Validation de l'utilisation des stéroïdes en tant qu'outil de traçage de l'origine des contaminations fécales des eaux de surface

275 p.

English. Faecal contaminations from human and animal wastes not only contribute to the degradation of aquatic systems but also affect water quality posing threat to human health from exposure to pathogens. To reduce these risks and improve water quality, it is necessary to develop of tools capable of identifying faecal contamination sources. This issue is exacerbated in Europe by the hardening of guidelines for bathing waters and shellfish waters and the obligation to identify and prioritize sources of contamination. The aim of this thesis is to validate the use of steroids as a tool for tracing the origin of faecal contamination in surface waters. The method is based on principal component analysis of six fecal stanols. The scientific approach was conducted in three steps, from molecular scale to the watershed scale. The specificity of steroids and the homogeneity of sources were studied on bovine and porcine manures and on influent, effluent and sludge of waste water treatment plant. Then the conservation and the persistence of the steroid fingerprint were evaluated during the transport of raw samples to the environment receiving by experiments under controlled conditions. Finally, the method developed has been validated at the scale of two watersheds impacted by recurrent multi-sources contaminations. All the results obtained in this work lead to validate the use of steroids as an operational tool to trace faecal sources contamination.

French. Les contaminations fécales d'origine humaine ou animale contribuent à la dégradation des écosystèmes et affectent la qualité de l'eau avec des risques pour la santé publique par l'exposition à des agents pathogènes. Afin de réduire ces risques et d'améliorer la qualité de l'eau, il est nécessaire de développer des outils capables d'identifier les sources de contaminations fécales. Cet enjeu est exacerbé en Europe par le durcissement des directives sur les eaux de baignade et les eaux conchylicoles et l'obligation de procéder à l'identification et à la hiérarchisation des sources de contaminations. Cette thèse s'est attachée à valider l'utilisation des stéroïdes en tant que traceurs des sources de contaminations fécales des eaux de surface. La méthode utilisée est basée sur une analyse en composante principale de six stanols fécaux. L'approche scientifique a été menée en trois étapes, de l'échelle moléculaire à l'échelle du bassin versant. La spécificité des stéroïdes et l'homogénéité des sources ont été étudiées sur des déjections bovines, porcines et sur des influents, effluents et boues de stations d'épuration domestiques. Puis, la conservation et la persistance des empreintes stéroïdes ont été évaluées au cours du transport des échantillons sources vers le milieu naturel récepteur par des expérimentations en conditions contrôlées. Enfin, la méthode développée a été validée à l'échelle de deux bassins versants sujets à des contaminations fécales récurrentes multi-sources. L'ensemble des résultats obtenus au cours de ce travail permettent de valider l'utilisation des stéroïdes en tant que traceurs opérationnels de l'origine des contaminations fécales.