pesticides et des cations mtalliques en solution par les argiles et leurs interprtations.

Le quatrime chapitre traite la modlisation des essais dadsorption par un plan

dexpriences. loptimisation des paramtres par la mthodologie des surface de rponses;

Cette tude permet la reprsentation mathmatique et graphique des rsultats

exprimentaux afin de dterminer les zones dintrt. Elle permet dinterprter des essais

dj raliss et de dcrire la corrlation entre tous les paramtres mis en jeu, et les

optimiss.

CHAPITRE I

C'est une triste chose de penser que la nature parle et que le genre humain n'coute pas

- Victor Hugo -

Chapitre I Synthse bibliographique

3

I

Synthse bibliographique

I. Argiles

Ltymologie de mot ARGILE drive selon les Grec du mot ARGOS qui signifie

matire blanche. En terme minralogique, ce sont des silicates daluminium plus ou moins

hydrats, microcristallins, qui dfinissent une classe de minraux dots dun diamtre

infrieure 2 m susceptibles de donner une pte en prsence deau [1].

En tant que matire premire brute, largile est donc un mlange de minraux argileux

et dimpurets cristallines sous forme de dbris rocheux de composition infiniment diverse.

Lintrt accord ces dernires annes ltude des argiles par de nombreux laboratoires dans

le monde se justifie par leur abondance dans la nature, limportance des surfaces spcifiques

quelles dveloppent, la prsence des charges lectriques sur cette surface et surtout

lchangabilit des cations interfoliaires. Ces derniers, appels aussi cations compensateurs,

sont les principaux lments responsables de lhydratation, du gonflement, de la plasticit et

ils confrent ces argiles des proprits hydrophiles [2].

I. 1. Structure des argiles

Les argiles sont formes par l'empilement des feuillets lmentaires constitus par

deux types de plans. Il s'agit du plan de ttradres et du plan d'octadres. Le plan de

ttradres, not Te, est compos de ttradres d'atomes d'oxygne autour de chaque atome de

silicium (figure I.1). Un ttradre est li un autre par le biais d'une liaison hautement

covalente grce au partage d'atomes d'oxygne, le cation ttradrique gnralement Si4+

, peut

tre substitu par Al3+

ou Fe3+

[3,4].

Figure I.1.Reprsentation de la couche ttradrique


4

Le plan d'octadres, not Oc, est form par des atomes d'oxygnes et des groupements

hydroxyles autour de chaque atome d'aluminium (figure I. 2), les cations octadriques sont

gnralement Al3+

, Mg2+

ou Fe3+

[4-5].

Figure I. 2. Reprsentation de la couche octadrique

La structure du feuillet est compose dune couche ttradrique et dune couche

octadrique, spars par des espaces interfoliaires qui peuvent tre vide ou occup par divers

cations, lensemble feuillet-espace interfoliaire est appel "unit structurale" [1, 6-7].

I. 2. Classification des minraux argileux

On trouve dans la littrature des modles diffrents pour la classification des

phyllosilicates, la premire classification adopte en 1966 par le comit de nomenclature de

lAssociation Internationale Pour LEtude des Argiles (AIPEA) [1] sappuie sur les grandes

donnes structurales. La deuxime tablie par Mering et Pedro (1969) [8] prend en compte la

localisation des substitutions, leur distribution et le type de cations compensateurs, on

distingue 4 grandes familles [1, 9-10] :

Les minraux 7 de type 1/1

Ils sont constitus de feuillets comprenant une couche ttradrique, accole une

couche octadrique, Son paisseur est denviron 7 , lexemple le plus cit est la kaolinite.

Les minraux 10 de type 2/1

Cette structure comporte trois couches: deux ttradriques encadrant une couche

octadrique, elle est variable en fonction du contenu de la couche interfoliaire de 9 15,

elle est de :


5

9 si lespace est vide (groupe pyrophyllites-talcs)

10 si les cations interfoliaires sont anhydres (cas de K+ pour le groupe des micas et

micas durs) ;

12,5 si les cations changeables interfoliaires sont entours dune couche deau (cas

de Na+ pour le groupe des smectites et celui des vermiculites).

15 si les cations changeables interfoliaires sont entours de deux couches deau

(cas de Ca2+

pour le groupe des smectites et celui des vermiculites).

Le groupe de minraux 14 de type 2/1/1

Cette famille est caractrise par un feuillet quatre couches (Te,Oc,Te,Oc) constitu

en plus des trois couches de la srie 2/1, par une couche octadrique qui sinsre dans lespace

interfoliaire ; les chlorites, par exemple appartiennent cette famille.

Les minraux interstratifis

Les minraux interstratifis sont constitus par lempilement, plus ou moins rgulier,

de feuillets de natures diffrentes. Lpaisseur du feuillet est variable, on distingue

deux types:

a) Les minraux interstratifis ordonns o les feuillets diffrents, A et B, alternent

suivant une squence rgulire (par exemple ABABAB.ou AABBBAA),

b) Les minraux interstratifis dsordonns o aucune loi ne rgit lalternance des

feuillets (par exemple ABBB ou BAABABB, etc.).

I. 3. Proprits des minraux argileux

I. 3. 1. Lhydratation et le gonflement

Le phnomne dhydratation engendre le phnomne de gonflement par augmentation

de nombre de couches deaux de solvatation de cations de compensation dans lespace

interfoliaire. Le gonflement a un degr qui est fonction de la nature de largile, la nature des

ions fixs sur largile, la molcule deau recle en elle par trois possibilits de contracter les

liaisons [11] :

Elle est un diple, alors elle peut tablir des liaisons de caractres lectrostatiques.

Les deux hydrognes assurent la formation des liaisons dhydrognes.

Son atome doxygne possde deux paires dlectrons libres (orbitale Sp3) ; ce qui

permet de former des liaisons de coordination.


6

I. 3. 2. La capacit dchange cationique

La substitution isomorphique dans les couches octadriques par des cations de

valences infrieure celle des cations Al3+

, cre un dficit de charge positive et confre au

feuillet une charge globale ngative. La neutralisation de cette charge est assure par des

cations changeables (de compensation), localiss dans lespace interfoliaire, il sagit

gnralement des cations Na+, K

+, Ca

2+ et Ba

2+.

Si maintenant des substitutions isomorphiques de Si4+

par Al3+

ont lieu au niveau de la

couche ttradrique, l'excs de charge ngative est localis beaucoup plus prs des oxygnes

de la surface, permettant la formation de complexes cette fois trs forts avec des cations ou

des molcules d'eau.

Cet change est quantifi par une grandeur appele capacit dchange cationique

(CEC). Elle est exprime en milliquivalent- gramme par 100 grammes dargile [12-13].

I. 3. 3. La surface spcifique

La surface spcifique est une proprit essentielle dans la caractrisation des matriaux

poreux, elle dsigne lensemble des surfaces accessibles des particules ioniques, elle est

exprime en m2/g. On peut distinguer [14] :

Les surfaces des plans extrieurs formant les bases des particules, ce sont les

surfaces externes.

Les surfaces cumules de tous les plans des feuillets, qui limitent les espaces inter-

foliaires, appeles surfaces internes.

Les surfaces qui marquent latralement les limites des feuillets, ce sont les surfaces

latrales.

La mesure de la surface spcifique est base sur la formation dune monocouche de la

substance adsorbe, connaissant les dimensions des molcules et leurs possibilits

darrangements, en dterminant alors la quantit fixe, on peut valuer la surface qui leur sert

de support. Les corps adsorbables qui permettent dobtenir des rsultats satisfaisants sont : les

gaz inertes (N2), hydrocarbures aliphatiques ou des polyalcools simples comme le glycol ou

glycrol.).

Laugmentation de la surface spcifique donne un pouvoir de gonflement plus

important et par consquent un potentiel de gonflement plus lev. Les caractristiques de ces

argiles sont rsumes dans le tableau (I. 1) [15] :


7

Tableau I. 1. Surfaces spcifiques de quelques minraux argileux

Argiles Surfaces spcifiques totale (m2/g)

Montmorillonite

Illite

Kaolinite

Elments non argileux

300-800

80

15

1-3

I. 3. 4. La densit de charge spcifique

La densit de charge spcifique est le rapport entre la capacit dchange cationique

(CEC) et la surface spcifique S de la particule argileuse. Deux types de charge existent dans

les milieux argileux [14, 16]:

Une charge permanente ou structurelle lie aux substitutions ioniques (Al3+ pour Si4+

dans la couche ttradrique ; Mg2+

ou Fe2+

pour Al3+

dans la couche octadrique),

Une charge de surface variable selon le pH du milieu lie aux ractions chimiques qui

se produisent la surface des minraux.

Laugmentation de la densit de charge spcifique rduit le gonflement ou la pression de

gonflement des matriaux argileux. Cette augmentation entraine lattraction des ions, ce qui

va provoquer donc une diminution de son paisseur.

II. Bentonite

II. 1. Minralogie de la bentonite

Le terme bentonite a t employ en premier par Knight (1898) pour dcrire une argile

plastique fortement collodale et fortement gonflante de la rgion de Fort Benton au

Wyoming, Etats-Unis dAmrique. C'est une argile qui se compose essentiellement de

minraux du type smectite (groupe de la montmorillonite) et est forme partir de cendres, de

tufs ou de verres volcaniques, ou bien de roches sdimentaires. [17].

En Algrie, les gisements de bentonite les plus importants conomiquement se

trouvent dans loranie (ouest algrien). On relve en particulier la carrire de Maghnia

(Hammam Boughrara) dont les rserves sont estimes un million de tonnes et de celle de

Mostaganem (Mzila) avec des rserves de deux millions de tonnes [18].

Il en existe deux catgories, la bentonite sodique et la bentonite calcique [17]. Dans

leur tat naturel, la plupart des gisements de bentonite sont htrognes ; ils sont constitus de

smectites mlanges ou interstratifies avec l'illite et/ou la kaolinite et dautres impurets


8

[5,11], les bentonites se caractrisent par une capacit leve dadsorption, dchange ionique

et de gonflement.

II. 2. Caractres cristallographiques de la montmorillonite

La montmorillonite, parfois appele smectites, est un minral argileux compos de

deux feuillets de silice et un feuillet dalumine [17,19-22]. La montmorillonite est dsigne

comme un minral 2/1, le feuillet en octadre se trouve, entre deux feuillets de silice, les

sommets des ttradres se confondent avec les hydroxyles des feuillets en octadres pour ne

former quune seule couche (figure I. 3).

Lpaisseur de chaque couche 2/1 st denviron 0,96nm, les feuillets sont spars par

un espace appel "espace interfoliaire", qui sont soit occups par des cations changeables

et/ou des molcules d'eau [17].

A lair libre, une montmorillonite change au Ca2+

a une distance rticulaire voisine

de 15 , cette distance devient 17 si elle est sature au glycrol.

La formule structurale de la maille en cas de substitution est :

(Si8)IV

(Al4-xMg x) VI

O20 (OH)4 Mx+ nH2O [3]

Avec :

M : Cation changeable.

X : 0,5 0,85 tel que x : nombre de cations changeables.

IV : Position ttradrique.

VI : Position octadrique.

Dont les paramtres cristallins de la maille dpendent de la nature des cations octadrique.


9

Figure I. 3. Structure de la montmorillonite

II. 3. Proprits des bentonites

II. 3. 1. L'hydratation et le gonflement

En prsence deau, une bentonite peut former un solide hydrat, un gel et/ou une

suspension plus ou moins stable. Cela est possible grce au caractre gonflant de cette argile.

Ce gonflement est directement li au nombre de couches deau adsorbes entre les

feuillets. Les montmorillonites possdent la proprit de gonflement la plus intressante de

tous les minraux de la famille des phyllosilicates, il est intressant de noter quune

montmorillonite, mme sche 105C, prsente gnralement une distance interfoliaire

denviron 12 , tmoignant de la prsence deau lie entre ses feuillets [23-24].

II. 3. 2. Capacit d'change cationique

La montmorillonite prsente des substitutions isomorphes de type dioctadrique. La

compensation lectrique est assure par linsertion de cations plus ou moins hydrats dans

lespace interfoliaire, les cations compensateurs la surface des feuillets de montmorillonite

sont gnralement des ions calcium ou sodium. Dans le cas des montmorillonites, la littrature

rapporte des valeurs comprises entre 85 et 160 milliquivalents pour 100 grammes d'argile

[5,25].


10

II. 4. Domaine d'utilisation

La bentonite est largement utilise dans de nombreux secteurs industriels. Elle a de ce

fait de larges applications, elle est utilise sous forme pteuse ou ltat de poudre pour la

ralisation de barrires tanches pour les dchets industriels et mnagers (go-membranes

bentonitiques) et radioactifs (barrires ouvrages, poudre compactes), la bentonite est utilise

galement dans lindustrie agroalimentaire et dans la composition des produits cosmtiques et

pharmaceutiques.

A ltat liquide, la boue de bentonite se dfinit comme une suspension eau-argile, elle

joue gnralement le rle dun composant "viscosifiant" dans les boues de forage des puits

ptroliers. La majeure partie de la bentonite exploite dans le monde est utilise comme liant

du sable de moulage dans lindustrie de la fonderie et aussi pour paissir les fluides de forage

[2, 26-27].

III. Kaolin

Le terme kaolin, d'origine chinoise, vient de "Kaoling", nom d'une colline situe

proximit de Yaochao-Fu dans la province de Kiangsi, o cette matire blanche et plastique a

t exploite partir de 210 avant Jsus-Christ [28].

Le kaolin est une argile qui se compose de kaolinite pratiquement pure, ou de

minraux argileux apparents; il est naturellement blanc ou peut tre trait pour le devenir. Il

a une faible conductivit thermique et lectrique; il cote moins cher que la plupart des

produits concurrents [29].

III.1. Caractres cristallographiques du Kaolin

La kaolinite est un aluminosilicate constitue dun agencement de ttradres siliciques

et d'octadres aluminiques (figure I. 4), ayant en commun des anions O2-

(T/O).

Morphologiquement, la kaolinite se prsente sous forme de particules hexagonales formes

par des empilements de feuillets de type 1/1 [6, 30], de formule structurale (Si2) (Al2)O5(OH)4

[12], le feuillet ne porte pas de charge lmentaire, il est lectriquement neutre.


11

Figure I. 4. Modle structural de la kaolinite daprs Calvet

La cohsion du cristal est donc assure par les hydroxyles de la couche octadrique qui

interagissent avec les atomes d'oxygne de la couche ttradrique du feuillet suivant, par

liaison d'hydrogne, il s'agit de liaisons fortes qui empchent l'hydratation entre les couches,

lespace interfoliaire ne comprend donc pas de cation [9, 31].

III. 2. Domaines d'applications

Le kaolin est un minral industriel exceptionnel; largement utilis comme matriau de

construction, de granules pour revtements de toiture, de matriel de fonderie. Il est surtout

utilis comme matire de charge dans les ptes et papiers, dans les plastiques, les peintures,

les caoutchoucs et dans la fabrication de produits cramiques classiques. Il sert aussi

dingrdient introduit par lots lors de la production de fibre de verre de type textile et, dans

une moindre mesure, dans la prparation de produits pharmaceutiques, dadditifs alimentaires,

dagents de blanchiment, de pltre, de matires filtrantes, de cosmtiques, de dtergents [28-

29, 32].


12

Ces adsorbants microporeux sont abondamment utiliss dans lextraction des espces

chimiques en phase aqueuse, cause de leur excellente capacit dadsorption, et qui lie leur

grande surface spcifique et au dveloppement de leur porosit. A cet effet, ces matriaux

sont tudis afin de tester leurs capacits de rtention vis--vis de quelques polluants

organiques et inorganique ; quelques mtaux et pesticides.

IV. Elments Traces Mtalliques

Les lments en traces mtalliques (ETM) sont les 80 lments constituants de la

crote terrestre, dont la concentration est infrieure 1 g.kg-1

de matire sche dans la crote

terrestre ou infrieure 0,1 g.kg-1

de matire sche chez les tres vivants. Les lments en

traces peuvent tre des mtaux (Pb, Zn, Cd, Cu etc), des mtallodes (As, B, Se) ou des

non mtaux (N, F, Cl, Br) [33-36].

La convention de Genve dsigne par le terme mtaux lourds les lments

possdant une masse volumique suprieure ou gale 4,5 g.cm-3

. La plupart des ETM ne sont

que trs faiblement volatils et ne sont pas biodgradables. Ces deux principales

caractristiques confrent aux ETM un grand pouvoir daccumulation dans tous les

compartiments de la biosphre. Ainsi, mme si nombre dentre eux sont indispensables dans

les diffrentes tapes des divers cycles mtaboliques (Cu, Fe, Mn, Mo, Zn), laugmentation de

leur concentration dans lenvironnement, associe leur capacit daccumulation, induisent

des risques pour le dveloppement des diffrents organismes [35].

IV. 1. Origine

Les lments traces sont prsents dans tous les compartiments de lenvironnement soit

naturellement pour laquelle, on parle souvent de fond gochimique ; concentration naturelle

dune substance dans un horizon de sol, rsultant de lvolution gologique et pdologique, ou

une origine anthropique issu dapports exognes provient essentiellement de lactivit

humaine o l'on parlera de contamination et de pollution apporte notamment par lactivit

industrielle, les moyens de transport, les dchets, les boues et les pesticides [37-38].

Les sources de contamination des lments traces sont multiples. Par consquent,

toutes les phases dlaboration, dutilisation et/ou de recyclage de ces mtaux sont rejetes

dans lenvironnement, soit directement dans les eaux continentales ou marines, soit dans

latmosphre transporte par les vents, associs aux arosols avant de se dposer par voie

sche ou humide la surface de la terre ou de locan [37-38].


13

Un travail de Nriagu et Pacyna [39] permet d'apprcier au niveau mondial la

dimension du problme pos par la dispersion des mtaux dans l'environnement.

Le tableau I. 2 reprend les rsultats trouvs par les auteurs quant aux missions de quelques

uns de ces mtaux dans l'air, l'eau et le sol [40].

Tableau I. 2. Emission de quelques mtaux lourds dans lenvironnement

(Milliers de tonnes / an).

IV. 1. 1. Le fond gochimique

C'est par dfinition, la teneur "naturelle" en micro lments prsents dans les sols sans

intervention humaine, elle dpend d'abord de la teneur prsente dans la roche qui est

l'origine du sol.

Cependant, les sols forms sur des sables quartzeux renferment des quantits

extrmement faibles d'lments traces mtalliques, moins de 0,05 mg/Kg de matire solide

(MS) de cadmium. Alors que ceux qui se sont forms sur des sdiments calcaires sont plus

riches, entre 0,5 et 1 mg/Kg de MS de cadmium et 25 50 mg/Kg de MS de Cuivre [38, 41-

42].

D'une manire gnrale, parmi les roches sdimentaires, les roches argileuses sont les

plus riches en micro-lments; pour les roches magmatiques, la distribution des lments

traces mtalliques augmente lorsqu'on passe des roches acides aux roches basiques. En

gnral, la nature de la roche dterminera le fond gochimique, en particulier le contenu en

lments traces relatifs la pollution [38, 42].

IV. 1. 2. Les apports atmosphriques

Il existe une diffusion globale de certains polluants organiques ou minraux qui peut

atteindre les parties du monde les plus loignes des sites d'mission, ces polluants sont

principalement issus de l'activit industrielle et de la circulation des diffrents moyens de

transport. A titre d'exemple, les gaz d'chappements sont des contaminants vidents des sols

Mtal As Cd Cr Cu Hg Ni Pb Zn

Air

Eau

Sol

Total

18

41

82

141

7,6

9,4

22

39

31

142

906

1069

35

12

954

1001

3,6

4,6

8,3

16,5

56

113

325

494

332

138

796

1266

132

226

1372

1730


14

situs proximit des grands axes routiers, les particules qui rsultent de l'usure des pneus

sont aussi une cause d'accroissement des teneurs en zinc et cadmium des sols [38, 43].

IV. 1. 3. Pollution d'origine agricole

Les substances utilises sont de bases minrales ou organiques incorpores dans les

sols en quantits importantes, ces matires sont [44]:

Les amendements

Les amendements sont utiliss pour lutter contre l'acidit naturelle et anthropique des

sols, les plus abondants sont base de carbonate de calcium, un autre amendement que l'on

est trs tent d'utiliser dans les pays d'Afrique du Nord est le phosphogypse. Il s'agit en effet

d'un dchet de l'industrie de l'acide sulfurique qui est souvent jet la mer et que l'on peut

utiliser avec profit pour lutter contre la salinit d'origine sodique des sols.

Ce phosphogypse peut tre riche en cadmium et en lments radioactifs naturels

(Uranium), en ce qui concerne la fertilisation, ce sont essentiellement les phosphates qui

apportent les mtaux lourds dont l'lment le plus proccupant est le cadmium, ce dernier peut

tre prsent des teneurs de 6,5 ppm plus de 70 ppm selon l'origine du phosphate [38, 45].

Les dchets

D'une manire gnrale, le sol joue le rle d'un systme purateur pour les boues

rsiduaires de station d'puration, ainsi que pour les dchets mnagers, ces dchets sont

souvent contamins par les micro- lments mtalliques.

Par ailleurs, l'talement des boues de curage des ports et des cours d'eaux constitue une

source importante d'lments traces mtalliques du fait de l'accumulation sdimentaire des

lments rejets par les industries et les agglomrations des bassins versants. En outre, la

prsence de mtaux dans les dchets est souvent due des pigments utiliss dans les

peintures, dans les papiers colors d'emballages pour cadeaux [46-50].

Les pesticides

Sous ce terme gnral sont regroups les diffrents produits employs servant tuer les

animaux ou les vgtaux indsirables, gnant ou nuisibles; sans oublier leur utilit en

agriculture. On peut distinguer trois grandes catgories de pesticides, suivant le groupe

d'organismes sur lesquels ils sont censs agir: les insecticides, les herbicides et les fongicides.


15

Malheureusement, la plupart des pesticides exercent leur action toxique sur les eaux,

les sdiments et les sols par l'intermdiaire des dcharges ou d'accidents. Les pesticides

comme les composs organochlors ou organophosphors (PCB, DDT) vont le plus souvent

rencontrer des sites de fixation, les rsidus de ces pesticides se lient trs souvent

prfrentiellement aux molcules. Ils peuvent tre soumis des processus de dgradation

physicochimiques, et surtout de biodgradation par la microflore des sols. Mais, ils peuvent

donner des produits de dgradation dont on ne connat pas les proprits, notamment la

toxicit ventuelle, tandis que les cas de forte contamination seraient attribuables des

transferts rapides par voies privilgies [38, 51-53].

IV .2. Distribution des Elments Traces Mtalliques

La toxicit des mtaux ne dpend pas uniquement de la concentration totale mais aussi

de leur ractivit et mobilit avec les autres composants de lcosystme. La distribution des

mtaux est donc dpendante de lenvironnement physicochimique de llment et du mode de

transport de celui-ci [54].

IV. 2. 1. Spciation des mtaux

Par spciation, on entend la distinction entre les diffrentes formes chimiques possibles

d'un lment, leurs interactions et associations avec les diffrents constituants du sol (argiles,

oxy-hydroxydes, carbonates, phosphates et matires organiques) qui conditionnent leur

biodisponibilit. Elle peut aussi tre dfinie comme tant la mthode d'identification des

diffrentes espces, ou phases prsentes dans les matriaux. Par exemple, on distingue entre

espces dissoutes et lies en phase solide, entre complexe form avec diffrents ligands en

solution et entre diffrents tats d'oxydo -rduction [33, 55-56].

IV. 2. 2. Mobilit et biodisponibilit des lments traces

La mobilit des lments traces est leur aptitude tre transfrs vers des

compartiments o ils sont de moins en moins nergiquement retenus. Le compartiment ultime

tant reprsent par la solution des sols. Les flux entre les compartiments sont dtermins par

un certain nombre de facteurs et conditions du milieu [57-61].

La baisse du pH favorise gnralement la mobilisation du mtal par change

protonique, la mise en solution de sels insolubles ou la destruction de la phase de rtention.

L'augmentation du pH provoque l'immobilisation par formation de composs insolubles ou

l'accroissement de la capacit d'change cationique.


16

Les variations de pH du sol rsultent des processus d'altration naturelle,

d'interventions humaines comme l'apport de fertilisants, d'amendements organique ou

calcaire, ou de l'action des retombes atmosphriques [58-59, 62].

Par contre, L'lvation de temprature facilite la dissolution des composs, il se forme

donc des substances acides ou complexantes qui augmentent la mobilit des mtaux [58-61].

IV. 3. Principaux mtaux tudis

Nous avons choisi dtudier deux mtaux traces le plomb(II) et le cadmium(II),

cause de leur grande toxicit, de labondance des tudes sur leur cycle biogochimique. En

raison de leur prsence sur les listes prioritaires de suivi de la contamination dans les cours

deau et les eaux marines.

IV. 3. 1. Le Cadmium

Le cadmium est un mtal blanc argent, lgrement bleut. Cet lment, appartenant

la famille des mtaux de transition, dcouvert en 1817 par le pharmacien Friedrich Stromeyer.

Le cadmium (stable) est un lment relativement rare prsent dans lcorce terrestre

des concentrations faibles. Il se trouve frquemment associ au minerai de Zinc [63-65].

Ces principaux minerais cadmifres sont les sulfures de zinc ou greenockite (CdS),

lotavite (CdCO3), le montponite (CdO) et la cadmoslite (CdSe) [66].

La source de dispersion naturelle du cadmium dans latmosphre est principalement

lie lactivit volcanique, lenrichissement en cadmium des sols et des systmes aquatiques

rsulte de laltration des matriaux de la crote terrestre et des retombs atmosphriques [64,

67- 69].

Proprits

Le cadmium lmentaire a un numro atomique de 48, une masse atomique de 112,4

g/mol, son point de fusion et d'bullition sont respectivement 321 C et 765 C, de

configuration lectronique [Kr] 4d10

5S2. Il possde 8 isotopes stables

106Cd (1.22%),

108Cd

(0.88%), 110

Cd (12.39%), 111

Cd (12.75%), 112

Cd (24.07%), 113

Cd (12.26%), 114

Cd (28.86%) et

116Cd (7.58%). Dans la nature le cadmium se trouve sous la forme oxyde (+II) de manire

stable. Le cadmium est un mtal mou, mallable plus volatil que le zinc, il est stable

temprature ordinaire et sec, mais s'oxyde lentement l'air en prsence d'humidit.

Les composs du cadmium sont insolubles dans l'eau, comme l'oxyde de cadmium

(CdO), le sulfure de cadmium (CdS), le carbonate de cadmium (CdCO3), ils peuvent tre


17

solubiliss dans des conditions d'oxydation ou d'acidit leve. En outre, le cadmium se

combine directement avec les halognes, l'oxygne et le soufre avec dgagement de chaleur

[33, 35- 37].

Utilisation

Le cadmium est un sous-produit commercial du raffinage du zinc [70], l'chelle

mondiale, le cadmium mtallique est utilis comme: anticorrosif pour le Fer, et comme alliage

dans l'industrie de l'automobile (6 %), il est galement utilis comme stabilisant pour les

plastiques (6 %) et les pigments (18 %).

Il est prsent dans les fongicides, certains engrais, la peinture, le caoutchouc, le verre

et les cramiques. Il est utilis notamment dans la fabrication des batteries et des

accumulateurs (Ni- Cd), qui reprsentent prs de 50 % de la consommation mondiale de

cadmium, On retrouve galement de petites quantits de cadmium dans les tubes -images de

tlviseurs, les fils de tlphone, les radiateurs d'automobile, les barres de commande et les

blindages de racteurs nuclaires, les huiles moteur et les agents de vulcanisation du

caoutchouc [53, 68, 71-72].

Toxicit

Le Cadmium est lun des lments polluants les plus problmatiques pour la protection

des cosystmes, les principales sources de contamination en cadmium proviennent des

retombes atmosphriques (fumes industrielles contamines), de lutilisation dengrais

fertilisants ou de lpandage de boues de stations de traitement deaux uses [53, 68-69, 71].

Le cadmium est un lment-trace qui circule en permanence dans l'environnement. Il ne

se dgrade pas, mais des processus physiques et chimiques peuvent modifier sa mobilit, sa

biodisponibilit et dans diffrents milieux.

D'une manire gnrale, la teneur en cadmium dans le sol est trs infrieure 1mg/Kg

(1ppm), cependant, il est stable au contact de l'air, car il se recouvre d'une couche d'oxyde, .sa

concentration normale dans l'air est de 0,001g/m3. En milieu aquatique, il peut tre

remobilis partir des sdiments sous l'action d'agents complexant [68], sa concentration dans

l'eau est de 1g/l [53, 68-69, 71].

Le cadmium est galement toxique pour lhomme dont la principale voie de

contamination est lingestion. L'exposition des doses mme faibles pourrait avoir des

consquences importantes pour la sant, en affectant les reins, les os, les poumons et le

systme respiratoire [53, 68, 73].


18

IV. 3. 2. Le plomb

Le plomb est un lment rare dans lenvironnement, la production mondiale de plomb

sest accrue considrablement depuis 1945 [74]. Cest un mtal bleu gristre, mallable et

ductile ; employ pour des applications trs disparates depuis l'antiquit. Il est trs souvent

associ au zinc dans les minerais mais aussi de nombreux autres lments: Fe, Cu, Cd, Bi,

Sb, Ge, As, Ag, Au qui sont en grande partie (sauf Fe) rcuprs lors des oprations

mtallurgiques.

Les minerais de plomb proviennent dune coproduction du traitement du minerai de

cuivre, de zinc ou dautres mtaux, le principal minerai du plomb est la galne (PbS) trs

souvent associ la blende et la pyrite [75].

Proprits

Le plomb est le 36me

lment de la crote terrestre en termes dabondance. Il prsente

un poids atomique de 207,2 g/mol et une densit gale 11,3. Il fond 327C et bout

1525C. Cest le seul lment prsentant 4 isotopes dont 1 stable 204

Pb et 3 radioactifs 206

Pb,

207Pb et

208Pb [76]. Sa structure lectronique est [Xe]4f

145d

106S

26p

2.

Dans la nature, le plomb se trouve sous les degrs doxydation (+II) et (+IV). Les

espces inorganiques sont le plus souvent sous ltat (+II), alors que le degr doxydation

(+IV) se rencontre dans le plomb des composs organiques.

Le plomb est rsistant l'acide sulfurique. Il est par contre rapidement dissout par

l'acide nitrique et solubilis par les acides organiques (acide actique, aliments acides) de

mme que par l'eau, surtout si elle contient des nitrates ou des sels d'ammonium. Par contre, la

prsence dans l'eau de sels calcaires peut empcher sa solubilisation [77].

Utilisation

Lutilisation du plomb est directement lie la mtallurgie, avec deux pics notables:

sous lempire romain pour la production de la monnaie, les canalisations et la vaisselle ; et

pendant la rvolution industrielle, le plomb a trouv des applications dans l'agriculture,

l'imprimerie, les peintures et les carburants automobiles.

Depuis 1970 sa principale utilisation par les pays de l'Organisation de Coopration et

de Dveloppement Economiques (OCDE), qui en sont de loin les premiers consommateurs,

est lie la production de batteries et d'accumulateurs (75 % de la consommation en 2000

[78-79].


19

Toxicit

Le plomb est lun des mtaux les plus tudis au monde du fait de sa toxicit et de sa

prsence dans les essences plombes. On estime que 95% de la pollution atmosphrique en

plomb provenait du plomb des essences. Ce plomb provenait galement de lindustrie

principalement sous forme de sulfure de plomb (galne (PbS)), des dblais industriels et de

certains pesticides [80].

Dautre part, la principale source de plomb, jusquau dbut des annes 90, provenait

de lutilisation de composs organo-mtalliques comme anti-dtonnant dans les moteurs

explosion.

Lexcs de plomb dans les plantes induit des troubles physiologiques et biochimiques

diminuant la photosynthse et la transpiration induisant ainsi un retard de croissance Dans le

sol, les micro-organismes sont plus sensibles que les plantes la pollution en plomb. Cette

toxicit vis--vis de la flore et faune du sol peut aboutir linhibition de la nitrification [81-

82].

IV .4. Proprits chimiques du Cadmium (II) et du Plomb (II)

Les proprits les plus importantes ; intervenant dans les ractions chimiques sont

essentiellement la valence, la configuration lectronique, le rayon ionique, et laptitude tre

ionis de solut.

Au point de vue de la chimie de coordination, le cadmium est considr comme un

cation "mou" qui a tendance former des liaisons covalentes, alors que le plomb et est un

cation caractre "dur " prdominant et est donc plutt impliqu dans des interactions

mettant en jeu des liaisons de nature lectrostatique [33, 83].

En outre, pour comprendre les interactions avec les milieux carbonats et plus

particulirement les ractions mettant en jeu les surfaces de minraux, il est intressant de

Comparer les rayons ioniques de ces deux mtaux ; les rayons ioniques sont tirs de [83] :

Cd (II): 0,097nm

Pb (II): 0,132nm

Le plomb apparait ds lors comme plus gros que le cadmium, ladsorption dun cation

mtallique ne dpend pas uniquement de son rayon ionique propre, mais galement de sa

spciation [84], ce mcanisme dpend du pH car : [85]

Celui- ci rgule la valeur et la densit des charges surfaciques [86-87]


20

Il dtermine lactivit des protons qui, puisquils ragissent avec les sites de

surfaces peuvent entrer en comptition avec les cations mtalliques pour accder

aux sites de surfaces [88]

Il conditionne la spciation des mtaux en solution.

V. Pesticides

Le terme pesticide drive du mot anglais Pest qui dsigne tout animal ou plante

virus, bactrie, champignon, ver, mollusque, insecte, rongeur, oiseau et mammifre)

susceptible dtre nuisible lhomme et son environnement, [89] et regroupe toute

substance destine pour protger les cultures contre les ennemis ou bien utilise pour

lassainissement des locaux, matriels et vhicules qui sert pour llevage des animaux

domestiques ou encore dans la collecte, le transport, le stockage ou la transformation des

produits dorigine animale ou vgtale.

Les pesticides aussi appels produits phytosanitaires, produits agro-pharmaceutiques,

ou bien mme produits antiparasitaires usage agricole, sont trs utiliss actuellement pour

[90] :

Augmenter les rendements des cultures ;

Limiter les irrgularits de production agricole ;

Protger les rserves alimentaires contre les parasites ;

Lutter contre les vecteurs de maladies ;

Protger certaines espces, ect.

En gnral, un produit phytosanitaire est une prparation constitue dune ou plusieurs

matires actives responsables de leffet du pesticide, auxquelles sont ajoutes d'autres

substances nayant pas dactivit biologique telles que des solvants, des tensioactifs, des

antimoussants. Ces adjuvants servent amliorer lefficacit des pesticides et faciliter leur

emploi [91].

Lensemble des oprations conduisant lobtention dune prparation commerciale

partir dune matire active porte le nom de formulation. Pralablement leur mise sur le

march, ces formulations sont soumises une procdure dvaluation de leur efficacit sur

leurs cibles supposes et des risques que leur emploi peut prsenter pour lutilisateur, le

consommateur et lenvironnement [92-93].


21

V.1. Classification des pesticides

Les pesticides disponibles aujourdhui sur le march sont caractriss par une telle

varit de structure chimique, de groupes fonctionnels et dactivit que leur classification est

complexe [94].

Dune manire gnrale, la classification de toutes les matires actives dpend de

divers critres, mais les deux systmes de classification les plus utiliss sont le groupe

chimique auquel le pesticide appartient ou le parasite sur lequel il agit [95-96]. En se basant

sur le premier critre, on peut distinguer les groupes de pesticides suivants:

Organochlors, composs organiques qui contiennent des atomes de chlore et qui

possdent une haute toxicit pour les insectes et activit rsiduelle, ils sont impliqus dans de

nombreux pisodes de mort de poisson et de dtrioration de l'environnement [97].

Organophosphors, esters et amides de l'acide phosphorique dont l'action est base

sur l'inhibition de l'actyle cholinestrase, avec la paralysie croissante de systme nerveux,

ceci oblige lutilisateur une manipulation trs prudente [98].

Carbamates, drivs de lacide carbamique, tiocarbamique et ditiocarbamique, avec

des proprits herbicides et insecticides possdant une action semblable celle des

organophosphors pour inhibition de l'actyle cholinestrase.

Pyrthroides, insecticides de synthse, les pyrthrines naturels et les pyrthroides

synthtiques, attaquent de mode similaire le systme nerveux des insectes en produisant hyper

excitation et la paralysie.

Triazines, herbicides dont l'action principale a lieu travers les racines, bien que

quelques-uns aient une action de contact par absorption par les feuilles.

Benzimidazoles, drivs du benzimidazol agissent comme fongicides systmiques.

Dithiocarbamates, fongicides drivs du ditiocarbamique. C'est prsent les

fongicides organiques les plus utiliss.


22

Autres groupes : On peut citer quelques-uns de ceux dvelopps rcemment tel que le

driv dipiridiniques, organe mercuriale, organocincades, fenoxiactiques, pyrthrines et les

drivs de triaziniques.

Les structures chimiques caractristiques de certaines de ces familles sont reprsentes en

(figure I.5).

N

N

N

X

R2R1

R3O P

O

OR1

OR2

Triazines Organophosphors

R2R1N

O

NR3R4 R1R2N OR

O

Ures Carbamates

Figure I. 5. Structures chimiques des principales familles des pesticides

En se basant sur le deuxime critre qui est son action sur le parasite, on peut classer

les pesticides de la faon suivante:

Insecticides: Ils ont la fonction de combattre les insectes.

Acaricides: Ils servent dtruire les acarides et l'araigne rouge.

Fongicides: Ils agissent contre les champignons parasitaires causant des maladies dans

les cultures comme le mildiou, odium, pourriture grise.

Antibiotiques usage agricole: Ils inhibent le dveloppement des microorganismes de

la plante.

Herbicides: Ils attaquent les mauvaises herbes,

Rodenticides: Ils sont utiliss contre les taupes et les chres

Nematicides: Ils agissent contre les vers

Corvicides: Attaquent les oiseaux ravageurs.


23

V.2. Toxicit des pesticides

La toxicit des pesticides dpend dun certains nombre de facteurs, parmi lesquels on

cite la nature de la formulation (solide, liquide ou gaz), les moyens dapplications et demploi

(pulvrisation, dispersion, etc) et les conditions dutilisations. Mais le facteur principal qui

conditionne la toxicit de ces produits concerne le mode de pntration : Pntration

digestive, pntration par voie respiratoire, par voie cutane [89].

Les risques de nuisance d'un pesticide ou de leurs mtabolites dpendent de plusieurs

facteurs comme leurs proprits toxiques court ou long terme, leur persistance et mobilit

dans les systmes et leur aptitude former certaines combinaisons toxiques avec les autres

substances chimiques. Aussi, on doit tenir compte des autres proprits, comme la volatilit,

la possibilit d'accumulation, la dgradation, et la potentialit catalytique des pesticides [99].

Bien que les pesticides sont critique pour l'industrie agricole moderne, certains pesticides

couramment utiliss ont t associ neurodveloppement anormal chez les enfants et que

les facteurs environnementaux peuvent contribuer fortement ce risque [100-102]. Dautre

part, de nombreux pesticides ou biocides sont des perturbateurs endocriniens (PE) avrs ou

fortement suspects, le ftus et le jeune enfant sont les plus menacs par ces substances.

[103].

V. 3. Dispersion des pesticides dans lenvironnement

La dispersion des pesticides dans lenvironnement apparait trs complexes, les

mcanismes qui gouvernent ce devenir sont nombreux et encore souvent mal connus,

cependant, ils peuvent se classer en trois types : rtention, dgradation et transport [104].

V. 3. 1. Rtention

La rtention est le transfert dun compos de la phase liquide ou gazeuse vers la phase

solide, imputable des phnomnes rversibles appels sorption, ou irrversible [105]. Par

sorption, sont dsigns les mcanismes dadsorption, dabsorption et de prcipitation,

difficilement identifiables sparment [106].

V. 3. 2. Dgradation

Ds leur application, les produits phytosanitaires subissent des processus biotiques et

abiotiques, qui amnent leurs dgradation plus au moins compltes. Ces mcanismes ont

lieu dans lair, le sol, leau et les sdiments [105]. La principale transformation dordre

physique est la photo-dcomposition par les rayonnements ultraviolets, la plupart des


24

molcules phytosanitaires ayant un maximum dabsorption compris entre 200- 400 nm, le

rsultat de ces ractions est le plus souvent une oxydation de la molcule. Ce processus peut

avoir lieu dans latmosphre, dans leau, la surface du sol et des plantes [107].

V. 3. 3. Transport

Le transport des produits phytosanitaires est gouvern par quatre facteurs

majeurs :

Les proprits chimiques de produits : solubilit dans leau, ionisation, volatilit,

persistance dans le milieu, prsence ou absence de groupes ractionnels.

Les proprits du sol : structures, types et quantits dargiles, pourcentage de matire

organique, pH, taux dhumidit, faune et flore, etc.

Les conditions et le types dapplication : surface traite, moments dapplications

Les conditions climatiques et hydrogologiques : intensit et frquence de a pluie,

temprature du sol, profondeur de la nappe, etc.

Globalement, les pertes des produits phytosanitaires par les processus physiques sont

souvent les plus importantes. Parmi eux, il arrive que la volatilisation soit le processus

dominant le contrle de la dispersion de certains produits phytosanitaires dans

lenvironnement. Le phnomne de volatilisation est gouvern par deux causes majeures :

lvaporation des molcules de produit dans lair depuis les rsidus prsents la surface du

sol ou de la plante, et la dispersion de la vapeur rsultante dans latmosphre [90,108].

V. 4. Rglementation des rsidus des pesticides

Pour pouvoir satisfaire les besoins alimentaires d'une population mondiale en

expansion, il est ncessaire que la production agricole augmente dans les mmes proportions.

Or, dans de nombreuses rgions du monde, il ne reste plus de terres disponibles pour les

activits agricoles et I' extension des superficies cultives est inacceptable sur le plan social

ou environnemental. Alors, l'intensification de la production agricole sur des terres dj

cultives s'impose. Cette intensification est gnralement lie une augmentation des

investissements dans l'infrastructure, notamment l'irrigation, o lon a un recours accru aux

intrants extrieurs, tels que les engrais et les pesticides.

Dans les dernires dcennies, l'usage intensif des pesticides comme principal moyen

de lutte contre les ravageurs a eu des rpercussions nfastes sur les cosystmes agricoles, sur


25

l'environnement et la sant publique [109]. Ceci implique l'instauration d'une rglementation

trs stricte des rsidus des pesticides pour garder la salubrit et linnocuit des aliments.

V. 4. 1. Rglementation selon le Codex Alimentarius

Les pesticides utiliss pour la production d'aliments laissent invitablement des

rsidus. Il fallait donc formuler des normes strictes pour garantir la scurit du consommateur.

Depuis leur cration en 1963 par deux organisations des Nations unies, la F AO et l'OMS, la

Commission du Codex Alimentarius et ses comits subsidiaires accordent la priorit absolue

la protection et aux intrts des consommateurs dans la formulation des normes alimentaires

[110].

Les comits de la commission couvrent de nombreux aspects des aliments. Mais c'est

le comit du Codex Alimentarius qui travaille sur les rsidus de pesticides dans les aliments;

ce comit base ses dcisions sur les travaux scientifiques d'un groupe d'experts indpendant

[111]. Depuis la runion en Uruguay concernant l'Accord gnral sur les tarifs douaniers et le

commerce (GATT), les normes alimentaires internationales utilises pour le commerce entre

les Etats membres de l'OMC sont bases sur le Codex. Les normes nationales sont bases sur

les rsidus des pesticides dans les cultures et sur les informations toxicologiques du pays en

question. Les niveaux des rsidus recommands par le Codex peuvent tre utiliss par les pays

en dveloppement qui n'ont pas dtermin leurs propres niveaux [111].

Le Comite du Codex sur les rsidus de pesticides se runit une fois par an, en gnral

en Hollande, pour fixer et rviser les LMR pour certains pesticides. Les dcisions sont bases

sur les travaux d'un comit d'experts techniques de la FAO et de l'OMS, la Runion Conjointe

d'experts sur les Rsidus de Pesticides (JMPR) tudie les rsultats des tudes toxicologiques,

les donnes sur les rsidus et les schmas d'utilisation. Les membres du JMPR sont des

toxicologues et des chimistes spcialistes des rsidus, qui agissent en leur p

Documents

THESE Elimination des métaux lourds et pesticides en solution