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Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs Rapport final préparé pour la Pisciculture Pierre Vézina et la SORDAC Par Sébastien Sauvé, Carmen Donisa, André G. Roy, François Courchesne, Claudine Boyer, Marie-Claude Turmel, Matthieu François 11 Févier 2007
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
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Tables des Matières
1 Résumé .................................................................................................................... 5
2 Liste des Figures..................................................................................................... 6
3 Liste des Tableaux ................................................................................................ 12
4 Introduction ........................................................................................................... 14
4.1 État de l’art et problématique....................................................................... 14
4.2 Objectif de l’étude ......................................................................................... 14
4.3 La pisciculture de Pierre Vézina - présentation générale.......................... 14
4.4 Spéciation du phosphore ............................................................................. 17 4.4.1 Les différentes formes de phosphore dans l’environnement................................... 17 4.4.2 Le phosphore en solution......................................................................................... 17 4.4.3 Le phosphore particulaire ........................................................................................ 19 4.4.4 Analyses de formes chimiques du phosphore......................................................... 20 4.4.5 Bilan massique......................................................................................................... 21
5 Méthodologie ......................................................................................................... 23
5.1 Hydrologie...................................................................................................... 23 5.1.1 Mesures des débits.................................................................................................. 23 5.1.2 Traitement de données............................................................................................ 24
5.2 Station météorologique ................................................................................ 30
5.3 Analyse des différentes formes de phosphore dans l’eau........................ 32
5.4 Stratégie d’échantillonnage de l’eau ........................................................... 33 5.4.1 Méthodes de prélèvement ....................................................................................... 35 5.4.2 Traitement d’échantillons......................................................................................... 35 5.4.3 Dosages................................................................................................................... 36 5.4.4 Assurance et contrôle de qualité ............................................................................. 37
5.5 Moulées et biomasse .................................................................................... 39 5.5.1 Méthodes de prélèvement ....................................................................................... 39 5.5.2 Analyses et contrôle de qualité................................................................................ 39 5.5.3 Quantités de moulée................................................................................................ 40
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5.5.4 Poissons................................................................................................................... 44
5.6 Sédiments-fumier .......................................................................................... 49 5.6.1 Estimation directe du volume de fumier (Méthode géométrique)............................ 49 5.6.2 Estimation du volume de fumier à l’aide de relevé bathymétrique .......................... 49 5.6.3 Estimation du volume de fumier lors de la vidange du bassin................................. 50 5.6.4 Comparaison des volumes estimés de fumier......................................................... 51 5.6.5 Prélèvements ........................................................................................................... 51 5.6.6 Extraction acide des échantillons ............................................................................ 52 5.6.7 Dosages du phosphore............................................................................................ 53 5.6.8 Assurance et contrôle de qualité ............................................................................. 53 5.6.9 Comparaisons.......................................................................................................... 53 5.6.10 Comparaisons des échantillons récoltés en novembre 2004.............................. 53
6 Résultats et discussions ...................................................................................... 54
6.1 Caractérisation chimique de la pisciculture ............................................... 54 6.1.1 Composition chimique de l’eau dans les sources.................................................... 54 6.1.2 Formes chimiques du phosphore dans les bassins................................................. 60 6.1.3 Caractérisation chimique des bassins ..................................................................... 65 6.1.4 L’impact d’un évènement pluvieux........................................................................... 92 6.1.5 Variation temporelle des débits ............................................................................. 100 6.1.6 Concentration de phosphore total dans la moulée ................................................ 102 6.1.7 Concentrations de phosphore dans les poissons.................................................. 103 6.1.8 Concentration de phosphore total dans les sédiments.......................................... 104
6.2 Patrons spatio-temporels ........................................................................... 107 6.2.1 Bassins................................................................................................................... 107 6.2.2 Moulées.................................................................................................................. 109 6.2.3 Chimie.................................................................................................................... 111
6.3 Les flux de phosphore dans les bassins de la pisciculture de Pierre Vézina 114
6.3.1 Impact de la pisciculture ........................................................................................ 114 6.3.2 Impact des bassins d’alevins ................................................................................. 116 6.3.3 Impact d’un bassin d’élevage ................................................................................ 117 6.3.4 Efficacité du bassin de sédimentation ................................................................... 118
7 Bilan massique du phosphore ........................................................................... 120
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7.1 Composantes du bilan................................................................................ 120 7.1.1 Eau......................................................................................................................... 120 7.1.2 Poissons................................................................................................................. 120
7.2 Bilan massique du phosphore ................................................................... 121 7.2.1 Intrants ................................................................................................................... 121 7.2.2 Extrants .................................................................................................................. 122 7.2.3 Bilan global ............................................................................................................ 123
7.3 Critère d’efficacité de rendement............................................................... 125 7.3.1 Critère basé sur la qualité de l’affluent et de l’effluent........................................... 125 7.3.2 Critère d’efficacité sur la base du fumier retiré ...................................................... 127 7.3.3 Taux de conversion................................................................................................ 128
8 Simulation Monte Carlo ...................................................................................... 128
9 Conclusions......................................................................................................... 132
10 Recommandations .......................................................................................... 133
11 Références ....................................................................................................... 134
12 Remerciements................................................................................................ 137
13 Annexes ........................................................................................................... 138
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1 Résumé
Dans un contexte où l’on met en place de nouvelles normes environnementales, il importe de
comprendre la dynamique du phosphore dans les piscicultures du Québec. La présente étude
a été réalisée entre mars 2004 et octobre 2005 dans la pisciculture de Pierre Vézina, une
pisciculture type de taille moyenne située à Chartierville, en Estrie. Notre but est d’établir un
bilan massique du phosphore et de quantifier la dynamique du phosphore dans des étangs
individuels pendant une période de deux ans.
L’approche utilisée nous a permis de quantifier le cycle du phosphore pour l’ensemble de la
pisciculture et pour trois étangs représentatifs. La stratégie d’échantillonnage a été
développée dans le but d’obtenir le plus d’informations possibles sur les intrants et les
extrants de la pisciculture, autant par les cours d’eau, la moulée, les poissons et les
sédiments. Nous avons concentré nos efforts à réaliser un suivi des débits d’eau et du régime
pluviométrique sur le site et nous avons recueilli des échantillons d’eau dans les différentes
entrées et sorties d’eau et dans les étangs à toutes les trois semaines durant la période de
production. Nous avons aussi procédé à l’échantillonnage durant un évènement de pluie
intense. Au printemps 2005, nous avons fait un suivi détaillé de la qualité de l’eau qui entre
dans la pisciculture dans le but de confirmer si le pic de phosphore observé au printemps
2004 se répéterait en 2005.
Durant les deux années à l’étude, nous avons caractérisé la teneur en phosphore des intrants
(moulée et affluents) et des extrants (fumier, poisson et effluent), les flux en eau dans le
système (transferts entre bassins), les flux en eau à l’entrée (eaux de surface et eaux
souterraines) et les flux en eau à la sortie de la pisciculture. L’ensemble de ces données nous
a permis d’obtenir un bilan massique raisonnable du phosphore pour la pisciculture de Pierre
Vézina et d’identifier certains paramètres sensibles qui pourraient permettre d’améliorer les
performances environnementales des piscicultures. Dans le cas actuel, il appert que la
vidange et la récupération de fumier est un pool de phosphore important qui mérite plus
d’attention.
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2 Liste des Figures Figure 1. Carte à l’échelle représentant les 13 bassins, la direction des flux en eau, la taille des
conduites d’eau et la position des débitmètres et des niveaumètres à la pisciculture de Pierre
Vézina. ............................................................................................................................ 16 Figure 2. Carte à l’échelle représentant les 13 bassins et la topographie du site (courbes de
niveau à tous les 0,25 m). ............................................................................................... 16 Figure 3. Photo des aérateurs des bassins VII et VIII de la pisciculture. ........................ 17 Figure 4. Répartition du phosphore entre les différentes formes présentes dans
l’environnement............................................................................................................... 19 Figure 5. Appareils utilisés pour mesurer le débit circulant dans les tuyaux qui alimentent en eau
les bassins de la pisciculture. a) Débitmètre IF200 ; b) Enregistreur de données GL40026 Figure 6. Variation du débit à l’entrée du bassin V tel que mesurée par un débitmètre, exemple
de la période du 1 au 11 juillet 2005. Les données présentées ont été nettoyées. ........ 26 Figure 7. Stations de mesure de niveau d’eau à l’entrée et à la sortie de la pisciculture. a) Jauge
à niveau d’eau dans le bassin I à l’entrée de la pisciculture; b) Position de la jauge à niveau
d’eau installée dans le ruisseau à la sortie du bassin de sédimentation (mai 2004 à juin 2005);
c) Position de la jauge à niveau d’eau installée dans le canal à la sortie du bassin de
sédimentation (juin 2005 à novembre 2005); d) Détails des deux types de jauges installées.
........................................................................................................................................ 27 Figure 8. Problèmes liés à l’encrassement de l’hélice des débitmètres. a) Débitmètre avant le
nettoyage; b) Débitmètre après le nettoyage. ................................................................. 29 Figure 9. Station météorologique installée à la pisciculture ............................................ 30 Figure 10. Températures moyennes journalières enregistrées par la station météorologique
(ºC).................................................................................................................................. 31 Figure 11. Données de pluie journalières recueillies en 2004 et 2005. Pendant une période où la
station n’a pas bien fonctionné, nous avons utilisé les données de la station météorologique la
plus près soit celle de Sawyerville. ................................................................................. 31 Figure 12. Schéma du fractionnement du phosphore ..................................................... 33 Figure 13. Photo des bassins VI et IX gelés en décembre 2004 .................................... 34 Figure 14. Relation allométrique entre la grandeur et le poids des ombles de fontaine .45
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Figure 15. Mesures directes de la surface couverte par les sédiments accumulés au fond d’un
bassin.............................................................................................................................. 49 Figure 16. Enlèvement des sédiments au fond d’un bassin à l’aide d’une pelle mécanique
........................................................................................................................................ 52 Figure 17. Accumulation de sédiments en bordure d’un bassin suite à leur prélèvement52 Figure 18. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en
suspension - MES, pH, EC, O2, température), des concentrations en cations et en anions, et
des formes de P particulaire dans la source combinée (cabanon) pour la période d’avril 2004 à
octobre 2005. ..................................................................................................................56 Figure 19. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en
suspension - MES, pH, EC), des concentrations en cations et en anions, et des formes de P
particulaire dans le ruisseau T pour la période d’avril 2004 à octobre 2005................... 57 Figure 20. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en
suspension - MES, pH, EC), des concentrations en cations et en anions, et des formes de P
particulaire dans le ruisseau Noir pour la période d’avril 2004 à octobre 2005. ............. 58 Figure 21. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en
suspension - MES, pH, EC, O2, température), des concentrations en cations et en anions, et
des formes de P particulaire dans la source principale (souterraine) pour la période d’avril 2004
à octobre 2005. ............................................................................................................... 59 Figure 22. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en
suspension - MES, pH, EC), des concentrations en cations et en anions, et des formes de P
particulaire dans le ruisseau S pour la période d’avril 2004 à octobre 2005................... 60 Figure 23. Variations temporelles des formes de phosphore particulaire (solutions non filtrées) à
l’entrée et à la sortie des bassins III, V et VII. ................................................................. 63 Figure 24. Variations temporelles des formes de phosphore dissous (solutions filtrées) à l’entrée
et à la sortie des bassins III, V et VII............................................................................... 64 Figure 25. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en
suspension – MES), des concentrations en cations et en anions, et des formes de P particulaire
à l’entrée du bassin I pour la période d’avril 2004 à octobre 2005.................................. 68 Figure 26. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en
suspension – MES), des concentrations en cations et en anions, et des formes de P particulaire
à la sortie du bassin I pour la période d’avril 2004 à octobre 2005................................. 69
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Figure 27. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en
suspension – MES, pH, EC, O2, température), des concentrations en cations et en anions, des
formes de P particulaire, de la quantité de moulée ajoutée et du nombre de poissons à l’entrée
du bassin II pour la période d’avril 2004 à octobre 2005. ............................................... 70 Figure 28. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en
suspension – MES), des concentrations en cations et en anions, et des formes de P particulaire
à la sortie du bassin II pour la période d’avril 2004 à octobre 2005................................ 71 Figure 29. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en
suspension – MES, pH, EC, O2, température), des concentrations en cations et en anions, des
formes de P particulaire, de la quantité de moulée ajoutée et du nombre de poissons à l’entrée
du bassin III pour la période d’avril 2004 à octobre 2005. .............................................. 72 Figure 30. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en
suspension – MES), des concentrations en cations et en anions, et des formes de P particulaire
à la sortie du bassin III pour la période d’avril 2004 à octobre 2005............................... 73 Figure 31. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en
suspension – MES, pH, EC, O2, température), des concentrations en cations et en anions, des
formes de P particulaire, de la quantité de moulée ajoutée et du nombre de poissons à l’entrée
du bassin IV pour la période d’avril 2004 à octobre 2005. .............................................. 74 Figure 32. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en
suspension – MES, pH, EC), des concentrations en cations et en anions, et des formes de P
particulaire à la sortie du bassin IV pour la période d’avril 2004 à octobre 2005............ 75 Figure 33. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en
suspension – MES, pH, EC, O2, température), des concentrations en cations et en anions, des
formes de P particulaire, de la quantité de moulée ajoutée et du nombre de poissons à l’entrée
du bassin V pour la période d’avril 2004 à octobre 2005. ............................................... 76 Figure 34. Variations temporelles du débit, des concentrations en cations et en anions, et des
formes de P particulaire à la sortie du bassin V pour la période d’avril 2004 à octobre 2005.
........................................................................................................................................ 77 Figure 35. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en
suspension – MES, pH, EC, O2, température), des concentrations en cations et en anions, des
formes de P particulaire, de la quantité de moulée ajoutée et du nombre de poissons à l’entrée
du bassin VI pour la période d’avril 2004 à octobre 2005. .............................................. 78
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Figure 36. Variations temporelles du débit, des concentrations en cations et en anions, et des
formes de P particulaire à la sortie du bassin VI pour la période d’avril 2004 à octobre 2005.
........................................................................................................................................ 79 Figure 37. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en
suspension – MES, pH, EC, O2, température), des concentrations en cations et en anions, des
formes de P particulaire, de la quantité de moulée ajoutée et du nombre de poissons à l’entrée
du bassin VII pour la période d’avril 2004 à octobre 2005. ............................................. 80 Figure 38. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en
suspension – MES), des concentrations en cations et en anions, et des formes de P particulaire
à la sortie du bassin VII pour la période d’avril 2004 à octobre 2005. ............................ 81 Figure 39. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en
suspension – MES, pH, EC, O2, température), des concentrations en cations et en anions, des
formes de P particulaire, de la quantité de moulée ajoutée et du nombre de poissons à l’entrée
du bassin VIII pour la période d’avril 2004 à octobre 2005. ............................................ 82 Figure 40. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en
suspension – MES, O2, température), des concentrations en cations et en anions, et des formes
de P particulaire à la sortie du bassin VIII pour la période d’avril 2004 à octobre 2005. 83 Figure 41. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en
suspension – MES, pH, EC, O2, température), des concentrations en cations et en anions, des
formes de P particulaire, de la quantité de moulée ajoutée et du nombre de poissons à l’entrée
du bassin IX pour la période d’avril 2004 à octobre 2005. .............................................. 84 Figure 42. Variations temporelles du débit, des concentrations en cations et en anions, et des
formes de P particulaire à la sortie du bassin IX pour la période d’avril 2004 à octobre 2005.
........................................................................................................................................ 85 Figure 43. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en
suspension – MES, pH, EC, O2, température), des concentrations en cations et en anions, des
formes de P particulaire, de la quantité de moulée ajoutée et du nombre de poissons à l’entrée
du bassin X pour la période d’avril 2004 à octobre 2005. ............................................... 86 Figure 44. Variations temporelles du débit, des concentrations en cations et en anions, et des
formes de P particulaire à la sortie du bassin X pour la période d’avril 2004 à octobre 2005.
........................................................................................................................................ 87 Figure 45. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en
suspension – MES, pH, EC, O2, température), des concentrations en cations et en anions, des
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formes de P particulaire, de la quantité de moulée ajoutée et du nombre de poissons à l’entrée
du bassin XI pour la période d’avril 2004 à octobre 2005. .............................................. 88 Figure 46. Variations temporelles du débit, des concentrations en cations et en anions, et des
formes de P particulaire à la sortie du bassin XI pour la période d’avril 2004 à octobre 2005.
........................................................................................................................................ 89 Figure 47. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en
suspension – MES, pH, EC, O2, température), des concentrations en cations et en anions, et
des formes de P particulaire à l’entrée du bassin XIII pour la période d’avril 2004 à octobre
2005. ............................................................................................................................... 90 Figure 48. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en
suspension – MES, pH, EC), des concentrations en cations et en anions, et des formes de P
particulaire à la sortie du bassin XIII pour la période d’avril 2004 à octobre 2005.......... 91 Figure 49. Hyétogramme des précipitations journalières pour le mois de juin 2005. L’événement
de pluie étudié est encadré en rouge.............................................................................. 92 Figure 50. Concentration des matières en suspension dans l’eau pour chacune des sources
d’eau de la pisciculture avant la pluie (15 juin) et après la pluie (18 juin). R.N. = ruisseau Noir;
R.S = ruisseau S; R.T. = ruisseau T; S.C. = source combinée; S.P. = source principale.93 Figure 51. Concentrations des cations (A) et anions (B) dans l’eau pour chacune des sources
d’eau de la pisciculture avant la pluie (15 juin) et après la pluie (18 juin). R.N. = ruisseau Noir;
R.S = ruisseau S; R.T. = ruisseau T; S.C. = source combinée; S.P. = source principale.94 Figure 52. Les fractions du phosphore (solutions non-filtrées A et filtrées B) dans l’eau des
sources avant et après la pluie. ...................................................................................... 96 Figure 53. Distribution des principaux cations et anions dans les différents bassins de la
pisciculture avant et après la pluie. ................................................................................. 97 Figure 54. La concentration des fractions du phosphore dans les bassins de la pisciculture
avant la pluie (solutions non-filtrées A et solutions filtrées B) ......................................... 98 Figure 55. La concentration des fractions du phosphore dans les bassins de la pisciculture
après la pluie (solutions non-filtrées A et solutions filtrées B)......................................... 99 Figure 56. Débits moyens journaliers mesurés par 8 des 10 débitmètres en juin 2005.100 Figure 57. Relation entre la quantité de moulée ajoutée et la quantité de fumier retiré pour six
bassins .......................................................................................................................... 106 Figure 58. Projection des variables de concentrations de phosphore total non filtré de 12
bassins sur le plan principal issu de l’ACP.................................................................... 109
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Figure 59. Régressions linéaires entre la quantité de moulée apportée la semaine avant
l’échantillonnage (a) ou le mois avant (b) et les concentrations de phosphore mesurées dans le
bassin II......................................................................................................................... 110 Figure 60. Régressions linéaires entre la quantité de moulée apportée la semaine avant
l’échantillonnage (a) ou le mois avant (b) et les concentrations de phosphore mesurées dans le
bassin VIII. .................................................................................................................... 110 Figure 61. Projections des variables dans le plan principal issu de l’ACP pour les bassins I (a), II
(b), IV (c), VIII (d), IX (e) et XIII (f)................................................................................. 112 Figure 62. Flux de P à l’entrée et à la sortie du bassin I ............................................... 115 Figure 63. Flux de P dans le ruisseau Noir et dans la source combinée ...................... 115 Figure 64. Flux de P dans la source combinée et à la sortie finale de la pisciculture... 116 Figure 65. Flux de P à l’entrée du bassin III et à la sortie du bassin II.......................... 117 Figure 66. Flux de P à l’entrée des bassins VII et IX .................................................... 117 Figure 67. Flux de P à la sortie des bassins IX et XIII .................................................. 118 Figure 68. Concentration de P à la sortie des bassins IX et XIII ................................... 119 Figure 69. Intrants ......................................................................................................... 122 Figure 70. Extrants........................................................................................................ 122 Figure 71. Bilan comparatif ........................................................................................... 124 Figure 72. Variations aux heures des concentrations de phosphore du 18 au 19 juillet 2006
(reproduit de Pichette et al. 2007)................................................................................. 126 Figure 73. Probabilité que le critère soit en réalité dépassé selon la simulation Monte Carlo avec
des estimations de 10% d’erreur sur les données de débits et les concentrations de P de
l’effluent, avec 50% d’erreur sur les concentrations de P à l’affluent, 2% d’erreur sur les ventes
de poissons et 50% d’erreur des les estimations de pertes.......................................... 130 Figure 74. Probabilité que le critère soit en réalité dépassé selon la simulation Monte Carlo avec
3 échantillonnages ........................................................................................................ 131
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3 Liste des Tableaux Tableau 1. Caractéristiques des matériaux de référence utilisés pour le contrôle de la qualité
des analyses du phosphore total dans l’eau ................................................................... 38 Tableau 2. Comparaison des performances pour l’analyse des échantillons certifiés liquides
avec la moyenne des réplicas d’analyse, l’écart-type et l’écart-type relatif (ETR) .......... 39 Tableau 3. Exemple de suivi quotidien de l’ajout de moulée à la pisciculture de Pierre Vézina
pour la semaine du 15 au 21 mai 2005. Les valeurs rapportées par le pisciculteur sont en livres
et sont présentées pour chaque bassin. ......................................................................... 41 Tableau 4. Compilation des données de suivi hebdomadaire de l’utilisation de moulée par Pierre
Vézina du 28 juin 2004 au 1er janvier 2005. Les valeurs sont en kilogrammes pour chaque
bassin.............................................................................................................................. 42 Tableau 5. Compilation des données de suivi hebdomadaire de l’utilisation de moulée par Pierre
Vézina du 2 janvier 2005 au 15 octobre 2005. Les valeurs sont en kilogrammes pour chaque
bassin.............................................................................................................................. 43 Tableau 6. Description des 13 poissons analysés pour les relations allométriques ....... 44 Tableau 7. Exemple de suivi hebdomadaire du nombre de poissons à la pisciculture de Pierre
Vézina du 15 mai au 21 mai 2005................................................................................... 46 Tableau 8. Suivi des inventaires de poissons dans les bassins en 2004 ....................... 47 Tableau 9. Suivi des inventaires de poissons dans les bassins en 2005 ....................... 48 Tableau 10. Estimation de la quantité de fumier/sédiments enlevés des bassins à partir du
nombre des pelletées prélevées ..................................................................................... 50 Tableau 11. Différence entre les quantités de précipitation mesurées en 2004 et 2005 (Station
Sawyerville)...................................................................................................................101 Tableau 12. Débits mensuels moyens mesurés en 2004 et 2005 à l’entrée et à la sortie de la
pisciculture pour les mois de juillet à septembre........................................................... 101 Tableau 13. Concentration de P total dans différents types de moulées utilisées par Pierre
Vézina ........................................................................................................................... 102 Tableau 14. Somme des quantités de P apportées par les différentes moulées utilisées.103 Tableau 15. Concentrations de phosphore dans les poissons selon leur grandeur ..... 103 Tableau 16. Moyenne, écart-type et écart-type relatif (ETR %) des concentrations de phosphore
(mg kg-1 poids sec) dans les sédiments retirés en 2004 ............................................... 104
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Tableau 17. Moyenne, écart-type et écart-type relatif (ETR %) des concentrations de phosphore
dans les sédiments retirés en 2005 .............................................................................. 104 Tableau 18. Estimation de la quantité de sédiments enlevés des bassins VII et VIII le 15 juin
2005 .............................................................................................................................. 105 Tableau 19. Estimation de la quantité de sédiments enlevés des bassins IV, V, VI et IX le 2 août
2005 .............................................................................................................................. 105 Tableau 20. Estimation de l’efficacité de rendement sur la base de la qualité de l’eau 127 Tableau 21. Estimation de l’efficacité de rendement sur la base de la qualité de l’eau 131 Tableau 22. Les dates d’échantillonnage et les types de mesures prises au cours du projet.
...................................................................................................................................... 138 Tableau 23. Résultats des tests statistiques de comparaisons entre l’entrée et la sortie des
différents bassins. ......................................................................................................... 139
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
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4 Introduction
4.1 État de l’art et problématique
Au Québec, on estime que les rejets de phosphore provenant d’une pisciculture se situent
présentement autour de 7.2 kg de P par tonne de poissons produits. Cette quantité pose
parfois de sérieux problèmes environnementaux selon la sensibilité du milieu récepteur où se
jettent les effluents. Afin d’améliorer la situation, une entente, signée en 2004, propose une
participation volontaire afin de limiter le rejet de phosphore à 4.2 kg P par tonne de poissons
produits annuellement. Cette entente qui est accompagnée d’aides financières a une durée
de 10 ans. Pour arriver à cette fin, nous devons d’abord mieux comprendre le cycle du
phosphore dans l’élevage de salmonidés en étangs pour ensuite identifier et cibler les aspects
de la gestion qui permettront d’obtenir des gains significatifs dans la réduction des émissions
de phosphore. Toutefois, les données actuellement disponibles ne permettent pas de
répondre à ces questions ce qui rend difficile la mise en place de mesures de contrôle
efficaces. Puisque les pisciculteurs auront à réduire leurs émissions, il est impératif de leur
offrir des outils et des approches qui leur permettront d’améliorer la gestion piscicole.
4.2 Objectif de l’étude
L’objectif principal de ce projet est de produire une caractérisation complète du cycle du
phosphore et de son bilan de masse dans une pisciculture typique de salmonidés. L’analyse
des données recueillies permettra d’identifier les paramètres environnementaux ou
spécifiques aux modes de gestion piscicole qui favorisent la rétention du phosphore dans la
pisciculture et les conditions propices au relargage du phosphore dans les rejets.
L’identification de ces paramètres constitue une étape préliminaire mais nécessaire afin
d’améliorer les modes de gestion et/ou de proposer des traitements à faible coût qui
contribueraient à réduire les émissions de phosphore provenant des piscicultures en étangs.
4.3 La pisciculture de Pierre Vézina - présentation générale
Le travail expérimental est effectué à la pisciculture Pierre Vézina, à Chartierville, en Estrie.
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
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Cette pisciculture où l’on produit annuellement environ 30 tonnes d’ombles de fontaine,
compte un total de 13 bassins distincts (Figure 1). Durant la période d’observation, les
opérations de la pisciculture se sont poursuivies normalement de manière à documenter les
effets de toutes les étapes de production telles qu’elles se déroulent habituellement. Les
données de répartition spatiale des bassins et des différentes sources d’alimentation en eau
nous permettent de caractériser divers environnements de production tout en demeurant sur
un même site. Par contre, la caractérisation dynamique des flux dans un système comportant
13 réservoirs interconnectés représente un défi technique et scientifique de taille. Boucler le
bilan de masse annuel pour le phosphore exigera une densité et une fréquence
d’échantillonnage qui dépassent ce qui a été réalisé jusqu’à maintenant (Ouellet 1998). Ces
efforts d’échantillonnage visent à quantifier en détail l’ensemble des processus tout en
estimant la variabilité spatiale et temporelle dans le cycle du phosphore. Bien que la
géométrie complexe de la pisciculture à l’étude soit unique, ce type de géométrie à
connexions multiples entre bassins est commun dans l’industrie. On le considère donc
comme typique et représentatif de ce que l’on retrouve chez plusieurs producteurs.
Des aérateurs sont installés dans tous les bassins où sont élevés des poissons afin d’apporter
de l’oxygène dans l’eau (Figure 3). Cet apport artificiel d’oxygène dissous modifie la chimie de
l’eau des bassins qui ne ressemble donc pas à celle que l’on trouverait dans des bassins
naturels. En outre, l’importance des phénomènes d’oxydoréduction dans la colonne d’eau est
ainsi grandement diminuée.
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
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Figure 1. Carte à l’échelle représentant les 13 bassins, la direction des flux en eau, la taille des conduites d’eau et la position des débitmètres et des niveaumètres à la pisciculture de Pierre Vézina.
Figure 2. Carte à l’échelle représentant les 13 bassins et la topographie du site (courbes de niveau à tous les 0,25 m).
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
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Figure 3. Photo des aérateurs des bassins VII et VIII de la pisciculture.
4.4 Spéciation du phosphore
4.4.1 Les différentes formes de phosphore dans l’environnement
Le phosphore dans les eaux naturelles est réparti en orthophosphates, phosphonates,
phosphonates condensés (pyro-, méta- et autres polyphosphates). Il peut aussi être lié à la
matière organique dissoute. Ces composés peuvent contenir des groupements fonctionnels
PO43-, P-O-P et C-P. Le phosphore total (Ptotal) représente la somme de toutes ces formes
dans un échantillon brut non filtré. De plus, le phosphore est présent dans l’environnement
non seulement en solution mais il peut aussi être adsorbé ou même incorporé aux particules
en suspension dans l’eau des étangs et rivières. Toutes ces formes sont en contact avec les
organismes aquatiques. Cependant, la distribution du phosphore entre ces différentes phases
solides et liquides est hautement variable et dépend de processus complexes. Il est donc
parfois difficile de documenter et surtout de quantifier précisément le cycle du phosphore dans
l’environnement.
4.4.2 Le phosphore en solution
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
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Les formes du phosphore les plus susceptibles d’être détectées dans l’environnement sont
présentées à la Figure 4. Les orthophosphates regroupent les formes oxydées du phosphore
(H3PO4-, HPO4
2-, PO43-) et leur répartition dépend du pH du milieu. Les orthophosphates
représentent aussi la forme du phosphore la plus disponible pour une utilisation par les
organismes vivants (e.g. plantes ou algues) mais aussi celle qui est la plus réactive
chimiquement (e.g. la première à réagir chimiquement). Lors de l’application d’engrais
phosphatés en agriculture, le phosphore non retenu par les plantes, est principalement
transporté vers les eaux de surfaces en association avec des particules entraînées par le
ruissellement. On observe donc un gradient de réactivité qui va des formes particulaires et
peu réactives du phosphore à la réactivité maximale des formes inorganiques des
orthophosphates.
Les composés organiques contenant des esters d’acide phosphorique (C-O-P) et de
phosphate (C-P) sont aussi présents. Ils proviennent de la décomposition de la matière
organique ou sont excrétés comme produits métaboliques.
Certains phosphates inorganiques condensés tels que le tripolyphosphate sont utilisés
comme détergents et émis dans les eaux usées domestiques et industrielles. Des
phosphates organiques condensés sont aussi générés par les plantes et les animaux (e.g.
ATP, ADP). Les phosphates condensés ne sont que très lentement dégradés en
orthophosphates dans les eaux naturelles.
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
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19 de 145
Figure 4. Répartition du phosphore entre les différentes formes présentes dans l’environnement.
4.4.3 Le phosphore particulaire
Les formes probables de phosphore particulaire sont identifiées à la Figure 4. Les sources
principales sont les produits d’altération des minéraux primaires et secondaires, la formation
de minéraux par précipitation directe de phosphore inorganique ainsi que la dégradation de
matériel cellulaire animal, végétal, ou microbiologique. Aussi le phosphore particulaire peut se
retrouver sous la forme occluse dans des minéraux cristallins ou amorphes ou, encore, en
phase absorbée ou adsorbée en association avec des particules de matière organique ou des
minéraux argileux. Certains composés de phosphore récalcitrants proviennent de l’activité
microbienne et de l’accumulation de matériel végétal dégradable ou non, dans les sédiments.
La capacité des particules à adsorber le phosphore varie grandement. Les petites particules
(e.g. minéraux argileux, oxydes métalliques) ont une grande surface spécifique et une densité
de charge élevée ce qui leur confère une forte capacité à adsorber le phosphate. Les
particules de P provenant de sols ou sédiments alcalins sont principalement constituées de
phosphate de calcium puisque le phosphate dissous tend à précipiter sous ces conditions.
Les particules riches en phosphore provenant de sols et sédiments acides ont plutôt tendance
à être combinées à des oxydes et hydroxydes d’aluminium ou de fer. Le phosphore associé
P total
Filtration
P dissous
P inorganique
P particulaire
P organique
Orthophosphates (H3PO4-, HPO42-)
P inorganique condensé
P inorganiquel P organique
Sucres, protéines, phospholipides, etc
Hydroxyapatite, fluoroapatite
Brushite, variscite et autres minéaux
Matière organique en suspension
Matière organique dissoute
P sorbé sur argiles ou colloïdes
P sorbée sur la matière organique
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
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aux oxydes de fer et d’aluminium est relativement stable et peu soluble puisque les taux de
dissolution de ces oxydes sont très lents et parce que le lien chimique qui unit les anions de
phosphate aux oxydes métalliques est fort. Par contre, le phosphore adsorbé à des phases
ferriques sera relâché sous des conditions réductrices (qui se présentent souvent dans des
sédiments anoxiques riches en matière organique).
Les composés de phosphore organique sont principalement formés in situ par des processus
biologiques ou entrent dans le système comme résidus de nourriture ou par les fèces
animales. Les composés de phosphore organique originaires des sols et entrant dans les
cours d’eau sont surtout des esters d’acide phosphorique. La forme la plus commune est le
phosphate de myo-inositol, aussi appelé acide phytique. Le phosphate de myo-inositol
provient vraisemblablement de matériel végétal alors que d’autres formes de phosphore
organique comme le hexaphosphate d’inositol proviendraient de la dégradation microbienne
de la forme myo-inositol. La matière organique des sols peut aussi contenir d’autres
composés de phosphore comme les acides nucléiques, les phosphoprotéines, les sucres de
phosphore (glucose-1-phosphate, glucose-6-phosphate) et le glycérol de phosphate. Les
matériaux organiques non décomposés sont souvent des acides nucléiques plus complexes
que le phosphate d’inositol mais ceux-ci sont rapidement transformés en orthophosphates.
Plusieurs microorganismes produisent des composés de phosphores réfractaires contenant
des liens C-P.
D’un point de vue analytique, il est clair que l’on doit considérer les différentes formes du
phosphore: dissoutes ou particulaires dans la colonne d’eau, ou encore dans le seston ou
dans les sédiments.
4.4.4 Analyses de formes chimiques du phosphore
Puisque chaque forme de phosphore a des propriétés particulières, il importe de considérer la
spéciation du phosphore dans notre analyse. De plus, la comparaison des performances
entre des piscicultures situées à différents endroits dépendra en grande partie de la répartition
du phosphore entre ses différentes formes chimiques. Ceci étant dit, une analyse de
l’ensemble des espèces de phosphore décrites à la Figure 5 est excessive et serait
probablement d’une utilité limitée. Nous ciblerons donc le fractionnement du phosphore total
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
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entre le phosphore dissous et celui que l’on retrouve sous forme particulaire ainsi que la
répartition du phosphore dissous en ses composantes organique et inorganique. Cette
approche définit donc quatre formes chimiques à analyser. Par ailleurs, les analyses de
spéciation du phosphore plus poussées seront effectuées selon leur pertinence et le niveau
de variabilité rencontré sur les sites à l’étude.
4.4.5 Bilan massique
L’approvisionnement en eau des étangs de la pisciculture provient souvent de sources
diverses. L’eau est aussi transférée entre les différents bassins où sont conservés les
poissons. La diversité des sources d’eau et la multiplicité des transferts entre les différents
bassins compliquent le bouclage d’un bilan massique pour le phosphore. De plus, certaines
des opérations de gestion piscicole varient entre les exploitations et sont propres à chaque
pisciculture. De façon générale, on estime ainsi que chaque entreprise piscicole en étangs
ouverts est distincte et qu’il ne sera pas toujours possible de généraliser certains aspects de
la gestion à un grand nombre d’exploitations. Cette diversité des pratiques piscicoles doit
donc être reconnue et prise en considération dans l’interprétation et l’application des résultats
de l’étude. Si l’on souhaite comprendre et quantifier la dynamique du phosphore dans une
pisciculture donnée, il faut donc s’assurer d’en caractériser les interfaces critiques au plan de
la chimie et de l’hydrologie tout en documentant les éléments cruciaux de la gestion piscicole
sur une base annuelle.
Pour ce projet, nous avons choisi de concentrer nos efforts sur une étude exhaustive et
approfondie d’un seul site que l’on considère représentatif d’un bon nombre de piscicultures
de salmonidés en étangs du Québec. Notre objectif principal est de quantifier le bilan global
du phosphore dans cette pisciculture de salmonidés en étangs ouverts. Ces résultats
permettront subséquemment de développer une approche simplifiée qui pourrait être utilisée
afin de comparer les performances de certaines autres piscicultures québécoises et ce, de
façon à couvrir l’éventail des conditions environnementales et des modalités de gestion
piscicole des diverses régions du Québec.
Notre approche vise à mesurer les flux et les réservoirs qui composent le cycle du phosphore
dans la pisciculture pour obtenir un bilan annuel complet du phosphore dans le système de
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
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production. Ainsi, nous avons caractérisé les apports en eau du système ainsi que les rejets à
l’exutoire de la pisciculture. Nous avons aussi quantifié les apports atmosphériques sous
formes de précipitation liquide et les apports liés à la fonte des neiges. La quantité de moulée
utilisée durant la période de production et qui constitue la principale source de phosphore au
système, a aussi été chiffrée. Une approche plus fine nous a permis de documenter les
échanges entre les bassins de l’amont vers l’aval du système et de mesurer les transferts de
phosphore et d’identifier les pertes ou les gains et les zones de stockage de P dans le
système. Nous avons aussi mesuré la quantité de phosphore associée à la récolte de
poissons et à la vidange des étangs, une opération qui consiste à enlever les sédiments et le
fumier accumulés au fond des bassins.
Pour comprendre la dynamique du système, il est important d’établir un cycle annuel complet.
Ceci permettra de mesurer les impacts des pratiques de gestion à chaque étape de la
production et de quantifier les effets des changements saisonniers dans les conditions
météorologiques et hydrologiques. De plus, les pluies abondantes, la fonte des neiges et les
opérations intensives de gestion piscicole (e.g. récolte de poisson ou enlèvement de fumier)
peuvent jouer un rôle significatif dans l’apport en phosphore et sur sa mobilisation.
Peu de données sur la dynamique du phosphore dans les étangs ouverts existent pour les
piscicultures du Québec. Les données rendues disponibles par Guy Ouellet (biologiste au
Ministère de l'Agriculture, des Pêcheries et de l'Alimentation du Québec) montrent que les
piscicultures de salmonidés en étangs ouverts du Québec sont principalement soumises à
des apports stables et continus de grands volumes d’eau contenant de très faibles
concentrations de phosphore. Selon cette source, les extrants présentent aussi d’assez
faibles concentrations en phosphore et des volumes d’eau élevés. Les intrants et les extrants
sont les composantes les plus faciles à caractériser du bilan de masse annuel. Leur
comparaison entre différentes piscicultures est aussi relativement accessible. La principale
difficulté dans le bouclage d’un bilan de masse du phosphore réside plutôt dans notre
capacité à comprendre et quantifier la contribution de certains évènements critiques. Par
exemple, les pluies estivales intenses peuvent altérer significativement la composition
chimique des eaux à l’entrée et à la sortie de la pisciculture. Il en va de même de l’impact
possible de la fonte des neiges et de la crue printanière. Les différentes activités associées à
la gestion piscicole, comme l’enlèvement des fumiers accumulés au fond des bassins
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
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d’élevage, peuvent aussi provoquer la remise en suspension des sédiments et sont, de ce
fait, critiques. Ces évènements ponctuels et brefs peuvent contribuer au transfert de quantités
très significatives de phosphore. Un suivi environnemental très détaillé est alors nécessaire
pour quantifier la contribution de ces épisodes à l’ensemble du bilan annuel. Un tel suivi
événementiel est plutôt rare et constitue un des défis logistiques et une contribution originale
du projet.
5 Méthodologie
Les objectifs spécifiques et la méthodologie de l’étude sont modulés en fonction de l’objectif
global qui est d’effectuer un suivi complet et précis de toutes les composantes d’une
pisciculture et de toutes les étapes de la gestion piscicole annuelle. Étant donné que la
réalisation d’une telle étude nécessite une logistique et des ressources humaines et
matérielles considérables, il a été convenu que nous examinerions qu’une seule pisciculture.
5.1 Hydrologie
5.1.1 Mesures des débits
Les débits ont été mesurés à différents endroits dans la pisciculture. La carte de la Figure 1
montre les points de mesure à l’entrée et à la sortie de la pisciculture et entre les différents
bassins. Différents types d’instruments ont été utilisés pour faire ces mesures. Tout d’abord,
dix débitmètres IF200 (Globalwater) ont été utilisés pour mesurer les échanges d’eau entre
les différents bassins de la pisciculture (Figure 5). Ces appareils ont été installés dans les
tuyaux à l’entrée des bassins sélectionnés pour l’analyse détaillée de la qualité de l’eau.
Chaque débitmètre était relié à un enregistreur de données GL400 (Figure 5). Les
débitmètres sont calibrés de telle sorte que le nombre de pulsations enregistrées sur l’appareil
correspond à un certain volume d’eau ayant passé dans le tuyau au cours de la période
d’échantillonnage. La calibration diffère selon la taille du tuyau. La calibration de l'instrument
est fournie par une charte donnée par le fabricant. Par exemple, une pulsation correspond a
un volume de 0.0439 m3 pour un tuyau de 8 po de diamètre alors quelle correspond à
0.0686 m3 pour un tuyau de 10 po. L’erreur relative de l’instrument (ou précision) est de 2 %
du volume d’eau mesuré. Sa linéarité est de 0.5%.
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
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Le bon fonctionnement et la calibration de l’instrument exigent que le tuyau soit totalement
rempli d’eau. L’enregistrement du nombre de pulsations a été fait en continu et une moyenne
a été estimée pour des périodes de 15 minutes. L’exemple présenté à la Figure 6 montre
l’amplitude et la fréquence des variations des débits mesurés pour une période de onze jours
en juillet 2005. Les variations journalières observées dans cette série sont probablement
associées à la nature pulsatile de la circulation de l’eau à travers les tuyaux. On semble
observer un cycle sur environ 24 heures avec un minimum autour de la fin de l’après-midi, on
peut spéculer que ce serait lié à l’évaporation de l’eau ou à son utilisation par la végétation en
amont, mais rien ne nous permet de le confirmer.
Des jauges à niveau d’eau ont aussi été installées à l’entrée et à la sortie de la pisciculture
afin de faire le bilan en eau de la pisciculture (Figure 7). Les jauges à pression mesurent les
niveaux d’eau en continu à toutes les 15 minutes (Figure 7d). Les mesures de niveaux d’eau
ont par la suite été transformées en débit à l’aide de courbes de tarage. Une des jauges a été
installée sur le bassin d’entrée (bassin I) qui alimente en eau une partie de la pisciculture
(Figure 7a). Les changements dans le niveau d’eau du bassin correspondent à des
modifications du rapport entrée-sortie d’eau du bassin I. Afin de transformer les valeurs de
niveau d’eau en débit, nous avons défini une courbe de tarage entre les niveaux d’eau du
bassin et les débits mesurés par les deux débitmètres installés à la sortie du bassin
(débitmètres D2 et D7).
Une deuxième jauge à niveau d’eau a été installée à la sortie de la pisciculture soit en aval du
bassin de sédimentation. Au cours de la période d’échantillonnage, la jauge a due être
déplacée. Ainsi pour la période de mai 2004 à juin 2005, les niveaux d’eau ont été mesurés
dans le ruisseau tandis que de juin 2005 à novembre 2005, ils ont été mesurés dans le canal
nouvellement construit à la sortie du bassin de sédimentation (Figure 7b et c). Des courbes de
tarage ont été faites pour chacun de ces emplacements. Les mesures des vitesses de
l’écoulement ont alors été faites dans le ruisseau ou le canal avec un courantomètre à hélice
de type Swoffer. Le canal de sortie étant instable, la courbe de tarage obtenue pour cet
emplacement est de qualité inférieure à celle obtenue pour le ruisseau.
5.1.2 Traitement de données
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
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Les données provenant des débitmètres ont dû être traitées afin d’enlever les valeurs nulles.
Ces valeurs nulles sont causées par : 1) l’encrassement de l’hélice au fil du temps; 2)
l’absence de circulation d’eau dans le tuyau (lorsque le bassin est vide), 3) la présence de
poches d’air dans le tuyau ou 4) le remplissage partiel du tuyau (hélice hors de l’eau). Afin de
limiter les problèmes liés à l’encrassement des hélices, les appareils ont été nettoyés
régulièrement, soit à toutes les deux semaines. La Figure 8 montre l’état de l’hélice d’un
débitmètre avant et après leur nettoyage. Les autres problèmes sont liés à la gestion de l’eau
dans la pisciculture. Par exemple, lorsque les tuyaux n’étaient pas remplis, la mesure des
débits était inadéquate et nous n’avons alors pas utilisé les données. Les débitmètres 1 et 2
sont les seuls instruments pour lesquels nous avons observé ce phénomène au cours de la
période estivale.
Les débitmètres qui ont tendance à s’encrasser rapidement et qui sont affectés par la
présence de poche d’air dans le tuyau contiennent davantage de valeurs nulles. Le nombre
de valeurs nulles diffère donc d’un appareil à l’autre en fonction de sa position dans le réseau
de tuyaux et d’étangs de la pisciculture. Les débitmètres 1, 7 et 10 situés respectivement à la
sortie du bassin II et à l’entrée des bassins X et XIII (bassin de sédimentation) s’encrassent
plus rapidement que les autres instruments. Les débitmètres 4 et 5 sont affectés par la
présence d’air dans le tuyau ce qui a pour effet de nuire à leur fonctionnement à long terme.
Généralement, lorsque l’hélice du débitmètre est sale aucune pulsation n’est enregistrée
même si l’eau circule dans le tuyau. Le nettoyage remet en marche l’hélice et les pulsations
sont de nouveaux mesurées. Il est probable que l’encrassement progressif de l’hélice ait pour
effet de réduire de façon graduelle le nombre de pulsations enregistrées sur une période de
temps et donc, de sous-estimer les débits. Toutefois, une telle décroissance n’a pas été
identifiée avec certitude dans les séries mesurées. L’utilisation de la moyenne établie sur une
période de 11 jours étalés autour de la journée de la visite sur le terrain et du nettoyage
permet de minimiser l’impact lié à ce phénomène.
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a)
b)
Figure 5. Appareils utilisés pour mesurer le débit circulant dans les tuyaux qui alimentent en eau les bassins de la pisciculture. a) Débitmètre IF200 ; b) Enregistreur de données GL400
Évolution du débit durant la période d'échantillonnage du 01-07-2005 au 11-07-2005
0
0.005
0.01
0.015
0.02
0.025
30/06/2005 01/07/2005 02/07/2005 03/07/2005 04/07/2005 05/07/2005 06/07/2005 07/07/2005 08/07/2005 09/07/2005 10/07/2005
Déb
it (m
³/s)
débit précipitation Moy. mobile sur 8 pér. (débit)
Figure 6. Variation du débit à l’entrée du bassin V tel que mesurée par un débitmètre, exemple de la période du 1 au 11 juillet 2005. Les données présentées ont été nettoyées.
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a) b)
c)
d)
Sonde à pression
(Globalwater) utilisée
pour le bassin I et le
ruisseau
Sonde utilisée à
pression (Solinst)
dans le canal
Figure 7. Stations de mesure de niveau d’eau à l’entrée et à la sortie de la pisciculture. a) Jauge à niveau d’eau dans le bassin I à l’entrée de la pisciculture; b) Position de la jauge à niveau d’eau installée dans le ruisseau à la sortie du bassin de sédimentation (mai 2004 à juin 2005); c) Position de la jauge à niveau d’eau installée dans le canal à la sortie du bassin de sédimentation (juin 2005 à novembre 2005); d) Détails des deux types de jauges installées.
Jauge à niveau
Jauge à niveau
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28 de 145
Les valeurs de débit associées à chacune des journées de mesure de qualité de l’eau dans
les bassins correspondent à des moyennes établies sur une période de onze jours. Cette
moyenne inclut les mesures obtenues la journée même de l’échantillonnage, celles
enregistrées cinq jours avant cette journée et cinq jours après. Cette méthode permet d’établir
une moyenne de débit à partir d’un nombre suffisant de données et de fournir un écart-type.
La moyenne sur 11 jours est représentative des conditions d'écoulement dans la pisciculture
avant et après l’échantillonnage. Une période plus longue introduirait des biais liés aux
précipitations par exemple, tandis qu'une période plus courte risquerait d’accorder trop de
poids aux valeurs extrêmes. Cette méthode a été préférée à celle du calcul du volume total
d'eau ayant circulé entre deux échantillonnages d'eau puisque celui-ci peut difficilement être
établi compte tenu des données manquantes dans les séries de mesures temporelles de
débit.
La qualité des mesures de débit a été établie à partir des coefficients de variation et du
nombre de données utilisées pour faire la moyenne. Pour s’assurer de la validité des données
de débit, les données ont été catégorisées en trois classes en fonction du nombre de points
utilisés pour faire la moyenne et du coefficient de variation. La classe 1 correspond aux cas
où le nombre de mesures pouvant être utilisés est inférieur à 75. La classe 2 correspond aux
cas où le nombre de mesures pouvant être utilisées est entre 75 et 250. Finalement, la
classe 3 correspond aux cas où le nombre de mesures pouvant être utilisées est entre 250 et
1056.
Un coefficient de variation (moyenne/écart-type) supérieur à 2 est nécessaire pour qu’une
moyenne appartienne à la classe 3 lorsque le nombre de points est inférieur à 250. Les
moyennes appartenant à la classe 1 n’ont pas été utilisées si leur cœfficient de variation était
inférieur à 2. Pour 2005, 76 % des moyennes (différentes de 0) établis sur une période de 11
jours se retrouvent dans la classe 3, 15% dans la classe 2 et 9% dans la classe 1. Pour 2004,
61% des moyennes se retrouvent dans la classe 3 et 19,5% dans les classes 1 et 2.
Les débits moyens ainsi estimés ont permis d’évaluer les quantités de phosphore pour une
période de temps donnée. Les débits moyens mensuels seront utilisés afin de comparer les
débits mesurés en 2004 et 2005.
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a) b)
Figure 8. Problèmes liés à l’encrassement de l’hélice des débitmètres. a) Débitmètre avant le nettoyage; b) Débitmètre après le nettoyage.
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5.2 Station météorologique
Une station météorologique (Vantage Pro de la compagnie Davis) a été installée à la
pisciculture afin de mesurer les apports atmosphériques directs en eau dans le système
(Figure 9). La station permet la mesure de la pluie à l’aide d’un pluviomètre muni d’une auge à
bascule (mm). La température (°C), l’humidité de l’air (%), la pression atmosphérique (Pa), le
vent (intensité (km/h) et direction), l’évapotranspiration (mm), l’index UV (nm) et de la
radiation solaire (Watts/m2) sont aussi mesurés. Plusieurs autres paramètres sont aussi
extraits de ces mesures (index UV, point de rosée, intensité de la pluie, etc.). Les données
météorologiques sont sauvegardées dans un enregistreur de données. Seules les données
de température et de précipitation ont été utilisées dans le cadre de la présente étude. Les
données de précipitation et de température sont présentées aux Figure 10 et Figure 11.
Les données de précipitation ont été mises en relation avec les séries de débits enregistrés
par les différents appareils de mesure installés dans les bassins ou cours d’eau.
Figure 9. Station météorologique installée à la pisciculture
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-30
-20
-10
0
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20
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1-janv 20-févr 11-avr 31-mai 20-juil 8-sept 28-oct 17-déc
Date
Temp
ératu
re m
oyen
ne jo
urna
lière
(C)
Température moyenne journalière 2004 Température moyenne journalière 2005
Figure 10. Températures moyennes journalières enregistrées par la station météorologique (ºC).
0
20
40
60
80
100
120
23-04-04 01-08-04 09-11-04 17-02-05 28-05-05 05-09-05 14-12-05
Date
Haut
eur d
e pl
uie
(mm
)
Hauteur de pluie 2004 Hauteur de pluie 2005 Hauteur de pluie 2005 station Sawyerville
Figure 11. Données de pluie journalières recueillies en 2004 et 2005. Pendant une période où la station n’a pas bien fonctionné, nous avons utilisé les données de la station météorologique la plus près soit celle de Sawyerville.
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
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5.3 Analyse des différentes formes de phosphore dans l’eau
L’analyse de différentes formes du phosphore a été réalisée en suivant le schéma de
fractionnement de Clesceri et al. (1998) présenté à la Figure 12. Le fractionnement basé sur
une définition opérationnelle des formes de P et le départage peut être défini selon:
Phosphore réactif (A, E) Phosphate analysé directement par colorimétrie. Une grande
fraction du phosphore réactif est composée d’orthophosphates, le reste est formé de plusieurs
polyphosphates condensés.
Phosphore hydrolysable (B, F) : Hydrolyse acide de l’échantillon en utilisant un mélange
d’acides (30% H2SO4 et 0,4 % HNO3) afin de convertir les polyphosphates condensés dissous
et/ou totaux particulaires en orthophosphates.
La somme A+B peut être considérée comme étant le phosphore inorganique. L'hydrolyse
acide à la température de l'eau bouillante convertit les phosphates condensés dissous et
particulaires en ortophosphates dissous. L'hydrolyse libère inévitablement une certaine
quantité de phosphate liée aux composés organiques, mais ceci peut être réduit au minimum
par le choix judicieux d’un temps de réaction et de la température de mélange d’acides
utilisée pour l’hydrolyse.
Phosphore total (C, G) : Digestion au persulfate de potassium à l’autoclave. Comprend le
phosphore réactif, le phosphore hydrolysable et le phosphore organique.
Phosphore organique (D, H) : Phosphore complexé à la matière organique. Obtenu en
soustrayant le phosphore réactif et hydrolysable du phosphore total.
Les analyses ont été effectuées séparément sur les échantillons filtrés et non filtrés.
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
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Échantillon
Non filtré Filtré 0,45µ
1. Hydrolyse H2SO4
2. Colorimétrie
1. Digestion K2S2O8
2. Autoclave 3. Colorimétrie
Colorimétrie directe
EPhosphore
réactif dissous
E+F
G Phosphore
total dissous
F Phosphore
hydrolysable dissous
HPhosphore organique dissous
Colorimétrie
directe
1. Hydrolyse H2SO4
2. Colorimétrie
1. Digestion K2S2O8
2. Autoclave 3. Colorimétrie
A Phosphore réactif total
A+B C
Phosphore total
B Phosphore
hydrolysable total
D Phosphore organique
total
(A+B)-A C-(A+B) (E+F)-E G-(E+F)
Figure 12. Schéma du fractionnement du phosphore
5.4 Stratégie d’échantillonnage de l’eau
La campagne d’échantillonnage s’est déroulée entre le 25 avril 2004 et le 18 octobre 2005. La
stratégie d’échantillonnage a été développée en fonction des objectifs du projet, du régime
hydrologique de la pisciculture et des changements qui sont survenus durant la période de
l’étude.
Les échantillonnages ont été réalisés aux trois semaines pendant la durée de l’étude; sauf
pour les mois d’hiver durant lesquels la fréquence a été réduite à deux échantillonnages en
raison du gel des bassins (Figure 13). Des échantillonnages additionnels ont été effectués
chaque semaine au printemps 2005 afin de permettre un suivi plus fin de l’évolution de la
qualité de l’eau des sources qui alimentent la pisciculture et ce, après avoir constaté une forte
concentration en P total lors des deux échantillonnages effectués au printemps 2004.
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
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Figure 13. Photo des bassins VI et IX gelés en décembre 2004
Pour documenter les variations des concentrations en phosphore et des paramètres généraux
dans chacun des bassins, nous avons effectué des analyses chimiques à chaque point
d’entrée et à l’exutoire de chacun des 13 bassins de la pisciculture.
Au total, des échantillons ont été prélevés à 26 occasions (12 échantillonnages en 2004 et 14
en 2005 – voir annexe) pour un total de 1008 échantillons d’eau recueillis dans l’ensemble
de la pisciculture pour le dosage du phosphore et de ses formes particulaires et dissoutes,
des cations et anions et aussi pour mesurer d’autres variables. Dans la majorité des cas, 20 variables ont été analysées. Ces variables sont: pH, conductivité, température, oxygène
dissous, carbone organique dissous, cations (Ca2+ Mg+, Na+, K+, NH4+), anions (Cl-, SO4
2-,
NO3-, NO2
-), espèces de phosphore (P réactif total et dissous, P hydrolysable total et dissous,
P total et P total dissous). Certaines d’entre elles (température, oxygène dissous,
conductivité) ont été mesurées in situ à l’aide d’une sonde YSI model 85 (YSI Incorporated,
USA) mais la grande majorité des analyses ont été effectuées au laboratoire. Les dates
d’échantillonnage et les types de mesure prises au cours du projet sont présentés dans
l’annexe 1.
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
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5.4.1 Méthodes de prélèvement
Toutes les étapes propres au prélèvement des échantillons d’eau destinés aux analyses
chimiques des formes de phosphore, ainsi que les précautions prises lors du prélèvement, du
traitement et de l’entreposage des échantillons sont celles présentées par Denison et al.
(1998), Maher et Woo (1998), Neal et al. (2000), et Worsfold et al. (2005). Une brève
description suit.
Les différents échantillons (nous avons pris des échantillons différents pour le MES et pour
les fractions du phosphore) ont été prélevés dans chaque bassin, respectivement au niveau
des entrées et des sorties. Ce type d’échantillonnage a été choisi afin d’évaluer l’effet de
l’utilisation des bassins sur les émissions du phosphore.
Pour l’analyse des formes de phosphore, les échantillons d’eau ont été prélevés directement
des bassins en utilisant des flacons en polyéthylène haute densité (HDPE) de 1L
préalablement lavés à l’acide chlorhydrique 10 % et rincés à l’eau distillée-déionisée.
Immédiatement après le remplissage, le bouchon du flacon était vissé hermétiquement et la
bouteille, placée dans une glacière. À l’arrivée au laboratoire, les échantillons d’eau étaient
filtrés dans un délai maximum de 12 heures après le prélèvement.
Pour l’analyse des matières en suspension (MES), nous avons prélevé séparément des
échantillons dans des flacons en plastique HDPE de 1L lavés à l’eau savonneuse et rincés
trois fois à l’eau distillée-déionisée.
5.4.2 Traitement d’échantillons
5.4.2.1 Filtration
Les échantillons destinés au dosage des formes de phosphore, du carbone organique
dissous, des cations et des anions ont été filtrés au laboratoire en utilisant une installation
sous vide. En bref, tous les flacons, filtres, rampe de filtration sont faits de plastique et ont été
lavés avant l’usage. Dans le cas de la spéciation des formes du phosphore, les échantillons
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
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d’eau ont été filtrés sur des membranes de polycarbonate de 47 mm de diamètre et de 0,4 µm
de porosité. Les filtrats ont été recueillis dans des flacons de polyéthylène préalablement
lavés à l’acide (HCl 10 %). Un aliquot de 100 ml a été utilisé directement pour l’analyse et un
autre a été conservé au congélateur.
Les échantillons récoltés pour l’analyse des matières en suspension ont été filtrés sur des
membranes en fibre de verre de 47 mm de diamètre et 1,5 µm de porosité.
5.4.3 Dosages
5.4.3.1 Spéciation du phosphore
La spéciation du phosphore a été réalisée en utilisant le schéma de fractionnement présenté
à la Figure 12. Le dosage des différentes formes de P a été réalisé en utilisant la méthode
colorimétrique du complexe phosphomolybdènique en présence d’acide ascorbique (Murphy
& Riley 1962, Maher et al. 2002) et analysé par spectrophotométrie. Pour le phosphore total,
nous avons tenté d’utiliser un dosage par ICP-AES (Iris Advantage,Thermo Electron, 2000)
(De Boer et al. 1998, Wennrich et al. 1995) mais la limite de détection pour la matrice chargée
de l’eau de pisciculture s’est avérée trois fois plus élevée que celle obtenue en utilisant la
méthode par spectrophotométrie. Ce constat nous a donc conduits à utiliser la méthode
colorimétrique au phosphomolybdène pour le dosage de toutes les formes de phosphore.
5.4.3.2 Matières en suspension
La mesure des matières en suspension a été faite en utilisant la méthode de Centre
d’expertise en analyse environnementale du Québec (CEAEQ MA. 115-SS 1.1) par pesée du
filtre avant et après le filtrage. Pour faciliter et réduire le temps d’analyse de MES dans le
laboratoire (les analyses ont été faites dans un délai de 12 heures après l’échantillonnage)
des filtres « ProWeight » 47 mm pour les volatils ont été utilisés. Ces filtres en fibre de verre
(Whatman 934 AH) ont des pores de 1.5 µm et sont préalablement pesés et mis dans des
coupoles d’aluminium. Après la filtration sous vide, les filtres ont été séchés dans l’étuve à
60oC jusqu’à ce qu’ils aient atteint une masse constante. La pesée a été réalisée à l’aide
d’une balance analytique.
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
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5.4.3.3 Cations et anions
La chromatographie ionique en phase liquide a été utilisée pour le dosage de certains cations
(Na+, NH4+ et K+) et des anions (Cl-, NO2
-, NO3-, HPO4
2-, SO42-). Les colonnes IC-Pak A anion
et IC-Pak C cation de Waters (Milford, USA) ont été utilisées pour l’analyse des anions et des
cations. Le détecteur de conductivité de Waters (Modèle 430) a été utilisé pour la détection
des composés d’intérêt. Les colonnes utilisées présentent une limite de détection de l’ordre
de 1 µmol L-1 pour chacun des composés. Le logiciel Millenium 32 (Waters, Milford, USA) a
été utilisé pour le traitement des données. Les cations Ca2+ et le Mg2+ ont été mesurés par
absorption atomique (Varian).
5.4.3.4 Autres variables
Nous avons aussi mesuré un ensemble de variables comme la température, la teneur en
oxygène dissous, la conductivité électrique et la salinité de l’eau de chacun des bassins et
des sources in situ à chaque période d’échantillonnage à l’aide d’une sonde YSI model 85
(YSI incorporated). Le modèle 85 de YSI est un appareil numérique muni d’un
microprocesseur et d’un senseur de conductivité et d'oxygène dissous. La conductivité a été
mesurée par une cellule de quatre électrodes avec une constante de 5.0/cm± 4%. La mesure
d'oxygène dissous a été faite grâce à un senseur de type polarographique Clark. La sonde a
été calibrée avant chaque prise de mesures.
5.4.4 Assurance et contrôle de qualité
Un protocole de contrôle de qualité a été développé spécifiquement pour les analyses
d’échantillons naturels en vue du dosage des formes de phosphore et des autres variables.
L’accent a été mis sur le contrôle des blancs, la précision, la justesse (ou exactitude) et la
limite de détection. Les blancs incluent le blanc de terrain, de transport, d’instrument et de
calibration. La précision a été évaluée sur des échantillons subdivisés qui rendent compte de
la variabilité associée au prélèvement, au traitement, à l’entreposage et à l’analyse des
échantillons. La justesse se définit en comparaison à des matériaux de référence (Tableau 1).
La limite de détection est considérée comme étant égale à trois fois la valeur de l’écart type
estimé pour dix analyses d’un blanc.
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
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Pour le dosage du phosphore total, les matériaux standards de référence (MSR) TP 83-3, TP
83-4, TP 83-5, TP 83-6, TP 83-8 et TP 83-10 ont été utilisés et leurs propriétés sont présentés
au Tableau 1.
Tableau 1. Caractéristiques des matériaux de référence utilisés pour le contrôle de la qualité des analyses du phosphore total dans l’eau
MSR Détails de dopage Valeur certifiée
P (mg L-1)
TP83-3 Aucun 0.017
TP83-4 Aucun 0.029
TP83-5 Aucun 0.045
TP83-6 Inorganique/organique 0.065
TP83-8 inorganique/organique 0.26
TP83-10 Organique 0.33
Les MSR sont des eaux de bassins et de rivière préservées avec du H2SO4 0,2 % et qui sont
fournies par le National Water Research Institute d’Environnement Canada
(http://www.nwri.ca/nlet/crm-f.html —Burlington, ON).
Le Tableau 2 présente les concentrations de P total obtenues pour tous les échantillons de
contrôle analysés pendant la durée du projet et leurs valeurs certifiées.
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
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Tableau 2. Comparaison des performances pour l’analyse des échantillons certifiés liquides avec la moyenne des réplicas d’analyse, l’écart-type et l’écart-type relatif (ETR)
Matériel Nombre P total P total Écart-type ETR %Standard d'échantillons certifié analysé
de référence analysésTP 83-3 10 16.6 16.3 2.3 10.4TP 83-4 5 29.0 29.2 4.1 6.0TP 83-5 12 45.0 45.0 3.6 8.1TP 83-6 12 65.0 60.3 6.7 11.1TP 83-8 9 260.0 255.0 6.7 2.6
TP 83-10 13 330.0 333.8 7.8 2.3
(µg L -1)
5.5 Moulées et biomasse
5.5.1 Méthodes de prélèvement
Tous les types de moulées utilisés dans la pisciculture de Pierre Vézina durant une année
complète de production ont été échantillonnés. Des échantillons d’environ 1 kg chacun ont été
prélevés à deux reprises en 2004, à deux reprises en 2005 et à une reprise en 2006. Ce
dernier échantillonnage a été réalisé principalement pour vérifier le taux d’humidité de la
moulée en raison de problèmes d’entreposage des précédents échantillons dans le
réfrigérateur qui avaient affecté leur taux d’humidité. Nous avons analysé le phosphore total
de quatre types de moulée flottante (2,5PT, 3PT, 4PT, 5PT) et de trois types de moulée
callante (3PT, 4PT, 5PT).
5.5.2 Analyses et contrôle de qualité
Les étapes d’analyse de la moulée ont compris une digestion des échantillons d’une masse
d’exactement environ 0,5 g avec un mélange de HNO3 concentré (67 %) et H2O2 (30 %) dans
un bloc de digestion VELP Scientifica (Italie, 2005) à 120 ºC pendant une heure. Le dosage
du phosphore total a été réalisé par ICP-AES (Iris Advantage ThermoJarel, 2000).
Le contrôle de la qualité des analyses pour les moulées a été effectué par le biais de l’analyse
d’un échantillon commercial inter-laboratoire certifié de pâte de crabe (http://www-
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naweb.iaea.org/nahu/nmrm/nmrm2003/material/lgc7160.htm). Nous avons mesuré 2985±19
mg P/kg poids net en 2004 et 3225±46 mg P/kg en 2005 pour un échantillon certifié supposé
contenir 2965±265 mg P/kg poids net.
5.5.3 Quantités de moulée
Un suivi systématique de la quantité de moulée ajoutée dans chaque bassin pendant la
période de juin 2004 à octobre 2005 a été réalisé par le producteur. Un exemple des données
est présenté au Tableau 3. La compilation globale de l’utilisation de la moulée pour chaque
bassin est donnée au Tableau 4 et au Tableau 5. Veuillez notez que les quantités de moulées
données aux alevins ne sont pas incluses dans ces tableaux.
Pour réaliser un bilan sur une année complète, nous avons compilé les quantités de moulées
consommées entre octobre 2004 et octobre 2005. Nous observons que 20 750 kg de moulée
flottante et 16 000 kg de moulée callante ont été utilisés durant cette période. Les deux types
de moulée présentent des concentrations similaires de phosphore soit 0.85±.10% et
0.75±1.3% (poids sec) pour la flottante et la callante respectivement. Les deux moulées
semblent aussi avoir des teneurs en eau identique (7.0±1.0 % d’humidité). Il est à noter que
les échantillons que nous avons conservés au réfrigérateur ont absorbé beaucoup d’eau. En
somme, cette analyse doit être effectuée rapidement et en évitant l’entreposage au
réfrigérateur.
Tableau 3. Exemple de suivi quotidien de l’ajout de moulée à la pisciculture de Pierre Vézina pour la semaine du 15 au 21 mai 2005. Les valeurs rapportées par le pisciculteur sont en livres et sont présentées pour chaque bassin.
Jour Bassin Bassin I Bassin I Bassin IV Bassin VBassin VBassin V Bassin VBassin IXBassin XBassin X Bassin XBassin XII
Dimanche - - - - - - - - - - - - -
Lundi - - - - - - - - - - - - -
Mardi - - - 23.8 - 22.8 84.2 77.2 23.2 15.2 23.4 - -
Mercredi - - - - - - 86.4 62.4 18.2 19 24.6 - -
Jeudi - - - 20 - - 88 65.2 17.2 22.2 30.2 - -
Vendredi - - - 20.6 - - 86.4 66.4 - 27.6 30.8 - -
Samedi - - - 20.8 - 132 87.8 63.4 13 27.6 28.4 - -
Total 85.2 0 154.8 432.8 334.6 71.6 111.6 137.4
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Tableau 4. Compilation des données de suivi hebdomadaire de l’utilisation de moulée par Pierre Vézina du 28 juin 2004 au 1er janvier 2005. Les valeurs sont en kilogrammes pour chaque bassin.
Semaine I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII XIII28 juin - 3 juillet 2004 224.1 280.5 136.2 0 227 0 136.2 0 10.9 297.84 juillet - 11 juillet 2004 184.0 234.5 109.0 0 104.4 0 90.8 0 12.7 94.712 juillet - 18 juillet 2004 139.6 202.6 118.0 0 59.0 290.7 54.5 0 13.6 98.318 juillet - 24 juillet 2004 147.4 206.2 86.3 0 18.2 351.8 18.2 12.7 10.9 135.125 juillet - 31 juillet 2004 188.4 271.6 0.0 0 0 380.5 0 97.6 16.3 181.01 août - 7 août 2004 193.4 259.7 0.0 0 0 395.7 0 136.2 16.3 202.88 août - 14 août 2004 182.5 254.4 0.0 0 0 349.2 0 109.4 13.6 146.115 août - 21 août 2004 164.3 238.7 0.0 0 0 282.6 212.7 134.8 13.6 142.622 août - 28 août 2004 187.4 284.2 0.0 0 0 378.4 254.0 140.2 16.3 123.729 août - 4 septembre 2004 149.4 205.0 0.0 0 0 301.5 230.4 107.3 13.6 122.15 - 11 septembre 2004 213.9 267.6 0.0 0 0 396.3 268.0 127.6 13.6 73.512 - 18 septembre 2004 201.9 257.4 0.0 7.7 83.2 376.5 268.5 85.0 10.9 72.719 - 25 septembre 2004 150.0 243.3 0.0 111.4 236.8 295.4 248.8 65.0 0 026 septembre - 2 octobre 2004 145.6 259.1 0.0 126.5 252.0 288.9 260.4 61.2 0 03 - 9 octobre 2004 36.6 82.5 107.8 162.4 211.5 263.7 224.8 55.9 0 010 - 16 octobre 2004 191.5 190.6 171.1 213.1 199.8 56.5 1.8 017 - 23 octobre 2004 138.0 137.7 122.4 144.5 145.3 5.1 0 024 - 30 octobre 2004 218.5 215.1 191.2 223.4 216.6 46.3 0 4.531 octobre - 6novembre 2004 179.5 181.1 156.6 178.1 162.3 37.5 0 07 - 13 novembre 2004 144.9 143.6 95.4 55.1 50.1 13.1 18.6 19.114 – 20 novembre 2004 185.0 186.6 100.0 48.0 39.6 10.8 20.4 18.221 – 27 novembre 2004 181.3 166.6 92.5 75.1 61.8 24.4 33.6 22.728 novembre – 4 décembre 2004 178.3 133.6 69.8 41.1 25.0 12.1 34.1 23.95 – 11décembre 2004 230.5 122.0 35.9 11.8 0.0 0.0 45.1 35.112 – 18 décembre 2004 171.6 81.9 35.1 20.9 8.8 7.5 47.3 34.819 – 25 décembre 2004 125.5 39.2 6.4 42.0 37.126 décembre 2004 – 1 janvier 2005 186.0 62.8 22.2 52.4 45.8TOTAL 2004 0 2508.4 3547.4 2687.8 2068.8 2290.6 5362.3 3176.4 1346.3 458.0 1931.7 0 0TOTAL 2004 general 25377.7
Bassins
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs ouverts
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Tableau 5. Compilation des données de suivi hebdomadaire de l’utilisation de moulée par Pierre Vézina du 2 janvier 2005 au 15 octobre 2005. Les valeurs sont en kilogrammes pour chaque bassin. Semaine I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII XIII2 - 8 janvier 2005 231.6 113.2 47.4 24.5 52.3 44.79 - 15 janvier 2005 72.7 41.4 23.5 45.4 39.016 - 22 janvier 2005 22.2 10.2 44.7 36.023 - 29 janvier 2005 41.3 21.630 janvier - 5 février 2005 129.9 86.4 8.6 50.4 20.26 - 12 février 2005 133.2 89.5 25.9 42.1 23.013 - 19 février 2005 148.5 112.9 38.0 50.8 27.320 - 26 février 2005 102.5 66.2 49.8 25.027 février - 5 mars 2005 34.0 22.2 46.8 20.2 6- 12 mars 2005 99.2 69.0 22.8 5.313 - 19 mars 2005 185.6 147.6 111.9 48.5 7.4 29.7 48.6 27.320 - 26 mars 2005 145.6 141.7 95.9 111.7 43.9 48.1 16.827 mars - 2 avril 2005 114.8 110.5 82.0 54.1 0.0 10.4 34.6 8.4 3 - 9 avril 2005 130.6 129.8 125.0 85.5 15.3 10.7 34.1 12.310 - 16 avril 2005 64.2 59.9 89.5 44.9 24.2 6.4 30.0 8.217 - 23 avril 2005 128.9 117.7 181.2 172.0 138.5 60.8 6.8 1.424 avril - 30 avril 2005 136.7 81.7 182.9 247.2 191.0 69.0 1.8 4.51 - 7 mai 2005 100.1 65.4 156.3 277.5 204.3 64.6 16.7 23.18 - 14 mai 2005 67.6 55.6 69.1 222.0 175.2 50.3 21.7 36.015 - 21 mai 2005 38.7 0.0 70.3 196.5 151.9 32.5 50.7 62.422 - 28 mai 2005 51.6 82.0 0.0 137.4 132.9 32.0 67.1 71.929 mai - 4 juin 2005 69.3 95.2 0.0 11.9 63.0 47.0 86.8 87.45 - 11 juin 2005 81.9 74.1 17.2 6.0 8.6 27.2 42.5 40.412 - 18 juin 2005 18.5 4.5 41.5 3.619 - 25 juin 2005 81.9 1.9 48.826 juin - 2 juillet 2005 18.0 25.93 - 9 juillet 2005 65.2 101.3 20.3 137.2 19.210 - 16 juillet 2005 108.8 169.9 6.9 218.0 29.117 - 23 juillet 2005 108.9 182.1 243.2 23.024 - 30 juillet 2005 112.2 206.5 307.5 51.731 juillet - 6 août 2005 136.2 250.9 343.0 62.57 - 13 août 2005 118.1 174.3 239.0 157.8 52.114 - 20 août 2005 145.2 224.9 324.0 236.1 64.821 - 27 août 2005 160.9 243.5 299.4 271.1 43.928 août - 3 septembre 2005 136.5 264.7 296.7 250.8 36.04 - 10 septembre 2005 148.5 300.5 353.3 276.9 56.811 - 17 septembre 2005 102.1 200.7 246.5 193.2 18.718 - 24 septembre 2005 127.2 255.7 334.9 232.3 16.4 9.1 12.725 septembre - 1 octobre 2005 110.7 217.0 284.6 199.1 22.2 13.6 19.12 - 8 octobre 2005 120.2 261.5 359.7 229.2 32.8 9.3 12.59 - 15 octobre 2005 116.7 97.6 46.9 305.9 250.1 37.0 19.3 14.7TOTAL 2005 0 1700.6 3053.5 2393.1 1977.1 1399.7 5956.1 3452.7 555.6 1560.9 724.9 0 0TOTAL 2005 general 22774.3
5.5.4 Poissons
Deux séries d’échantillonnage ont été effectuées, les premiers 13 poissons de 6 pouces (15
cm) à 14 pouces (35 cm) ont été récoltés et envoyés pour analyse au Centre Spécialisé de
Transfert des Technologies des Pêches (CSTTP). La relation allométrique entre la masse et
la longueur est présentée à la Figure 14.
Tableau 6. Description des 13 poissons analysés pour les relations allométriques # Poids (g) Grandeur (po) Grandeur (mm) Description
1 43,6 6 152,4
2 44,8 6 ½ 165,1
3 88,6 8 203,2 Mâle
4 115,3 8 203,2 Mâle
5 150,0 9 228,6
6 151,6 9 ¾ 247,7
7 158,1 10 254,0
8 197,1 10 254,0
9 288,2 11 ½ 292,1
10 285,1 12 304,8 Femelle
11 438,2 13 330,2 Femelle avec œufs
12 498,0 14 355,6 Femelle
13 637,7 14 355,6 Mâle
La relation entre la masse et la grandeur des ombles de fontaine échantillonnés et analysés
peut être représentée par:
grandeurepoids ⋅= 3146.0278.7 , R2=0.972, n=13 Équation 1
où la grandeur est en pouces et le poids en g (les pouces ont été conservés au lieu des
centimètres par souci de conformité avec les pratiques de l’industrie).
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
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y = 7.2775e0.3146x
R2 = 0.972
0
100
200
300
400
500
600
700
4 6 8 10 12 14 16
Grandeur (pouces)
Poid
s fr
ais
(g)
Figure 14. Relation allométrique entre la grandeur et le poids des ombles de fontaine
La concentration de phosphore dans les poissons a été mesurée au CSTTP selon leur
protocole habituel. Suite à des difficultés analytiques, ces analyses ont été effectuées sur une
deuxième série de poissons (différents de ceux décrits au Tableau 6) récoltés et envoyés au
CSTTP. Les poissons entiers ont été broyés et les échantillons ont ensuite été chauffés à 105
ºC pour 24 h. Les échantillons sont ensuite brûlés à la flamme avant la calcination à 550 ºC
pendant 24 h. Les cendres sont redissoutes dans l’acide nitrique 10 % (v/v) et analysées pour
le phosphore en utilisant une méthode colorimétrique avec le complexe vanadate/molybdate
(Vandenberg 2001). La concentration moyenne de phosphore mesurée dans les ombles se
situe donc à 4.28 ± 0.27 g P/kg de poisson masse nette.
Pour estimer l’impact du nombre de poissons présents dans le système et des manœuvres
piscicoles (e.g. récolte, déplacement de poissons d’un bassin à l’autre) sur le bilan de
phosphore pendant le projet, un suivi similaire à celui utilisé pour la moulée a été réalisé par
le producteur pour le nombre de poissons dans chacun des bassins. Un exemple de suivi
hebdomadaire est présenté au Tableau 7 et le suivi global est présenté au Tableau 8 et au
Tableau 9.
Tableau 7. Exemple de suivi hebdomadaire du nombre de poissons à la pisciculture de Pierre Vézina du 15 mai au 21 mai 2005
Jour/Bassin I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII XIII
75000 135000 19300 5550 11300 30000 30000 2960 2950 7800
Dimanche
Lundi -3000 3000
Mardi -5550 -3500 1500
Mercredi
Jeudi -750 -1000 400
Vendredi -500
Samedi 1000 -5400 -3000
Total 75000 135000 15500 1000 5900 22500 30000 2460 5950 9600
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs ouverts
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Tableau 8. Suivi des inventaires de poissons dans les bassins en 2004 Semaine I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII XIII28 juin - 3 juillet 2004 70000 120000 10000 21000 10000 500 200004 juillet - 11 juillet 2004 70000 120000 10000 15000 10000 500 1800012 juillet - 18 juillet 2004 31000 52000 10000 12500 77000 8500 500 1700018 juillet - 24 juillet 2004 31000 52000 8500 2000 77000 1000 2500 500 1700025 juillet - 31 juillet 2004 31000 52000 0 0 77000 0 6000 500 170001 août - 7 août 2004 31000 52000 77000 6000 500 170008 août - 14 août 2004 31000 52000 77000 6000 500 1700015 août - 21 août 2004 26000 42000 52000 40000 6000 500 1250022 août - 28 août 2004 26000 42000 52000 40000 6000 500 1250029 août - 4 septembre 2004 26000 42000 52000 40000 6000 500 125005 - 11 septembre 2004 26000 42000 52000 40000 6000 500 950012 - 18 septembre 2004 21000 34000 13000 25000 40000 30000 6000 500 950019 - 25 septembre 2004 21000 32000 13500 25000 40000 30000 6000 250026 septembre - 2 octobre 2004 21000 32000 13500 25000 40000 30000 60003 - 9 octobre 2004 30400 30000 25000 40000 30000 600010 - 16 octobre 2004 30400 30000 25000 40000 30000 600017 - 23 octobre 2004 30400 30000 25000 40000 30000 450024 - 30 octobre 2004 30400 30000 25000 40000 30000 200031 octobre - 6novembre 2004 30400 30000 25000 40000 30000 20007 - 13 novembre 2004 30400 30000 25000 40000 30000 300014 – 20 novembre 2004 30000 30000 25000 40000 30000 350021 – 27 novembre 2004 30000 30000 25000 40000 30000 350028 novembre – 4 décembre 2004 30000 30000 25000 40000 30000 35005 – 11décembre 2004 30000 30000 25000 40000 30000 350012 – 18 décembre 2004 30000 30000 25000 40000 30000 350019 – 25 décembre 2004 30000 30000 25000 40000 30000 350026 décembre 2004 – 1 janvier 2005 30000 30000 25000 40000 30000 3500
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs ouverts
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Tableau 9. Suivi des inventaires de poissons dans les bassins en 2005 Semaine I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII XIII2 - 8 janvier 2005 30000 30000 25000 40000 30000 35009 - 15 janvier 2005 30000 30000 25000 40000 30000 350016 - 22 janvier 2005 30000 30000 25000 40000 30000 350023 - 29 janvier 2005 30000 30000 25000 40000 30000 350030 janvier - 5 février 2005 29350 30000 25000 40000 30000 35006 - 12 février 2005 29350 30000 25000 40000 30000 350013 - 19 février 2005 29350 30000 25000 40000 30000 350020 - 26 février 2005 29350 30000 25000 40000 30000 350027 février - 5 mars 2005 24350 30000 25000 40000 30000 3500 6- 12 mars 2005 24350 30000 25000 40000 30000 350013 - 19 mars 2005 24350 30000 25000 40000 30000 350020 - 26 mars 2005 24350 27500 25000 40000 30000 350027 mars - 2 avril 2005 24350 27500 25000 40000 30000 3500 3 - 9 avril 2005 75000 24350 25500 25000 40000 30000 350010 - 16 avril 2005 75000 135000 24350 21500 25000 40000 30000 350017 - 23 avril 2005 75000 135000 24350 21000 25000 40000 30000 480024 avril - 30 avril 2005 75000 135000 24350 15250 16750 40000 30000 4800 250 45001 - 7 mai 2005 75000 135000 21000 15250 13600 32500 30000 3980 2950 55008 - 14 mai 2005 75000 135000 19300 5550 11300 30000 30000 2960 2950 780015 - 21 mai 2005 75000 135000 15500 1000 5900 22500 30000 2460 5950 960022 - 28 mai 2005 75000 135000 12150 12000 0 18000 20000 1800 5950 960029 mai - 4 juin 2005 75000 135000 11000 13000 0 4000 13000 1800 5900 96005 - 11 juin 2005 75000 135000 9000 13000 2500 0 0 1300 5900 200012 - 18 juin 2005 75000 135000 0 15000 0 0 5900 019 - 25 juin 2005 75000 135000 0 11500 0 0 5900 026 juin - 2 juillet 2005 75000 135000 7000 59003 - 9 juillet 2005 30000 65000 3500 80000 590010 - 16 juillet 2005 30000 65000 0 80000 590017 - 23 juillet 2005 30000 65000 0 80000 590024 - 30 juillet 2005 30000 65000 0 80000 590031 juillet - 6 août 2005 30000 65000 0 80000 59007 - 13 août 2005 30000 45000 60000 40000 590014 - 20 août 2005 30000 45000 60000 40000 590021 - 27 août 2005 30000 45000 60000 40000 590028 août - 3 septembre 2005 30000 45000 60000 40000 59004 - 10 septembre 2005 30000 45000 60000 40000 590011 - 17 septembre 2005 30000 45000 60000 40000 2900 018 - 24 septembre 2005 30000 45000 60000 40000 2900 025 septembre - 1 octobre 2005 30000 45000 60000 40000 2900 02 - 8 octobre 2005 30000 45000 60000 40000 2900 09 - 15 octobre 2005 0 0 31000 30000 25000 40000 40000 2900
5.6 Sédiments-fumier
L’estimation de la quantité de phosphore associée à la quantité de sédiments déposés dans
les étangs a été réalisée lors de deux échantillonnages soit en juin 2005 (bassins VII et VIII)
et en août 2005 (bassins IV, V, VI et IX).
5.6.1 Estimation directe du volume de fumier (Méthode géométrique)
Les volumes de sédiments ont été estimés par mesures géométriques directes de l’aire
recouverte par les sédiments. La surface était d’abord divisée en deux à quatre sections et la
profondeur de chacune était mesurée à trois (3) points; la valeur moyenne de la profondeur a
été utilisée. Cette approche est très simple, efficace, facile à reproduire et ne nécessite aucun
équipement sophistiqué.
Figure 15. Mesures directes de la surface couverte par les sédiments accumulés au fond d’un bassin
5.6.2 Estimation du volume de fumier à l’aide de relevé bathymétrique
La bathymétrie des bassins VII et VIII, vidés en juin 2005, a été mesurée afin de calculer les
volumes de fumier déposés au fond des bassins et de valider la méthode géométrique
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
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d'estimation directe du fumier qui sera utilisée dans les relevés suivants. Pour ce faire, nous
avons utilisé une station totale (Trimble 5600). Cet instrument a une grande précision
(± 1 mm). Une cinquantaine de points de mesure ont été échantillonnés dans chacun des
bassins. Pour chaque point de mesure, les coordonnées X et Y ont été enregistrées ainsi que
l’élévation du fond argileux du bassin et l’élévation de la surface du fumier. Par la suite, le
périmètre de la zone occupée par le fumier a été délimité. La différence d'élévation entre le
fond du bassin (argileux) et la surface supérieure du fumier a permis d’estimer l'épaisseur du
fumier. Pour chacun des bassins, le volume de fumier a été calculé à partir d’une carte
obtenue par l’interpolation de l’épaisseur du fumier accumulé sur la zone recouverte de
fumier.
5.6.3 Estimation du volume de fumier lors de la vidange du bassin
Une troisième méthode simple permettant d’estimer le volume de fumier retiré des bassins est
de compter le nombre de pelletées de fumier prélevées lors du nettoyage des bassins par les
équipements mécaniques lourds. Le volume approximatif d’une pelletée est de 1,2 m3. Le
comptage des pelletées prélevées a été réalisé en juillet et août 2005 lorsque Pierre Vézina a
vidé ses bassins. Les résultats de cette estimation sont présentés au Tableau 10. Cette
méthode surestime probablement la quantité de fumier/sédiments parce qu’une partie du
matériel retiré est en fait de l’argile qui forme le fond du bassin et que les pelletée ne sont pas
toujours pleines.
Tableau 10. Estimation de la quantité de fumier/sédiments enlevés des bassins à partir du nombre des pelletées prélevées
Bassin Pelles Fumier vol. fumier densité fumier masse P total Humidité P enlevéenlevées (m3) (cm3) (g humide cm-3) humide (kg) (mg kg-1 sec) (H2O/masse totale) (kg)
IV 3.5 4.2 4200000 1.6118 6770 1627 19.2 8.90
V 8 9.6 9600000 1.5246 14636 2469 36.7 22.87
VI 8 9.6 9600000 1.5558 14936 3153 36.5 29.90
VII 7 8.4 8400000 1.3058 10968 3485 57.2 16.36
VIII 10 12 12000000 1.4865 17837 2041 41.7 21.23
IX 9 10.8 10800000 1.4422 15576 1702 33.7 17.58
Total 116.84
Estimation de la quantité de fumier extraite des bassins par le nombre de pelles mécaniques
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
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5.6.4 Comparaison des volumes estimés de fumier
Pour la vidange des bassins VII et VIII le 15 juin 2005, nous avons comparé deux méthodes
d’estimation. La comparaison des volumes estimés par la bathymétrie et par l’estimation
directe du volume de fumier retiré montre une excellente concordance. Par exemple, pour le
bassin VII, le volume estimé à partir des cartes bathymétriques est de 3.101 m3 de fumier
alors qu’il est de 3.043 m3 pour la méthode géométrique. Pour le bassin VIII, la méthode
bathymétrique donne 6.751 m3; l’estimation géométrique est de 6.185 m3. Les résultats
obtenus en comptant le nombre de pelletées retirées par pelle mécanique (Tableau 10) sont
très différents des chiffres obtenus par bathymétrie ou par estimation géométrique – on
recommande donc d’éviter d’utiliser la méthode comptant le nombre de pelletées de fumier
retirées.
5.6.5 Prélèvements
Un échantillon de sédiments/fumier a été prélevé au fond de chaque bassin avant
l’enlèvement des sédiments. La densité et la consistance des sédiments varient selon la
période allouée pour sécher les sédiments. Selon les besoins de gestion piscicole et les
intempéries, il arrive que le pisciculteur puisse donner le temps au bassin de bien sécher et
les sédiments seront alors plus secs et plus denses. Par contre, il lui arrive d’avoir besoin
rapidement du bassin pour y remettre des poissons. Dans ce cas, les sédiments prélevés sont
encore boueux. Une pluie intense au moment de la vidange du bassin diminuera aussi
significativement la densité. Les sédiments ont été enlevés en utilisant une pelle mécanique
comme illustré à la Figure 16 et à la Figure 17.
Pour les échantillons que nous avons analysé, la densité variait entre 1.3 et 1.6 g (poids
humide) /cm3. La densité a été calculée en prenant un volume de sédiments/boues de 1.0 L et
en mesurant sa masse nette; la teneur en eau a été obtenue en comparant le masse nette
(humide) d’un échantillon avec la masse sèche du même échantillon (lors de l’atteinte d’un
poids constant à 60 ºC dans l’étuve – habituellement 48 heures).
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
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Figure 16. Enlèvement des sédiments au fond d’un bassin à l’aide d’une pelle mécanique
Figure 17. Accumulation de sédiments en bordure d’un bassin suite à leur prélèvement
5.6.6 Extraction acide des échantillons
Les échantillons humides de sédiments ont été transportés au laboratoire et la densité a été
mesurée. Une portion des échantillons a ensuite été séchée dans une étuve à 60oC pendant
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
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48 heures. Après le séchage, 1 g de sédiment a été utilisé pour l’analyse du P total.
L’échantillon de sédiment a été placé dans une bombe de digestion en Teflon et mis en
présence de 5 ml de HNO3 concentré et de 1 ml de H2SO4 concentré dans un four à micro-
ondes de laboratoire (Milestone) pendant 20 min. Suite à l’extraction, et après le
refroidissement du mélange, le volume de l’échantillon a été ajusté à 100 ml avec de l’eau
distillée-déionisée.
5.6.7 Dosages du phosphore
Le dosage du phosphore total a été réalisé en utilisant la méthode colorimétrique (complexe
phosphomolybdènique en présence d’acide ascorbique) décrite précédemment pour l’analyse
des échantillons d’eau.
5.6.8 Assurance et contrôle de qualité
Les analyses des sédiments ont été faites en triplicata. Le contrôle de qualité a été assuré en
utilisant le matériel standard de référence PACS 1 constitué de sédiments marins (http://inms-
ienm.nrc-cnrc.gc.ca/fr/calserv/crm_f.php). Nous avons mesuré 967±53 mg P/kg dans un
échantillon réputé contenir 1017±8 mg P/kg. Nous avons utilisé un échantillon certifié pour
chaque dizaine d’échantillons analysés.
5.6.9 Comparaisons
5.6.10 Comparaisons des échantillons récoltés en novembre 2004
Nous avons comparé les résultats d’analyses des échantillons d’eau récoltés par la
STRADDAQ (STRAtégie de Développement Durable de l’Aquaculture en eau douce au
Québec) à la pisciculture de Pierre Vézina avec ceux que nous avons récoltés dans le cadre
de notre suivi du 18 octobre 2004. L’échantillonnage de la STRADDAQ a été effectué dans le
cadre du portrait aqua-environnemental. L’échantillonnage fait le 18 novembre par la
STRADDAQ a montré que la concentration en phosphore était de 0.21 mg P/L à l’entrée du
bassin de sédimentation et de 0.16 mg P/L à la sortie du bassin de sédimentation, lors de
notre échantillonnage du 17 novembre 2004, nous avons mesuré une concentration de 0.14
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
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mg P/L à la sortie du bassin de sédimentation.
6 Résultats et discussions
6.1 Caractérisation chimique de la pisciculture
Cette section porte sur la présentation graphique des résultats. Elle se subdivise en trois
parties : la caractérisation physico-chimique des différentes sources en eau de la pisciculture
(Figure 18 à Figure 22), la spéciation du phosphore pour l’ensemble des bassins (Figure 23 et
Figure 24) et finalement la caractérisation physico-chimique de chacun des bassins (Figure 25
à Figure 48). La représentation graphique permet ainsi de visualiser les variations temporelles
des variables mesurées ainsi que les composantes de la gestion de la pisciculture comme
l’évolution du nombre de poissons par bassin ou les quantités de moulée ajoutée.
6.1.1 Composition chimique de l’eau dans les sources
Les propriétés physico-chimiques de l’eau des cinq différents apports d’eau qui alimentent la
pisciculture de Pierre Vézina sont montrées aux Figure 18 à Figure 22. Il est important de
signaler que la contribution relative de chacune de ces sources d’eau aux intrants totaux de la
pisciculture n’est pas bien connue. Le bassin I, aussi nommé « bassin d’agrément » puisqu’il
n’y a pas d’élevage de poissons dans ce bassin (seulement quelques très gros poissons), est
alimenté par deux ruisseaux (ruisseau T et ruisseau S) et par une partie des eaux de la
source principale. Ce bassin fournit une part importante des eaux qui circulent dans la
pisciculture. Ce sont des eaux à très faible teneur en phosphore inorganique en comparaison
aux différents bassins d’élevage.
Quatre des cinq apports d’eau (combinée, ruisseau T, principale et ruisseau S) présentent
une composition chimique similaire en ce qui concerne les concentrations en cations basiques
(Ca2+, Mg2+, K+, Na+). Par contre, le ruisseau Noir montre des concentrations beaucoup plus
élevées pour ces cations. Ces contrastes sont liés à la provenance de l’eau et à l’impact de la
variabilité des sols et du couvert végétal entre les bassins de drainage qui alimentent les
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
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sources. Les autres variables chimiques (Cl-, NO3-, SO4
2- et NH4+) présentent des
concentrations relativement similaires d’une source à l’autre. Le pH et la conductivité
électrique du ruisseau Noir sont par ailleurs plus élevés que dans les autres sources ce qui
est relié à sa plus forte concentration en cations basiques.
En ce qui a trait à la variation temporelle des variables physico-chimiques, les fluctuations
saisonnières sont nettes pour la source combinée mais elles le sont beaucoup moins pour les
autres sources. Ceci peut refléter la plus grande intensité d’échantillonnage de la source
combinée pour l’année 2004. Les fluctuations intra annuelles des concentrations sont aussi
visibles pour la plupart des sources, notamment pour l’été 2005. L’absence de certaines
données de débit nous empêche toutefois de confirmer s’il s’agit de fluctuations liées aux
événements de pluie. Par contre, il a été démontré que les variations de débit dans un cours
d’eau, à la suite d’événements de pluie, ou de la fonte des neiges, peuvent influencer
significativement la composition chimique de l’eau à l’exutoire (Mulholland et Hill 1997).
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Figure 18. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en suspension - MES, pH, EC, O2, température), des concentrations en cations et en anions, et des formes de P particulaire dans la source combinée (cabanon) pour la période d’avril 2004 à octobre 2005.
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Figure 19. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en suspension - MES, pH, EC), des concentrations en cations et en anions, et des formes de P particulaire dans le ruisseau T pour la période d’avril 2004 à octobre 2005.
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Figure 20. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en suspension - MES, pH, EC), des concentrations en cations et en anions, et des formes de P particulaire dans le ruisseau Noir pour la période d’avril 2004 à octobre 2005.
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Figure 21. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en suspension - MES, pH, EC, O2, température), des concentrations en cations et en anions, et des formes de P particulaire dans la source principale (souterraine) pour la période d’avril 2004 à octobre 2005.
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Figure 22. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en suspension - MES, pH, EC), des concentrations en cations et en anions, et des formes de P particulaire dans le ruisseau S pour la période d’avril 2004 à octobre 2005.
6.1.2 Formes chimiques du phosphore dans les bassins
La répartition du phosphore selon les différentes formes chimiques mesurées dans les
bassins est illustrée aux Figure 23 et Figure 24. Les bassins sont sélectionnés de façon à
représenter l’éventail des comportements chimiques observés dans les divers bassins de la
pisciculture.
Le phosphore est présent dans l’eau sous différentes formes chimiques et il est donc très
important d’évaluer le fractionnement du phosphore entre les fractions particulaires et les
fractions dissoutes car cette répartition est reliée à la dispersion de cet élément dans
l’environnement (Holby et Hall 1991).
La méthode utilisée pour la caractérisation des formes chimiques du phosphore dans l’eau
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
61 de 145
des bassins de la pisciculture est illustrée au schéma de fractionnement (Figure 12). Nous
avons fractionné le phosphore en différentes fractions : le phosphore réactif total, le
phosphore organique, le phosphore hydrolysable ainsi que la répartition du phosphore
dissous entre la portion réactive, organique et inorganique.
L’analyse des fractionnements du phosphore a été réalisée pour tous les échantillons
recueillis dans les bassins et les sources (1008 échantillons) pendant la durée de l’étude.
Pour mieux observer le patron spatio-temporel de chaque fraction et ainsi comprendre le
comportement de chaque fraction pendant les changements saisonniers, on a choisi de
présenter les résultats pour quelques bassins cibles soit les bassins III, V et VII. Afin de
couvrir l’ensemble des situations, ces bassins ont été sélectionnés en fonction de leur
utilisation (bassin III alevins, bassin V et VII engraissement) et de leur répartition spatiale dans
la pisciculture. Les données sont présentées aux Figure 23 et Figure 24 pour l’entrée et la
sortie de chacun des bassins.
Pour le bassin III, on peut observer deux pics de concentration du P total pendant la période
estivale (de juin à août), autant en 2004 qu’en 2005. L’été est la période où l’utilisation de ce
bassin est la plus intense. La fraction du P inorganique (80 % du P total) est la plus
abondante mais la fraction du P réactif représente tout de même 30 % du P total, ce qui est
relativement élevé. Une explication de cette distribution du P pourrait se trouver dans l’usage
de ce bassin. En effet, on y trouve un grand nombre de poissons qui consomment une
quantité considérable de moulée ce qui génère une production significative de fèces et d’urine
qui en retour contribue à augmenter le P inorganique. Cet effet se combine au brassage du
fond de bassin par la présence d’un grand nombre de poissons et au relargage associé au P
contenu dans le fumier et les sédiments.
Pour les bassins V et VII, on observe une distribution différente des fractions de phosphore.
Durant les mois d’été, la fraction du P réactif représente environ 50-60 % du P total et la
fraction organique seulement 10-20 %. La fraction organique du P est plus importante dans
les mois d’été quand les conditions de sédimentation sont différentes. Une fois que les
sédiments se sont déposés au fond du bassin dans des conditions de températures plus
élevées, on présume que l’activité biologique (microbienne) déclenche alors un processus
graduel de minéralisation du P organique qui est ainsi libéré dans l’eau du bassin sous la
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
62 de 145
forme de P réactif.
Pour les sédiments en suspension dans la colonne d’eau, un équilibre dynamique s’établit
entre les fractions particulaire et dissoute du P. Les réactions de sorption/désorption sur les
particules en suspension ainsi que les sédiments au fond vont tamponner les concentrations
de phosphate en solution (Froelich 1988, Correll 1998, Kibria 1997, Wang 2006). Du point de
vue cinétique, il peut y avoir deux populations de P particulaire simultanément : la population
qui manifeste un équilibre rapide (quelques minutes) et une autre pour laquelle un équilibre
est atteint sur une plus longue période (jours). La réaction rapide est considérée comme la
réaction à la surface des particules tandis que la réaction lente implique une diffusion dans les
particules.
En conclusion, l’étude des fractions de phosphore dans l’ensemble des bassins de la
pisciculture fournit des informations sur la variation saisonnière des formes de P. On observe
une augmentation graduelle du P réactif et inorganique pendant la saison chaude suivie d’une
diminution à l’automne, baisse que l’on présume être liée à l’hydrolyse dans les sédiments.
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
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Figure 23. Variations temporelles des formes de phosphore particulaire (solutions non filtrées) à l’entrée et à la sortie des bassins III, V et VII.
Bassin III sortie
0
100
200
300
400
P (µ
g L-1
) non
-filtr
é
0
100
200
300
400
P (µ
g L-1
) non
-filtr
é
Bassin III entrée
0
100
200
300
400P
(µg
L-1)
non
-filtr
é
0
100
200
300
400
P (µ
g L-
1) n
on-fi
ltré
Bassin V entrée
0
100
200
300
400
P (µ
g L-1
) non
-filtr
é
0
100
200
300
400
Bassin V sortie
0
100
200
300
400
P (µ
g L-1
) non
-filtr
é
0
100
200
300
400
Bassin VII entree
0
100
200
300
400
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Apr-04
Jun-04
Aug-04
Oct-04
Dec-04
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Apr-05
Jun-05
Aug-05
Oct-05
Dec-05
P (µ
g L-1
) non
-filtr
é
0
100
200
300
400
P réactif P total P inorganique P organique
Bassin VII sortie
0
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300
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Feb-04
Apr-04
Jun-04
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Dec-04
Feb-05
Apr-05
Jun-05
Aug-05
Oct-05
Dec-05
P (µ
g L-
1) n
on-fi
ltré
0
100
200
300
400
P réactif P total P inorganique P organique
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
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Figure 24. Variations temporelles des formes de phosphore dissous (solutions filtrées) à l’entrée et à la sortie des bassins III, V et VII.
Bassin III entrée
0
50
100
150
200
P (µ
g L-
1) fi
ltré
0
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150
200
P (µ
g L-
1) fi
ltré
Bassin III sortie
0
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200
P (µ
g L-
1) fi
ltré
0
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100
150
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P (µ
g L-
1) fi
ltré
Bassin V entrée
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200
P (µ
g L-
1) fi
ltré
0
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200Bassin V sortie
0
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P (µ
g L-
1) fi
ltré
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Bassin VII sortie
0
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Jun-05
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P (µ
g L-
1) fi
ltré
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P réactif P total P inorganique P organique
Basin VII entree
0
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Feb-05
Apr-05
Jun-05
Aug-05
Oct-05
Dec-05
P (µ
g L-
1) fi
ltré
0
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100
150
200
P réactif P total P inorganique P organique
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
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6.1.3 Caractérisation chimique des bassins
Cette section présente les données physico-chimiques ainsi que des informations portant sur
la gestion piscicole et ce, pour l’ensemble des bassins. Ces résultats sont influencés par :
- la composition chimique des différentes sources (bassin I);
- la nature de l’activité piscicole conduite dans les divers bassins. En effet, certains bassins
sont dédiés aux alevins (bassins II, III et X), à l’engraissement (bassins IV à IX), aux géniteurs
(XI) ou à la sédimentation (bassin XIII);
- la gestion des divers bassins qui détermine, par exemple, la quantité et la taille des
poissons, les déplacements de poissons, la composition chimique et la périodicité des ajouts
de moulées ainsi que la fermeture et le nettoyage des bassins;
- les variations saisonnières interannuelles (année sèche vs année humide) et intra annuelles
(printemps, été, automne) des conditions climatiques et hydrologiques dans la pisciculture.
Quelques exemples choisis permettent d’illustrer l’effet de ces facteurs environnementaux et
opérationnels sur la composition chimique de l’eau des bassins. Pour chacun des bassins, les
graphiques sont présentés sur deux pages: une pour l’entrée du bassin et une seconde pour
la sortie du bassin. Une analyse statistique utilisant un test T de Student pour comparaisons
appariées a montré qu’il n’existait que très peu de différences significatives entre les
propriétés de l’eau à l’entrée et à la sortie des différents bassins. En comparant la différence
entre l’entrée et à la sortie des bassins pour les concentrations de Ca2+, Mg2+, K+, Na+, NH4+
Cl- NO3-, SO4
2-, ainsi que les différentes formes de phosphore, on n’observe que les effets
significatifs suivants, bassin I (Na+, K+), bassin II (aucun), bassin III (SO42-, P réactif non filtré,
P inorganique non filtré, P réactif filtré, P total filtré), bassin IV (SO42-), bassin V (Ca2+) bassin
VI (Na+), bassin VII (P réactif filtré, P inorganique filtré, P total filtré), bassins VIII et IX (aucun),
bassin X (NH4+, P inorganique non-filtré), bassins XI, XII (aucun) et bassins XIII (P réactif non
filtré).
La chimie du bassin I d’où provient la majorité de l’eau de la pisciculture est étroitement liée à
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
66 de 145
la chimie des différentes sources (Figure 25 et Figure 26). Ainsi, la concentration des cations
(Ca2+, Mg2+, K+, Na+, NH4+) et des anions (Cl-, NO3
_ et SO42_) y est similaire à celle des
sources. L’apport du ruisseau Noir, plus riche en cations basiques, est quant à lui masqué
une fois les diverses sources mélangées. La spéciation du phosphore semble par contre
moins variable dans le temps pour le bassin I que pour chacune des sources.
La chimie du bassin II est similaire à celle du bassin III et les deux sont dédiés aux alevins
(Figure 27 à Figure 30). Les cations (Ca2+, Mg2+, K+, Na+) présentent des concentrations
similaires pour les deux bassins. Les fluctuations temporelles les plus notables pour ces
éléments sont souvent associées aux cycles saisonniers. Par exemple, la fonte printanière
entraîne la diminution des concentrations de Ca2+ et Mg2+ dans les bassins en raison d’un
effet de dilution de l’eau des bassins par l’eau de fonte. Le pH et la conductivité électrique
sont aussi affectés par la fonte printanière. L’ammonium semble davantage lié aux variations
de température où une température plus élevée fait augmenter la concentration en NH4+. Les
ajouts de grandes quantités de moulée provoquent aussi une hausse des concentrations en
NH4+. Les bassins présentent aussi des niveaux de concentration semblables pour les anions
majeurs comme Cl-, NO3- et SO4
2- Le NO3- et le SO4
2- ont, de façon générale, des
concentrations plus élevées au printemps suite à la fonte des neiges. Il est également clair sur
les graphiques, que la diminution du nombre de poissons et, par conséquent, de la quantité
de moulée ajoutée entraînent une diminution de la concentration du K+ et Na+, du phosphore
particulaire et des matières en suspension.
Les concentrations en Ca2+, Mg2+, K+ et Na+ des bassins IV à VI, qui sont des bassins
d’engraissement, est semblable (Figure 31 à Figure 36). Les variations de pH et de
conductivité suivent de façon générale les mêmes tendances temporelles que celles
observées pour Ca2+ et Mg2+. Les anions Cl-, NO3- et SO4
2- et NO3- présentent aussi des
niveaux de concentrations comparables entre les trois bassins. Les variations temporelles de
ces éléments sont liées aux variations saisonnières telles que soulignées pour les bassins II
et III. Les concentrations de K+, Na+, NH4+, de phosphore particulaire et le contenu de
matières en suspension varient principalement en fonction du nombre de poissons et de la
quantité de moulée ajoutée.
La chimie des bassins VII à IX, qui sont aussi des bassins d’engraissement, diffère de celle
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
67 de 145
mesurée dans les bassins IV à VI. En fait, les écarts de concentrations sont plus grands pour
ces bassins que pour les bassins IV à VI et ce, pour la même séquence temporelle (Figure 37
à Figure 42). Ces observations sont nettes pour Ca2+, Mg2+, le pH et la conductivité électrique.
L’amplitude de ces écarts est possiblement liée à un effet cumulatif de l’activité piscicole et le
résultat de transferts à partir des bassins situés en amont. Les niveaux de concentration, tant
pour les cations que pour les anions, sont tout de même comparables d’un bassin à l’autre.
Encore une fois, les concentrations de K+, Na+, NH4+, de phosphore particulaire et le contenu
de matières en suspension sont liés au nombre de poissons et à la quantité de moulée
ajoutée.
Les résultats des bassins X, XI et XII sont présentés aux Figures 45 à 48 mais ils ne sont pas
discutés ici parce qu’ils ont tous des vocations particulières au sein de la pisciculture, étant
dédiés aux alevins et aux géniteurs. Par ailleurs, ils sont inclus dans l’analyse statistique des
données qui sera présentée plus loin.
La composition chimique du bassin de sédimentation (bassin XIII) est fortement liée à la
chimie des bassins VII à IX (Figure 47 et Figure 48). Nous ne répéterons donc pas les mêmes
observations. Par contre, il est intéressant de souligner la légère baisse des concentrations
entre l’entrée et la sortie du bassin pour le phosphore particulaire. Cette observation laisse
supposer que le bassin XIII fait bel et bien une partie du travail de rétention du phosphore.
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0.00
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0.03
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0.06
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ébit
(m3 s
ec-1)
0
25
50
75
100
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MES
(mg
L-1)
5.00
5.50
6.00
6.50
7.00
7.50
pH
0
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40
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EC (µ
Scm
-1)
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60
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P (µ
g L-1
) non
-filt
ré
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P (µ
g L-1
) non
-filt
ré
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févr-04 avr-04 juin-04 août-04 oct-04 déc-04 févr-05 avr-05 juin-05 août-05 oct-05 déc-05
NH
4 (µ
mol
N L
-1)
0
40
80
120
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200N
O3
(µm
ol N
L-1)
0
4
8
12
16
20
févr-04 avr-04 juin-04 août-04 oct-04 déc-04 févr-05 avr-05 juin-05 août-05 oct-05 déc-05
DO
C (m
g C
L-1)
0
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60
80
100
SO4
(µm
ol S
O4
L-1)
0.00
0.02
0.03
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0.08
Déb
it (m
3 sec
-1)
0
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600
Cl (
µmol
L-1)
0
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150
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Ca
(µm
ol L
-1 )
0
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Mg
(µm
ol L
-1)
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K (µ
mol
L-1)
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100
150
200
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Na
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ol L
-1)
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Oxy
gène
dis
sous
(mg
L-1)
0
5
10
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20
25
Tem
p (o C
)
Figure 25. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en suspension – MES), des concentrations en cations et en anions, et des formes de P particulaire à l’entrée du bassin I pour la période d’avril 2004 à octobre 2005.
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3 sec
-1)
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MES
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P (µ
g L-1
) non
-filtr
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P (µ
g L-1
) non
-filtr
é
P réactif P total P inorganique P organique
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févr-04 avr-04 juin-04 août-04 oct-04 déc-04 févr-05 avr-05 juin-05 août-05 oct-05 déc-05
NH
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mol
N L
-1)
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NO
3 (µ
mol
N L
-1)
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févr-04 avr-04 juin-04 août-04 oct-04 déc-04 févr-05 avr-05 juin-05 août-05 oct-05 déc-05
DO
C (m
g C
L-1)
0
20
40
60
80
100
SO4
(µm
ol S
O4
L-1)
0.00
0.02
0.03
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0.08
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it (m
3 sec
-1)
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600
Cl (
µmol
L-1)
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févr-04 avr-04 juin-04 août-04 oct-04 déc-04 févr-05 avr-05 juin-05 août-05 oct-05 déc-05K
(µm
ol L
-1)
0
50
100
150
200
250
Na
(µm
ol L
-1)
0
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100
150
200
Ca
(µm
ol L
-1 )
0
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100
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200
Mg
(µm
ol L
-1)
Figure 26. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en suspension – MES), des concentrations en cations et en anions, et des formes de P particulaire à la sortie du bassin I pour la période d’avril 2004 à octobre 2005.
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3 sec
-1)
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75
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MES
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EC (µ
Scm
-1)
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g L-1
) non
-filt
ré
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P (µ
g L-1
) non
-filt
ré
P réactif P total P inorganique P organique
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NH
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mol
N L
-1)
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mol
N L
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g C
L-1)
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SO4
(µm
ol S
O4
L-1)
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0.02
0.03
0.05
0.06
0.08
Déb
it (m
3 sec
-1)
0
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600
Cl (
µmol
L-1)
0
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Ca
(µm
ol L
-1 )
0
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150
200
Mg
(µm
ol L
-1)
0
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100
K (µ
mol
L-1)
0
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200
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Na
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ol L
-1)
0
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Oxy
gène
dis
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Tem
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)
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Nom
bre
de p
oiss
ons
0
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150
200
250
Mou
lée
(kg)
Figure 27. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en suspension – MES, pH, EC, O2, température), des concentrations en cations et en anions, des formes de P particulaire, de la quantité de moulée ajoutée et du nombre de poissons à l’entrée du bassin II pour la période d’avril 2004 à octobre 2005.
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NH
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mol
N L
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NO
3 (µ
mol
N L
-1)
0
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févr-04 avr-04 juin-04 août-04 oct-04 déc-04 févr-05 avr-05 juin-05 août-05 oct-05 déc-05
DO
C (m
g C
L-1)
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SO4
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ol S
O4
L-1)
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3 sec
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Cl (
µmol
L-1)
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Ca
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ol L
-1 )
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Mg
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ol L
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K (µ
mol
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ol L
-1)
0
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P (µ
g L-1
) non
-filt
ré
0
200
400
600
800
P (µ
g L-1
) non
-filt
ré
P réactif P total P inorganique P organique
Figure 28. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en suspension – MES), des concentrations en cations et en anions, et des formes de P particulaire à la sortie du bassin II pour la période d’avril 2004 à octobre 2005.
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
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3 sec
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Figure 29. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en suspension – MES, pH, EC, O2, température), des concentrations en cations et en anions, des formes de P particulaire, de la quantité de moulée ajoutée et du nombre de poissons à l’entrée du bassin III pour la période d’avril 2004 à octobre 2005.
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
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Figure 30. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en suspension – MES), des concentrations en cations et en anions, et des formes de P particulaire à la sortie du bassin III pour la période d’avril 2004 à octobre 2005.
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
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Figure 31. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en suspension – MES, pH, EC, O2, température), des concentrations en cations et en anions, des formes de P particulaire, de la quantité de moulée ajoutée et du nombre de poissons à l’entrée du bassin IV pour la période d’avril 2004 à octobre 2005.
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
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Figure 32. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en suspension – MES, pH, EC), des concentrations en cations et en anions, et des formes de P particulaire à la sortie du bassin IV pour la période d’avril 2004 à octobre 2005.
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
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Figure 33. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en suspension – MES, pH, EC, O2, température), des concentrations en cations et en anions, des formes de P particulaire, de la quantité de moulée ajoutée et du nombre de poissons à l’entrée du bassin V pour la période d’avril 2004 à octobre 2005.
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
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Figure 34. Variations temporelles du débit, des concentrations en cations et en anions, et des formes de P particulaire à la sortie du bassin V pour la période d’avril 2004 à octobre 2005.
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
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Figure 35. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en suspension – MES, pH, EC, O2, température), des concentrations en cations et en anions, des formes de P particulaire, de la quantité de moulée ajoutée et du nombre de poissons à l’entrée du bassin VI pour la période d’avril 2004 à octobre 2005.
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
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-1)
Figure 36. Variations temporelles du débit, des concentrations en cations et en anions, et des formes de P particulaire à la sortie du bassin VI pour la période d’avril 2004 à octobre 2005.
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
80 de 145
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0.02
0.03
0.05
0.06
0.08
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it (m
3 sec
-1)
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125
MES
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L-1)
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7.50
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-1)
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-filt
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300
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-filt
ré
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mol
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-1)
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N L
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8
12
16
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3 sec
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µmol
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Ca
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xygè
ne d
isso
us (m
g L-
1)
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25
Tem
p (o C
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ons
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400
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Mou
lée
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Figure 37. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en suspension – MES, pH, EC, O2, température), des concentrations en cations et en anions, des formes de P particulaire, de la quantité de moulée ajoutée et du nombre de poissons à l’entrée du bassin VII pour la période d’avril 2004 à octobre 2005.
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
81 de 145
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-filt
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Na
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Figure 38. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en suspension – MES), des concentrations en cations et en anions, et des formes de P particulaire à la sortie du bassin VII pour la période d’avril 2004 à octobre 2005.
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
82 de 145
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Mou
lée
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Figure 39. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en suspension – MES, pH, EC, O2, température), des concentrations en cations et en anions, des formes de P particulaire, de la quantité de moulée ajoutée et du nombre de poissons à l’entrée du bassin VIII pour la période d’avril 2004 à octobre 2005.
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
83 de 145
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it (m
3 sec
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Oxy
gène
dis
sous
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15
20
25
Tem
p (o C
)
Figure 40. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en suspension – MES, O2, température), des concentrations en cations et en anions, et des formes de P particulaire à la sortie du bassin VIII pour la période d’avril 2004 à octobre 2005.
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
84 de 145
0.00
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0.05
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16
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bre
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Mou
lée
Figure 41. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en suspension – MES, pH, EC, O2, température), des concentrations en cations et en anions, des formes de P particulaire, de la quantité de moulée ajoutée et du nombre de poissons à l’entrée du bassin IX pour la période d’avril 2004 à octobre 2005.
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
85 de 145
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-filtr
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L-1)
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200
250
Na
(µm
ol L
-1)
Figure 42. Variations temporelles du débit, des concentrations en cations et en anions, et des formes de P particulaire à la sortie du bassin IX pour la période d’avril 2004 à octobre 2005.
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
86 de 145
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0.02
0.03
0.05
0.06
0.08D
ébit
(m3 s
ec-1)
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(mg
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-filt
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P (µ
g L-1
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-filt
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mol
N L
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SO4
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Déb
it (m
3 sec
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Cl (
µmol
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ol L
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gène
dis
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(mg
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20
30
40
50
60
Mou
lée
(kg)
Figure 43. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en suspension – MES, pH, EC, O2, température), des concentrations en cations et en anions, des formes de P particulaire, de la quantité de moulée ajoutée et du nombre de poissons à l’entrée du bassin X pour la période d’avril 2004 à octobre 2005.
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
87 de 145
0
50
100
150
200
P (µ
g L-1
) non
-filt
ré
0
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P (µ
g L-1
) non
-filt
ré
P réactif P total P inorganique P organique
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160
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NH
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mol
N L
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NO
3 (µ
mol
N L
-1)
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4
8
12
16
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févr-04 avr-04 juin-04 août-04 oct-04 déc-04 févr-05 avr-05 juin-05 août-05 oct-05 déc-05
DO
C (m
g C
L-1)
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L-1)
0.00
0.02
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µmol
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Ca
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K (µ
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L-1)
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Na
(µm
ol L
-1)
Figure 44. Variations temporelles du débit, des concentrations en cations et en anions, et des formes de P particulaire à la sortie du bassin X pour la période d’avril 2004 à octobre 2005.
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
88 de 145
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3 sec
-1)
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MES
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L-1)
5.00
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6.50
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P réactif P total P inorganique P organique
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mol
N L
-1)
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DO
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L-1)
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3 sec
-1)
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Cl (
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Ca
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mol
L-1)
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ol L
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Mou
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(kg)
Figure 45. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en suspension – MES, pH, EC, O2, température), des concentrations en cations et en anions, des formes de P particulaire, de la quantité de moulée ajoutée et du nombre de poissons à l’entrée du bassin XI pour la période d’avril 2004 à octobre 2005.
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
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(µg
L-1) n
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µmol
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Na
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ol L
-1)
Figure 46. Variations temporelles du débit, des concentrations en cations et en anions, et des formes de P particulaire à la sortie du bassin XI pour la période d’avril 2004 à octobre 2005.
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
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(m3 s
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févr-04 avr-04 juin-04 août-04 oct-04 déc-04 févr-05 avr-05 juin-05 août-05 oct-05 déc-05
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L-1)
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Oxy
gène
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Tem
p (o C
)
Figure 47. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en suspension – MES, pH, EC, O2, température), des concentrations en cations et en anions, et des formes de P particulaire à l’entrée du bassin XIII pour la période d’avril 2004 à octobre 2005.
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
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févr-04 avr-04 juin-04 août-04 oct-04 déc-04 févr-05 avr-05 juin-05 août-05 oct-05 déc-05
NH
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févr-04 avr-04 juin-04 août-04 oct-04 déc-04 févr-05 avr-05 juin-05 août-05 oct-05 déc-05
DO
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-1)
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µmol
L-1)
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Ca
(µm
ol L
-1 )
0
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150
200
Mg
(µm
ol L
-1)
0
20
40
60
80
100
K (µ
mol
L-1)
0
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100
150
200
250
Na
(µm
ol L
-1)
Figure 48. Variations temporelles du débit, des propriétés des solutions (matières en suspension – MES, pH, EC), des concentrations en cations et en anions, et des formes de P particulaire à la sortie du bassin XIII pour la période d’avril 2004 à octobre 2005.
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
92 de 145
6.1.4 L’impact d’un évènement pluvieux
L’impact d’un événement de pluie sur l’hydrologie de la pisciculture et sur la composition
chimique des eaux à l’entrée, dans les bassins et à la sortie de la pisciculture a été évalué à
partir d’un événement de pluie important survenu entre le 15 et le 17 juin 2005. Il est alors
tombé 40 mm de pluie en deux jours (Figure 49). Nous avons fait des mesures ponctuelles à
l’entrée et à la sortie de tous les bassins et dans les sources d’eau le 15 juin, soit avant la
pluie, ainsi que le 18 juin, après la pluie.
Figure 49. Hyétogramme des précipitations journalières pour le mois de juin 2005. L’événement de pluie étudié est encadré en rouge.
6.1.4.1 Chimie
La biodisponibilité et le lessivage des cations, des anions et des différentes formes de
phosphore dans une pisciculture peuvent être évalués par l'analyse des échantillons récoltés
durant un évènement de forte pluie (Pacini et al.1999). L’événement du 15 au 17 juin permet
ainsi de mieux comprendre l’effet d’un événement de pluie sur la dynamique du phosphore et
des autres indicateurs chimiques pour la pisciculture de Pierre Vézina.
0
5
10
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20
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1 juin 2005 6 juin 2005 11 juin 2005 16 juin 2005 21 juin 2005 26 juin 2005Date
Hau
teur
de
plui
e (m
m)
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
93 de 145
6.1.4.2 Sources
Toutes les sources d’eau de la pisciculture ont été échantillonnées et les résultats d’analyses
pour les matières en suspension ainsi que les cations et anions ainsi que des fractions de
phosphore sont présentées dans la Figure 50 et la Figure 51.
6.1.4.2.1 Matières en suspension
Figure 50. Concentration des matières en suspension dans l’eau pour chacune des sources d’eau de la pisciculture avant la pluie (15 juin) et après la pluie (18 juin). R.N. = ruisseau Noir; R.S = ruisseau S; R.T. = ruisseau T; S.C. = source combinée; S.P. = source principale.
Selon les données illustrées à la Figure 50, les niveaux de matières en suspension dans les
eaux de surfaces approvisionnant la pisciculture ne semblent pas augmenter
significativement. Il est même possible que les niveaux de MES diminuent dans le cas illustré.
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R. N.15
juin
R.S. 1
5 juin
R. T. 1
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mg
L-1
MES
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
94 de 145
6.1.4.2.2 Cations et anions
Figure 51. Concentrations des cations (A) et anions (B) dans l’eau pour chacune des sources d’eau de la pisciculture avant la pluie (15 juin) et après la pluie (18 juin). R.N. = ruisseau Noir; R.S = ruisseau S; R.T. = ruisseau T; S.C. = source combinée; S.P. = source principale.
L’apport le plus important en cations et anions a été le ruisseau Noir (R.N.) avec des
concentrations très élevées de Ca2+ (526 µmol/L), Mg2+ (274 µmol/L), Cl- (150 µmol/L) et SO42-
(104 µmol/L). Ces résultats pour le ruisseau Noir sont en accord avec le fait que durant toute
la période d’étude, les concentrations ont toujours été plus élevées dans ce ruisseau que
dans toutes les autres sources. Les autres sources, le ruisseau S (secondaire) et le ruisseau
T (intermittent) présentent des concentrations similaires et plus faibles que celles observées
dans le ruisseau Noir. Toutes les sources mentionnées traversent la forêt qui entoure la
pisciculture.
Comme le site de la pisciculture (Chartierville, QC) est passablement éloigné des côtes, les
concentrations moyennes des cations et anions dans les pluies ne devraient pas être
affectées par des apports marins et sont relativement basses (Ca2+ 0,2-1,5 mg/L; Mg2+ 0,4-1,5
mg/L; SO42- 1-3 mg/L) (Wetzel 2001). Les valeurs de concentration élevées pour les cations et
les anions, mesurées dans les différentes sources de la pisciculture sont reliées au processus
de lessivage des sols dans les bassins versants forestiers qui alimentent ces sources. Par
A
0100
200300
400
500
600
R. N.15
juin
R.S. 1
5 juin
R. T. 1
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S.C. 1
5 juin
S. P. 1
5 juin
R.N. 1
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R.S.18 j
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R.T. 18 ju
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S.C. 1
8 juin
S.P. 18 j
uin
umol
L-1
Mg Ca Na NH4 K
B
020406080
100120140160
R. N.15
juin
R.S. 1
5 juin
R. T. 1
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S.C. 1
5 juin
S. P. 1
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R.N. 1
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R.S.18 j
uin
R.T. 18 ju
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S.C. 1
8 juin
S.P. 18 j
uin
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L-1
Cl NO3 SO4
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
95 de 145
contre, la source principale (S.P.) qui est alimentée par une eau souterraine a un apport en
cations et en anions dans la pisciculture qui est de 3 à 7 fois moindre que celui des sources
d’eau de surface.
La concentration en matières en suspension (MES) dans l’eau de source semble être un
facteur critique qui module la qualité de l’eau dans les bassins de la pisciculture. Il existe une
relation positive et significative (r2 = 0,841) entre MES et la concentration en Ca2+ et en anion
SO42- dans l’eau du ruisseau Noir. Il faut noter cependant que cette relation est
particulièrement influencée par les valeurs élevées.
Suite à l’événement de pluie, on retrouve dans les sources d’eau les plus chargées (ruisseau
Noir et S) une concentration de 3 à 6 fois plus élevée pour les cations mais les concentrations
des anions sont 2 à 3 fois moins élevées qu’avant la pluie. La différence résulte probablement
d’une augmentation de la matière organique dissoute.
6.1.4.2.3 Fractions de phosphore
La répartition des différentes fractions de phosphore dans l’eau des sources avant et après la
pluie est présentée dans les Figure 52A et B.
L’apport de phosphore dans la pisciculture par l’eau des différentes sources suit la même
tendance que celle des cations et des anions. En effet, le vecteur MES semble jouer le même
rôle pour le phosphore que pour les ions inorganiques dans l’eau de source.
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
96 de 145
-
Figure 52. Les fractions du phosphore (solutions non-filtrées A et filtrées B) dans l’eau des sources avant et après la pluie.
La source la plus riche en P total est le ruisseau Noir et la fraction prépondérante est le P
hydrolysable (inorganique). Après la pluie, on constate une diminution de presque la moitié de
la concentration du P total et la fraction hydrolysable est la plus importante.
L’événement de pluie a un effet sur le phosphore dissous (solutions filtrées Figure 52B). On
remarque un changement de rapport entre les fractions. La fraction de P organique dissous
est plus importante dans la solution avant la pluie et elle se maintient de façon assez
importante même après la pluie. Le phosphore est un élément très dynamique et très actif du
point de vue biologique, une fois dans l’eau de surface, les substances particulaires peuvent
se transformer et libérer des phosphates vers la solution et la colonne d'eau. Les divers
composés de P peuvent ainsi être hydrolysés par voie enzymatique sous des formes
d'orthophosphate. Un évènement de pluie intense provoque un apport de P organique qui n’a
pas encore été hydrolysé et augmente la proportion de P organique en solution après la pluie.
6.1.4.3 Bassins
A
0.05.0
10.015.020.025.030.035.040.045.0
R. N.15
juin
R.S. 15 j
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R. T. 1
5 juin
S.C. 1
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S. P. 1
5 juin
R.N. 1
8 juin
R.S.18 juin
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S.C. 1
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S.P. 18 j
uin
P u
g/ L
P réactif P hydr. P total P org.
B
0.02.04.06.08.0
10.012.014.016.018.020.0
R. N.15
juin
R.S. 15 j
uin
R. T. 1
5 juin
S.C. 1
5 juin
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5 juin
R.N. 1
8 juin
R.S.18 ju
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R.T. 18
juin
S.C. 1
8 juin
S.P. 18 j
uin
P u
g/L
P réactif P inorg. P total P org.
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
97 de 145
6.1.4.3.1 Cations et anions
La variation des concentrations des principaux cations et anions dans les bassins de la
pisciculture avant (15 juin) et après (18 juin) la pluie est présentée à la Figure 53.
Figure 53. Distribution des principaux cations et anions dans les différents bassins de la pisciculture avant et après la pluie.
Les concentrations des cations majeurs (Ca2+, Mg2+, Na+, K+), sont relativement similaires
entre la période qui précède et celle qui suit l’événement de pluie. L’ammonium est lessivé du
système de façon plus prononcée dans les bassins d’engraissement des poissons, la
concentration de NH4+ étant moitié moins élevée après (15-30 µmol/L) qu’avant (50-70
µmol/L) la pluie.
15 juin entrée
0
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Mg Ca Na NH4 K
18 juin sortie
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Mg Ca Na NH4 K
15 juin entrée
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umol
/L
Cl NO3 SO4
18 juin sortie
0
20
40
60
80
100
120
LacI
LacII
LacIII
LacIV
LacV
LacVI
LacVII
LacVIII
LacIX
LacX
LacXI
LacXIII
umol
/L
Cl NO3 SO4
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
98 de 145
On observe la même tendance pour Cl- qui présente un pic de concentration (54-70 µmol/L)
dans les bassins d’engraissement IV et V avant la pluie (20-40 µmol/L).
6.1.4.3.2 Fractions de phosphore
La distribution des fractions du phosphore dans tous les bassins avant la pluie dans les
échantillons non-filtrés (A) filtrés (B) est présentée dans la Figure 54.
Figure 54. La concentration des fractions du phosphore dans les bassins de la pisciculture avant la pluie (solutions non-filtrées A et solutions filtrées B)
La distribution des différentes fractions de phosphore particulaire et dissous avant la pluie est
reliée principalement à la gestion des bassins de la pisciculture. Une forte concentration du P
total, qui se trouve à 80 % sous la forme inorganique, est reliée aux particules (P
potentiellement hydrolysable), à l’abondance des alevins (135 000) dans ces deux bassins et
au brassage de l’eau provoqué par les poissons. Cette action entraînerait un relargage du P à
partir des sédiments et du fumier qui se trouvent au fond des bassins.
Les profils des fractions dissoutes du P sont différents. La portion du P total présent sous
forme dissoute est à 40-75 % dans les bassins d’engraissement alors que la fraction du P
sous forme organique est plutôt de 10 à 20%.
A
0
50
100
150
200
250
300
LacI
LacII
LacIII
LacIV
LacV
LacVI
LacVII
LacVIII
LacIX
LacX
LacXI
LacXIII
P ug
/L
P réactif P inorganique P total P organique
B
0
10
20
30
40
50
60
LacI
LacII
LacIII
LacIV
LacV
LacVI
LacVII
LacVIII
LacIX
LacX
LacXI
LacXIII
P u
g/L
P réactif P inorganique P total P organique
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
99 de 145
Figure 55. La concentration des fractions du phosphore dans les bassins de la pisciculture après la pluie (solutions non-filtrées A et solutions filtrées B).
Suite à l’épisode de pluie, le P total dans les bassins a le même profil et les concentrations
sont du même ordre de grandeur qu’avant la pluie (Figure 55).
La fraction organique du P dissous semble être plus affectée par le lessivage du système
causé par la pluie. On retrouve aussi des concentrations diminuées de moitié par rapport aux
conditions existant avant la pluie dans les derniers bassins du système (bassin IX et le bassin
de sédimentation).
6.1.4.4 Réponse hydrologique des bassins à un événement de pluie
La réponse hydrologique de la pisciculture à la précipitation du 15 juin s’est étalée sur une
période de quelques jours. Cette réponse a varié selon la position du bassin dans le système.
Les débitmètres installés à l’entrée de la pisciculture (débitmètres 2 et 7) ont enregistré une
augmentation des débits 2 ou 3 jours après le début de l’événement (Figure 56). Les autres
débitmètres montrent un décalage temporel plus grand entre le début de la précipitation et le
débit maximum. Pour le débitmètre 9, situé sur le bassin IX près de l’exutoire, le décalage est
de 9 jours. Dans le cas du ruisseau Noir (D3), les données obtenues par le débitmètre au
cours du mois de juin ne permettent pas de montrer clairement la réponse du ruisseau à
l’événement de pluie car l’appareil n’a pas fonctionné correctement entre le 26 avril et le 15
A
0
50
100
150
200
250
300
LacI
LacII
LacIII
LacIV
LacV
LacVI
LacVII
LacVIII
LacIX
LacX
LacXI
LacXIII
P u
g/L
P réactif P inorganique P total P organique
B
0
10
20
30
40
50
60
LacI
LacII
LacIII
LacIV
LacV
LacVI
LacVII
LacVIII
LacIX
LacX
LacXI
LacXIII
P ug
/L
P réactif P inorganique P total P organique
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
100 de 145
juin. On note toutefois, que les débits diminuent graduellement du 15 au 21 juin 2005 ce qui
suppose que le ruisseau a dû répondre rapidement au début de la précipitation. Le débit
maximum a été mesuré au début de l’événement de pluie le 15 juin et s’est maintenu élevé le
16 juin et a par la suite commencer à diminuer.
0
0.005
0.01
0.015
0.02
0.025
0.03
2005-06-01 2005-06-11 2005-06-21 2005-07-01Date
Déb
it m
oyen
jour
nalie
r (m
3 /s)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Hau
teur
de
plui
e jo
urna
lière
(mm
)
Débitmètre D1
Débitmètre D2
Débitmètre D3
Débitmètre D5
Débitmètre D6
Débitmètre D7
Débitmètre D8
Débitmètre D9
Hauteur de pluie
D2 sortie lac1
D7 sortie lac1
D3 ruisseau
Figure 56. Débits moyens journaliers mesurés par 8 des 10 débitmètres en juin 2005.
6.1.5 Variation temporelle des débits
Les débits moyens annuels mesurés ont peu varié entre 2004 et 2005, se situant autour de
0.01m3/s. Ceci est en accord avec les données de précipitation mesurées au cours de cette
période. En effet, le total des précipitations tombées entre les mois de mai et septembre 2004
est similaire à celui observé pour la même période en 2005 (Tableau 11). La différence entre
les deux années est de 6 mm. La répartition mensuelle des précipitations diffère toutefois
d’une année à l’autre. En effet, les mois de juin et septembre ont été plus pluvieux en 2005
qu’en 2004 tandis qu’en mai, juillet et août les précipitations ont été moins abondantes qu’en
2004. Ces variations mensuelles entre les deux années ont eu une incidence sur les débits
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
101 de 145
mesurés dans les différents bassins. Le Tableau 12 montre la variation des débits pour les
mois de juillet, août et septembre pour des débitmètres situés à l’entrée et à la sortie de la
pisciculture. On note ainsi que les débits mesurés en juillet et août sont légèrement supérieurs
ou égaux en 2004 à ceux mesurés en 2005, tandis que le contraire s’observe pour
septembre. Ceci correspond à la différence de précipitation observée entre ces trois mois.
Notons toutefois que la gestion de l’eau entre les différents bassins a aussi pu jouer un rôle
sur les débits mesurés. Nous ne pouvons pas nous prononcer sur ces effets car ces
opérations n’ont pas fait l’objet de suivi et n’ont pas été notées par le pisciculteur.
Tableau 11. Différence entre les quantités de précipitation mesurées en 2004 et 2005 (Station Sawyerville) 2004
Hauteur totale de pluie (mm)
2005
Hauteur totale de pluie (mm)
Différence hauteur totale de pluie entre 2004 et 2005
mai-04 86.6 mai-05 62.9 23.7
juin-04 51.9 juin-05 130.7 -78.8
juil-04 164 juil-05 97.2 66.8
août-04 165.1 août-05 116.2 48.9
sept-04 39.2 sept-05 93.7 -54.5
* Les données de la station météorologique de Sawyerville, située à proximité de la pisciculture, ont été utilisées pour comparer les quantités de pluie tombée en 2004 et 2005 car les séries temporelles de précipitations mesurées à la station météorologique installée à la pisciculture étaient incomplètes.
Tableau 12. Débits mensuels moyens mesurés en 2004 et 2005 à l’entrée et à la sortie de la pisciculture pour les mois de juillet à septembre. Débit d’entrée (m3/s) Débit exutoire (m3/s)
D2 (sortie du bassin 1) D10 (bassin de sédimentation)
2004 2005 2004 2005
Juillet 0.0161 0.0121 0.0138 0.0125
Août 0.0130 0.0106 0.0151 0.0133
Septembre 0.0073 0.0098
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
102 de 145
6.1.6 Concentration de phosphore total dans la moulée
Les concentrations de phosphore mesurées dans les différents échantillons de moulée sont
indiquées au Tableau 13. Globalement, la concentration moyenne de phosphore dans la
moulée est de 8798±1238 mg P/kg poids sec de moulée. Répartie selon les deux années de
l’étude, en 2004, la concentration moyenne était de 8180±615 mg P/kg poids sec de moulée
et en 2005 la moyenne se situait à 9150±486 mg P/kg poids sec. La moulée en 2005 contient
donc légèrement plus de P que celle utilisée en 2004 (test t-Student, p < 0.05). Le résultat
final montre donc un apport total annuel de 299 kg de P (Tableau 14).
Tableau 13. Concentration de P total dans différents types de moulées utilisées par Pierre Vézina
Type de moulée Anée P Écart-type Écart-type % H2O mg P kg -1 P net mesuré P net prelevement relatif (%) net (%) nominal (%)
2,5 PT Flottante 2004 9174 925 7.8 7.47 8489 0.85 0.73 PT Flottante 2005 8747 139 1.6 6.99 8135 0.81 1.13 PT Flottante 2005 8960 302 3 5.81 8439 0.84 0.854 PT Flottante 2004 8897 790 8.9 8.06 8180 0.82 0.854 PT Flottante 2006 9359 216 2.3 6.51 8750 0.88 0.854 PT Flottante 2005 9998 320 3.2 7.35 9264 0.93 0.854 PT Flottante 2005 10708 390 3.6 6.90 9969 1.00 0.855 PT Flottante 2005 9553 470 4.9 6.79 8905 0.89 0.75 PT Flottante 2005 6539 197 3.0 7.44 6052 0.61 0.75 PT Flottante 2004 9525 693 7.3 7.05 8853 0.89 0.73 PT Callante 2005 5783 326 5.6 6.06 5433 0.54 0,74 PT Callante 2004 8207 665 8.1 7.18 7618 0.76 0.74 PT Callante 2005 8715 912 10.4 6.77 8125 0.81 0.74 PT Callante 2006 9230 791 8.6 7.22 8564 0.86 0.75 PT Callante 2005 8581 239 2.8 7.61 7928 0.79 0.7
Moyenne 8798 1238 7.01 8180 0.82
mg kg-1
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
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Tableau 14. Somme des quantités de P apportées par les différentes moulées utilisées. Type de moulée P nette P net nominal Utilisation P
Flotante moyenne (%) (%) (kg net) (kg)3 PT Flottante 0.83 1.1 5800 48.14 PT Flottante 0.90 0.85 12350 111.75 PT Flottante 0.79 0.7 2600 20.6
Somme flottante 20750 180.4Callante
1.5 PT Silver Cup * 1.1 1000 11.02.0 Transition * 1.1 1250 13.8
2,5 PT Classique 0.85 0.7 1625 13.83 PT Callante 0.54 0.7 6875 37.44 PT Callante 0.81 0.7 4000 32.45 PT Callante 0.79 0.7 1250 9.9
Somme callante 16000 118.2Somme Totale 36750 298.6
* Non mesurées - une valeur nominale approximative de 1.1 % a été utilisée
6.1.7 Concentrations de phosphore dans les poissons
La concentration de phosphore dans les poissons varie de 3.9 à 4.8 g P/kg de poisson poids
frais (valeurs décrites au Tableau 15) avec une moyenne globale de 4.28±0.37 g P/kg de
poisson poids frais.
Tableau 15. Concentrations de phosphore dans les poissons selon leur grandeur
ID Dimensions (cm)
Poids humide total (g)
Phosphore total (mg kg-1 poids
sec)
Phosphore total g kg-1 de
poisson frais1 22.5 117.5 163850 3.972 35.0 578.3 183800 3.863 27.0 212.9 202870 4.284 23.0 144.4 209930 4.795 22.5 137.6 203160 4.136 24.7 155.4 211760 4.62
Le contrôle de qualité pour les analyses de phosphore total dans le poisson a été effectué en
analysant le matériel standard de référence LGC7160 (pâte de crabe). La valeur certifiée est
2.96± 0.26 g P kg-1 poids frais et la valeur mesurée est 3.08 ± 0.38 g P kg-1 poids frais.
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
104 de 145
6.1.8 Concentration de phosphore total dans les sédiments
Les concentrations de phosphore total dans les sédiments prélevés dans les bassins sont
données au Tableau 16 et Tableau 17.
Tableau 16. Moyenne, écart-type et écart-type relatif (ETR %) des concentrations de phosphore (mg kg-1 poids sec) dans les sédiments retirés en 2004
Étang Moyenne Écart-type ETR (%)
Lac IV 1813 99 6Lac V 1780 62 4Lac VI 2662 590 18Lac VII 2390 271 13Lac VIII 2128 237 10Lac IX 3055 385 18
(mg kg-1 - poids sec)
Tableau 17. Moyenne, écart-type et écart-type relatif (ETR %) des concentrations de phosphore dans les sédiments retirés en 2005
Étang Moyenne Écart-type ETR (%)
Lac IV 1627 219 13,5Lac V 2469 163 6,6Lac VI 3153 19 0,6Lac VII 3485 626 13Lac VIII 2041 149 6Lac IX 1702 155 9,1
(mg kg -1 - poids sec)
Les estimations du volume, de la densité et de la masse de fumier prélevé dans les étangs
ainsi que des masses totales de P dans le fumier sont regroupées dans le Tableau 18 et le
Tableau 19.
La somme des contenus en P des sédiments des six bassins (IV, V, VI, VII, VIII et IX) révèle
qu’une quantité totale de 80.0 kg de P est piégée chaque année dans les sédiments. Comme
les bassins II et III ainsi que le bassin de sédimentation n’ont pas été vidés, la quantité de
phosphore retenu dans les sédiments est probablement sous estimée et se situe
vraisemblablement au-delà de 80 kg de P.
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
105 de 145
Tableau 18. Estimation de la quantité de sédiments enlevés des bassins VII et VIII le 15 juin 2005
L l h V (cm 3) densité fumier Fumier P total Teneur en eau P enlevé(g cm-3) (kg humide) (mg kg-1) (H2O/masse humide) (kg)
VII carré 1 488 305 5 755116 1.3058 986 3485 57.2 1.47carré 2 366 396 10 1472476 1.3058 1923 3485 57.2 2.87carré 3 366 366 6 815525 1.3058 1065 3485 57.2 1.59
3974 5.9VIII carré 1 853 305 10 2642906 1.4865 3929 2041 41.7 4.67carré 2 853 366 6 1902892 1.4865 2829 2041 41.7 3.37carré 3 488 488 6 1449823 1.4865 2155 2041 41.7 2.56carré 4 366 203 3 188779 1.4865 281 2041 41.7 0.33
9193 10.9Total 13166 Total 7,8 16.9
cm
Tableau 19. Estimation de la quantité de sédiments enlevés des bassins IV, V, VI et IX le 2 août 2005
L l h V (cm 3) Densité fumier Fumier P total Teneur en eau P enlevé(g cm-3) (kg humide) (mg kg-1) (H2O/masse humide) (kg)
IV carré 1 549 183 6 637129 1.6118 1027 1627 19.2 1.35carré 2 457 549 6 1592823 1.6118 2567 1627 19.2 3.38carré 3 457 427 3 495545 1.6118 799 1627 19.2 1.05
4393 5.8V carré 1 1219 457 13 7079212 1.5246 10793 2469 36.7 16.87carré 2 1067 457 4 1858293 1.5246 2833 2469 36.7 4.43carré 3 762 183 8 1061882 1.5246 1619 2469 36.7 2.53
15245 23.8VI carré 1 549 457 6 1592823 1.5581 2482 3153 36.5 4.97carré 2 1372 610 4 3185645 1.5581 4964 3153 36.5 9.94
7445 14.9IXcarré 1 732 274 13 2548516 1.4422 3675 1702 33.7 4.15carré 2 853 610 13 6607264 1.4422 9529 1702 33.7 10.75carré 3 579 518 8 2286585 1.4422 3298 1702 33.7 3.72
16502 18.6Total 43586 Total 4,5,6,9 63.1
cm
Afin d’estimer la quantité de P piégé dans les bassins II et III, nous avons établi une relation
entre la quantité de fumier retiré des différents bassins, d’une part, et la quantité de moulée
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
106 de 145
ajoutée à chaque bassin, d’autre part. La relation est négative mais d’une signifiance
marginale (p=0.08—Figure 57). Le fait que la relation soit négative est étonnant et elle
pourrait s’expliquer possiblement parce que la quantité de moulée utilisée dans les bassins
est directement proportionnelle au nombre de poissons dans l’étang. Plus le nombre de
poissons augmente, plus leurs mouvements provoquent un brassage continu de la colonne
d’eau ce qui entraîne le maintien de la mise en suspension du seston. Cette activité
contribuerait à nettoyer le fonds de ces bassins et diminuerait d’autant l’accumulation des
sédiments au fond.
y = -0.1891x + 4610.4R2 = 0.531
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
0 5000 10000 15000 20000
Fumier (kg)
Mou
lée
(kg
poid
s ne
t)
Figure 57. Relation entre la quantité de moulée ajoutée et la quantité de fumier retiré pour six bassins
La relation décrite à la Figure 57 laisse aussi supposer que le fait de minimiser l’activité de
brassage par les poissons contribuerait à augmenter la sédimentation du fumier et donc celle
du P. Il y aurait donc un gain potentiel au plan de l’enlèvement de phosphore associé à la
vidange régulière du bassin de sédimentation.
La somme totale de fumier retiré des bassins (Tableau 18 et Tableau 19) représente environ
57 tonnes de matériel poids humide (36 tonnes poids sec). Cette masse est significative et
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
107 de 145
supérieure à la trentaine de tonnes de moulée ajoutée annuellement au système. Il est
possible qu’une portion de l’apport massique manquant provienne en partie des matières en
suspension présentes dans les eaux de surfaces utilisées pour alimenter la pisciculture. Les
concentrations de MES semblent graviter autour de 5-50 mg/L dans les ruisseaux de surface,
elles se maintiennent entre 1 et 10 mg/L dans la source combinée et sont toujours en dessous
de 1 mg/L dans la source principale. Ces concentrations sont assez faibles mais étant donnée
les débits d’eau, la somme totale peut être significative, e.g., 2500 L/min à 10 mg/L
représente 13 tonnes de solides annuellement. Il demeure néanmoins peu probable que les
MES à l’affluent puissent à elles seules expliquer l’écart observé. La source de la différence
ne peut pas être clairement attribuée mais pourrait provenir d’un apport de matière provenant
des berges, d’une surestimation possible du volume et/ou de la densité des
fumiers/sédiments.
6.2 Patrons spatio-temporels
L’analyse statistique des données met en évidence la présence de structures spatiales et
temporelles. L’analyse en composante principale (ACP) permet en effet de résumer en
quelques facteurs synthétiques la variabilité commune à un grand nombre de propriétés de
l’eau. En outre, elle permet de faire ressortir l’existence de relations entre les variables selon
leur degré de variabilité commune. Les composantes principales représentent donc les
nouveaux axes le long desquels se mesure la variabilité commune à chaque variable. Les
pourcentages qui leurs sont associés représentent la proportion de la variabilité totale qui leur
est associée. Le résultat de l’ACP peut s’illustrer par la projection des variables sur le plan
factoriel principal. Graphiquement, deux variables contiguës et proches du cercle de
corrélation sont corrélées positivement. Deux variables proches du cercle de corrélation et
opposées par rapport au centre sont corrélées négativement. Deux variables proches du
cercle de corrélation et dont l’angle formé avec le centre du cercle est orthogonal sont
indépendantes. Deux variables, dont l’une est proche du cercle de corrélation, l’autre proche
du centre, sont indépendantes.
6.2.1 Bassins
Les résultats de l’analyse en composante principale menée sur les séries temporelles des
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
108 de 145
concentrations de phosphore total dans les 12 bassins montrent l’existence de regroupements
entre les bassins (Figure 58). On obtient ainsi, sur la base du contenu en phosphore total non
filtré des bassins, des regroupements qui sont conformes à la répartition spatiale des bassins.
Ces regroupements sont: les bassins d’alevins (II et III), les bassins d’engraissement à l’ouest
(IV, V et VI) et les bassins d’engraissement au nord-est (VII, VIII et IX). Ce regroupement des
bassins est d’une nature semblable à celui qui peut être fait sur la base des concentrations en
cations et en anions des bassins.
Il est par ailleurs intéressant de noter que les variations temporelles du phosphore total dans
le bassin de sédimentation sont corrélées à celles des bassins VII, VIII et IX – ce qui appuie
les données expérimentales montrant que ces bassins peuvent en fait avoir une vocation
mixte élevage-sédimentation.
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
109 de 145
Figure 58. Projection des variables de concentrations de phosphore total non filtré de 12 bassins sur le plan principal issu de l’ACP
6.2.2 Moulées
La moulée est le principal apport de phosphore à la pisciculture. À partir de ce constat, nous
avons cherché à vérifier si les concentrations de phosphore mesurées peuvent être reliées
aux quantités apportées et à établir à quel intervalle de temps ce lien prévaut, le cas échéant.
Les quantités de moulée ont donc été cumulées sur quatre intervalles de temps précédant
une période d’échantillonnage (1 semaine, 2 semaines, 1 mois et 2 mois). Une régression
linéaire simple a ensuite été réalisée entre les concentrations de phosphore total et les
données cumulées de moulée.
Les résultats montrent qu’il existe des relations entre la quantité de moulée ajoutée et les
concentrations de phosphore mesurées pour chacun des bassins. Cependant, selon les
bassins, les relations sont plus ou moins fortes. De plus, alors que les bassins en amont
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
110 de 145
montrent de manière générale une meilleure régression des concentrations de phosphore en
lien avec les données de moulées cumulées sur un mois (Figure 59), les bassins en aval
présentent une meilleur régression des concentrations de phosphore par le cumul des
données de moulée sur une seule semaine (Figure 60).
R2 = 0.66
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 100 200 300 400 500 600
R2 = 0.85
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 500 1000 1500 2000
Quantité de moulée apportée (kg)
Con
cent
ratio
n de
P (µ
g/L)
Figure 59. Régressions linéaires entre la quantité de moulée apportée la semaine avant l’échantillonnage (a) ou le mois avant (b) et les concentrations de phosphore mesurées dans le bassin II
Figure 60. Régressions linéaires entre la quantité de moulée apportée la semaine avant l’échantillonnage (a) ou le mois avant (b) et les concentrations de phosphore mesurées dans le bassin VIII.
R2 = 0.85
0.00
50.00
100.00
150.00
200.00
250.00
300.00
350.00
400.00
0 100 200 300 400 500 600 700
R2 = 0.45
0.00
50.00
100.00
150.00
200.00
250.00
300.00
350.00
400.00
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
Quantité de moulée apportée (kg)
Con
cent
ratio
n de
P (µ
g/L)
a b
a b
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
111 de 145
6.2.3 Chimie
Pour chacun des bassins, une analyse en composante principale incluant toutes les variables
mesurées a été réalisée. L’influence de la pisciculture sur la composition chimique de l’eau
s’observe très nettement lorsque l’on compare la nature des regroupements de variables
révélés par l’ACP entre les bassins situés en amont et ceux qui sont en aval. Ainsi, le principal
regroupement observé dans le bassin I (Figure 61a) est le fait des cations Ca2+, Mg2+, Na+, du
SO42- et du pH. Dans les autres bassins, et dès le bassin II, le principal regroupement de
variables chimiques est associé, à des degrés variables, aux formes du phosphore, à la
moulée, au K+ et à NH4+ (Figure 61b à f). Dans ces bassins, Ca2+, Mg2+ et Na+ sont toujours
groupés en association avec pH et EC. Les anions Cl- et SO42- sont généralement exclus de
ce groupement sauf dans le cas des bassins II et IV.
Les données de phosphore prises en compte sont celles enregistrées à la sortie de chacun
des bassins. Une analyse statistique similaire a également été menée sur les variations des
concentrations de phosphore entre l’entrée et la sortie de chacun des bassins. L’ajout de ces
variables n’a toutefois pas apporté d’information supplémentaire puisque les variables étaient
indépendantes entre elles et qu’elles ne présentaient que de faibles corrélations avec les
autres. Les résultats ne sont donc pas présentés.
a b
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
112 de 145
Figure 61. Projections des variables dans le plan principal issu de l’ACP pour les bassins I (a), II (b), IV (c), VIII (d), IX (e) et XIII (f)
6.2.3.1 Phosphore, potassium, ammonium
De manière générale, les concentrations des formes chimiques réactive et inorganiques du P
corrélées à celle du phosphore total laquelle est reliée aux quantités de moulée apportées, tel
c d
e f
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
113 de 145
que montré précédemment. À l’inverse, la fraction organique du phosphore présente une
variabilité plus singulière. Cependant, dans le bassin IV la quantité de moulée est corrélée au
phosphore organique (Figure 61c).
De façon presque systématique, le K+ et l’NH4+ se retrouvent associés aux concentrations de
phosphore et/ou à la quantité de moulée apportée. Une analyse plus détaillée de la moulée
permettrait de confirmer la relation positive entre la moulée et la concentration de potassium.
6.2.3.2 Cations alcalins, alcalino-terreux
Les cations Ca2+, Mg2+ et Na+ présentent une variabilité globalement similaire quelque soit les
bassins considérés. De plus, cette tendance est indépendante des apports de moulée et donc
des concentrations de phosphore.
6.2.3.3 Anions
Sauf pour le bassin II, les anions NO3-, SO4
2- et Cl-, ne présentent pas de variabilité commune.
Leurs variations ne sont par ailleurs fortement liées à aucune des autres variables mesurées.
Tel que vu dans l’analyse des concentrations des éléments chimiques, le groupe des anions
Cl-, NO3 et SO4 est généralement proximal à celui des cations Ca2+, Mg2+ et Na+. Sauf dans le
cas des bassins VII, VIII, IX et XIII où les écarts annuels pour les concentrations d’anions
étaient beaucoup moins grands que pour les cations. Ceci peut expliquer le regroupement
des anions et des cations pour le réservoir, les bassins II et IV (Figure 61a, b et c), alors que
pour les bassins VIII, IX et XIII ce regroupement disparaît (Figure 61d, e et f). Il semble que
les anions soient beaucoup moins influencés par les effets cumulatifs de l’activité piscicole
que les cations.
6.2.3.4 MES
La relation entre les matières en suspension et la quantité de moulée apportée n’est pas
claire, mais elle est significative pour plusieurs bassins. De plus, les concentrations de
phosphore des solutions non filtrées sont, pour la plupart des bassins, corrélées à la
concentration en matières en suspension.
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
114 de 145
6.3 Les flux de phosphore dans les bassins de la pisciculture de Pierre Vézina
La mesure du flux instantané de phosphore est le produit de la concentration de phosphore
(Ci) dans l’eau à un instant donné par la valeur de débit d’eau (Qi) mesuré à cet instant.
CiQiFi =
L’intégration de ces valeurs de flux instantané dans un intervalle de temps lui associe une
valeur de flux moyen (F), utilisé par la suite pour le calcul du bilan de masse.
∫ ∫==t t
CiQidtFidtF0 0
Dans une situation idéale, le suivi quotidien des concentrations de phosphore et des débits
d’eau permettrait une mesure très précise des variations du flux de phosphore dans le temps
liées au fonctionnement de la pisciculture et aux facteurs environnementaux.
Dans notre étude, le suivi des débits d’eau a été quotidien et des débits moyens ont été
calculés pour les dates correspondantes aux mesures de concentrations de phosphore. On
obtient ainsi des valeurs de flux moyens « ponctuels » que l’on présente ci-après sous forme
de diagramme.
Le suivi des débits d’eau a été dans certains cas perturbé par des facteurs évoqués
précédemment (section Hydrologie 5.1) d’où un certain nombre de lacunes. Les données
acquises nous permettent cependant d’observer une variabilité des flux de phosphore au
cours du temps à différents points de la pisciculture.
Les lieux stratégiques d’échantillonnage et de mesure de débit, à l’entrée et à la sortie des
bassins ainsi qu’au niveau des sources, permettent d’étudier plus en détail la variation des
flux à l’intérieur de la pisciculture.
6.3.1 Impact de la pisciculture
Les principales sources d’eau (le bassin I, le ruisseau Noir et la source principale souterraine)
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
115 de 145
représentent un flux faible de P total. Elles sont regroupées ensemble au niveau de la source
combinée qui alimente la pisciculture. Le flux de P total au niveau de la source combinée est
ainsi comparé au flux de la sortie finale de la pisciculture vers la rivière Ditton.
Le bassin I qui joue le rôle de réserve d’eau n’influe que très peu sur le flux de phosphore
comme le montre la comparaison entre les mesures à l’entrée et à la sortie de ce bassin (Flux
de P à l’entrée et à la sortie du bassin I - Figure 62).
Figure 62. Flux de P à l’entrée et à la sortie du bassin I
Le ruisseau Noir contribue pour une large part au flux de phosphore entrant dans la
pisciculture comme le montre la comparaison avec le flux enregistré au niveau de la source
combinée (Figure 63). On voit notamment un pic de flux de P qui est identique entre le
ruisseau Noir et la source combinée pour la période juin –juillet 2005.
Figure 63. Flux de P dans le ruisseau Noir et dans la source combinée
Bassin I - entrée
01020304050607080
juil 04
sept
04
nov 0
4
janv 05
mars 05
mai 05
juil 05
sept
05
Q (P
g/jo
ur)
Bassin I - sortie
01020304050607080
juil 04
sept
04
nov 0
4
janv 05
mars 05
mai 05
juil 05
sept
05
Q (P
g/jo
ur)
Ruisseau noir
020406080
100120
avr 0
5
mai 05
juin 0
5jui
l 05
août
05
sept
05oc
t 05
nov 0
5
Q (P
g/jo
ur)
Source combinée
020406080
100120
avr 0
5
mai 05
juin 0
5jui
l 05
août
05
sept
05oc
t 05
nov 0
5
Q (P
g/jo
ur)
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
116 de 145
La comparaison des flux de P entrant par le ruisseau Noir et la source combinée pour l’année
2005 montre un pic dans les valeurs entre juin et aout (Figure 63). De façon similaire, le flux
maximal de P qui à l’exutoire de la pisciculture montre des maximums de rejets de P dans la
rivière Ditton durant la même période (Figure 64).
Source combinée
0
100
200
300
400
500
600
avr 0
5
mai 05
juin 0
5jui
l 05
août
05
sept
05oc
t 05
nov 0
5
Q (P
g/jo
ur)
Sortie finale pisciculture
0
100
200
300
400
500
600
avr 0
5
mai 05
juin 0
5jui
l 05
août
05
sept
05oc
t 05
nov 0
5
Q (P
g/jo
ur)
Figure 64. Flux de P dans la source combinée et à la sortie finale de la pisciculture
6.3.2 Impact des bassins d’alevins
Le pisciculteur concentre l’élevage des alevins jusqu'à ce qu’ils arrivent à une taille moyenne
dans les bassins II et III. La Figure 65 illustre le lien potentiel entre l’impact que les bassins
d’alevins ont sur le flux de P à l’intérieur de la pisciculture et les flux de P pour la sortie du
bassin II et l’entrée du bassin III. On observe que les périodes estivales (les plus intenses
pour l’élevage d’alevins), juin - septembre 2004 et juin - septembre 2005 sont bien reflétées
dans les flux de P mesurés à l’entrée et à la sortie de ces deux bassins. Illustrant une
émission de phosphore très saisonnière pour ce cas précis.
Bassin III-entrée
0100200300400500600700800
mai 04
juil 0
4
sept
04no
v 04
janv 0
5
mars 05
mai 05
juil 0
5
sept
05no
v 05
Q (P
g/jo
ur)
Bassin II- sortie
0100200300400500600700800
mai 04
juil 0
4
sept
04no
v 04
janv 0
5
mars 05
mai 05
juil 0
5
sept
05no
v 05
Q (P
g/jo
ur)
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
117 de 145
Figure 65. Flux de P à l’entrée du bassin III et à la sortie du bassin II
Pour le bassin II, on observe qu’il y a une forte différence de flux de P entre les deux années
d’étude alors que le flux de P a presque diminué de moitié en 2005 en comparaison à 2004
Cette différence est possiblement attribuable à la moulée « haute performance » utilisée en
2005.
6.3.3 Impact d’un bassin d’élevage
Les bassins VII et IX sont utilisés principalement pour l’engraissement des poissons. La
Figure 66 illustre les flux de phosphore résultant de ces bassins d’élevage à l’intérieur même
de la pisciculture.
Figure 66. Flux de P à l’entrée des bassins VII et IX
On observe que le flux de P dans les deux bassins diffère fortement dans l’espace et le
temps. On pourrait expliquer la différence de flux de P entre les bassins par la gestion de la
pisciculture, le bassin VII ayant toujours été plus intensément utilisé pour l’élevage des
poissons que le bassin IX.
La différence de flux de P entre les deux ans de l’étude est presque triple pour le bassin VII
en 2004 par rapport à 2005. Cette différence est attribuable en partie à des conditions
météorologiques différentes pour les deux années à l’étude. Le changement de moulée
pourrait aussi expliquer une partie de cette amélioration. La variabilité saisonnière des
Bassin VII - entrée
0100200300400500600700800
mai 04
juil 0
4
sept
04
nov 0
4
janv 0
5
mars 05
mai 05
juil 0
5
sept
05
nov 0
5
Q (P
g/jo
ur)
Bassin IX - entrée
0100200300400500600700800
mai 04
juil 0
4
sept
04
nov 0
4
janv 0
5
mars 05
mai 05
juil 0
5
sept
05
nov 0
5
Q (P
g/jo
ur)
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
118 de 145
émissions nettes de phosphores provenant de ces bassins est claire et les émissions sont
nettement concentrées pendant l’été.
6.3.4 Efficacité du bassin de sédimentation
Pour évaluer l’efficacité du bassin de sédimentation (XIII) par rapport au flux de P qui sort des
bassins de la pisciculture, on compare le flux de la sortie du bassin IX qui récupère l’eau de
tous les bassins de la pisciculture avec le flux de P à la sortie du bassin XIII (Figure 67).
Figure 67. Flux de P à la sortie des bassins IX et XIII
On voit clairement que par rapport à ce qui entre dans le bassin IX, le flux de P à la sortie de
la pisciculture est sept fois plus élevé (Figure 67). Ce qui pourrait suggérer que le bassin de
sédimentation ne fait pas « son travail » de façon optimale. Toutefois, les problèmes liés à
l’estimation adéquate des débits à la sortie du bassin de sédimentation particulièrement en
2005, pourraient expliquer les écarts entre les flux entrant et sortant du bassin de
sédimentation. En effet, les débits de sortie du bassin de sédimentation sont en moyenne 3
fois plus élevés que les débits d’entrée mesurés. Cette différence s’explique par un problème
de mesure (voir section 5.1.1) et par le fait que le bassin de sédimentation est alimenté par
les eaux du bassin IX et aussi par un apport supplémentaire d’eau d’un canal ouvert en
provenance du bassin I qui n’a pas été quantifié. Une des difficultés avec ces mesures est
que le la somme des débits entrant le bassin de sédimentation n’inclut pas le débit intermittent
mais parfois très significatifs de la voie de débordement qui traverse la pisciculture en
Bassin IX - sortie
0200400600800
100012001400
mai 04
juil 0
4
sept
04no
v 04
janv 0
5
mars 05
mai 05
juil 0
5
sept
05no
v 05
P (g
/ jo
ur)
Bassin XIII - Sédimentation- sortie
0200400600800
100012001400
mai 04
juil 0
4
sept
04no
v 04
janv 0
5
mars 05
mai 05
juil 0
5
sept
05no
v 05
P (g
/ jo
ur)
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
119 de 145
provenance du bassin I (Figure 1). Si on normalise les flux d’entrée et de sortie à partir de la
moyenne des débits mesurés à l’entrée et à la sortie, la différence perçue à la figure 67,
n’existe plus et les flux d’entrée et de sortie sont similaires.
Figure 68. Concentration de P à la sortie des bassins IX et XIII
La comparaison des concentrations de P à la sortie des bassins IX et XIII (Figure 68) suggère
qu’il y a une légère diminution de la concentration de P total ce qui suggérerait une faible
sédimentation dans le bassin XIII, ce qui semble contradictoire par rapport à ce qu’on a vu au
niveau des mesures de flux.
Les valeurs de concentration de P mesurées à la sortie des bassins IX et XIII sont du même
ordre de grandeur dans les 2 cas.
De façon globale, on peut observer que le ruisseau Noir représente la source d’eau qui
contribue le plus au flux de P à l’intérieur de la pisciculture. L’impact sur la qualité de l’eau
observé dans les bassins d’alevins ou pendant les périodes les plus intenses d’élevage est
bien reflété dans les flux de P mesurés à l’entrée et à la sortie de ces deux bassins.
Le bilan des flux du bassin de sédimentation suggère donc que ce dernier ne fonctionne pas
de façon optimale et qu’il y a des gains environnementaux possible en améliorant l’efficacité
du bassin de sédimentation.
Bassin IX - sortie
0
50
100
150
200
250
mai 04
juil 0
4
sept
04no
v 04
janv 0
5
mars 05
mai 05
juil 0
5
sept
05no
v 05
P to
tal (
ug/L
)
Bassin XIII - Sédimentation- sortie
0
50
100
150
200
250
mai 04
juil 0
4
sept
04no
v 04
janv 0
5
mars 05
mai 05
juil 0
5
sept
05no
v 05
P to
tal (
ug/L
)
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
120 de 145
7 Bilan massique du phosphore
7.1 Composantes du bilan
7.1.1 Eau
7.1.1.1 Affluent
Pour le bilan de masse du phosphore de la pisciculture, l’apport en phosphore par l’affluent a
été établi par la somme des produits des débits entrant par une source et des valeurs de
concentrations en phosphore total mesurées sur le site pour toutes les périodes
d’échantillonnage. Les concentrations utilisées sont obtenues à partir de la moyenne des
concentrations mesurées au début et à la fin d’une période couverte par un échantillonnage
donné
Une certaine quantité d’eau et de phosphore provient de sources d’eau au fond des bassins.
Cet apport est difficile à quantifier et pour le moment cette contribution de phosphore qui entre
dans le système n’est pas tenue en compte. On présume par ailleurs que cet apport serait
négligeable (bien qu’il soit difficile de le mesurer et de confirmer cette assomption). Les
apports en eau et en phosphore issus de la pluie et des poussières qui tombent directement
dans les bassins sont aussi considérés comme négligeables.
7.1.1.2 Effluent
Pour quantifier les rejets de phosphore par l’effluent, nous avons effectué la sommation des
flux en phosphore total calculés à la sortie du bassin de sédimentation.
7.1.2 Poissons
Le pisciculteur estime qu’il a produit 34.27 tonnes d’ombles de fontaine et de truites arc-en-
ciel en 2004 et 32.71 tonnes d’ombles de fontaine en 2005. Nous avons mesuré une
concentration moyenne de 4.28±0.37 g de P/kg de poissons poids frais produits, une
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
121 de 145
concentration comparable aux mesures rapportées par Gunther et al (2005) où les teneurs
variaient de 2.1 à 4.0 g P/kg de poisson poids net. On peut ainsi estimer que la quantité de
poissons produits représente 147 kg de P en 2004 et 140 kg de P en 2005.
7.1.2.1 Pertes
Les pertes de poissons par mortalité ou prédation sont estimées par le producteur par
comparaison d’inventaire et elles représentent environ 6.4 tonnes de poissons pour des
ventes de 27.9 tonnes en 2004. En 2005, on estime les pertes à 4.3 tonnes pour des ventes
de 28.4 tonnes.
7.2 Bilan massique du phosphore
7.2.1 Intrants
Les apports contenus dans l’eau d’approvisionnement de la pisciculture (sources et
ruisseaux) représentent environ 5% des intrants totaux de phosphore et se présentent sous la
forme de faibles concentrations avoisinant 10 à 30 μg P L-1. Au total, l’apport de P par l’eau
des affluents représente 14 kg de P par an. Le reste de l’intrant de P, et donc la majeure
partie du phosphore, provient de la moulée. Les concentrations de phosphore dans la moulée
présentées au Tableau 14 ont permis d’estimer avec précision la quantité de phosphore qui
est entrée dans le système par cette voie. La somme de phosphore dans la moulée pour la
période cible de octobre 2004 à octobre 2005 représente 299 Kg de P, soit 95% des intrants
totaux de P (Figure 69).
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
122 de 145
Entrée
Moulée95%
Affluent5%
Figure 69. Intrants
7.2.2 Extrants
Les extrants du phosphore sont répartis en trois portions principales soit environ un tiers pour
l’effluent, un tiers pour les poissons et un dernier tiers pour les pertes et le fumier qui
s’accumule au fond des bassins d’élevage (Figure 70).
Sortie
Fumier23%
Poissons37%
Prédation/pertes
5%
Effluent35%
Figure 70. Extrants
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
123 de 145
Bien que l’estimation de la quantité de P soit relativement fiable pour les poissons vendus,
établir les pertes par mortalité et prédation est très difficile. Cette part de l’estimation est donc
sujette à une incertitude appréciable. Les rejets par les effluents sont basés sur une vingtaine
d’échantillonnage et sont donc assez fiables. Cependant, dans un contexte de suivi
« normal » qui serait probablement très ponctuel dans le temps, cette mesure serait plutôt
difficile à évaluer précisément. La masse de P retirée par le fumier est donc, somme toute,
assez fiable. Les volumes de fumier vidangés sont confirmés par au moins deux méthodes
différentes qui convergent. Les concentrations de P sont faciles à mesurer dans ce cas et les
densités des fumiers retirés ne varient pas énormément. Les teneurs en eau sont sujettes à
varier et devront donc être bien évaluées. Lors de planification du projet nous avons ciblé
particulièrement le suivi de l’eau, des débuts et de sa chimie – la caractérisation des fumiers
aura bénéficié de moins d’efforts que son importance semble finalement justifier et la
variabilité des mesures de volumes, de densité et de concentrations de P gagnera à être
mieux évaluée.
7.2.3 Bilan global
Au début du projet, les rares données qui étaient disponibles montraient un déficit de l’ordre
de 50% entre la quantité de phosphore qui entrait dans le système par la moulée et la
quantité rejetée et on n’arrivait donc pas à bien cerner le devenir environnemental du
phosphore entrant la pisciculture (Ouellet 1998).
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
124 de 145
Bilan de Phosphore
299
14
80
122
18
120
050
100150200250300350400
Entrée Sortie
kg d
e P
par a
nnée Effluent
Prédation/pertesPoissonsFumierAffluentMoulée
313 340
Figure 71. Bilan comparatif
Par contre, on voit bien à la Figure 71 que la somme des extrants mesurée sur le site (340 kg
P/an) dépasse la somme des intrants (313 kg P/an). Les apports de P que nous n’avons pas
considérés et que nous avons jugé comme négligeables incluent l’eau des sources
résurgentes à l’intérieur des bassins ainsi que les dépôts atmosphériques sous forme de pluie
et de poussières. Un apport significatif par la chute des feuilles semble improbable sur le site
à l’étude. L’écart entre les intrants et les extrants est donc relativement raisonnable
considérant que les données précédentes montraient des écarts allant jusqu’à 50% et que
dans notre cas, la somme des intrants représentent 92.1% de la somme des extrants. Le
bilan semble donc assez bien bouclé même s’il demeure pertinent de s’interroger sur les
raisons de cet écart. Une des raisons possible pour justifier cet écart serait un biais lié à un
échantillonnage ponctuel pris lors de la visite sur le terrain, habituellement autour de midi – au
lieu d’un échantillonnage composite d’échantillons pris aux heures pendant 24 heures.
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
125 de 145
7.3 Critère d’efficacité de rendement
7.3.1 Critère basé sur la qualité de l’affluent et de l’effluent
Nous avons utilisé le meilleur estimé du débit moyen entre deux échantillonnages et les
moyennes des concentrations mesurées dans l’eau au début et à la fin de chaque période
échantillonnée, autant pour l’eau qui entre dans la pisciculture (sources combinées –
cabanon) que pour l’eau qui sort du bassin de sédimentation. Nous avons donc estimé
l’efficacité du rendement de la pisciculture Pierre Vézina pendant la période où nos données
sont les plus fiables et les plus complètes, soit d’octobre 2004 à octobre 2005 (Tableau 20).
Pour les calculs de production de poissons, Pierre Vézina a compilé ses ventes et ses efforts
de production et il estime qu’il a produit 34.27 tonnes d’ombles de fontaine et de truites arc-
en-ciel en 2004 et 32.71 tonnes d’ombles de fontaine en 2005. Ces estimés incluent des
comparaisons d’inventaires pour estimer les pertes de poissons produits à cause de la
mortalité ou de la prédation. Ces pertes représentent donc 18.6% de la production en 2004 et
13.0 % de la production totale en 2005.
( ) ( ) [ ] [ ]( )( ) ( ) ⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⋅⎟⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜⎜
⎝
⎛
+
−⋅⋅ −−∑totaljoursdenombrespoissonsdePertespoissonsdeVentes
PPdébitjoursdenombre moyenneaffluentmoyenneeffluentnnageséchantillo 365
Ce calcul du critère d’efficacité donne des rejets de P de l’ordre de 3.25 kg par tonne de
production. Un calcul similaire peut être effectué pour comparer l’été 2004 et l’été 2005. Pour
calculer un rejet annuel sur la base des données de l’été, les rejets pendant les trois mois
d’été sont multipliés par quatre (normalisés au nombre exact de jours) pour ainsi obtenir un
bilan équivalent si les conditions de l’été étaient maintenues à l’année longue. Ce calcul
donne ainsi des émissions de 6.3 kg P équivalent annuel par tonne de production à l’été 2004
et 3.8 kg de P équivalent annuel par tonne de production à l’été 2005.
Il est important de noter que le type de moulée utilisée par le pisciculteur a changé entre 2004
et 2005 et il est probable que ce changement vers une moulée dite de haute performance ait
effectivement eu un impact positif en réduisant les rejets de phosphore (notez bien que les
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
126 de 145
concentrations de P des moulées étaient similaires en 2004 et 2005, l’effet serait bien plutôt
au niveau de la qualité de la moulée utilisée). Par contre, juillet et août 2005 n’ont reçu que
65% des précipitations de pluies tombées en 2004 pendant la même période (Tableau 11)
quoique les débits moyens mesurés à la sortie du bassin de sédimentation soient restés
similaires pour les deux années (Tableau 12). Il est ainsi difficile de départager l’effet de la
variabilité météorologique sur les performances de la pisciculture de celui lié aux
changements dans la gestion, en particulier du changement de type de moulée.
Comme mentionné plus tôt, un aspect méthodologique à noter qui pourrait contribuer à un
biais est que la majorité des échantillonnages d’eau ont été effectués en fin d’avant-midi,
début d’après-midi. Une évaluation des concentrations de phosphore en fonction de l’heure
de la journée a été effectuée dans le cadre d’un projet connexe et montre un maximum tôt le
matin avec une réduction graduelle jusque vers 2h le matin et une augmentation subséquente
(Pichette et al. 2007). Cette comparaison ponctuelle suggère que si biais il y a, en analysant
systématiquement des échantillons prélevés autour de midi, nous avons probablement
surestimé les rejets de 20 à 40%. Chose certaine, ces données représentent un biais pour
une protection environnementale supplémentaire.
Figure 72. Variations aux heures des concentrations de phosphore du 18 au 19 juillet 2006 (reproduit de Pichette et al. 2007).
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
127 de 145
Tableau 20. Estimation de l’efficacité de rendement sur la base de la qualité de l’eau Année 2004-2005Projet: pisciculture Sortie Source Rejets Apports par
Débit moyen non-filtré # de jours Période non-filtré totaux la sourceDate (meilleur estimé) P total écoulés représentée P total
(L min-1) (µg L-1) (jours) (µg L-1) (kg P) (kg P)
05-mai-04 3240 196.10 21 33.526-mai-04 5100 167.0 21 21.0 25 25.8 3.916-juin-04 3300 168.0 21 21.0 25 16.8 2.507-juil-04 3300 123.5 10 15.5 12 9.1 0.917-juil-04 4320 113.0 18 14.0 12 9.8 1.0
04-août-04 2466 140.5 21 19.5 5 9.7 0.325-août-04 2466 157.0 22 21.5 12.5 12.0 1.016-sept-04 2172 161.5 30 26 15 13.1 1.216-oct-04 1542 185.5 32 31.0 28 12.8 1.917-nov-04 1542 141.0 28 30.0 5 9.4 0.315-déc-04 1380 170.0 112 70.0 5 23.6 0.706-avr-05 888 101.5 16 64.0 17 8.3 1.422-avr-05 888 123.0 3 9.5 5 1.5 0.125-avr-05 798 116.5 7 5.0 27 0.7 0.202-mai-05 3192 150.0 8 7.5 5 5.2 0.210-mai-05 1979 142.5 6 7.0 23 2.8 0.516-mai-05 1799 116.0 9 7.5 20 2.3 0.425-mai-05 2249 110.5 13 11.0 15 3.9 0.507-juin-05 1890 179.5 8 10.5 27.5 5.1 0.815-juin-05 2395 103.5 3 5.5 34.5 2.0 0.718-juin-05 1710 74.0 18 10.5 30.5 1.9 0.806-juil-05 3468 110.0 20 19.0 12.5 10.4 1.226-juil-05 2451 79.8 21 20.5 18.75 5.8 1.4
16-août-05 1913 114.5 23 22.0 32.75 6.9 2.008-sept-05 2050 174.0 40 31.5 5 16.2 0.518-oct-05 2050 90.3 18
Somme annuelle (1er oct 04 au 28 sept 05) 362 118.8 13.3Somme annualisée à 365 jours 119.8 13.5
Production 2005 32.7 (tonnes d'ombles)
Émissions annualisées octobre
à octobre 3.25 (kg P / tonne de poissons produits)
7.3.2 Critère d’efficacité sur la base du fumier retiré
Étant donné l’ampleur de l’effort logistique et analytique nécessaire pour bien quantifier les
rejets de P à l’effluent, il est utile de trouver une méthode alternative de calcul. On peut donc
ainsi calculer le critère d’efficacité par différence entre les intrants et les extrants du site,
exceptions faites des concentrations de l’affluent et de l’effluent. On a estimé qu’il est entré
299 kg de P dans la moulée pour la période de 12 mois choisie. Il est sorti respectivement,
80, 122 et 18 kg de P dans le fumier, les ombles vendus et les poissons perdus pendant la
même période. En présumant que la différence a été rejetée dans les effluents, on peut donc
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
128 de 145
calculer un rejet sans avoir à mesurer les débits et les concentrations de P dans l’effluent :
( ) ( )( ) poissonsdeTkgP /42.2
3.44.281812280299
=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
++−
La plus grande masse de P mesurée dans les extrants que les intrants est un facteur non-
expliqué qui rend difficile de supporter cette approche (Figure 71). Par contre, il reste encore
à déterminer si cet écart est systématique à cause d’une variable que l’on doit mieux
considérer ou si c’est une variation aléatoire observable uniquement pour la période d’octobre
2004 à octobre 2005. Il est possible aussi que cet effet soit transitoire et causé par le
changement de moulée et que le système à l’équilibre avec la nouvelle moulée aurait un
meilleur bilan de masse. Si l’écart est aléatoire, l’écart serait tantôt positif, tantôt négatif pour
le pisciculteur. C’est difficile de cerner la source de cet écart et cette approche devrait n’être
recommandée qu’avec prudence. L’estimation des rejets obtenus (2.42 kg P/tonne de
poissons produits) démontre tout de même un écart assez grand de l’estimé obtenu par les
mesures effectuées directement sur les effluents (3.25 kg P/tonne de poissons produits). Cet
écart d’environ 25% correspond possiblement au biais attribuable à un échantillonnage de
l’eau autour de midi au lieu d’un composite sur 24 h (voir Figure 72) ou à une erreur de
surestimation du phosphore contenu dans les boues.
7.3.3 Taux de conversion
De octobre 2004 à octobre 2005, le pisciculteur a utilisé 36 750 kg de moulée, pour une
production de 32.71 tonne d’ombles de fontaine, le taux de conversion brut serait donc de
1.12 (masse nette de moulée divisée par la masse nette de poissons produits). Basé
uniquement sur les ventes de poissons de 28.4 tonnes de poissons (excluant ainsi les
estimations de pertes par prédations ou autres), le taux de conversion de poissons vendus
serait dans ce cas de 1.29.
8 Simulation Monte Carlo
Pour tenter de cerner l’ampleur de l’erreur sur nos mesures dans les effluents, nous avons
utilisé une approche de simulation Monte Carlo avec le logiciel Crystal Ball (Decisioneering,
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
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2005). Cette approche nous permet d’évaluer le risque que de façon aléatoire, notre
échantillonnage soit erroné et que les vraies valeurs représentent un critère d’efficacité en
réalité plus grand que le seuil de 4.2 kg de P/tonne de production.
Pour cette simulation, on établit des niveaux d’erreur associés aux différentes mesures et
variables utilisées dans le calcul du critère d’efficacité. Les différentes variables utilisées pour
ces calculs sont décrites au Tableau 20. Les mesures de débit ont un écart-type relatif estimé
à 10%, les erreurs sur les mesures de concentration de P ont été estimées à 10% pour les
effluents et à 50% pour l’affluent (les valeurs sont plus basses et plus difficiles à bien
mesurer). L’erreur relative sur les ventes de poissons a été estimée à 2% et l’erreur relative
sur les pertes et la prédation des poissons a été estimée à 50%. Ensuite, avec ces écarts-
types spécifiés pour les niveaux d’erreur de chaque donnée utilisée pour le calcul du critère
d’efficacité, le logiciel prédit une valeur aléatoire répartie selon une distribution normale avec
les écart-types spécifiés pour un total de 10,000 mesures fictives. Cet exercice nous donne un
aperçu du niveau de fiabilité de nos estimés. Il permet d’évaluer que les chances que des
erreurs analytiques nous amèneraient à conclure faussement que la pisciculture est au-
dessus de la cible sont de l’ordre de 0.7%. Une analyse de sensibilité sur cette simulation
montre que le terme de pertes/prédation est le plus sensible sur la prédiction finale devant les
mesures de concentration et celles des débits pour la période hivernale (période pour laquelle
n’avons aucune donnée).
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
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Figure 73. Probabilité que le critère soit en réalité dépassé selon la simulation Monte Carlo avec des estimations de 10% d’erreur sur les données de débits et les concentrations de P de l’effluent, avec 50% d’erreur sur les concentrations de P à l’affluent, 2% d’erreur sur les ventes de poissons et 50% d’erreur des les estimations de pertes.
Ensuite, un exercice de simulation similaire est effectué pour obtenir un critère d’efficacité qui
serait estimé à partir de trois échantillonnages répartis sur différentes saisons. Dans ce cas, la
variabilité des données pour la simulation a été estimée à l’aide des écarts-types mesurés sur
le terrain pendant toute la durée du projet (Tableau 20). Cette simulation à trois
échantillonnages montre dès le départ que la moyenne cible est ici déjà plus élevée (Tableau
21), un résultat qui découle de l’utilisation des écarts-types des valeurs mesurées pendant
2004 et 2005, soit la combinaison d’une année de performance plutôt décevante avec une
excellente année, la moyenne représente donc un intermédiaire entre les deux.
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Tableau 21. Estimation de l’efficacité de rendement sur la base de la qualité de l’eau
Jours Paramètres Moyenne É.T.91 Débit printemps 2264 1407 L/min91 Débit été 2663 819 L/min
183 Débit automne-hiver 1628 291 L/min
91 (P) source printemps 22 10 μg P/L91 (P) source été 14 8 μg P/L
183 (P) source automne-hiver 14 11 μg P/L
91 (P) effluent printemps 134 36 μg P/L91 (P) effluent été 130 30 μg P/L
183 (P) effluent automne-hiver 147 42 μg P/L
Production annuelle 32.7 0.6 tonnes
Critère efficacité 4.0 kg P/ t
Figure 74. Probabilité que le critère soit en réalité dépassé selon la simulation Monte Carlo avec 3 échantillonnages
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
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Pour la simulation représentée à la Figure 74, on peut observer que les chances qu’une
stratégie à trois échantillonnages suggère que le critère est respecté alors que la réalité au-
dessus de la norme monteraient à 41%.
9 Conclusions
Dans ce rapport nous avons quantifié un bilan exhaustif du phosphore dans une pisciculture
en étangs du Québec. De plus, nous avons examiné le comportement détaillé dans le temps
et dans l’espace du phosphore et de ses différentes formes ainsi que de plusieurs variables
physico-chimiques. Cet exercice a permis de prendre en compte tous les aspects physiques
et de gestion piscicole. Le bilan que nous avons établi montre que notre estimation des
extrants surpasse celle des intrants de 8.6 %. Ceci peut être dû à des sources de P que nous
n’avons pu mesurer et que nous avons considéré comme négligeables (e.g. eaux
souterraines, eaux de pluie, dépôts atmosphériques) ou à un biais introduit par les
échantillonnages ponctuels systématiquement autour de midi. Il n’en demeure pas moins que
nos résultats présentent un bilan acceptable et qu’ils donnent une vue unique sur une
pisciculture en étang ouverts. Établir un bilan complet dans de telles entreprises qui montrent
des configurations diverses et complexes est un défi de taille. Nos résultats font aussi
ressortir le rôle des variations saisonnières et des événements intenses de pluie sur le
comportement du P et des autres variables physico-chimiques. La concentration en matières
en suspension semble aussi jouer un rôle important. Notre étude apporte aussi de
nombreuses suggestions méthodologiques, notamment dans l’obtention de données sur les
sédiments et le fumier et sur le fractionnement du P.
Dans les faits, il est important de noter que globalement la pisciculture Pierre Vézina
respectait les normes de la STRADDAQ en 2005 avec des rejets mesurés de l’ordre de 3.2 kg
P par tonne de poissons produits. Une simulation statistique tentant de prédire l’influence des
erreurs relatives des différentes mesures a montré les chances que nos erreurs analytiques
indiquent faussement que le rendement est bon alors qu’il serait en réalité au-dessus de 4.2
kg P/tonne de poissons produits sont quasiment nulles (<0.7%).
Le 18 novembre 2004, le premier échantillonnage du portrait aqua-environnemental de la
STRADDAQ effectué par l’équipe technique chez Pierre Vézina a mesuré 7.6 μg P/L en
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
133 de 145
amont dans le milieu récepteur et 9.9 μg P/L à 260 mètres en aval dans le milieu récepteur
(Rivière Ditton). Cet échantillonnage unique et indépendant effectué dans le cadre de la
STRADDAQ tend à confirmer que l’apport en phosphore dans le milieu récepteur est bien en
dessous des critères qui varient entre 20 et 30 µg P/L.
Sans que ce soit le but de notre projet, nos données semblent indiquer que le changement de
moulée pour une qualité supérieure ait été bénéfique, même s’il est difficile, voir impossible,
de dissocier l’apport positif venant de la moulée différente des autres paramètres qui ont
variés entre 2004 et 2005.
10 Recommandations
Il est important de noter que l’effort logistique requis pour un suivi aussi intense des débits
dans une pisciculture est énorme et que beaucoup de visites sur le terrain, un entretien
pénible des débitmètres et un traitement de données assez lourd sont requis pour éliminer les
valeurs nulles et/ou aberrantes des débitmètres. Une répétition de cette expérience serait
encore ardue et dispendieuse.
Les sédiments/fumiers qui s’accumulent au fond des bassins représentent une masse
significative de P, de beaucoup supérieure à ce qui était appréhendé avant le début du projet.
Comme nos efforts de suivi ciblaient particulièrement l’eau, les efforts de recherche futurs
devraient cibler plus particulièrement les fumiers pour répondre aux difficultés techniques
spécifiques à la caractérisation des volumes de fumiers retirés, les densités de ces fumiers,
leur composition et surtout bien caractériser leur variabilité intra et inter site. La masse de
phosphore qu’on estime séquestrée dans les fumiers est particulièrement élevée et on ne
peut écarter la possibilité d’une surestimation.
Une optimisation de la gestion et de la vidange des bassins d’élevage et de sédimentation
devrait permettre un enlèvement significatif de P. Il est même possible que pour certains
pisciculteurs, cette approche, combinée avec des moulées dites haute performance, soit
suffisante pour rencontrer les exigences de la STRADDAQ et être en-dessous de 4.2 kg de
P/T de poissons produits. Étant donnée les possibilités de remise en suspension des
sédiments/fumier, il serait probablement utile d’évaluer la pertinence de faire annuellement
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
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134 de 145
plus d’une vidange et de bien entretenir et vider le bassin de sédimentation, encore plus que
les bassins d’élevage.
Il est peut-être possible d’utiliser un bilan de masse excluant les effluents pour tenter
d’estimer les rejets et ainsi minimiser l’effort logistique et analytique autrement nécessaire
pour une bonne caractérisation des émissions de phosphore. Une comparaison du piégeage
du phosphore chez différents producteurs devrait permettre d’établir dans quelles mesures les
enlèvements de phosphore dans le fumier chez Pierre Vézina sont exceptionnels à ces
conditions et son mode de gestion ou si des enlèvements similaires devraient être obtenus
dans plusieurs autres entreprises.
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12 Remerciements
Nous voulons souligner notre appréciation de l’accueil et du support de Pierre Vézina. Ce
projet est aussi redevable au support financier de la Société de recherche et développement
en aquiculture continentale, de Développement économique Canada, du programme d’Action
concertée pour le soutien stratégique à la promotion et à la consolidation de la recherche sur
l'environnement rural du Fonds de recherche sur la nature et les technologies du Québec
ainsi que du Réseau en aquaculture du Québec. Nous remercions le comité technique de la
STRADDAQ pour ces commentaires et suggestions qui ont permis d’améliorer le rapport final.
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
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13 Annexes Tableau 22. Les dates d’échantillonnage et les types de mesures prises au cours du projet. Parametres Mg Ca Na NH4 K Cl- NO2
- NO3- PO4
3- SO42-
Échantillonnage/ dateµmol L-1 µmol L-1 µmol L-1 µmol N L-1 µmol L-1 µmol L-1 µmol N L-1 µmol N L-1µmol PO4 L-1µmol SO4 L-1
Pre-echantillonage (26/04/04) * * * * * * * * * *Échantillonnage I (05/05/04) * * * * * * * * * *Échantillonnage II (26/05/04) * * * * * * * * * *Échantillonnage III (16/06/04) * * * * * * * * * *Échantillonnage IV (07/07/04) * * * * * * * * * *Échantillonnage V (17/07/04) * * * * * * * * * *Échantillonnage VI (04/08/04) * * * * * * * * * *Échantillonnage VII (25/08/04) * * * * * * * * * *Échantillonnage VIII (16/09/04) * * * * * * * * * *Échantillonnage IX (16/10/04) * * * * * * * * * *Échantillonnage X (17/11/04) * * * * * * * * * *Échantillonnage XI (15/12/04) * * * * * * * *Échantillonnage XII (6/04/05) * * * * * * * * * *Échantillonnage XIII (22/04/05) * * * * * * * * * *Échantillonnage XIV (25/04/05) * * * * * * * * * *Échantillonnage XV (2/05/05) * * * * * * * * * *Échantillonnage XVI (9/05/05) * * * * * * * * * *Échantillonnage XVII (16/05/05) * * * * * * * * * *Échantillonnage XVIII (26/05/05) * * * * * * * * * *Échantillonnage XIX (7/06/05) * * * * * * * * * *Échantillonnage XX (15/06/05) * * * * * * * * * *Échantillonnage XXI (18/06/05) * * * * * * * * * *Échantillonnage XXII (6/07/05) * * * * * * * * * *Échantillonnage XXIII (26/07/05) * * * * * * * * * *Échantillonnage XXIV (16/08/05) * * * * * * * * * *Échantillonnage XXV (8/09/05) * * * * * * * * * *Échantillonnage XXVI (18/10/05) * * * * * * * * * *
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
139 de 145
Tableau 23. Résultats des tests statistiques de comparaisons entre l’entrée et la sortie des différents bassins. Les différences ont été jugées significatives lorsque p<0.05 (moins de 5% de chances d’erreur).
Bassin I
Paired Differences 95% Confidence Interval
of the Difference
Mean Std. Deviation Std. Error
Mean Lower Upper t df Sig. (2-tailed) Pair 1 Mg E - Mg S -3.13571 22.07914 5.90090 -15.88383 9.61240 -.531 13 .604 Pair 2 Ca E - Ca S -22.24286 50.50281 13.49744 -51.40231 6.91659 -1.648 13 .123 Pair 3 Na E - Na S 3.78220 6.42535 1.71725 .07231 7.49209 2.202 13 .046 Pair 4 NH4 E - NH4 S .13067 .77099 .20606 -.31448 .57583 .634 13 .537 Pair 5 K E - K S .71553 1.10559 .29548 .07718 1.35388 2.422 13 .031 Pair 6 Cl E - Cl S 44.22088 101.75156 27.19425 -14.52872 102.97048 1.626 13 .128 Pair 8 NO3 E - NO3 S -.55007 4.66071 1.24563 -3.24108 2.14095 -.442 13 .666 Pair 10 SO4 E - SO4 S 2.01841 5.35114 1.43015 -1.07125 5.10806 1.411 13 .182 Pair 11 PRnf E - PRnf S 3.60479 11.06737 2.85758 -2.52411 9.73370 1.261 14 .228 Pair 12 PHnf E - PHnf S -.65416 6.70101 1.73019 -4.36506 3.05674 -.378 14 .711 Pair 13 PTnf E - PTnf S -1.86667 10.48207 2.70646 -7.67144 3.93811 -.690 14 .502 Pair 14 Ponf E - Ponf S -2.41242 6.90937 1.78399 -6.23870 1.41386 -1.352 14 .198
Bassin II Paired Differences
95% Confidence Interval of the Difference
Mean Std. Deviation Std. Error
Mean Lower Upper t df Sig. (2-tailed) Pair 1 Mg E - Mg S .34091 3.84332 .81940 -1.36312 2.04494 .416 21 .682 Pair 2 Ca E - Ca S 1.20455 8.66253 1.84686 -2.63621 5.04530 .652 21 .521 Pair 3 Na E - Na S -1.90848 9.90319 2.11137 -6.29932 2.48235 -.904 21 .376 Pair 4 NH4 E - NH4 S -24.93287 57.22935 12.20134 -50.30695 .44120 -2.043 21 .054 Pair 5 K E - K S -1.11815 4.64771 .99090 -3.17883 .94253 -1.128 21 .272 Pair 6 Cl E - Cl S 18.44493 54.17113 11.54932 -5.57321 42.46306 1.597 21 .125 Pair 7 NO2 E - NO2 S -.03340 .10362 .02209 -.07935 .01254 -1.512 21 .145 Pair 8 NO3 E - NO3 S -.13719 3.68814 .78631 -1.77242 1.49804 -.174 21 .863 Pair 9 PO4 E - PO4 S .07136 .33473 .07136 -.07705 .21977 1.000 21 .329 Pair 10 SO4 E - SO4 S -.42483 7.42584 1.58319 -3.71726 2.86760 -.268 21 .791 Pair 11 PRnf E - PRnf S -19.53283 56.44352 12.03380 -44.55848 5.49283 -1.623 21 .119 Pair 12 PHnf E - PHnf S -39.88235 114.22613 24.35309 -90.52738 10.76268 -1.638 21 .116 Pair 13 PTnf E - PTnf S -25.53461 120.17259 25.62088 -78.81615 27.74693 -.997 21 .330 Pair 14 Ponf E - Ponf S 14.10229 81.45151 17.36552 -22.01129 50.21586 .812 21 .426 Pair 15 PRf E - PRf S -7.24961 24.66959 5.25957 -18.18750 3.68827 -1.378 21 .183 Pair 16 PHf E - PHf S -4.84878 28.27618 6.02850 -17.38574 7.68817 -.804 21 .430 Pair 17 PTf E - PTf S -7.15909 35.26731 7.51902 -22.79574 8.47756 -.952 21 .352 Pair 18 Pof E - Pof S -2.38985 10.74912 2.29172 -7.15575 2.37604 -1.043 21 .309
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
140 de 145
Bassin III Paired Differences
95% Confidence Interval of the Difference
Mean Std. Deviation Std. Error
Mean Lower Upper t df Sig. (2-tailed) Pair 1 Mg E - Mg S -.36667 2.02190 .52205 -1.48636 .75303 -.702 14 .494 Pair 2 Ca E - Ca S .60000 6.85357 1.76958 -3.19538 4.39538 .339 14 .740 Pair 3 Na E - Na S -1.51589 2.93346 .75742 -3.14039 .10860 -2.001 14 .065 Pair 4 NH4 E - NH4 S -6.03809 46.11717 11.90740 -31.57692 19.50075 -.507 14 .620 Pair 5 K E - K S -.64906 2.32079 .59922 -1.93427 .63614 -1.083 14 .297 Pair 6 Cl E - Cl S 19.23104 77.86663 20.10508 -23.89006 62.35214 .957 14 .355 Pair 7 NO2 E - NO2 S -.09440 .27826 .07185 -.24850 .05970 -1.314 14 .210 Pair 8 NO3 E - NO3 S 1.19819 2.82425 .72922 -.36582 2.76221 1.643 14 .123 Pair 10 SO4 E - SO4 S -1.92477 2.91358 .75228 -3.53826 -.31128 -2.559 14 .023 Pair 11 PRnf E - PRnf S -11.33442 13.77405 3.55644 -18.96224 -3.70661 -3.187 14 .007 Pair 12 PHnf E - PHnf S -23.25403 31.36837 8.09928 -40.62525 -5.88281 -2.871 14 .012 Pair 13 PTnf E - PTnf S -16.41667 36.62133 9.45559 -36.69688 3.86355 -1.736 14 .104 Pair 14 Ponf E - Ponf S 3.23301 19.75643 5.10109 -7.70774 14.17375 .634 14 .536 Pair 15 PRf E - PRf S -4.13137 6.99401 1.80585 -8.00453 -.25822 -2.288 14 .038 Pair 16 PHf E - PHf S .19194 22.82528 5.89346 -12.44828 12.83216 .033 14 .974 Pair 17 PTf E - PTf S -6.21667 9.93050 2.56404 -11.71600 -.71734 -2.425 14 .029 Pair 18 Pof E - Pof S -6.54325 21.25632 5.48836 -18.31460 5.22811 -1.192 14 .253
Bassin IV
Paired Differences 95% Confidence Interval
of the Difference
Mean Std. Deviation Std. Error
Mean Lower Upper t df Sig. (2-tailed) Pair 1 Mg E - Mg S .18421 1.68499 .38656 -.62793 .99635 .477 18 .639 Pair 2 Ca E - Ca S .10526 4.65946 1.06895 -2.14052 2.35105 .098 18 .923 Pair 3 Na E - Na S .39851 2.55721 .58666 -.83403 1.63104 .679 18 .506 Pair 4 NH4 E - NH4 S .06526 11.80542 2.70835 -5.62477 5.75528 .024 18 .981 Pair 5 K E - K S .13252 2.01554 .46240 -.83894 1.10398 .287 18 .778 Pair 6 Cl E - Cl S 9.60942 44.53610 10.21728 -11.85629 31.07514 .941 18 .359 Pair 8 NO3 E - NO3 S .26108 1.70439 .39101 -.56040 1.08257 .668 18 .513 Pair 9 PO4 E - PO4 S -.00782 .57238 .13131 -.28370 .26806 -.060 18 .953 Pair 10 SO4 E - SO4 S 2.00373 2.43347 .55828 .83084 3.17663 3.589 18 .002 Pair 11 PRnf E - PRnf S -5.96938 45.54843 10.44953 -27.92302 15.98426 -.571 18 .575 Pair 12 PHnf E - PHnf S -6.29997 51.11166 11.72582 -30.93500 18.33506 -.537 18 .598 Pair 13 PTnf E - PTnf S -16.07387 54.10666 12.41292 -42.15245 10.00470 -1.295 18 .212 Pair 14 Ponf E - Ponf S -10.87367 27.82130 6.38264 -24.28311 2.53577 -1.704 18 .106 Pair 15 PRf E - PRf S -6.33093 41.49273 9.51908 -26.32978 13.66793 -.665 18 .514 Pair 16 PHf E - PHf S -5.46990 34.47899 7.91002 -22.08824 11.14844 -.692 18 .498 Pair 17 PTf E - PTf S -7.18421 33.33384 7.64731 -23.25061 8.88218 -.939 18 .360 Pair 18 Pof E - Pof S -3.05432 7.39733 1.69706 -6.61971 .51108 -1.800 18 .089
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
141 de 145
Bassin V Paired Differences
95% Confidence Interval of the Difference
Mean Std. Deviation Std. Error
Mean Lower Upper t df Sig. (2-tailed) Pair 1 Mg E - Mg S -.35000 2.39270 .75664 -2.06163 1.36163 -.463 9 .655 Pair 2 Ca E - Ca S -3.95000 5.62954 1.78022 -7.97713 .07713 -2.219 9 .054 Pair 3 Na E - Na S -2.12505 3.87271 1.22466 -4.89542 .64532 -1.735 9 .117 Pair 4 NH4 E - NH4 S -15.39513 30.88249 9.76590 -37.48714 6.69687 -1.576 9 .149 Pair 5 K E - K S -.53005 3.69591 1.16875 -3.17394 2.11385 -.454 9 .661 Pair 6 Cl E - Cl S 42.91325 136.18740 43.06624 -54.50935 140.33585 .996 9 .345 Pair 8 NO3 E - NO3 S 1.60159 3.32369 1.05104 -.77603 3.97922 1.524 9 .162 Pair 9 PO4 E - PO4 S -.12224 .30544 .09659 -.34074 .09626 -1.266 9 .237 Pair 10 SO4 E - SO4 S -.38801 1.08395 .34277 -1.16342 .38740 -1.132 9 .287 Pair 11 PRnf E - PRnf S -6.32531 31.34523 9.45094 -27.38332 14.73270 -.669 10 .518 Pair 12 PHnf E - PHnf S -7.07576 57.72244 17.40397 -45.85422 31.70270 -.407 10 .693 Pair 13 PTnf E - PTnf S -1.59091 53.37126 16.09204 -37.44621 34.26439 -.099 10 .923 Pair 14 Ponf E - Ponf S 5.04100 13.93664 4.20205 -4.32176 14.40376 1.200 10 .258 Pair 15 PRf E - PRf S -7.80570 21.46915 6.47319 -22.22887 6.61746 -1.206 10 .256 Pair 16 PHf E - PHf S -7.67469 22.46709 6.77408 -22.76828 7.41891 -1.133 10 .284 Pair 17 PTf E - PTf S -9.45455 25.37563 7.65104 -26.50213 7.59304 -1.236 10 .245 Pair 18 Pof E - Pof S -1.77986 3.28954 .99183 -3.98980 .43008 -1.795 10 .103
Bassin VI
Paired Differences 95% Confidence Interval
of the Difference
Mean Std. Deviation Std. Error
Mean Lower Upper t df Sig. (2-tailed) Pair 1 Mg E - Mg S -.50000 2.42670 .76739 -2.23596 1.23596 -.652 9 .531 Pair 2 Ca E - Ca S .95000 4.96907 1.57136 -2.60466 4.50466 .605 9 .560 Pair 3 Na E - Na S .87359 1.20621 .38144 .01072 1.73646 2.290 9 .048 Pair 4 NH4 E - NH4 S -10.13375 24.83206 7.85259 -27.89753 7.63003 -1.290 9 .229 Pair 5 K E - K S .04373 1.15208 .36432 -.78041 .86788 .120 9 .907 Pair 6 Cl E - Cl S -.62431 2.20879 .69848 -2.20438 .95576 -.894 9 .395 Pair 8 NO3 E - NO3 S 12.49524 46.15603 14.59582 -20.52280 45.51327 .856 9 .414 Pair 9 PO4 E - PO4 S .08009 .40577 .12832 -.21018 .37036 .624 9 .548 Pair 10 SO4 E - SO4 S -.55152 1.81820 .57496 -1.85218 .74914 -.959 9 .363 Pair 11 PRnf E - PRnf S -8.57932 24.86521 7.49714 -25.28400 8.12535 -1.144 10 .279 Pair 12 PHnf E - PHnf S -8.59477 36.97740 11.14911 -33.43653 16.24698 -.771 10 .459 Pair 13 PTnf E - PTnf S 5.09091 36.92615 11.13365 -19.71642 29.89824 .457 10 .657 Pair 14 Ponf E - Ponf S 13.68568 24.49114 7.38436 -2.76769 30.13905 1.853 10 .094 Pair 15 PRf E - PRf S -.87225 2.97114 .89583 -2.86829 1.12379 -.974 10 .353 Pair 16 PHf E - PHf S -.60487 3.89292 1.17376 -3.22017 2.01043 -.515 10 .618 Pair 17 PTf E - PTf S -1.97727 5.50733 1.66052 -5.67715 1.72260 -1.191 10 .261 Pair 18 Pof E - Pof S -1.37240 4.87092 1.46864 -4.64473 1.89993 -.934 10 .372
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
142 de 145
Bassin VII Paired Differences
95% Confidence Interval of the Difference
Mean Std. Deviation Std. Error
Mean Lower Upper t df Sig. (2-tailed) Pair 1 Mg E - Mg S -.82500 3.62838 .81133 -2.52313 .87313 -1.017 19 .322 Pair 2 Ca E - Ca S -.22500 8.31846 1.86006 -4.11816 3.66816 -.121 19 .905 Pair 3 Na E - Na S -.21813 3.95115 .88351 -2.06733 1.63107 -.247 19 .808 Pair 4 NH4 E - NH4 S -3.67363 20.51384 4.58703 -13.27440 5.92714 -.801 19 .433 Pair 5 K E - K S .10024 2.41244 .53944 -1.02881 1.22930 .186 19 .855 Pair 6 Cl E - Cl S 25.66097 111.59807 24.95409 -26.56853 77.89048 1.028 19 .317 Pair 7 NO2 E - NO2 S -.07779 .27789 .06214 -.20785 .05226 -1.252 19 .226 Pair 8 NO3 E - NO3 S -.34141 2.78192 .62206 -1.64339 .96057 -.549 19 .590 Pair 9 PO4 E - PO4 S -.09500 .42485 .09500 -.29384 .10384 -1.000 19 .330 Pair 10 SO4 E - SO4 S .22962 2.44101 .54583 -.91281 1.37204 .421 19 .679 Pair 11 PRnf E - PRnf S 2.92375 25.17339 5.49328 -8.53504 14.38254 .532 20 .600 Pair 12 PHnf E - PHnf S -8.23856 33.00367 7.20199 -23.26165 6.78453 -1.144 20 .266 Pair 13 PTnf E - PTnf S -10.93441 47.08928 10.27572 -32.36919 10.50038 -1.064 20 .300 Pair 14 Ponf E - Ponf S -.03011 32.08057 7.00056 -14.63301 14.57279 -.004 20 .997 Pair 15 PRf E - PRf S -3.84454 5.33943 1.16516 -6.27502 -1.41406 -3.300 20 .004 Pair 16 PHf E - PHf S -3.73995 6.82183 1.52541 -6.93266 -.54724 -2.452 19 .024 Pair 17 PTf E - PTf S -4.44981 7.71777 1.68415 -7.96290 -.93673 -2.642 20 .016 Pair 18 Pof E - Pof S -1.18557 5.14869 1.12354 -3.52923 1.15808 -1.055 20 .304
Bassin VIII
Paired Differences 95% Confidence Interval
of the Difference
Mean Std. Deviation Std. Error
Mean Lower Upper t df Sig. (2-tailed) Pair 1 Mg E - Mg S -.15385 3.11839 .86489 -2.03827 1.73058 -.178 12 .862 Pair 2 Ca E - Ca S 2.38462 10.72605 2.97487 -4.09707 8.86630 .802 12 .438 Pair 3 Na E - Na S .02416 2.99305 .83012 -1.78452 1.83284 .029 12 .977 Pair 4 NH4 E - NH4 S -.38366 6.88181 1.90867 -4.54230 3.77498 -.201 12 .844 Pair 5 K E - K S .00025 1.77363 .49192 -1.07155 1.07204 .001 12 1.000 Pair 6 Cl E - Cl S -3.81335 11.58910 3.21424 -10.81657 3.18988 -1.186 12 .258 Pair 7 NO2 E - NO2 S .00737 .09686 .02686 -.05116 .06589 .274 12 .789 Pair 8 NO3 E - NO3 S .03942 2.17242 .60252 -1.27337 1.35220 .065 12 .949 Pair 9 PO4 E - PO4 S .11266 .40620 .11266 -.13281 .35813 1.000 12 .337 Pair 10 SO4 E - SO4 S -1.01665 3.17473 .88051 -2.93512 .90183 -1.155 12 .271 Pair 11 PRnf E - PRnf S -3.07143 11.78124 3.14867 -9.87371 3.73086 -.975 13 .347 Pair 12 PHnf E - PHnf S -11.08777 37.62782 10.05646 -32.81343 10.63789 -1.103 13 .290 Pair 13 PTnf E - PTnf S -7.82972 28.01152 7.48639 -24.00308 8.34365 -1.046 13 .315 Pair 14 Ponf E - Ponf S 3.71557 19.59183 5.23614 -7.59642 15.02756 .710 13 .490 Pair 15 PRf E - PRf S -22.20752 71.61529 19.13999 -63.55695 19.14192 -1.160 13 .267 Pair 16 PHf E - PHf S 1.14806 6.61046 1.83341 -2.84660 5.14273 .626 12 .543 Pair 17 PTf E - PTf S -1.83929 3.59434 .96063 -3.91460 .23603 -1.915 13 .078 Pair 18 Pof E - Pof S 1.10959 17.87900 4.77836 -9.21343 11.43262 .232 13 .820
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
143 de 145
Bassin IX Paired Differences
95% Confidence Interval of the Difference
Mean Std. Deviation Std. Error
Mean Lower Upper t df Sig. (2-tailed) Pair 1 Mg E - Mg S -.20833 4.31413 1.24538 -2.94940 2.53274 -.167 11 .870 Pair 2 Ca E - Ca S -1.29167 5.51221 1.59124 -4.79396 2.21063 -.812 11 .434 Pair 3 Na E - Na S -1.62422 5.16499 1.49100 -4.90590 1.65746 -1.089 11 .299 Pair 4 NH4 E - NH4 S -19.01235 30.69571 8.86109 -38.51548 .49077 -2.146 11 .055 Pair 5 K E - K S -.51452 3.20127 .92413 -2.54850 1.51947 -.557 11 .589 Pair 6 Cl E - Cl S -1.77398 8.59493 2.48114 -7.23494 3.68697 -.715 11 .490 Pair 7 NO2 E - NO2 S -.02214 .15660 .04521 -.12165 .07736 -.490 11 .634 Pair 8 NO3 E - NO3 S -1.28710 5.45735 1.57540 -4.75453 2.18034 -.817 11 .431 Pair 9 PO4 E - PO4 S -.11767 .40761 .11767 -.37665 .14132 -1.000 11 .339 Pair 10 SO4 E - SO4 S -.48581 5.23434 1.51102 -3.81155 2.83993 -.322 11 .754 Pair 11 PRnf E - PRnf S -8.33557 41.52662 11.51741 -33.42986 16.75872 -.724 12 .483 Pair 12 PHnf E - PHnf S -16.14480 62.07542 17.21662 -53.65660 21.36700 -.938 12 .367 Pair 13 PTnf E - PTnf S -20.67308 59.72239 16.56401 -56.76296 15.41680 -1.248 12 .236 Pair 14 Ponf E - Ponf S -4.45136 18.68214 5.18149 -15.74086 6.83815 -.859 12 .407 Pair 15 PRf E - PRf S -6.64020 18.51452 5.13500 -17.82841 4.54802 -1.293 12 .220 Pair 16 PHf E - PHf S -8.64165 21.16103 5.86901 -21.42914 4.14583 -1.472 12 .167 Pair 17 PTf E - PTf S -9.88462 24.65863 6.83907 -24.78568 5.01645 -1.445 12 .174 Pair 18 Pof E - Pof S -1.08912 6.86435 1.90383 -5.23720 3.05897 -.572 12 .578
Bassin X
Paired Differences 95% Confidence Interval
of the Difference
Mean Std. Deviation Std. Error
Mean Lower Upper t df Sig. (2-tailed) Pair 1 Mg E - Mg S -.95000 5.40054 1.49784 -4.21351 2.31351 -.634 12 .538 Pair 2 Ca E - Ca S -5.30769 14.35493 3.98134 -13.98229 3.36691 -1.333 12 .207 Pair 3 Na E - Na S -1.50952 3.12860 .86772 -3.40011 .38107 -1.740 12 .107 Pair 4 NH4 E - NH4 S -2.12010 2.65440 .73620 -3.72414 -.51606 -2.880 12 .014 Pair 5 K E - K S -.57804 2.16327 .59998 -1.88529 .72921 -.963 12 .354 Pair 6 Cl E - Cl S -2.07107 5.22572 1.44935 -5.22894 1.08680 -1.429 12 .179 Pair 7 NO2 E - NO2 S -.03015 .28285 .07845 -.20107 .14078 -.384 12 .708 Pair 8 NO3 E - NO3 S -.28222 1.51147 .41921 -1.19559 .63116 -.673 12 .514 Pair 10 SO4 E - SO4 S -.11500 3.10503 .86118 -1.99135 1.76135 -.134 12 .896 Pair 11 PRnf E - PRnf S -6.27474 14.25424 3.80961 -14.50490 1.95541 -1.647 13 .123 Pair 12 PHnf E - PHnf S -6.07866 9.57478 2.55897 -11.60698 -.55035 -2.375 13 .034 Pair 13 PTnf E - PTnf S -5.07143 10.91331 2.91670 -11.37258 1.22973 -1.739 13 .106 Pair 14 Ponf E - Ponf S .82330 7.89500 2.11003 -3.73514 5.38174 .390 13 .703 Pair 15 PRf E - PRf S -.16340 .61138 .16340 -.51640 .18960 -1.000 13 .336 Pair 16 PHf E - PHf S .46545 2.93682 .78490 -1.23022 2.16112 .593 13 .563 Pair 17 PTf E - PTf S -.30357 1.33798 .35759 -1.07610 .46895 -.849 13 .411 Pair 18 Pof E - Pof S -.17974 .60179 .16083 -.52720 .16772 -1.118 13 .284
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
144 de 145
Bassin XI Paired Differences
95% Confidence Interval of the Difference
Mean Std. Deviation Std. Error
Mean Lower Upper t df Sig. (2-tailed) Pair 1 Mg E - Mg S .11923 4.47649 1.24156 -2.58589 2.82435 .096 12 .925 Pair 2 Ca E - Ca S -4.30769 15.44417 4.28344 -13.64051 5.02513 -1.006 12 .334 Pair 3 Na E - Na S -.65570 2.69233 .74672 -2.28266 .97126 -.878 12 .397 Pair 4 NH4 E - NH4 S -7.08721 45.99068 12.75552 -34.87910 20.70468 -.556 12 .589 Pair 5 K E - K S .24377 1.35471 .37573 -.57488 1.06241 .649 12 .529 Pair 6 Cl E - Cl S 7.12906 38.59535 10.70443 -16.19387 30.45200 .666 12 .518 Pair 7 NO2 E - NO2 S .02977 .08957 .02484 -.02436 .08390 1.198 12 .254 Pair 8 NO3 E - NO3 S 10.78705 39.06304 10.83414 -12.81851 34.39260 .996 12 .339 Pair 10 SO4 E - SO4 S -.50640 2.77720 .77026 -2.18465 1.17185 -.657 12 .523 Pair 11 PRnf E - PRnf S 8.16363 16.21400 4.33337 -1.19805 17.52532 1.884 13 .082 Pair 12 PHnf E - PHnf S 6.25910 41.18810 11.00798 -17.52220 30.04040 .569 13 .579 Pair 13 PTnf E - PTnf S 3.10913 62.44044 16.68791 -32.94291 39.16117 .186 13 .855 Pair 14 Ponf E - Ponf S -1.32528 23.12858 6.18137 -14.67933 12.02877 -.214 13 .834 Pair 15 PRf E - PRf S -.32680 1.04134 .27831 -.92805 .27446 -1.174 13 .261 Pair 16 PHf E - PHf S -.72222 4.79853 1.28246 -3.49281 2.04837 -.563 13 .583 Pair 17 PTf E - PTf S .78571 3.50667 .93720 -1.23897 2.81040 .838 13 .417 Pair 18 Pof E - Pof S .26401 4.10487 1.09707 -2.10608 2.63409 .241 13 .814
Bassin XII
Paired Differences 95% Confidence Interval
of the Difference
Mean Std. Deviation Std. Error
Mean Lower Upper t df Sig. (2-tailed) Pair 1 Mg E - Mg S .00000 1.32288 .76376 -3.28621 3.28621 .000 2 1.000 Pair 2 Ca E - Ca S -1.16667 2.46644 1.42400 -7.29365 4.96031 -.819 2 .499 Pair 3 Na E - Na S 1.27462 4.37519 2.52602 -9.59395 12.14319 .505 2 .664 Pair 4 NH4 E - NH4 S 9.04447 9.14499 5.27986 -13.67295 31.76189 1.713 2 .229 Pair 5 K E - K S -.04427 1.43809 .83028 -3.61667 3.52814 -.053 2 .962 Pair 6 Cl E - Cl S -.35838 6.47565 3.73872 -16.44480 15.72803 -.096 2 .932 Pair 8 NO3 E - NO3 S -.33486 3.89759 2.25028 -10.01702 9.34729 -.149 2 .895 Pair 10 SO4 E - SO4 S -.33786 1.52101 .87816 -4.11626 3.44054 -.385 2 .737 Pair 11 PRnf E - PRnf S 23.85621 22.22943 12.83417 -31.36476 79.07717 1.859 2 .204 Pair 12 PHnf E - PHnf S 24.29194 24.95956 14.41041 -37.71105 86.29493 1.686 2 .234 Pair 13 PTnf E - PTnf S 16.58333 11.25370 6.49733 -11.37241 44.53908 2.552 2 .125 Pair 14 Ponf E - Ponf S -7.70861 14.17315 8.18287 -42.91667 27.49946 -.942 2 .446 Pair 15 PRf E - PRf S -.21786 .37735 .21786 -1.15526 .71953 -1.000 2 .423 Pair 16 PHf E - PHf S -1.08932 1.88677 1.08932 -5.77631 3.59766 -1.000 2 .423 Pair 17 PTf E - PTf S -.33333 .57735 .33333 -1.76755 1.10088 -1.000 2 .423 Pair 18 Pof E - Pof S .75599 1.30942 .75599 -2.49678 4.00876 1.000 2 .423
Caractérisation de la dynamique du phosphore dans une pisciculture de salmonidés en étangs
ouverts
145 de 145
Bassin XIII
Paired Differences 95% Confidence Interval
of the Difference
Mean Std. Deviation Std. Error
Mean Lower Upper t df Sig. (2-tailed) Pair 1 Mg E - Mg S -1.01522 3.62295 .75544 -2.58190 .55146 -1.344 22 .193 Pair 2 Ca E - Ca S -2.13043 8.97372 1.87115 -6.01096 1.75009 -1.139 22 .267 Pair 3 Na E - Na S 1.42303 7.50674 1.53231 -1.74679 4.59285 .929 23 .363 Pair 4 NH4 E - NH4 S 1.41331 29.66499 6.05534 -11.11312 13.93974 .233 23 .818 Pair 5 K E - K S 1.65771 5.57790 1.13858 -.69763 4.01305 1.456 23 .159 Pair 6 Cl E - Cl S -5.07906 21.99088 4.48887 -14.36500 4.20687 -1.131 23 .270 Pair 7 NO2 E - NO2 S -.03512 .26554 .05420 -.14725 .07701 -.648 23 .523 Pair 8 NO3 E - NO3 S -9.82489 42.10589 8.59483 -27.60465 7.95487 -1.143 23 .265 Pair 9 PO4 E - PO4 S .07198 .39095 .07980 -.09310 .23707 .902 23 .376 Pair 10 SO4 E - SO4 S -.53657 3.54175 .72296 -2.03212 .95897 -.742 23 .465 Pair 11 PRnf E - PRnf S 15.13812 29.48852 5.89770 2.96586 27.31038 2.567 24 .017 Pair 12 PHnf E - PHnf S 9.21791 25.65511 5.13102 -1.37200 19.80782 1.797 24 .085 Pair 13 PTnf E - PTnf S 12.99400 38.60423 7.72085 -2.94104 28.92904 1.683 24 .105 Pair 14 Ponf E - Ponf S 4.30590 31.08501 6.21700 -8.52537 17.13716 .693 24 .495 Pair 15 PRf E - PRf S 3.43162 14.55993 2.97203 -2.71650 9.57974 1.155 23 .260 Pair 16 PHf E - PHf S .76112 16.93504 3.38701 -6.22932 7.75157 .225 24 .824 Pair 17 PTf E - PTf S 4.45000 16.55279 3.31056 -2.38266 11.28266 1.344 24 .191 Pair 18 Pof E - Pof S 3.61201 12.25306 2.45061 -1.44580 8.66983 1.474 24 .153