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SVT • Le vivant et son évolution
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Antilles, Guyane • Juin 2019
La qualité de l'eau dans l'étang de Thau
Intérêt du sujet • Le suivi de la qualité des eaux est primordial afin de protéger les écosystèmes, mais aussi la production des coquillages d'élevage tels que les huîtres et moules de l'étang de Thau.
L'étang de Thau s'étend à proximité de Sète. Classé Natura 2000, il constitue un écosystème d'exception et une zone importante de production de coquillages.
Au mois d'août 2018, la malaïgue* a provoqué un taux de mortalité des huîtres de plus de 60 % dans certaines zones de l'étang et des moules de 100 %, ce qui a causé environ 4,7 millions d'euros de pertes.
D'après Sciences et avenir, 31/08/2018.
* Malaïgue signifie « mauvaise eau » en langue occitane.
D'après Cepralmar, 2007.
On s'intéresse à l'origine de la mortalité des coquillages dans l'étang de Thau.
document 1La malaïgue, un scénario catastrophe pour les producteurs de coquillages
Dans l'étang, les moules et les huîtres filtrent l'eau pour se nourrir et y prélever le dioxygène nécessaire à leur respiration.
Des algues microscopiques se multiplient sous l'effet de la température élevée et de l'éclairement intense. Lorsque la température de l'eau reste élevée (à partir de 25 oC) sur une dizaine de jours, et que l'eau n'est pas brassée par le vent, les algues meurent massivement. Les bactéries naturellement présentes dans l'eau dégradent ces algues, en consommant du dioxygène.
Par conséquent la quantité de dioxygène dans l'eau finit par diminuer tellement (moins de 2 mg/L d'O2 dissous) que les coquillages meurent. Ils sont à leur tour décomposés par les bactéries ce qui provoque une nouvelle diminution du taux de dioxygène. Parfois la malaïgue est freinée par un coup de vent qui brasse et ré-oxygène l'eau.
▶ 1. Les épisodes de malaïgue sont néfastes pour les producteurs de coquillages, ainsi que pour la qualité de vie des riverains de l'étang et pour le tourisme (baignade et activités nautiques).
À l'aide du document 1, proposer, en argumentant, trois contrôles à effectuer régulièrement afin de surveiller la qualité de l'eau pour prévenir l'apparition de la malaïgue. (8 points)
On cherche à comprendre expérimentalement les facteurs qui influencent la teneur en dioxygène de l'eau d'un étang.
document 2Les dispositifs expérimentaux
a. Le dispositif EXAO (expérimentation assistée par ordinateur)
Il permet de mesurer la concentration en dioxygène dissous dans l'eau au cours du temps.
On place dans un récipient fermé hermétiquement de l'eau et un capteur mesurant la concentration en dioxygène. Le capteur est relié à un ordinateur qui construit un graphique de la teneur en dioxygène en fonction du temps. La sonde à dioxygène mesure le dioxygène présent dans le liquide.
La température est constante au cours des expériences.
b. Quatre dispositifs expérimentaux
Ils permettent de mettre en évidence l'influence de la présence des huîtres, des bactéries ou de la matière organique sur la quantité de dioxygène dissous dans l'eau.
▶ 2. D'après les documents 1 et 2, cocher les réponses exactes au QCM.
Pour chacune des trois questions suivantes, il existe une seule réponse exacte. (9 points)
a) Pour conclure que les huîtres sont vivantes, on utilise :
☐ les dispositifs 1 et 2
☐ les dispositifs 1 et 3
☐ les dispositifs 1 et 4
☐ les dispositifs 2 et 3
b) On s'attend à voir la quantité de dioxygène diminuer au fil du temps dans :
☐ les dispositifs 1 et 2
☐ les dispositifs 1 et 3
☐ les dispositifs 2 et 3
☐ les dispositifs 2 et 4
c) L'impact des bactéries sur la dégradation des algues sera mise en évidence par la comparaison :
☐ des dispositifs 1 et 2
☐ des dispositifs 1 et 3
☐ des dispositifs 2 et 4
☐ des dispositifs 3 et 4
▶ 3. La malaïgue étant impossible à enrayer une fois déclenchée, des solutions techniques sont envisageables pour éviter la mort des coquillages de l'étang de Thau.
En vous appuyant sur les documents 1 et 2, proposer des actions ou des solutions techniques qui pourraient être mises en œuvre en expliquant à quel niveau du scénario catastrophe elles s'exercent. (8 points)
Les clés du sujet
Comprendre les documents
Répondre aux questions
▶ 1. Repère dans le texte trois éléments associés à l'apparition de la malaïgue, puis explique quels contrôles sont possibles pour les suivre et prévenir l'apparition de la malaïgue.
▶ 2. Dans un premier temps, repère quel facteur est testé dans chaque expérience. Certaines informations sur la consommation du dioxygène sont données dans le document 1.
▶ 3. Recherche dans le texte du document 1 des solutions pour éviter la mort des coquillages en cas de malaïgue déclarée. N'oublie pas d'utiliser les informations tirées de l'analyse de la teneur en dioxygène de l'eau du document 2.
▶ 1. La température élevée (à partir de 25 oC) et l'absence de vent pendant une dizaine de jours est la cause de la mort des algues. Les bactéries consomment alors le dioxygène de l'eau pour les dégrader. Le manque de dioxygène entraîne la mort des coquillages, dégradés à leur tour par les bactéries, ce qui accentue la diminution du taux de dioxygène.
Il faut donc effectuer, en période de chaleur, des contrôles sur la qualité de l'eau. On peut donc suivre la température de l'eau afin de savoir si elle dépasse les 25 oC, la quantité de bactéries présentes dans l'eau afin de savoir si elle augmente, ou bien la quantité de dioxygène présent dans l'eau afin de savoir si elle diminue ou si elle est suffisante pour la survie des coquillages.
▶ 2. a) Pour conclure que les huîtres sont vivantes, on utilise les dispositifs 1 et 2. La comparaison du dispositif sans (2) et avec les huîtres (1) permet de mettre en évidence leur consommation de dioxygène si elles sont vivantes.
b) On s'attend à voir la quantité de dioxygène diminuer au fil du temps dans les dispositifs 1 et 3.
D'après le texte du document 1, les bactéries et les huîtres consomment du dioxygène.
c) L'impact des bactéries sur la dégradation des algues sera mis en évidence par la comparaison des dispositifs 3 et 4.
La comparaison du dispositif sans (4) et avec les bactéries (3) permet de mettre en évidence que leur présence est nécessaire à la dégradation de la matière organique produite par les algues mortes.
▶ 3. La malaïgue ne peut être enrayée, mais il existe des solutions afin d'empêcher la mort des coquillages élevés dans l'étang.
conseil
Les informations sont à la fois dans le texte du document 1 et dans les expériences qui permettent de suivre la quantité de dioxygène dans l'eau, il faut les mettre en relation.
D'après le texte, la malaïgue se déclenche en cascade, mais la mortalité des coquillages est causée par la dégradation des algues mortes par les bactéries qui fait baisser la quantité de dioxygène dans l'eau à moins de 2 mg/L d'O2 dissous. Il est précisé que le vent brasse l'eau et la réoxygène.
Comme on ne peut enlever ni les bactéries, ni les coquillages de l'eau, si le phénomène a débuté, que les algues sont mortes, il faut réoxygéner l'eau en la brassant mécaniquement, afin d'empêcher la mort des coquillages.
Le document 2 présente la technique de mesure du dioxygène dans l'eau qu'il est nécessaire de faire chaque jour pour savoir si le dioxygène va manquer. Si la valeur atteint les 2 mg/L d'O2 dissous, il faut réoxygéner l'eau en la brassant mécaniquement.
Il faut donc suivre la teneur en dioxygène de l'eau grâce à des analyses continues dès l'élévation de la température et brasser l'eau en cas de valeur trop faible en dessous de 2 mg/L d'O2 dissous pour empêcher le manque de dioxygène, responsable de la mort des coquillages.