2005 biologiques de l’UQAM Lancement du satellite français ... · Les relations trophiques qui existent entre des organismes vivants sont souvent représentées par une CHAÎNE

D ans la nature, il existe plusieurs milieux de vie diffé -

rents, tels que le désert, la mer, la forêt, l’étang, etc. Dans

chacun de ces milieux, on trouve une multitude d’éléments

non vivants et d’organismes vivants. Tous les orga nismes

vivants se nourrissent, grandissent, se reproduisent, etc.

Pour ce faire, ils ont besoin d’énergie.

Mais où trouvent-ils cette énergie ? Que se produit-il

quand un milieu de vie est perturbé ? Les êtres humains

produisent beaucoup de déchets. Quel est l’impact de ces

rejets sur les milieux de vie ?

C’est en étudiant les écosystèmes que l’on arrive à ré-

pondre à ces questions. Mais commençons d’abord par

comprendre ce qu’est un écosystème.

vers -3000 Construction des premierségouts et des premiersaqueducs de l’histoire

vers -500 Développement destechniques de compostage

1864 Formulation de l’équationde la photosynthèse

1972 Interdiction, au Canada, d’utiliser le DDT (dichloro-diphényl-trichloréthane) à cause de ses effetsnéfastes sur les écosystèmes

1866

Popularisation du terme«écologie»

1889 Construction de la premièrestation d’épuration des eauxusées au monde

1931

Fondation officielle du Jardinbotanique de Montréal

1935

Création du terme «écosystème»

1939 Découverte des propriétésinsecticides du DDT (dichloro-diphényltrichloréthane)

1949 Publication de l’échelle de Hodgeet Sterner déterminant la toxicitédes contaminants

1992

Lancement du satellite françaisSpot 4 permettant notammentd’étudier la végétation de la Terre

1998

Définition du concept d’empreinteécologique

2005

Statut de bâtiment «vert»accordé au pavillon des sciencesbiologiques de l’UQAM

!Chapitre 10 (a) (5e épreuve) HR:Layout 1 09-12-22 15:08 Page316

Les écosystèmes 10SOMMAIRE

1. Qu’est-ce qu’un

écosystème ? ...................... 318

1.1 Les interactions dans unécosystème: les relationstrophiques................................... 319

Les producteurs .............................. 320

Les consommateurs ...................... 321

Les décomposeurs ....................... 322

1.2 La dynamique d’un écosystème ..................... 323

Le flux de la matière et lerecyclage chimique................ 323

Le flux de l’énergie ...................... 324

1.3 La productivité primaire des écosystèmes ..................... 325

2. Les perturbations ................ 327

2.1 Les perturbations naturelles.... 327

2.2 Les perturbations humaines .... 328

2.3 La succession écologique .......... 329

2.4 L’empreinte écologique................ 330

3. L’écotoxicologie ..................... 331

3.1 Les contaminants ........................... 332

Le seuil de toxicité......................... 334

3.2 La bioaccumulation et la bioconcentration des contaminants .................... 335

4. Des biotechnologies

au service des

écosystèmes ........................ 337

4.1 La dépollution des sols par biodégradation des polluants ............................. 337

4.2 La phytoremédiation ................... 338

4.3 Le traitement des eaux usées .............................................. 339

Les fosses septiques ..................... 340

Les stations d’épuration des eaux usées.......................... 340

L’universviv

an

t

317


318 C H A P I T R E 1 0

Au chapitre précédent, nous avons examiné les trois premiers niveaux écolo -giques que l’on trouve dans la nature, soit l’individu, la population et la com-munauté. Ces trois premiers niveaux concernent les organismes qui viventdans un même milieu.

1 Qu’est-ce qu’un écosystème ?STSTEATS

Les écosystèmespeuvent être petits ougrands et très variés.

10.2

Or, un milieu de vie n’est pas uniquement constitué d’organismes vivants. Ilcomprend aussi des éléments non vivants comme la température, la lumière,les éléments contenus dans le sol, etc. Ces éléments non vivants peuventavoir des effets sur les organismes vivants. Lorsqu’on considère les non-vivants avec les vivants dans un milieu de vie, il s’agit alors d’un quatrièmeniveau écolo gique, qu’on appelle l’«écosystème».

Un ÉCOSYSTÈME est un ensemble d’organismes vivants quiinter agissent entre eux et avec les éléments non vivants dumilieu qu’ils occupent.

Les exemples d’écosystème sont nombreux. Une forêt, un lac, un aquarium,une île, une montagne constituent tous des écosystèmes. La taille et les élé-ments d’un écosystème varient donc de l’un à l’autre.

Après l’individu, lapopulation et la com -mu nauté, l’écosystèmeconstitue le quatrièmeniveau écologique.

10.1

1er niveau: Individu

2e niveau: Population

3e niveau: Communauté

4e niveau: Écosystème

CONCEPTS DÉJÀ VUS

Niche écologiqueFormes d’énergie(chimique, thermique,rayonnante, mécanique)


319Les écosystèmes

Pour les scientifiques, les écosystèmes sont des «machines» naturellesqui transforment la matière et l’énergie dans un milieu. En effet,tous les organismes vivants d’un écosystème ont besoin d’énergiepour vivre, qu’ils obtiennent en se nourrissant de matière. Cettenourriture, ils la trouvent dans leur milieu. Les organismes vivantsd’un écosystème ont donc entre eux desrelations alimentaires. C’est ce qu’on ap-pelle les «relations trophiques ».

Les RELATIONS TROPHIQUES sont les liens de naturealimentaire qui existent entre les organismes vivantsd’un éco système.

Les relations trophiques qui existent entre des organismes vivantssont souvent représentées par une CHAÎNE ALIMENTAIRE. Cettechaîne est une suite d’organismes vivants dans laquelle chacunmange celui qui le précède. La position qu’occupe chaque orga -nisme vivant dans une chaîne alimentaire correspond à son NIVEAU

TROPHIQUE. Dans les chaînes alimentaires, on distingue les niveauxtrophiques suivants :

les producteurs;

les consommateurs;

les décomposeurs.

La figure 10.3 pré sente une chaîne alimentaire contenant desexemples de ces trois niveaux trophiques.

1.1 LES INTERACTIONS DANS UN ÉCOSYSTÈME : LES RELATIONS TROPHIQUES

STSTEATS

«Trophique» vient dumot grec trophê, qui si -gnifie «nourriture».

Un exemple de chaîne alimentaire dans un écosystème boisé. Les flèches indiquent les liens alimentaires entre chaque organisme.

10.3

18711955

ArthurGeorgeTansley

Écologiste britanniquequi, en 1935, créa leterme «écosystème»pour désigner l’interac -tion qui s’établit entreles organismes vivants et leur environnement.Avant lui, l’écologie étaitplutôt une science visantà déterminer les raisonspour lesquelles desespèces sont présentesdans un milieu.

Niveautrophique

Producteur Consommateur Consommateur

Consommateur(Grand-ducd’Amérique)

(Couleuvre tachetée)

(Campagnol des bois)

(Herbe)

Niveautrophique

Décomposeur Décomposeur Décomposeur Décomposeur(Cloportes) (Micro-organismes) (Vers de terre) (Champignons)


320 C H A P I T R E 1 0

Les producteurs

Des organismes comme les plantes, les algues et certaines bactéries sont capa-bles de transformer la matière inorganique du milieu en matière orga nique.(Le tableau 10.4 présente la distinction qui existe entre la MATIÈRE ORGANIQUE

et la MATIÈRE INORGANIQUE.) Cela signifie qu’ils peuvent utiliser de la matièrecomme l’eau, les éléments du sol, la lumièresolaire, etc., pour produire de la matière vivante.Ainsi, ils peuvent se nourrir sans avoir à ingérerd’autres organismes. Ce sont des autotrophes.

STSTEATS

«Autotrophe» provient desmots grecs autos, qui signi-fie «soi-même», et trophê,qui signifie «nourriture».

Catégorie de matière Description Exemples

Matière inorganique Matière qui n’est pas nécessairement produite par les organismes Eau, sels minéraux, etc.vivants.

Matière organique Matière qui entre dans la composition des organismes vivants Protéines, lipides, etc.et qui est généralement créée par ceux-ci.

Les deux catégories de matière10.4

Les organismes AUTOTROPHES sont à la base de la chaîne alimentaire, car cesont eux qui font entrer l’énergie dans l’écosystème. Ils utilisent, entre autres,la lumière du Soleil, le dioxyde de carbone et les éléments nutritifs du solpour produire de la matière organique. C’est pourquoi on appelle ces orga -nismes les «producteurs».

Les PRODUCTEURS sont les organismes autotrophes d’un éco -système capables de créer de la matière organique à partir dematière inorganique.

Dans les écosystèmesterrestres, les plantessont les principauxproducteurs. Dans les écosystèmes aqua -tiques, ce sont surtoutdes micro-organismes,appelés «phytoplanc -ton», et les algues quisont les producteurs.

10.5


STSTEATS

Les consommateurs

Dans un écosystème, plusieurs organismesvivants sont incapables de produire eux-mêmesleur nourriture. Ce sont des organismesHÉTÉROTROPHES . Parmi les hétérotrophes, ontrouve des organismes qui obtiennent leur énergie en mangeant d’autresorganismes vivants ou leurs produits (œufs, fruits, etc.). On les appelle les«consommateurs».

Les CONSOMMATEURS sont des organismes hétérotrophes quise nourrissent d’autres organismes vivants.

Il existe plusieurs types de consomma -teurs, comme l’illustre la figure 10.3(à la page 319) :

Les consommateurs de premierordre se nourrissent des produc-teurs ou des graines et des fruits deces der niers. Ainsi, les herbivores,les granivores et les frugivores sonthabi tuellement des consomma-teurs de premier ordre. Dans la fi -gure 10.3, le campagnol des bois estun consommateur de premier ordre.

Les consommateurs de deuxième,de troisième et de quatrièmeordre, respectivement, se nourris-sent des consommateurs de l’ordrequi les précède. Ainsi, les consom-mateurs de deuxième ordre et plussont normalement des carnivores. Dans la chaîne alimentaire de la fi-gure 10.3, la couleuvre tachetée est un consommateur de deuxième ordreet le grand-duc d’Amérique, un consommateur de troisième ordre.

Il est à noter que le même animal peut être un consommateur d’un ordredifférent selon la position qu’il occupe dans une autre chaîne alimentaire.Par exemple, si c’était le grand-duc qui avait mangé le campagnol desbois, il serait alors un consommateur de deuxième ordre.

Certains animaux, les omnivores , sont des consom - mateurs de plusieurs ordres. Les ours, entre autres,se nourrissent de plantes et d’autres animaux. Ilspeuvent donc être des consommateurs de premierordre, de deuxième ordre ou de troisième ordre, selon ce qu’ils mangent.

«Hétérotrophe» provient desmots grecs heteros, qui signi-fie «autre», et trophê, qui si -gnifie «nourriture».

«Omnivore» provient desmots latins omnis, qui si -gnifie «tout», et vorare,qui signifie «dévorer».


Dans la nature, la PHOTOSYNTHÈSE est le principal mécanisme à la base de latransformation de la matière inorganique en matière organique. En utilisantl’énergie du Soleil pour produire l’énergie dont ils ont besoin, les végétauxse nourrissent et peuvent croître.

Un grand-ducd’Amérique.

10.6


322 C H A P I T R E 1 0

Les décomposeurs

Enfin, dans une chaîne alimentaire, on trouve égalementles décomposeurs qui sont liés à tous les niveaux tro -phiques. En effet, les décomposeurs se nourrissent desdétritus, c’est-à-dire de la matière organique non vivantecomme les feuilles tombées, le bois des arbres morts, lescadavres des animaux, les excréments, etc. Ils décom-posent la matière organique en matière inorganique.

Les décomposeurs sont donc des DÉTRITIVORES. Certainsvers, les champignons, certaines bactéries et certainsinsectes, comme les cloportes, sont des décomposeurs. Ilssont des hétérotrophes et peuvent être mangés par desconsommateurs.

Les DÉCOMPOSEURS sont des organismes quise nourrissent des déchets et des cadavresd’autres organismes vivants.

Dans un écosystème, il existe plus d’une chaîne alimentaire possible. Eneffet, l’herbe dans une forêt peut être broutée par différents animaux qui,eux, peuvent être mangés par plusieurs prédateurs. Les relations trophiquesdans un écosystème sont donc nombreuses. Lorsqu’on tente de les représen-ter, on réalise alors un RÉSEAU TROPHIQUE (ou réseau alimentaire).

STSTEATS

Ce schéma représentele réseau trophiquesimplifié d’unécosystème boisé. Les flèches illustrent les différentes chaînesalimentaires possibles.Les flèches blanchesmontrent que lesdécomposeurs sont liés à tous les niveauxtrophiques.

10.8

Des consommateurs peuvent se nourrir de décomposeurs. C’est le cas notamment desoiseaux (dans ce cas-ci, le merle d’Amérique)lorsqu’ils se nourrissent de vers de terre.

10.7

Renard

Couleuvre

Musaraigne

Pic

LièvreMulot Sauterelle

Termite

Champignons et micro-organismes



Le vermicompostageAu Québec, on estime qu’entre 40% et 50% du vo-lume de nos déchets domestiques sont des restesde table ou des résidus provenant des jar dins etdes pelouses. Pour revaloriser ces déchets, au lieude les envoyer au dépotoir, le vermicompostageest une biotechnologie qui peut être adoptée. Elleutilise des vers de terre capables de vivre dans desboîtes, comme Eisenia fœtida, mieux connus sousle nom de vers rouges du fumier. Il s’agit d’uneméthode simple et propre, qui permet de faire ducompost même à l’intérieur des habitations.

Pour arriver à préparer du compost, il suffit de sedoter d’une boîte de compostage contenant desvers de terre, puis de leur donner de la nourriture.Ils mangent à peu près n’importe quel déchet decuisine et de jardin qu’ils transforment en compost.Deux raisons principales font que le compostage

de nos déchets organiques est de plus en pluspopulaire. D’abord, il assure la réduction du volumedes déchets domestiques. Ensuite, il permet d’ob -tenir un engrais naturel à peu de frais, puisque lecompost est riche en éléments nécessaires pour lacroissance de nos pelouses, de nos plantes d’inté -rieur et d’extérieur, de nos fruits et de nos légumes.

+ENVIRONNEMENT+

Les vers rouges du fumier sont des décomposeurs quipeuvent être utilisés pour faire du compost.

Comme on a pu le voir, dans un écosystème, il y a transformationde la matière et, par conséquent, transfert d’énergie. Grâce auxrela tions trophiques, la matière et l’énergie circulent d’un orga -nisme à un autre. On trouve donc, à l’intérieur de chaque écosys-tème, une circulation ou ce qu’on appelle un «flux de matière etd’énergie».

Le FLUX DE MATIÈRE ET D’ÉNERGIE dans un écosys-tème correspond à la circulation de la matière et del’énergie entre les organismes vivants ainsi qu’entre lemilieu et les organismes vivants.

1.2 LA DYNAMIQUE D’UN ÉCOSYSTÈMESTSTEATS

Le flux de la matière et le recyclage chimique

Selon la loi de la conservation de la masse énoncée par AntoineLaurent de Lavoisier, rien ne se perd, rien ne se crée, tout se trans-forme. Il en va ainsi pour la matière dans un écosystème.

Les producteurs transforment continuellement la matière inorganique dumilieu en matière organique. On pourrait croire qu’à ce rythme, au boutd’un certain temps, toute la matière inorganique serait épuisée. Les produc-teurs ne pourraient plus trouver leur nourriture et mourraient donc, met-tant en péril tout l’écosystème.

STSTEATS

Un écosystème

sous la glace

Une équipe de chercheurs a

découvert un écosystème en

Antarctique, sous 200 mètres

de glace, qui existe depuis

près de 10 000 ans. Il compte

environ 1000 espèces variées;

des araignées, des petits

crus tacés, des méduses et

des coraux y vivent dans les

conditions froides des pro-

fondeurs marines.

No 67


324 C H A P I T R E 1 0

Mais les décomposeurs, qui se nourrissent de lamatière organique contenue dans les détritus, ladécomposent en matière inorganique nécessaire auxvégétaux, telle que l’azote, le potassium ou le phos-phore. C’est ce qui se produit lorsqu’on fait ducompostage. Les producteurs ont donc continuelle-ment accès à de la matière inorganique pour créerde la matière organique. C’est le phénomène derecyclage chimique dans un écosystème.

Le RECYCLAGE CHIMIQUE est un phé -no mène naturel qui, par l’action desdécomposeurs, permet de remettre encirculation de la matière inorganiquedans un écosystème à partir de la ma -tière organique.

La matière passe d’un état à un autre, mais reste tou -jours en circulation dans l’écosystème. Par exemple,lorsqu’un lièvre broute du trèfle, la matière conte -nue dans le trèfle est transférée à l’animal. Ensuite,si un lynx mange le lièvre, le prédateur a alors accèsà la matière contenue dans le lièvre et ainsi de suite.À la fin, les décomposeurs ont accès à la matière contenue dans les détrituslaissés par les organismes vivants, ils la décomposent en matière inorganiqueet la retournent dans l’éco système. Cette matière inorganique pourra à nou-veau être utilisée par le trèfle.

Sous l’action des décomposeurs, la matièreinorganique qui est utilisée par les producteurs pourfabriquer de la matière organique est recyclée. Il s’agitdu recyclage chimique dans les écosystèmes.

10.9

Décomposeurs Détritus

Consommateurs

Producteurs

Milieu

Flux de la matière inorganiqueFlux de la matière organique

Le flux de l’énergie

Il n’y a pas que la matière qui circule dans un écosystème. En effet, l’énergieemmagasinée par les végétaux se trouve elle aussi en circulation.

La première source d’énergie pour un écosystème est généralement lalumière du Soleil. Grâce à l’action des organismes autotrophes, une partie del’énergie rayonnante qui entre dans l’écosystème est transformée en énergiechimique qui est ensuite transmise aux consommateurs. À chaque niveau, lesorganismes emmagasinent dans leurs tissus de l’énergie contenue dans leurnourriture.

Cependant, une grande partie de cette énergie est toujours perdue lors dupassage d’un niveau trophique à un autre. À chaque niveau, les organismesrejettent un peu d’énergie sous forme de déchets. Ils en utilisent aussi unebonne part pour effectuer différentes activités comme se déplacer, croître ouse reproduire, dont une partie se perd sous forme de chaleur. Par exemple,lorsqu’on court pendant une certaine période de temps, on utilise beaucoupd’énergie et une quantité de chaleur est dégagée.

Ainsi, contrairement à la matière, l’énergie dans un écosystème n’est jamaisrecyclée. Un écosystème doit donc continuellement recevoir de l’énergiedu Soleil.

STSTEATS



Un exemple de flux d’énergie dans un écosystème. Les flèches bleues illustrent le transfert d’énergie d’un niveau trophique à un autre et les rouges, la perted’énergie à chaque niveau.

10.10

Énergierayonnante

Énergie thermique perdue dans l’environnement

Consommateur de 2e ordreConsommateur de 1er ordreProducteur(Couleuvre)(Campagnol)(Végétaux)

Un des paramètres les plus importants lorsqu’on étudie les écosystèmes estde connaître la masse de la nouvelle matière organique qu’ils produisent. Lamasse totale de toute la matière organique (végétale et animale) d’un éco -système s’appelle la «biomasse».

1.3 LA PRODUCTIVITÉ PRIMAIRE DES ÉCOSYSTÈMES

STSTEATS

Des données satellites montrent quela concentration de phytoplanctondans l’Atlantique Nord a chuté de30% depuis 1979. Une observationinquiétante lorsqu’on sait que ces

micro-organismes qui vivent en sus-pension dans la couche supérieuredes océans jouent un rôle essentieldans la chaîne alimentaire et le recy-clage du dioxyde de carbone (CO2).

Le phytoplancton assure près de lamoitié de la photosynthèse de la pla -nète. Grâce à cette activité, il capteenviron le tiers du CO2 émis dansl’atmosphère par les humains (de 6à 7 milliards de tonnes par année),puis le transforme en matière orga -nique utile à sa croissance. Le phyto-plancton sert de nourriture au zoo-plancton (autres organismes qui nefont pas de photosynthèse), qui ali-mente à son tour de nombreux ani-maux marins.

Selon les scientifiques, deux para -mètres expliqueraient la baisse desa concentration : l’augmentation dela température de surface des merset le changement de force des vents.

Adapté de: Alain PEREZ, «Menace sur

le phytoplancton, jardin des océans»,

Les Échos, 24 août 2006, p. 9.

Cette image satellite nous montre la concentration en chlorophylle dans

les océans, c’est-à-dire la quantité de phytoplancton. Plus la couleur est pâle

(jaune), plus il y a de phytoplancton dans cette zone. (Données recueillies

par l’instrument MODIS sur le NASA’s AQUA entre le 1er juillet 2002 et

le 31 décembre 2004.)

MENACE SUR LE PHYTOPLANCTON

No 68


326 C H A P I T R E 1 0

La BIOMASSE est la masse totale de la matière organiqueprésente à un moment donné dans un écosystème.

Comme nous l’avons vu précédemment, l’action des producteurs permetd’obtenir de la nouvelle matière organique. Cette matière correspond à lanouvelle biomasse d’un écosystème. Lorsqu’on mesure la quantité de cettenouvelle biomasse, on obtient la productivité primaire d’un écosystème.

La PRODUCTIVITÉ PRIMAIRE d’un écosystème est laquantité de nouvelle biomasse obtenue par l’actiondes producteurs de l’écosystème.

Cette mesure est importante, car elle représente la quantité d’éner -gie disponible pour les consommateurs de premier ordre. Elle a,ainsi, une influence directe sur la quantité d’êtres vivants qui sedévelopperont dans un écosystème. Plus le milieu de vie crée de lanouvelle matière organique, plus l’écosystème est en mesure defournir de l’énergie pour un plus grand nombre d’êtres vivants.

Quelques facteurs peuvent faire varier la productivité primairedans les écosystèmes. En effet, cette dernière étant liée à la créationde nouvelle biomasse par les producteurs, il faut donc que la crois-sance des producteurs (végétaux, phytoplancton, etc.) soit sou -tenue pour que la productivité primaire soit élevée. Les facteurssuivants sont parmi ceux qui in fluencent la productivité primaired’un écosystème:

la quantité de lumière, puisque c’est l’énergie rayonnante du Soleil quipermet la photosynthèse;

la quantité d’eau disponible, puisque l’eau est nécessaire à la photosynthèse;

l’accès à des nutriments essentiels pour les producteurs, notamment ducarbone, de l’azote, du phosphore et du potassium;

la température, car certaines conditions climatiques sont favorables à lacroissance des producteurs.

Un écosystème polaire est moins productif qu’un écosystème forestier parce qu’on y trouve moins de végétaux, les conditions climatiques étant moins favorables à leur développement.

10.11

Une biosphère sur

une autre planète ?

En Arizona, aux États-Unis,

Bio sphère 2, un écosystème

com plet sous verre, a été

cons truit au début des an nées

1990 dans le but d’y faire

vivre plantes, animaux et huit

humains de façon autonome.

Mais l’écosystème n’a pas

atteint l’équilibre souhaité. Si

une autre tentative de ce type

réussissait, on pourrait peut-

être un jour vivre sur une

autre planète !

!Chapitre 10 (b) (5e épreuve) HR:Layout 1 09-12-22 15:14 Page326


2 Les perturbationsSTSTEATS

À un moment ou à un autre, les écosys-tèmes sont soumis à des perturbations. Unepériode de sécheresse, une tempête deneige ou un déversement de pétrole, parexemple, auront pour effet de modifier ladynamique d’un écosystème.

Une PERTURBATION est un évé -nement qui cause des dommagesà un écosystème. Elle peut en -traîner l’élimination d’orga nismeset modifier la disponibilité desressources.

Le type, la fréquence et la gravité des per-turbations qui surviennent dans un écosys-tème peuvent varier selon le cas.

Les perturbations peuvent être de différents types. Dans des éco -sys tèmes comme ceux du Québec, il est cou rant que des tem-pêtes de neige se produisent. Dans d’autres écosystèmes, ce seraplutôt des tempêtes de sable, des ouragans ou des éruptions vol -ca niques qui surviendront.

Les perturbations peuvent être plus ou moins fréquentes. AuQuébec, certaines rivières ont tendance à inonder les terreschaque printemps. D’autres rivières inon dent les terres occasion-nellement, lorsque sur viennent des pluies torrentielles.

Les perturbations peuvent être plus ou moins graves. Une tem-pête de verglas sera moins dommageable à un écosystème si elledure quelques heures que si elle dure plusieurs jours, comme cefut le cas au Québec en janvier 1998.

Les perturbations peuvent être d’origine naturelle, mais elles peuventaussi être d’origine humaine.

Les perturbations naturelles sont nombreuses. Il s’agit d’événe-ments qui ne sont pas causés par l’être humain, mais qui entraînentdes dommages à des écosystèmes.

Les tempêtes sont des perturbations naturelles. Elles peuvent avoirdes consé quences sur presque toutes les sortes d’écosystèmes,même sur ceux qui se trouvent au fond des océans. En effet, àcause du brassage des eaux, l’eau de surface et l’eau du fond semélangent. Des populations qui vivent au fond de l’eau peuventdonc être affectées par les tempêtes qui se produisent à la surface.

1911–

PierreDansereau

Parmi les écologistes les plus connus auCanada figure PierreDansereau. Il fut l’un des premiers à tenircompte du rôle de l’êtrehumain dans la dyna -mique des éco sys tèmes.Son expertise en écolo -gie et ses recherches sur les écosystèmes sontconnues mondialement.

2.1 LES PERTURBATIONS NATURELLESSTSTEATS

Un déversement de pétrole est uneperturbation qui peutêtre catastrophiquepour un écosystème.

10.12


328 C H A P I T R E 1 0

L’exploitation minièreest un exemple deperturbation humainedes écosystèmes.

10.14

Outre les tempêtes, les éruptions volcaniques, les feux de forêt, les périodesde sécheresse, les inondations, les périodes de gel ou de canicule sont desexemples de perturbations naturelles.

Un ouragan est un exemple de pertur bation naturelle qui peut entraîner d’énormes dommages dans un écosystème.

10.13

L’être humain demeure le principal agent de perturbation écologique sur laTerre. Plusieurs activités humaines produisent des effets sur les écosystèmes.

Ainsi, une coupe de bois perturbe un écosystème forestier. Les déversementsde pétrole qui sur viennent en mer perturbent les organismes vivant dans les écosystèmes marins : des plantes aquatiques, des oiseaux et des animauxmarins meurent à cause de ces incidents.

2.2 LES PERTURBATIONS HUMAINESSTSTEATS

Des cendres

persistantes

En juin 1991, le volcan Pina -

tubo, situé aux Philippines, a

rejeté dans la stratosphère

d’é normes quantités de cen-

dres et de gaz. Ces polluants

couvrirent 42% de la surface

de la Terre en à peine 2 mois.

À l’échelle de la planète, ils

en gendrèrent des pertur ba -

tions climatiques dans les 2 an -

nées suivantes et une baisse

des températures mo yen nes

de 0,5 °C en 1992. 14


Les écologistes préconisent parfois les coupesà blanc plutôt que les coupes sélectives parl’industrie forestière, aussi destructeur que

cela puisse paraître. En effet, dans certaines fo-rêts de la Colombie-Britannique, les entreprisesn’abat tent que les cèdres rouges et préservent lesautres espèces. Le hic : les jeunes cèdres rouges ont

besoin de beaucoup de lumière et ne peuvent passurvivre dans une forêt déjà constituée. Il faudraitfaire de plus grandes trouées pour qu’ils puissentrepousser.

En contrepartie, les coupes à blanc sont catas -trophiques pour la faune. Elles pourraient notam-ment sonner le glas de la chouette tachetée duNord. Le Canada comptait autrefois plusieurs cen-taines de couples reproducteurs. On estime qu’ilne reste actuellement plus que 17 individus. Lacause ? La destruction de son habitat et l’abattagedes arbres.

Faudrait-il choisir entre le cèdre rouge et lachouette tachetée du Nord ? La conservation estdécidément une chose complexe.

Adapté de: Richard BLACK, «Sauver les arbres ou les chouettes, il faut choisir», Courrier international,

no 839, 30 novembre 2006, p. 73.La chouette tachetée du Nord est une espèce vulnérableaux coupes forestières.

SAUVER LES ARBRES OU LES CHOUETTES,IL FAUT CHOISIR !


Après avoir subi une perturbation, que devient un écosystème ? Il connaîtune série de changements progressifs, qui s’échelonnent parfois sur des centaines d’années, afin de retrouver un état d’équilibre. Cette série de chan gements qui surviennent dans un écosystème s’appelle la «successionécologique».

La SUCCESSION ÉCOLOGIQUE est une série de changementsqui s’opèrent dans un écosystème à la suite d’une pertur ba tion,jusqu’à ce que l’écosystème atteigne un état d’équilibre.

Tout changement dans un écosystème entraîne des changements au sein despopulations animales et végétales notamment. Par exemple, si les arbres dis-paraissent d’un milieu à la suite d’une perturbation, les oiseaux qui y fai-saient leur nid quitteront le milieu. D’autres espèces, qui étaient absentes dumilieu, comme des mulots, s’y installeront parce qu’elles y trouveront nour-riture et habitat. Par ailleurs, la présence ou l’absence d’êtres vivants trans-forme le milieu: la présence de mulots, par exemple, attirera leurs prédateursdans l’écosystème. Chaque changement succède ainsi à un autre.

2.3 LA SUCCESSION ÉCOLOGIQUEST

STEATS


Les ressources des écosystèmes de la Terreque nous pouvons exploiter constituent lacapa cité écologique disponible. Selon l’Orga -nisation mondiale pour la protection de l’en-vironnement, en 2003, la capacité éco lo-gique disponible de la Terre était d’environ1,8 hec tare par personne. En effet, si on divi-sait la surface totale de la Terre disponible pour répondre à nos besoins par le nombred’êtres humains, qui dépasse actuellement les 6,5 mil liards d’individus, on estime quechacun disposerait alors de 1,8 hectare, soit18 000 m2.

Donc, si l’empreinte écologique de chaqueêtre humain est de 1,8 hectare, cela signifieque toute la surface de la Terre est exploitée.Si elle est plus importante, cela veut dire quela Terre ne suffit plus à répondre à nosbesoins. Si elle est moindre, la Terre peut ré -pondre aux besoins des êtres humains, auxbesoins des générations futures et même auxbesoins de populations d’autres espèces.

330 C H A P I T R E 1 0

Sur notre planète, de nombreux écosystèmes sont perturbés par les êtreshumains puisque nous devons exploiter une partie des ressources de la pla -nète pour vivre. Par exemple, une certaine surface de la Terre sert à culti verdes fruits et des légumes, à élever du bétail, à faire pousser du bois et àextraire du pétrole pour nous permettre de vivre. De plus, tous les déchetsque nous produisons au cours de notre vie, toutes les usines qui servent àproduire nos biens et toutes les habitations qui nous abritent occupent uneplace sur la planète. Lorsqu’on estime la surface qui est exploitée pour per-mettre à un humain de vivre, on détermine son empreinte écologique. Cetoutil permet de mesurer l’impact des activités humaines sur les éco systèmes.

L’EMPREINTE ÉCOLOGIQUE est une estimation de la surfacenécessaire permettant à un être humain d’avoir toutes les res -sources pour répondre à l’ensemble de ses besoins et assurerl’élimination de ses déchets.

2.4 L’EMPREINTE ÉCOLOGIQUESTE

Empreinte écologique d’une

population=

Terre et eau occupées

par la population+

Terre et eau utiliséespour produire

des biens et servicespour la population

+

Terre et eau utilisées pour

éliminer les déchets de la population

Équation de l’empreinte écologique.10.15

Voici un exemple où une surface de la forêt a été utilisée par l’être humain. Dans ces cas, on utilise une surface de laTerre pour installer un camp forestier et on utilise aussi uneautre surface pour le bois dont nous avons besoin.

10.16



L’empreinte écologique estimée, selon l’Organisation mondiale

pour la protection de l’environnement, en 2003

10.17

Em

pre

inte

éco

log

ique

(en

hec

tare

s)

Monde États-Unis Canada France Japon Brésil Chine0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

2,2

9,6

7,6

5,6

4,4

2,11,6

On a vu que les êtres humains perturbent les éco -systèmes de la planète. En effet, nos activités indus-trielles et agro alimentaires, ainsi que certains de nosdéchets, re jettent dans l’environnement des substancesou des radiations qui peuventavoir un effet sur les éco -systèmes. L’éco toxicologieest la science qui étudie lestorts cau sés aux écosystèmespar les substances et les ra -dia tions.

L’ÉCOTOXICOLOGIE est l’étude desconsé quences écologiques de la pollutionde l’environnement par les substances etles radiations qu’on y rejette.

3 L’écotoxicologieSTESE

«Écotoxicologie» pro-vient du mot grec oikos,qui signifie «habitat»,du mot latin toxicum,qui si gnifie «poison», etdu mot grec logia, quisignifie «théorie».

10.18

Les activités humaines ont pour effet de rejeter dans les écosystèmes des substances qui ne s’y trouvent pas

de façon naturelle ou qui augmentent leurs concentrations defaçon significative. Sur cette photo prise en Chine, on voit les

rejets d’une usine de pâtes et papiers. Au Québec, des mesuresimportantes ont été prises pour éviter ces situations.

Capacité écologiquedisponible de la Terre

Comme on peut le remarquer sur l’illustration 10.17, au Canada, l’empreinteécologique moyenne est de 7,6 hectares par personne, soit 4 fois plus que lacapacité écologique disponible de la Terre. Selon le concept d’empreinteécologique, cela signifie que si tous les humains consommaient comme lesCanadiens, nous aurions besoin de quatre planètes comme la nôtre poursubvenir à nos besoins.


332 C H A P I T R E 1 0

Lorsqu’une substance ou une radiation re je -tée dans l’environnement est susceptible delui causer du tort, il s’agit d’un contami -nant. Selon leur nature, les contaminantspeuvent être séparés en quatre principales classes. Le tableau 10.19présente ces classes.

Un CONTAMINANT est une substance ou une radia-tion susceptible de causer du tort à un ou plusieursécosystèmes.

3.1 LES CONTAMINANTSSTESE

«Contaminant» provientdu latin contaminatio,qui signifie «souillure».

19091994

René Truhaut

C’est le professeur RenéTruhaut, expert françaisen toxicologie, qui, en 1969, a défini l’éco -toxicologie comme étantune branche de la toxi -cologie. L’écotoxico logietente de mesurerl’impact des contami -nants non seulement surles individus, mais aussi sur les écosystèmes.

Classe de contaminants Exemples

Contaminants inorganiques Plomb, arsenic, mercure, oxydes d’azote, phosphore, etc.

Contaminants organiques Insecticides, pesticides, biphényles polychlorés (BPC), benzène, etc.

Contaminants Virus et bactéries nuisiblesmicrobiologiques

Contaminants radioactifs Uranium, plutonium, radon, etc.

Les principales classes de contaminants10.19

En 1990, un incendiedans un dépotoir depneus à Saint-Amable,près de Montréal, libéra, entre autres, une grande quantité de BPC. Les eauxenvironnantes etsouterraines ont étécontaminées.

10.20

Lorsqu’un contaminant cause effectivement du tort à un organisme, on ditalors qu’il est toxique pour cet organisme. La toxicité de chaque contami-nant dépend notamment des trois facteurs suivants :

Sa concentration. Plus un contaminant est concentré, plus il y a derisques qu’il soit toxique. Par exemple, selon la réglementation québé-coise, la concentration de plomb dans l’eau potable ne doit pas dépasser0,01 ppm (0,01 mg/L). Au-delà de cette concen tration, on considère quele plomb est toxique et peut causer des problèmes de santé aux êtreshumains.



Le type d’organisme avec lequel il est en contact. Certains conta -mi nants sont toxiques pour des organismes mais ils ne le sont pas pourd’autres. C’est le cas notamment de certains herbicides qui sont, par exemple, toxiques seulement pour les herbes à feuilles larges.

La durée de l’exposition. Généralement, plus longtemps un conta -minant est en contact avec un organisme, plus il risque d’être toxique. Parexemple, plus une personne fume ou est exposée à la fumée secondairede la cigarette, plus elle risque de développer un cancer du poumon.

La cigarette contientdes centaines decontaminants toxiquesnéfastes pour la santédes êtres humains et celle d’autresorganismes.

10.21

Monoxyde de carboneBenzopyrène

Chlorure de vinyleMercure

DDTGoudrons

PlombNicotine

Méthanol (carburant de fusée)Pyrène

CadmiumAmmoniac (détergent)

UréthaneButaneArsenicAcétoneToluidine

Le DDT, menace ou solution ?Parmi les produits chimiques qui ont été le plusutilisés dans le monde figure le dichlorodiphé -nyltrichloroéthane. Il s’agit d’un insecticide mieuxconnu sous le nom de DDT.

Après que le chimiste suisse Paul Hermann Müllers’aperçut, en 1939, que le DDT tuait la plupart desinsectes, ce produit fut utilisé à grande échelle enagriculture afin d’éliminer les insectes qui rava -geaient les cultures.

Cependant, dès la fin des années 1950, on com-mença à prendre conscience des effets néfastes duDDT. Des scientifiques constatèrent que ce produittuait aussi les oiseaux et d’autres espèces et queles organismes visés acquéraient une résistanceaux produits chimiques. Ainsi, les insectes rava -geurs n’avaient plus d’ennemis naturels. C’est pour - quoi, dès le début des années 1970, l’utilisation duDDT fut interdite dans de nombreux pays, dont leCanada.

Malgré ses effets néfastes sur l’environnement, cer-tains pays n’ont pas encore interdit son utilisation,notamment dans les pays en voie de dévelop -

pement. En effet, le DDT est l’un des produits lesmoins chers permettant de tuer des insectes quicontaminent les humains. Par exemple, le palu -disme, appelé aussi «malaria», est transmis par desmoustiques, comme l’anophèle. D’ailleurs, le DDTest considéré comme un agent qui a contribué àéradiquer le paludisme ainsi que le typhus enEurope et en Amérique du Nord.

+ENVIRONNEMENT+

Dans les années 1950 et 1960, le DDT fut utilisé au Canadapour protéger les cultures contre les insectes ravageurs.


334 C H A P I T R E 1 0

Le seuil de toxicité

Pour déterminer quand un contaminant devient toxique, les scientifiquesévaluent son seuil de toxicité. Ce seuil de toxicité correspond à la concen-tration minimale d’un contaminant pour qu’il produise un effet néfaste surun organisme.

Le SEUIL DE TOXICITÉ correspond à la concentration au-delàde laquelle un contaminant produit un ou plusieurs effetsnéfastes sur un organisme.

Par exemple, selon l’Organisation mondiale de la santé, le seuil de toxicitémoyen du dioxyde de soufre (SO2) pour les végétaux est fixé à 30 μg/m3

d’air. Cela signifie qu’au-delà de cette concentration, le dioxyde de soufrepeut avoir des effets néfastes sur la végétation.

STESE

Les contaminants toxiques peuvent avoir de nombreux effets différents surla santé des êtres humains. La plupart du temps, chaque contaminant a uneffet toxique particulier. Par exemple, l’un peut causer des rougeurs à lapeau, tandis que l’autre peut provoquer des vomissements. Il devient alorsdifficile de comparer la toxicité des contaminants entre eux simplement enobservant leurs effets.

Pour comparer la toxicité des contaminants, les scienti -fiques peuvent déterminer leur DOSE LÉTALE . Cette don-née indique la quantité de contaminant qui pro voque lamort d’un organisme lorsqu’il l’ingère en une seule fois.

Certaines cyanobactéries, communément appelées «algues bleues», peuvent libérerdans l’eau des microcystines. Le seuil de toxicité de ces contaminants est fixé à 16 μg/Ld’eau pour l’être humain. Lorsque ce seuil de toxicité est atteint ou dépassé, cescontaminants peuvent causer des nausées, des vomissements et même la jaunisse.C’est pourquoi il arrive que des plages soient fermées à cause des cyanobactéries.

10.22

«Létale» provientdu latin letalis, quisi gni fie «mortel».

No 69


Beaucoup de contaminants rejetés à la suite des acti vitéshumaines résistent à la dégradation naturelle et peuventainsi polluer des écosystèmes pendant des années. Lorsqueces contaminants se trouvent mélangés avec la matièreinorganique du milieu, comme l’eau, les organismes vivantspeuvent alors les assimiler lorsqu’ils se nourrissent ou sedésaltèrent.

Une fois dans l’organisme, certains contaminants, commedes métaux lourds, des produits chimiques appelés BPC(une substance aux propriétés isolantes) et le DDT (uninsec ticide puissant) ne peuvent pas être éliminés. Ainsi, avec le temps, ils s’accumulent dans les tissus des organismes. Il s’agit du phénomène de labioaccumulation.

La BIOACCUMULATION est la tendance qu’ont certains conta -minants à s’accumuler dans les tissus des organismes vivantsavec le temps.

3.2 LA BIOACCUMULATION ET LA BIOCONCENTRATION DES CONTAMINANTS

STESE


Puisque, à l’intérieur d’une même espèce, certains indi-vidus sont plus résistants que d’autres à un contaminant,l’indicateur utilisé la plupart du temps pour comparer latoxicité des contaminants est la DL50, c’est-à-dire la dosequi cause la mort de 50% des individus.

Il arrive que certainscours d’eau soientcontaminés au point de causer la mort deplusieurs organismesvivants.

10.23

Certains des déchetsque nous rejetons dansla nature laissentéchapper des conta -minants qui peuvents’accumuler dans les organismes vivantsde l’écosystème. Dans ce cas-ci, l’ours a peut-être ingéré uncontaminant contenudans le dépotoir.

10.24


336 C H A P I T R E 1 0

Dans une chaîne alimentaire, un être vivant d’un niveau trophiquesupérieur se nourrit des organismes vivants d’un niveau trophiqueinfé rieur. Donc, lorsqu’il y a eu bioaccumulation de contaminants,un être vivant consomme les contaminants qui se sont accumulésdans l’organisme vivant d’un niveau trophique inférieur. C’est pour -quoi, plus on monte dans la chaîne alimentaire, plus la concen -tration de ces contaminants va augmenter. C’est le phénomène debioconcentration (ou bioamplification).

La BIOCONCENTRATION (ou bioamplification) est unphénomène qui fait en sorte que la concentration d’uncontaminant dans les tissus des vivants a tendance àaugmenter à chaque niveau trophique.

Les êtres humains n’échappent pas à ce phénomène. Comme ils sesituent aux niveaux trophiques supérieurs des chaînes alimentaires,c’est donc eux qui peuvent se trouver aux prises avec des concen-trations élevées de contaminants dans leur organisme. Par exemple,dans la figure 10.25, les pesticides épandus dans les champs sontcharriés par l’eau de pluie vers les rivières. Ils sont alors ingérésjour après jour par des organismes, le phytoplancton, qui sontmangés par les éphémères, qui, à leur tour, sont ingérées par les truites que les êtres humains consomment. Ces derniers absorbentainsi une certaine quantité de contaminants.

19071964

Rachel Carson

Cette zoologiste etbiologiste américaine a publié, en 1962, unlivre sur les effets secon -daires du DDT, quisouleva de vivesréactions. On considèreque cet ouvrage, SilentSpring, fut le point dedépart du mouvementécologiste actuel.

Le phénomène de bioconcentration fait en sorte que plus on monte dans les niveauxtrophiques d’une chaîne alimentaire, plus la concentration des contaminants est élevée.

Niveau trophique

Chaîne alimentaire

• = contaminant dans les tissus

Consommateur de 3e ordre

Consommateur de 2e ordre

Consommateur de 1er ordre

Producteur

10.25

Être humain

Truite

Nymphed’éphémère

Micro-organismesaquatiques

(Phytoplancton)

!Chapitre 10 (c) (6e épreuve) HR:Layout 1 09-12-22 15:18 Page336


Bien des problèmes environnementaux que connaît notre planète sont dusau rejet de contaminants par nos industries, nos voitures et nos déchetsdomestiques. Malheureusement, il n’est pas toujours possible de simplementretirer l’eau et les sols contaminés pour dépolluer un milieu.

Des solutions en BIOTECHNOLOGIE ontété développées pour remédier à certainsproblèmes écologiques. Ainsi, des orga -nismes vivants sont utilisés soit pour li -miter le rejet des contaminants, soit pour les dégrader. On peut donc dépol-luer par biorestauration ou phytoremédiation. On peut aussi éviter de pollueren traitant les eaux usées avant leur rejet dans les écosystèmes.

4 Des biotechnologies au service des écosystèmes

STE

«Biotechnologie» provient des racinesgrecques bios, qui veut dire «vie»,tekhnê, qui veut dire «procédé», etlogia, qui veut dire «théorie».

Comme on l’a vu précédemment, on trouve dans le sol des micro-orga nismes,tels des bactéries et des champignons, qui sont des décomposeurs. Pour senourrir, ils dégradent de la matière organique en matière inorganique. Enbiotechnologie, ce phénomène s’appelle la «biodégradation».

La BIODÉGRADATION est la décomposition de la matière orga -nique en matière inorganique par des micro-organismes.

En étudiant diverses espèces de bac téries et de champignons microsco -piques, les scientifiques se sont aperçus que des espèces peuvent vivre dansdes environnements très toxiques etse nourrir des conta minants en lesdégradant.

Alors, pour dépolluer des sols, on aintro duit des micro-organismes quibio dégradent les polluants présentslorsqu’ils se nourrissent. Ils transfor-ment ainsi les polluants en matièreinoffensive pour l’environnement.C’est ce que les scien tifiques appel-lent la «biorestauration».

La BIORESTAURATION estune biotechnologie quiconsiste à dépolluer unmilieu par l’action de micro-organismes qui y décom-posent les contaminants.

4.1 LA DÉPOLLUTION DES SOLS PAR BIODÉGRADATION DES POLLUANTS

STE

Un travailleur pulvérise des engrais sur une plage imbibée de pétrole.Les engrais stimulent la croissance des micro-organismes quidégradent le pétrole.

10.26


338 C H A P I T R E 1 0

Non seulement les micro-organismes peuvent être utilisés pourdépolluer des milieux, mais les plantes peuvent l’être également.Certains végétaux absorbent les contaminants présents dans le sol,dans l’air ou dans l’eau. Ils accumulentces contaminants dans leur organisme.On peut alors les cueillir pour récupéreret détruire les contaminants qu’ils ontabsor bés. Dans ce cas, la biotechnologieutilisée est la phytoremédiation.

La PHYTOREMÉDIATION est une biotechnologie quiut ilise des plantes ou des algues pour éliminer les conta -minants d’un milieu.

4.2 LA PHYTOREMÉDIATIONSTE

«Phytoremédiation» pro -vient du mot grec phuton,qui signifie «plante», etdu mot latin remediare,qui signifie «guérir».

Une usine écologique

En Suède, on a établi un sys-

tème de phytoremédiation en

plantant des saules à proxi -

mité d’une usine de traitement

des eaux usées. Les arbres

sont irrigués par les eaux de

la ville et en absorbent l’azote

excédentaire. En plus de se

transformer ainsi en une ins -

tal lation naturelle de traite-

ment des eaux, qui complète

le travail de l’usine, les arbres

bénéficient de l’apport en

azote pour leur croissance.

Un champignon qui se nourrit nor-ma lement de bois pourrait aussidégrader certains plastiques résis-tants qui s’entassent dans les sitesd’enfouissement de déchets. Cesplastiques, à base de résine phéno-lique, sont quasi indestructibles. Ilsne peuvent être fondus ni réutilisés.Pour les recycler, il faut les pulvé -riser et mélanger les fragments àd’autres plastiques. Mais ce procédéest coûteux !

Des chercheurs américains ont dé-couvert qu’un champignon pouvaitattaquer ces résines. Baptisé Pha ne -rochaete chrysosporium, il se nourrithabituellement de lignine, une molé -cule qui donne sa rigidité au bois.Or, la li gnine est faite de moléculesdont la structure est semblable àcelle des résines phénoliques. Leschercheurs ont mis le champignon à

l’essai et ont découvert qu’il pouvaitdégrader le plastique.

L’idée est encore loin de pouvoirêtre utilisée commercialement.L’équipe n’a pas encore montré si le

champignon dévorait le plastiqueassez rapidement, et ce, en quantitésuffisante.

Adapté de: Helen PEARSON, «Le retour

des enzymes gloutons», Courrier

international, 15 juin 2006, p. 57.

Ce champignon Phanerochœte chrysosporium se trouve souvent sur

les souches d’arbres en décomposition.

DES CHAMPIGNONS GLOUTONS



Nous avons vu qu’il existe des solutions enbiotechnologie qui permettent de dépolluerun milieu. Mais il existe aussi des méthodes quipermettent de limiter le déversement des polluants dans l’environnement.On applique ces méthodes principalement pour traiter les eaux usées.

L’eau est nécessaire à de nombreuses activités; elle est ensuite rejetée dansl’environnement. Par exemple, dans nos maisons, nous utilisons l’eau pourles tâches ménagères. Dans certaines industries, l’eau a servi de solvant pourde nombreux produits chimiques. Ainsi, après usage, l’eau que l’on rejette estde l’eau dite usée.

Les EAUX USÉES sont les eaux rejetées après leur utilisationdomestique ou industrielle et qui sont polluées à cause desacti vités humaines.

Les eaux usées peuvent contenir les éléments indésirables suivants :

du sable et d’autres matières en suspension;

des micro-organismes pathogènes qui peuventcauser des maladies;

des déchets organiques en décomposition;

des éléments nutritifs qui stimulent la croissance des algues, descyanobactéries et des végétaux aquatiques de façon excessive;

des produits chimiques.

C’est pourquoi quelques moyens biotechnologiques ont étédéveloppés pour traiter les eaux usées et les rendre propres avantleur rejet dans l’environnement. On distingue deux principauxmoyens:

la fosse septique utilisée pour les habitations qui ne sont pasreliées à un système d’égouts;

les stations d’épuration des eaux usées, aménagées près desmilieux urbains.

4.3 LE TRAITEMENT DES EAUX USÉES

STE

Par exemple, les choux peuvent être utiliséspour retirer des métaux lourds d’un sol. Eneffet, ces plants ont la propriété d’absorberbeaucoup de métaux lourds, sans que cela leurcause de tort. Par contre, les plantes ne dé -gradent pas ces métaux; elles ne font que lesconcentrer. Il faut donc s’assurer qu’elles nesoient pas mangées et qu’on les cueille avantqu’elles meurent. On peut alors disposer deschoux et des métaux lourds qu’ils contiennentde façon sécuritaire.

En plantant des chouxdans un sol contaminépar des métaux lourds,on peut arriver à retirerces contaminants.

10.27

«Pathogène» provient desmots grecs pathos, qui si -gnifie «malade», et genos,qui signifie «origine».

De l’eau propre…

un privilège ?

Il existe aujourd’hui plus de

50 000 stations d’épuration

dans le monde. Cependant,

environ 40% de la popula-

tion mondiale n’a pas encore

accès à un système de traite-

ment des eaux usées quel

qu’il soit. 15


340 C H A P I T R E 1 0

Les fosses septiques

Le principe du fonctionnement des fosses septiques est assez simple. Leseaux usées de la maison sont dirigées dans un contenant, soit la fosse sep-tique. Dans cette fosse, les déchets solides se déposent dans le fond et for-ment des boues. De temps en temps, les boues sont ramassées par des com-pagnies spécialisées qui vont les traiter afin de les rendre inoffensives pourl’environnement.

Quant à la partie liquide des eaux usées, celle-ci peut s’écouler de la fosseseptique et être drainée par le terrain. Alors, des micro-organismes déjàprésents, ou qui ont été introduits dans le sol, peuvent traiter ces liquides.

STE

Le traitement des eauxusées dans une fosseseptique.

10.28

Les stations d’épuration des eaux usées

Les stations d’épuration utilisent divers procédés pour traiter les eaux usées.Étant donné qu’elles coûtent cher à construire et qu’il faut un réseau d’égoutspour les alimenter, on n’en rencontre normalement que dans les centresurbains.

STE

Certaines stations d’épuration ont notamment recours au lagunage pour traiter les eaux usées. Des étangs d’épuration permettent alors aux particules solides de décanter et aux micro-organismes d’oxyder la matière organique.

10.29

Eaux usées

Drain

Boues

Fosseseptique

Drainage des eaux usées



À l’intérieur des stations d’épuration, les eaux usées subissent habituellementtrois traitements (illustrés ci-dessous) avant de retourner dans l’environnement.

Les principales étapes du traitement des eaux usées dans une station d’épuration.Dans certaines stations d’épuration, les eaux usées sont rejetées dansl’environnement avant la désinfection.

10.30

Dégrillage des eaux usées, pour retenirles gros débris (sacs de plastique,chiffons, etc.).

1

Désablage dans un collecteur pourenlever les matières inorganiques fines.

2

Décantation primaire: les matièresorganiques lourdes se déposent dans le décanteur. L’écume (mousseblanchâtre flottant sur l’eau) estpompée vers le fond. L’écume et lesmatières organiques lourdes formentdes boues qui sont évacuées dudécanteur.

3

Transfert des eaux usées dans une cuveoù elles sont mélangées avec desmicro-organismes et une grandequantité d’air. Les micro-organismesdigèrent les matières organiques finesen suspension et en solution, et leséliminent des eaux usées.

4

Décantation secondaire. Les solides qui n’ont pas décanté dans le premierdécanteur et ceux qui ont été créés par l’action des micro-organismes se déposent dans le fond du décanteursecondaire.

5

Traitement des eaux avec des produitschimiques ou par rayonnement afind’éliminer les micro-organismes pouvantcauser des maladies. Les composés dechlore, l’ozone ou les rayons ultravioletssont souvent utilisés.

6

Traitement primaire ou physique

Traitement secondaire ou biologique

Désinfection

Évacuation des boues

Évacuation des boues

Évacuation deseaux traitées dansl’environnement

1

2

3

4

5

6

Arrivée des eaux

Eaux uséesdes égouts

Produits chimiques

Sable

Vers 4

Vers 6

Micro-organismes


Documents

2005 biologiques de l’UQAM Lancement du satellite français ... · Les relations trophiques qui existent entre des organismes vivants sont souvent représentées par une CHAÎNE