Institut Méditerranéen d’Océanologie
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Félicitations à Ibrahim Yasser Zidan EL-NAHHAL (CEM) qui a soutenu sa thése le 10 juillet 2018

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Sur le sujet suivant : « Impact de la matière organique anthropique issue des stations d’épurations sur la fluorescence de la matière organique en zone côtière »
sous la direction de Stéphane Mounier, Maître de Conférences HDR, Université de Toulon (France)

le Mardi 10 juillet 2018 à 14h00
à l’Université de Toulon

Le jury est composé de :

- Mme. Madeleine GOUTX, Directrice de Recherche au CNRS (France), Examinatrice
- M. Stéphane MOUNIER, Maître de conférences HDR, Université de Toulon (France), Directeur
- M. Abdelkrim OUAMMOU, Professeur de l’Enseignement Supérieur (PES), Université Sidi Mohamed Ben Abdellah (Maroc), Rapporteur
- Mme. Claire RICHARD, Directrice de Recherche, CNRS, ICCF, Université de Clermont Auvergne (France), Rapporteur
- M. Davide VIONE, Associate Professor, Università degli Studi di Torino (Italie), Examinateur
- Mme. Florence VOUVÉ, Maître de conférences, Université de Perpignan (France), Examinatrice

Résumé :
Les activités anthropiques ont apporté des changements majeurs au système environnemental global. Par ailleurs, la matière organique dissoute (MOD) du littoral a une grande influence sur le cycle global du carbone et donc en partie sur le changement climatique global. L’apport côtier en MOD représente principalement une matière organique terrestre. Parmi ces apports, les rivières urbanisées sont fortement impactées par la MOD anthropique provenant des stations de traitement des eaux usées. La MOD chromophorique est un sous-groupe de la MOD qui peut absorber la lumière. La MOD fluorescente est à son tour un sous-groupe de la MOD chromophorique. Le signal de fluorescence de la MOD anthropogénique dans la zone côtière n’est à ce jour pas bien caractérisé et évalué dans la littérature. Les dégradations induites par photochimie et les changements au niveau moléculaire influencent la MOD. Dans la présente étude, plusieurs expériences d’irradiation solaires ont été menées avec plusieurs modes de filtration et de mélange d’eau de rivière, d’eau de mer et d’un effluent de station de traitement des eaux usées. dans le but de trouver un signal spécifique de fluorescence, traceur de la MOD anthropique. En utilisant les matrices d’émission d’excitation de la spectroscopie de fluorescence (EEMs) couplées à la technique statistique chimiométrique de l’analyse factorielle parallèle CP/PARAFAC, un modèle de régression multilinéaire a été développé pour prédire la contribution des composantes CP/PARAFAC à partir de la composition du mélange. La cinétique de photodégradation des ces paramètres de régression multilinéaire a également été étudiée. Des suivis géographiques de l’évolution du signal de fluorescence dans la rivière Gapeau jusqu’à la mer ont été menés ainsi qu’une étude circadienne du signal de fluorescence. Le modèle de régression multilinéaire développé a été appliqué pour modéliser les résultats des expériences de terrain avec un réel succés. Par contre la recherche d’un signal ou d’une signature de fluorescence spécifique pour l’eau de rivière, les stations d’épuration des eaux usées ou l’eau de mer n’a pas pu être réalisée dans ce travail. Dans les zones côtières affectées par l’homme, le modèle développé prévoit que les matières organiques fluorescentes résiduelles proviennent principalement sinon uniquement des stations de traitement des eaux usées, et aucun signal spécifique provenant de l’eau de mer n’a pu être détecté dans ce travail.

Mot Clé : MOD fluorescente, Matrices d’émission d’excitation, fluorescence, CP / PARAFAC, Photodégradation, Station de traitement des eaux usées, Zone côtière.

Abstract :
Anthropogenic activities have done major changes to our global environmental system. The coastal dissolved organic matter (DOM) has great influence on the global carbon cycle and climate change. The riverine input of dissolved organic matter mostly represents the terrestrial organic matter. Urbanized rivers are greatly impacted by the anthropogenic dissolved organic matter coming from wastewater treatment plants. Chromophoric dissolved organic matter (CDOM) is a subgroup of the dissolved organic matter which can absorb light. Fluorescent dissolved organic matter (FDOM) in turn is a subgroup of the chromophoric dissolved organic matter. The fluorescence signal of the anthropogenic dissolved organic matter in the coastal zone is not well characterized and evaluated in the literature. Photochemically induced degradations and changes at the molecular level is considered to be a great process which could influence the dissolved organic matter. In the present study, several mixing experiments under sunlight irradiation were conducted with several modes of filtration of three endmember mixing components (River Water, Sea Water , Wastewater treatment plant effluent discharge) with the objective of finding a specific signal of fluorescence which could be a tracer of the anthropogenic dissolved organic matter through using the fluorescence spectroscopy excitation emission matrices (EEMs) coupled with the chemometric statistical technique of Parallel Factor analysis CP/PARAFAC. Moreover, multilinear regression prediction model of the contribution of CP/PARAFAC components was developed. In addition the photochemical kinetics of the multilinear regression parameters were investigated. On top of that, geographical investigations of the evolution of fluorescence signal in the Gapeau river till the sea were conducted. Furthermore, temporal investigation of the fluorescence signal for four water points in the pathway of Gapeau river were done. The multilinear regression model developed was applied to predict the results of the geographical and temporal field experiments. Results have shown that Multilinear this regression model for contribution of CP/PARAFAC components is excellent and could be done for the three endmembers. In addition the search for specific fluorescence signal or signature for River Water, WasteWater treatment plants and Sea Water couldn’t be done in this work. The model reveal thant in human impacted coastal zone, residual fluorescent organic matter come from WasteWater treatment plant, and no specific signal from sea water could be detected near the coast

Keywords : Fluorescent dissolved organic matter , Excitation emission matrices , fluorescence , CP/PARAFAC, Photodegradation, WasteWater Treatme