THESE

UNIVERSITE ABDELMALEK ESSAADI FACULTE DES SCIENCES & TECHNIQUES –TANGER– Année : 2006 Nº d’ordre : …….. UFR : Techniques Physico-chimiques de Dépollution et Environnement THESE Présentée pour l’obtention du DOCTORAT EN SCIENCES & TECHNIQUES Par : Hicham EL BAKOURI Discipline : Sciences de l’environnement Spécialité : Génie chimique & Chimie de l’environnement Développement de nouvelles techniques de détermination des pesticides et contribution à la réduction de leur impact sur les eaux par utilisation des Substances Or ganiques Naturelles (S.O.N.) Soutenue le 21 Janvier 2006 devant le Jury Pr. Abdelhamid OUASSINI Université Abdelmalek Essaâdi - Maroc Directeur de thèse, Président Pr. Abderrahmane ELIDRISSI Université Mohamed Premier - Maroc Rapporteur Pr. José MORILLO AGUADO Université de Séville - Espagne Pr. Mohamed KHADDOR Université Abdelmalek Essaâdi - Maroc Rapporteur Pr. Jamal BRIGUI Université Abdelmalek Essaâdi - Maroc Examinateur Pr. José USERO GARCIA Université de Séville - Espagne Examinateur Pr. Wolf Rüdiger MÜLLER Université de Stuttgart - Allemagne Examinateur  UFR : Techniques Physico-chimiques de Dépollution et Environnement Département de Génie Chimique Faculté des Sciences et Techniques de Tanger Université Abdelmalek Essaâdi Développement de nouvelles techniques de détermination des pesticides et contribution à la réduction de leur impact sur les eaux par utilisation des Substances Organiques Naturelles (S.O.N.) Hicham El Bakouri Thèse Doctorale 2006 Mieux vaut prévenir que guérir ii Remerciements Je tiens à exprimer mes sentiments de reconnaissance à toutes les personnes qui par leur aide et leurs encouragements m’ont permis de réaliser ce travail dans les meilleurs conditions. En préambule, j’adresse mes vifs remerciements au professeur Abdelhamid Ouassini, Responsable de l’Unité de Formation et de Recherche : Techniques Physico-chimiques de Dépollution et Environnement et Directeur de ce travail, pour la liberté qu’il m’a accordé tant dans le choix du sujet que dans la prise de l’initiative. Je ne serais le remercier assez pour son soutient et son suivi scientifique le long des années de réalisation de ce travail. Je lui dois beaucoup pour la confiance qu’il m’a témoigné et pour les encouragements et les conseils qu’il m’a fraternellement prodigué. J’exprime mes vifs remerciements aux professeurs José Usero Gracia et José Morillo Aguado de l’université de Séville pour le meilleur accueil qu’ils m’ont réservé pendant les mois de coopération scientifique Maroco-Espagnole et qui ont bien voulu évaluer ce travail. Leur grande rigueur scientifique et leur bienveillance resteront pour moi un exemple. Qu’ils trouvent ici toute mon estime et ma respectueuse gratitude. Qu’il me soit permis d’exprimer ma profonde gratitude au professeur Wolf Rüdiger Müller de l’université de Stuttgart pour l’honneur qu’il m’a fait en acceptant de participer au jury de cette thèse malgré ses nombreuses préoccupations. Il m’est agréable de lui exprimer ma sincère reconnaissance et mon profond respect. Je remercie également le professeur Abderrahmane Elidrissi de l’université Mohamed Premier d’Oujda, qui a bien voulu être rapporteur de ce travail et qui a bien accepté de faire partie du jury. J’adresse mes vifs remerciements aux professeurs Mohamed Khaddor et Jamal Brigui de l’université Abdelmalek Essaâdi qui m’ont fait profiter de leurs connaissances et dynamisme et qui ont bien voulu juger ce travail. Je souligne ma reconnaissance aux membres du laboratoire d’électroanalyses de l’université de Cadix et plus particulièrement au professeur José Luis Hidalgo, Responsable du groupe Instrumentation et Sciences Environnementales, aussi bien à Ignacio, Laura, José Maria, Anabel, et Osvaldo pour leur gentillesse, leur aide et leur disponibilité tout en espérant partager encore des travaux communs. Mes remerciements vont également aux membres de l’UFR : Techniques Physico-chimiques de Dépollution et Environnement pour leur sympathie, leurs encouragements et aussi pour leurs remarques pertinentes et constructives. Je ne peux passer sans remercier chaleureusement mes très chers collègues Hicham, Adil, Rachid, Khalid, Haitam, Mustapha, Mourad, Dominique, Saida, Hala, Sanae et Cristina pour l’ambiance cordiale et l’aide qu’ils m’ont apporté à tout moment. Je leur souhaite tous bonne continuation et une vie pleine de succès. Ma gratitude s’adresse également à tous ceux que je ne peux pas tous citer et qui je leur ai fait subir tant de mal et de stress depuis toutes mes premières années d’études. Je leur remercie de m’avoir supporté et surtout d’avoir cru en moi. iii Resumé La complexité et la diversité des produits phytosanitaires impose une surveillance et un contrôle régulier des eaux destinées à l'alimentation en particulier dans les zones rurales dont la population s’approvisionne directement de l’aquifère. Dans ce travail, nous avons réalisé dans un premier temps un dépistage des réalisations agricoles et des produits phytosanitaires appliqués au niveau du périmètre Loukkos. Les résultats des enquêtes réalisées montrent que la lutte chimique en agriculture au niveau de ce périmètre est assurée par environ 80 matières actives appartenant à 10 familles chimiques avec une répartition de 64% de fongicides, 14% d'herbicides, 19% d'insecticides et 3% d'acaricides. Ainsi Vingt quatre substances actives ont été sélectionnées pour être analysées. L’étape d’extraction en phase solide (SPE) a été optimisée afin d’obtenir un meilleur taux de récupération des analytes recherchés et d’éliminer les effets de matrices. Les résultats des tests nous ont permis de choisir le LiChrolut EN pour le lavage des triazines et des phenyl-urées et la Florisil pour les insecticides organochlorés. Les analyses chromatographiques ont montré la présence de l’endosulfan et de ses métabolites dans les eaux prélevées avec des teneurs légèrement supérieures à la norme marocaine et aucune trace d’herbicide. L’analyse des échantillons du sol a révélé également la présence de l’endosulfan ether et sulfate en abondance. Ensuite, une étude de la mobilité verticale de l’endosulfan sulfate a été réalisée sur des colonnes de sol en vu d’évaluer son lessivage après caractérisation minéralogique du sol : analyses granulométriques, thermogravimétriques (ATG), thermiques différentielles (ATD) et de fluorescence des rayons X. etc. D’autre part, nous avons étudié les potentialités des substances organiques naturelles (S.O.N.) dans l’élimination des pesticides. La microscopie électronique à balayage MEB nous a permis de faire une étude morphologique de ces SON. La surface spécifique a été également déterminée pour comparer leur pouvoir adsorbant. L’étude de la cinétique d’adsorption a montré que la fixation de ces pesticides sur ces supports est rapide. Les valeurs des constantes de Freundlich (Kf) nous ont permis de comparer la capacité d’adsorption de ces SON. Dans la dernière partie de ce travail nous avons développé une nouvelle méthode alternative permettant la détermination de l’endosulfan en milieu aqueux par la voltampérométrie de redissolution anodique d'impulsions différentielles (DPASV) et l’électrode de pâte de carbone modifiée par C18. La méthode proposée est basée sur l’étude de l’effet d’addition de l’endosulfan sur l’intensité du pic du Cuivre(II). La limite de détection de l’endosulfan déterminée a été de l’ordre de 0,04 µg/l (au dessous des normes), ce qui ouvre un grand champ d’application de cette nouvelle méthode indirecte pour la détermination des pesticides. iv Sommaire INTRODUCTION GENERALE ………..……………..……….………………………………………………..1 Première Partie : Etude Bibliographique I - DEFINITION ........................................................................................................................................ 5 II - HISTOIRE DES PESTICIDES ........................................................................................................... 5 III - CLASSIFICATION DES PESTICIDES.............................................................................................. 9 IV - LES PESTICIDES ORGANOCHLORES ........................................................................................ 10 IV.1 - Classification des pesticides organochlorés ............................................................................ 10 V.1.1 - Groupe du DDT .................................................................................................................. 10 IV.1.2 - Groupe de l’hexachlorocyclohexane (HCH) ...................................................................... 11 IV.1.3 - Groupe des biphényles polychlorés (PCBs) 12 IV.1.4 - Grous cyclodiènes .................................................................................................... 13 IV.2 - Mode d’action des pesticides organochlorés ........................................................................... 14 V - DEVENIR DES PESTICIDES DANS L’ENVIRONNEMENT ........................................................... 15 V.1 - Dispersion dans l’atmosphère................................................................................................... 16 V.2 - Dispersion dans le sol............ 16 V.2.1 - Interception et prélèvement par les plantes ....................................................................... 17 V.2.2 - Sorption et désorption dans le sol ...................................................................................... 17 V.2.3 - Photodégradation ...........................................................................