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Comparative study of the physicochemical composition of twenty packaged water brands marketed in Tunisia

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Etude comparative de la composition physico-chimique de vingt marques d’eaux conditionnées et commercialisées en Tunisie

 

T. SGHAIER1

M.A. BEN ABDALLAH1



1Institut National de Recherches en Génie Rural, Eaux et Forêts (INRGREF). Université de Carthage. BP 10, Avenue Hédi Karray 2080, Ariana (Tunisie)



Abstract – The classification of the most used twenty marks of conditioned water in Tunisia according to their content of chemical elements constitutes the main objective of this work. Cluster analysis and principal component analysis were used to analyze the data collected from the labels of bottled water. The obtained results showed that the twenty marks of studied water can be grouped in 10 distinct classes with similar chemical characteristics. The waters `Main', `Palma', `Royale' and `Sabrine' form each one a separate class while being distinguished between them and compared to all the other waters. Four other classes are formed by waters (`Aqualine' and ` Cristaline'), (`Primaqua' and ` Jektiss'), (`Marwa' and ` Ovia') and (`Hayet' and ` Jannet') whereas the two last classes contain (`Fourat', ` Mélina', ` Bargou' and ` Rayan') and (`Safia1 ', ` Safia2 ', ` Dima' and ` Melliti'). 

Keywords: Mineral water, source water, chemical elements, classification.

 Résumé - La classification d’une vingtaine de marques d’eaux conditionnées, les plus utilisées en Tunisie, en fonction de leur teneur en éléments chimiques constitue l’objectif principal de ce travail. La classification hiérarchique ascendante et l’analyse en composantes principales ont été utilisées pour analyser les données collectées à partir des étiquettes des eaux embouteillées. Les résultats obtenus ont permis de répartir les 20 marques d’eaux étudiées en 10 classes distinctes, ayant chacune des caractéristiques chimiques semblables. Les eaux ‘Main’, ‘Palma’, ‘Royale’ et ‘Sabrine’ forment chacune une classe en se distinguant entre elles et par rapport à toutes les autres marques. Quatre autres classes sont formées par les eaux (‘Aqualine’ et ‘Cristaline’), (‘Primaqua’ et ‘Jektiss’), (‘Marwa’ et ‘Ovia’), (‘Hayet’ et ‘Jannet’) alors que les deux dernières classes comportent (‘Fourat’, ‘Mélina’, ‘Bargou’ et ‘Rayan’) et (‘Safia1’, ‘Safia2’, ‘Dima’ et ‘Melliti’). 

Mots clés : eau minérale, eau de source, éléments chimiques, classification.

 1. Introduction

L’eau est un nutriment essentiel pour la vie humaine, animale et végétale. Quelle que soit l’origine de l’eau, minérale, de source ou de robinet, celle-ci joue un rôle capital pour la santé de l’homme. Selon Dumoulin et Mantha (2009) et Tordjman (2010), l'organisme d’un adulte a besoin, dans les conditions normales, d’environ 2,5 litres d’eau (eau ingérée + eau absorbée) par jour pour bien fonctionner, soit l’équivalent de 1,5 litres en boisson et 1 litre contenu dans les aliments. Les eaux minérales naturelles présentent une large palette de compositions minérales, selon le terroir d’où elles sont issues (CSEM 2017). Plusieurs références (Maton 2016 ; CSEM 2017 ; Barataud et Velghe 2017 ; Anonyme 3, 2016) font le classement des eaux minérales en fonction de leurs richesses en éléments minéraux tels que le calcium (Ca), le fluor (F), le bicarbonate de sodium (NaHCO3), le magnésium (Mg) ou autres. Les spécialistes de la santé précisent que chaque eau a des indications préférentielles selon sa composition et sa teneur des minéraux (Mice 2008). Ces spécialistes rappellent que les besoins des personnes en éléments minéraux varient selon l’âge, l’activité physiques, l’état de santé et les spécificités de certaines périodes de la vie chez les enfants, les adolescents, les femmes enceintes ou allaitantes et les personnes âgées (Mice 2008 ; Dumoulin et Mantha 2009 ; Barataud et Velghe 2017). Selon les cas et les besoins spécifiques de certaines personnes, les spécialistes peuvent recommander des eaux minérales riches en tels ou tels éléments minéraux, tout en respectant des teneurs limites.

Le secteur des eaux embouteillées ou conditionnées (eau minérale et de source) en Tunisie a connu ces dernières années une évolution très rapide. En effet, selon l’Office National du Thermalisme et de l'Hydrothérapie (ONTH 2016), la capacité de production de ce secteur est d'environ 350.000 bouteilles à l'heure et procure 2.500 postes d'emplois directs en plus des emplois indirects. Avec une augmentation annuelle de 7% de la consommation d'eau en bouteille (Kapitalis X) et plus d’une vingtaine d’unités de production d’eaux embouteillée sur le territoire national, une étude comparative, basée sur la composition chimique et minérale des différentes marques d’eaux, semble nécessaire.

L’objectif de cette étude est de rassembler les eaux les plus commercialisées sur le marché tunisien en groupes d’eaux ayant des similitudes de point de vue caractéristiques chimiques et teneurs en minéraux en utilisant un outil statistique basé sur la classification numérique et l’analyse en composantes principales. Les résultats obtenus peuvent constituer un outil d’aide à la décision quant au choix de l’eau à acquérir, et ceci pour un consommateur averti comme pour un spécialiste en nutrition.

 

2. Matériel et méthodes

2.1. Consommation de l’eau embouteillée en Tunisie

Grâce à ses qualités, l’eau minérale et/ou de source était considérée en Tunisie et en occident avant les années 80 comme un produit d’appoint d’hygiène et de santé et souvent réservé aux nourrissons et aux personnes malades ou fragiles (Velleminfroy 2014 ; Frédéric Maton 2016 ). Aussi, l’eau minérale embouteillée était considérée, durant cette période, comme produit réservée à une catégorie de clientèle déterminée du secteur de l’hôtellerie et de la restauration de luxe (ONTH 2016).

Pour le cas spécifique de la Tunisie et selon l’Office National du Thermalisme et de l'Hydrothérapie (ONTH, 2016), il est important à signaler que les premières eaux minérales mises en bouteilles datent depuis 1904; c’est le cas des eaux minérales de Ain Oktar à Korbous, suivies de celles d’Ain Melliti à Teboursouk puis de Aïn Garci à Enfidha. Juste après l’indépendance, l’Etat tunisien a repris toutes les sources thermo-minérales du pays, ce qui a permis aux sociétés publiques de gérer exclusivement, durant la période allant de 1959 à 1988, toutes les unités industrielles de mise en bouteille des eaux minérales (ONTH 2016). A partir de 1988, le secteur composé de 7 unités fonctionnelles de conditionnement a connu des transformations significatives suite à son ouverture aux investisseurs privés, pour atteindre une capacité de production annuelle de l’ordre de 80 millions de litres en 1990, soit près de 9 fois la capacité de production annuelle de 1970 et 3 fois celle de 1980 (ONTH 2016).

La période des années 90 marque aussi le début d’un changement significatif des habitudes alimentaires, d’une classe donnée de tunisiens, en relation avec l’augmentation de la consommation des eaux minérales. En effet, certains intervenants dans le secteur des eaux minérales embouteillées en Tunisie (ONTH 2016 ; Thebti 2016) expliquent l’augmentation importante de la demande en eaux minérales en bouteilles, principalement par :

- L’amélioration du niveau de conscience, d’une catégorie donnée de consommateurs, quant aux effets bénéfiques des eaux minérales. Ainsi, cette catégorie a tendance à adopter de plus en plus le mode de la diététique et du culte du corps.

- L’amélioration relative du niveau de vie d’une catégorie donnée de consommateurs tunisiens.

- La non-satisfaction, relative, d’une classe donnée de consommateurs par la qualité dl’eau de robinet.

- La stratégie commerciale/marketing/distribution adoptée par les spécialistes du secteur des eaux embouteillées.

Pour satisfaire cette augmentation de la demande et répondre à une augmentation de la consommation moyenne de 7 litres/personne/an en 1990 à 127 litres/habitant/an en 2015, le nombre des unités fonctionnelles de conditionnement a passé durant cette période de 7 à plus de 21 unités de conditionnement, tout en intensifiant aussi la capacité de production individuelle de chacune de ces unités (ONTH 2016 ; Thebti 2016). Ainsi, les ventes d’eau minérales entre 1995 et 2015 ont passé de 110 millions à près de 1 milliard et demi de litres d’eaux (ONTH 2016 ; Thebti 2016 ; Anonyme 1, 2017). La consommation moyenne annuelle par habitant (Figure 1) a passé de 12 litres en 1995, à 71 litres en 2009, à 107 litres en 2012 et à environ 127 litres en 2015.

  

 

 

Figure 1. Evolution de la consommation moyenne annuelle (litres/personne/an) de l’eau embouteillée en Tunisie de 1990 à 2015 (ONTH 2016 ; Thebti 2016).

 

2.2. Consommation de l’eau embouteillée en Europe et dans le monde

Les moyennes de consommation de l’eau embouteillée en Tunisie en litres/habitant/an restent supérieures à celles des pays européens. En effet, les pays européens consomment chaque année près de 52 milliards de litres d’eau en bouteille, dont 87% sont des eaux minérales naturelles, ce qui correspond à une moyenne de consommation par personne et par an de l’ordre de 103 litres (CSEM 2015), soit 24 litres de moins par rapport à la moyenne nationale en Tunisie estimée à 127 litres/personne/an en 2015 (Thebti 2016).

Il est à signaler que la moyenne générale de consommation d’eau embouteillée en Europe cache une variabilité importante entre les valeurs moyennes par pays (Figure 2). En effet, les consommateurs italiens sont classés les premiers d’Europe avec 176 litres/personne/an suivi des allemands avec 171 litres/personne/an et en troisième rang les portugais avec 128 litres/personne/an (CSEM 2015). Les consommateurs français se placent en sixième rang avec une consommation moyenne annuelle de l’ordre de 118 litres/personne/an. D’autres pays européens ont des consommations moyennes annuelles de l’ordre de 20 à 25 litres/personne/an, c’est le cas de la Grande Bretagne, la Finlande, la Hollande et la Suède.

Toutefois et par comparaison aux pays du continent américain, les chiffres de consommation moyenne annuelle d’eau embouteillée en Europe sont nettement supérieurs à ceux d’Amérique du Nord qui se caractérisent par une consommation moyenne annuelle d’eau en bouteilles de près de 95 litres/personne/an, contre une consommation de l’ordre de 32,5 litres pour les sud-américains (CSEM 2015).

Quand à la moyenne de consommation en Afrique et en Moyen-Orient, elle est de l’ordre de 12 litres/personne/an, un chiffre qui reste inférieur à la consommation moyenne mondiale située à près de 25 litres/personne/an d’eau embouteillée (Anonyme 2, 2015).

  

 

 

Figure 2. Consommation moyenne de l’eau embouteillée (litres/personne) en Europe en 2014. (Source : http://eaumineralenaturelle.fr/wp-content/uploads/2014/09/Consommation-eau-en-bouteille-csem.jpg)

 

2.3. Types d’eaux conditionnées commercialisées en Tunisie

D’après l’Office National du Thermalisme et de l'Hydrothérapie (ONTH X), il existe trois catégories d’eaux conditionnées commercialisées en Tunisie, à savoir : l’eau minérale naturelle, l’eau de source naturelle et l’eau de table. Les deux premières catégories d’eaux dites « naturelles » passent directement du sous-sol à la bouteille et sont pures ou potables dans leur état naturel, tandis que l’eau de table doit d’abord être traitée avant de devenir potable.

L’eau minérale naturelle, de composition stable dans le temps, possède des sels minéraux (calcium, magnésium, sodium, potassium) et oligo-éléments (fluor, silicium, vanadium) aux propriétés spécifiques. La concentration en éléments chimiques peut varier d’une eau à une autre. L’eau de source naturelle est naturellement propre à la consommation humaine sans aucun traitement chimique et elle est embouteillée à la source même. Elle est moins minéralisée et sa composition ne présente pas le même degré de stabilité et peut varier tout en restant dans les limites respectant les normes de potabilité pour les eaux « destinées à la consommation humaine ». L’eau de table, provenant d’un gisement souterrain, doit être biologiquement pure et doit subir des traitements réglementés par la législation en vigueur pour devenir apte à la consommation humaine.

 

2.4. Caractéristiques chimiques des eaux destinées à la consommation humaine

L’eau contient beaucoup d’ions dissous dont les principaux sont le calcium (Ca++), le magnésium (Mg++), le sodium (Na+), le potassium (K+), les carbonates (CO3--), les bicarbonates (HCO3-), les sulfates (SO4--), les chlorures (Cl-) et les nitrates (NO3-). Ces éléments proviennent pour l’essentiel du lessivage des sols par les eaux de pluie (Membratec 2008). Aussi, leur teneur dépend-elle directement de la nature des roches du bassin versant. Elle peut varier du milligramme par litre au gramme par litre 
pour les eaux les plus salées. L’eau contient également, mais en moins grande concentration variant du microgramme au milligramme par litre, des éléments nutritifs ou nutriments tels que l’azote (contenu dans l'ammoniac, les nitrites et les nitrates), le phosphore(contenu dans les phosphates) et la silice, mais aussi le fer et le manganèse. D’autres éléments en état de trace variant de 0,1 à 100 microgrammes par litre sont également présents dans l’eau ; comme c’est le cas de l’arsenic, le cuivre, le cadmium, le manganèse, le fer, le zinc, le cobalt et le plomb. Ces éléments proviennent de l’altération chimique et mécanique des roches, mais parfois aussi des activités industrielles et domestiques (Membratec 2008).

Le tableau 1 présente les limites de concentration tolérées en éléments chimiques des eaux destinées à la consommation humaine (Ineris 2014), celles d’une eau idéale (Membratec 2008) et d’une eau riche en un élément donné (Velghe 2016).

 

Tableau 1. Valeurs limites tolérées des principaux éléments chimiques des eaux destinées à la consommation humaine, d’une eau idéale et d’une eau riche en un élément donné (Membratec 2008 ; Ineris 2014 ; Velghe 2016).

 

Eléments chimiques

Symboles

Limites de concentration

(mg/l)

Eau idéale (mg/l)

Eau riche en un élément chimique donné (mg/l)

 

Calcium

 

Ca++

 

-

 

40 à 125

 

> 120

Magnésium

Mg++

50

5 à 30

> 56

Sodium

Na+

150

<20

> 360

Potassium

K+

12

-

-

Bicarbonates

HCO3-

610

-

-

Sulfates

SO4--

250

<50

-

Chlorures

Cl-

250

<20

-

Nitrates

NO3-

50

<25

-

Fluorures

F-

1,5

-

1,5

pH

pH

6,5 à 9

6,8 - 8,2

-

 

2.5. Données collectées

Les données collectées, relatives aux caractéristiques chimiques des principales marques d’eaux conditionnées et commercialisées en Tunisie, proviennent directement des étiquettes collées sur les bouteilles disponibles sur le marché en Septembre-Octobre 2016 (Tableau 2), de l’Office National du Thermalisme et de l'Hydrothérapie (www.thermalisme.nat.tn) ou encore du tableau comparatif des caractéristiques chimiques des eaux publié sur internet par Sami Ben Yahya (Dromabuzz 2015). La valeur des sels totaux de la marque ‘Marwa’ qui n’est plus inscrite sur l’étiquette d’affichage a été empruntée du tableau comparatif de Sami Ben Yahya. Le tableau 2 présente pour chaque marque d’eau, le code utilisé, la date de mise en bouteille (DMB), la société qui exploite la source, le lieu où se trouve la source, l’origine (source ou forage), la région, la température de l’eau à la sortie et le débit.

  

Tableau 2. Marques d’eaux embouteillées et commercialisées en Tunisie.

 

Marque

Code

DMB

Société

Lieu

Origine

Région

Débit

l/s

 

Safia1’

 

Sf1

 

01/09/2016

 

SOSTEM

 

Ain Mizeb

 

Source

 

Ksour

 

17

 

1

Safia2’

Sf2

28/08/2016

SOSTEM

Ain Ksiba

Source

Ksour

21

5

Sabrine’

Sab

07/09/2016

SEEM

Chbika

Forage

Chbika

23

10

Marwa’

Mrw

16/08/2016

SOSTEM

AinEl Hammam

Source

Joumine

23

2,5

Hayet’

Hyt

*

S. Libre

Baten El-Ghazel

Forage

Jelma

21

10

Jannet’

Jan

27/08/2016

SEEM

Haffouz

Forage

Haffouz

-

6

Fourat’

Frt

03/09/2016

SONEM

Ksar Lamsa

Forage

El Oueslatia

-

10

Cristaline’

Crs

09/09/2016

SOSTEM

Oued El Gueleb

Forage

Zagouan

-

10

Jektiss’

Jkt

*

SBT

Koutine

Forage

Koutine

-

-

Main’

Man

04/09/2016

SICEM

Tataouine

Forage

Tataouine

-

7

Aqualine’

Aqa

21/09/2016

SMZ

Ouled Néji

Forage

Zagouan

-

5

Melina’

Mln

**

SIEM

Jbel Guitoune

Forage

Bargou

23

5

Primaqua’

Prm

*

SBT

Koutine

Forage

Koutine

21

5

Dima’

Dma

19/09/2016

SOURCE

Ain M'rada

Forage

Tajrouine

21

5

Palma’

Plm

16/09/2016

SOCEM

Sidi Iich

Forage

Sidi Iich 

-

10

Melliti’

Mlt

19/09/2016

SOSTEM

Téboursouk

Forage

Téboursouk

18

5

Ovia’

Ova

*

SOZEC

El Hmira

-

Saouef

-

-

Rayan’

Ray

*

RAYAN

Sid Ismail

-

Béja

-

-

Royale’

Ryl

07/10/2016

ROYAL

Ain Soukra

Forage

Siliana

-

-

Bargou’

Bar

25/08/2016

SEB.BA

Dahman El Kharroub

Source

Bargou

-

-

 

* Source : http://www.huffpost.com/gen/3437346/original.jpj

** Sources : http://www.thermalisme.nat.tn/site/publish/content/article.asp?ID=138&

 

 Le tableau 3 présente les statistiques descriptives simples calculées sur les différentes variables (éléments chimiques) de 20 eaux conditionnées en Tunisie et considérées dans cette étude.

  

Tableau 3. Statistiques descriptives des caractéristiques chimiques des principales marques d’eau conditionnées et commercialisées en Tunisie.

 

Eléments chimiques

Symb.

Moy.

Min.

Max.

CV%

Limites de confiance ( = 5%)

Linf

Lsup

 

Sels totaux

 

ST

 

396,04

 

237,3

 

654

 

28,79

 

342,68

 

449,4

Calcium

Ca++

79,67

29,89

144,38

39,74

64,85

94,49

Magnésium

Mg++

17,41

7

37,45

45,78

13,68

21,14

Sodium

Na+

31,78

12

51,73

40,2

25,81

37,76

Potassium

K+

1,98

0,62

5,15

60,1

1,43

2,54

Bicarbonates

HCO3-

248,24

70,45

345,28

28,97

214,58

281,89

Sulfates

SO4--

48,21

7,8

167,88

99,92

25,67

70,76

Chlorures

Cl-

49,45

14

110

55,47

36,61

62,28

Nitrates

NO3-

10,88

0,4

34,3

84,39

6,58

15,18

Fluorures

F-

0,64

0,19

1,77

59,56

0,46

0,82

pH

pH

7,39

7

7,8

3,24

7,28

7,5

Linf : limite inférieure, Lsup : limite supérieure.

 

On remarque d’après ce tableau qu’il existe une grande variabilité entre les eaux de point de vue richesse en éléments chimiques (CV% entre 29 et 100%) à l’exception du pH qui présente un coefficient de variation faible (3,24%). En plus du pouvoir non discriminatif du pH, toutes les eaux possèdent un pH qui se trouve dans l’intervalle 6,8-8,2 considéré selon les données du tableau 1 comme celui d’une eau idéale. De ce fait, le pH (7 à 7,8) n’a pas été considéré dans l’analyse statistique des données.

Afin d’apprécier graphiquement les écarts enregistrés entre les différentes eaux étudiées de point de vue richesse en élément chimiques et localiser les valeurs observées par rapport aux limites de confiance déterminées pour chaque élément, la figure 3 présente les valeurs des cations et la figure 4 celles des sels totaux et des anions. Les deux lignes horizontales correspondent aux deux limites calculées au niveau de probabilité de 5% (LI : limite inférieure, LS : limite supérieure).

 

 

 

Figure 3. Valeurs des cations des marques d’eaux étudiées et limites de confiance pour  = 5% (LI : limite inférieure, LS : limite supérieure).

 

 

Figure 4. Valeurs des sels totaux et des anions des marques d’eaux étudiées et limites de confiance pour  = 5% (LI : limite inférieure, LS : limite supérieure)

 

2.6. Analyses statistiques des données

Pour répartir les 20 marques d’eaux étudiées en classes ou groupes plus ou moins homogènes de point de vue richesse en éléments chimiques, nous avons eu recours à la classification numérique. La Classification Ascendante Hiérarchique (CAH) utilisant l’algorithme de WARD comme méthode de partition (Palm 1996) a été appliquée sur la matrice des données relative aux caractéristiques chimiques des différentes marques d’eaux étudiées. Afin de caractériser les groupes d’eaux ainsi identifiées, une Analyse en Composantes Principales (ACP) suivie d’une représentation graphique des individus dans les premiers plans factoriels a été également effectuée sur les mêmes données. Cette technique est particulièrement avantageuse lorsque les axes principaux sont facilement interprétables et lorsqu’un nombre réduit d’axes prend en considération une part importante de la variabilité des données (Palm 2000 ; Sghaier 2009). Les analyses statistiques ont été réalisées à l’aide du logiciel SAS/STAT en utilisant les procédures CLUSTER et PRINCOMP (SAS Institute Inc. 2004).

 3. Résultats et Discussion

La figure 5 présente le dendrogramme issu de la classification numérique. Les résultats obtenus (niveau de coupe correspondant à la première réduction importante de R2 d’une hiérarchie à une autre) ont montré que les 20 marques d’eaux étudiées peuvent être réparties en 10 classes ou catégories d’eaux plus ou moins homogènes de point de vue teneur en éléments chimiques. Ce dendrogramme montre également que 4 marques d’eaux se séparent des autres et chacune forme un groupe à part ayant des caractéristiques chimiques spécifiques. Il s’agit des marques ‘Main’ (G1), ‘Palma’ (G6), ‘Sabrine’ (G7) et ‘Royale’ (G8).

 

 

 

Figure 5. Classification hiérarchique ascendante : Dendrogramme et niveau de coupe (NC : niveau de coupe).

 

Aussi, ce dendrogramme montre la présence de quatre groupes de deux marques (G2 : ‘Aqualine’ et ‘Cristaline’ ; G3 : ‘Primaqua’ et ‘Jektis’ ; G4 : ‘Marwa et Ovia’ ; G5 : ‘Hayet’ et ‘Jannet’) et deux groupes de quatre marques (G9 : ‘Fourat’, ‘Mélina’, ‘Bargou’ et ‘Rayan’ ; G10 : ‘Safia1’, ‘Safia2’, ‘Dima’ et ‘Melliti’).

Pour caractériser les 10 groupes d’eaux ainsi identifiés, une analyse en composantes principales a été effectuée sur les mêmes données. Le tableau 4 qui présente les valeurs propres issues de l’ACP montre que les trois premiers axes principaux dont les valeurs sont toutes supérieures à l’unité expliquent ensemble 81% de la variabilité totale et que les deux premiers axes en expliquent 64%. Les 3 premiers axes principaux ont donc été retenus pour caractériser les 10 groupes d’eaux identifiés de point de vue teneur en éléments chimiques.

 

Tableau 4. Valeurs propres

Axe

Valeur propre

Différence

Proportion

Cumulée

1

3,6105

0,8145

0,3611

0,3611

2

2,7960

1,0693

0,2796

0,6407

3

1,7267

0,9744

0,1727

0,8133

4

0,7523

0,2113

0,0752

0,8886

5

0,5410

0,1811

0,0541

0,9427

6

0,3599

0,2568

0,0360

0,9786

7

0,1031

0,0353

0,0103

0,9890

8

0,0678

0,0415

0,0068

0,9957

9

0,0263

0,0099

0,0026

0,9984

10

0,0164

 

0,0016

1,0000

Le tableau 5 présente les corrélations des variables initiales avec les trois premiers axes principaux.

 

Tableau 5. Corrélation des variables initiales avec les trois premiers axes principaux.

Variable

Axe1

Axe2

Axe3

ST

0,5032

0,8283

0,1992

Ca++

-0,2021

0,9474

0,1617

Mg++

0,7994

0,1231

0,4339

Na+

0,7783

-0,0179

-0,4216

K+

0,6529

-0,4741

-0,1433

HCO3-

-0,5404

0,6563

0,2312

SO4--

0,8491

0,3084

0,2483

Cl-

0,6132

0,4500

-0,5118

NO3-

-0,0819

-0,2722

0,7396

F-

0,4998

-0,4118

0,5919

 

Pour donner un sens aux axes principaux retenus, chaque variable sera affectée à l’axe avec qui elle possède la corrélation la plus élevée en valeur absolue (Tableau 4). En procédant ainsi, les variables associées à chaque axe sont comme suit :

- Axe 1: Mg, Na, K, SO4 et Cl.

- Axe 2: ST, Ca et HCO3.

- Axe 3: NO3 et F.

Le premier axe est un axe qui permet de classer les différentes marques d’eaux selon leur teneur en éléments Mg, Na, K, SO4 et Cl. Cet axe présente également des corrélations positives non négligeables (≥ 0,5) avec ST (0,5032) et F (0,4998) et une corrélation négative avec HCO3 (-0,5404). Ainsi, les marques d’eau qui se trouvent à l’extrême droite de cet axe (figures 6 et 7) sont riches en Mg, Na, K, SO4 et d’un degré moindre en ST, Cl et F mais sont moins riches en HCO3 et vis-versa.

Le deuxième axe permet de classer les marques d’eaux selon leur richesse en éléments ST, Ca et HCO3 (eaux calciques bicarbonatées). Ce même axe présente également des corrélations négatives mais moins importantes ave K (-0.4741) et F (-0.4118). Comme pour le premier axe, ce deuxième axe permet de discriminer les marques d’eau selon leur richesse en ST, Ca et HCO3 et leur faible teneur en éléments K et F et vis-versa (Figures 6 et 7).

Finalement le troisième axe qui est corrélé positivement avec les éléments NO3 et F (eaux nitratées) et négativement avec l’élément Cl (-0,5118). Cet axe discrimine donc les marques d’eaux en fonction de leur richesse en NO3 et F et leur pauvreté en élément Cl et vis-versa (Figures 7 et 8).

Les figures 6, 7 et 8 donnent la projection des variables (cercles des corrélations) et des marques d’eau (plans factoriels) formées par les différentes combinaisons des trois axes principaux retenus pour cette étude. Les 10 groupes d’eaux identifiés sont mentionnées sur chacun de ces trois graphiques.

 

 

 

Figure 6. Cercle des corrélations et plan factoriel formés par les axes 1 et 2.

 

 

 

 

Figure 7. Cercle des corrélations et plan factoriel formés par les axes 1 et 3.

 

 

 

 

Figure 8. Cercle des corrélations et plan factoriel formés par les axes 2 et 3.

 

 

Pour apprécier la qualité de représentation (cosinus carrés) des variables (éléments chimiques) et des marques d’eaux sur les différents plans factoriels dressés, les tableaux 6 et 7 en présentent les principaux résultats. Ainsi, le tableau 6 montre que l’ensemble des variables étudiées sont très bien représentées sur l’un ou l’autre des trois plans factoriels élaborés (> 60%). Comme pour les variables, le tableau 7 donne les cosinus carrés de la projection des marques d’eaux sur les trois premiers axes principaux et leurs sommes sur les trois plans factoriels formés par ces axes. Ce dernier tableau qui présente les marques d’eaux par groupe indique également sur quel plan factoriel chaque groupe est mieux représenté (en gras).

 

Tableau 6. Qualité de représentation des variables sur les trois premiers axes principaux et sur les trois plans factoriels formés par les axes 1-2, 1-3 et 2-3 : Cosinus carrés des variables en %.

 

Variable

Axe1

Axe2

Axe3

Plan12

Plan13

Plan23

ST

25,32

68,61

3,97

93,93

29,29

72,58

Ca++

4,08

89,76

2,61

93,84

6,7

92,37

Mg++

63,91

1,52

18,83

65,42

82,73

20,34

Na+

60,57

0,03

17,78

60,6

78,35

17,81

K+

42,62

22,48

2,05

65,1

44,67

24,53

HCO3-

29,2

43,08

5,34

72,28

34,55

48,42

SO4--

72,09

9,51

6,17

81,6

78,26

15,68

Cl-

37,6

20,25

26,2

57,86

63,8

46,45

NO3-

0,67

7,41

54,7

8,08

55,37

62,1

F-

24,98

16,96

35,03

41,93

60,01

51,99

Pour la caractérisation des différents groupes d’eaux identifiés, nous nous sommes basés d’une part sur les graphiques des figures 6, 7 et 8 représentant la projection des variables (éléments chimiques) et des individus (marques d’eaux) sur les différents plans factoriels et, d’autre part sur les limites de confiance de chaque élément chimique calculés pour l’ensemble des eaux étudiées (Tableau 3 et Figures 3 et 4) ainsi que sur les statistiques descriptives des différents éléments chimiques de chaque groupe d’eaux (Tableau 8). L’appellation « valeurs faibles », « valeurs moyennes » ou « valeurs élevées » correspond à la position des valeurs de chaque élément chimique du groupe d’eaux par rapport aux limites de confiance de l’élément chimique en question (Tableau 3). Une valeur en dessous de la limite inférieure (Linf) est considérée comme « valeur faible », une valeur dépassant la limite supérieure (Lsup) est considérée comme « valeur élevée », tandis qu’une valeur qui se trouve entre les deux limites est considérée comme « valeur moyenne ». Le tableau 9 présente les eaux appartenant à chaque groupe et leur caractérisation du point de vue richesse en éléments chimiques.

 

Tableau 7. Qualité de représentation des marques d’eaux sur les trois premiers axes principaux et sur les trois plans factoriels formés par les axes 1-2, 1-3 et 2-3 : Cosinus carrés des individus en %.

 

Individus

Axe1

Axe2

Axe3

Plan12

Plan13

Plan23

Man

81,11

0,06

7,99

81,17

89,1

8,05

 

Crs

 

27,98

 

59,52

 

4,36

 

87,51

 

32,35

 

63,88

Aqa

27,08

56,22

6,93

83,29

34,01

63,15

 

Jkt

 

39,28

 

26,73

 

17,89

 

66,01

 

57,17

 

44,62

Prm

41,58

21,32

24,15

62,9

65,73

45,47

 

Mrw

 

3,99

 

13,23

 

36,4

 

17,22

 

40,4

 

49,63

Ova

15,82

6,17

54,94

21,99

70,76

61,11

 

Hyt

 

21,26

 

28,16

 

5,74

 

49,43

 

27,01

 

33,91

Jan

1,23

59,28

0,78

60,51

2,01

60,06

 

Plm

 

5,13

 

17,64

 

64,42

 

22,77

 

69,55

 

82,06

 

Sab

 

0,97

 

66,52

 

0,17

 

67,49

 

1,14

 

66,69

 

Ryl

 

4,08

 

88,71

 

0,02

 

92,79

 

4,09

 

88,72

 

Frt

 

83,66

 

1,72

 

0,82

 

85,38

 

84,48

 

2,54

Mln

47,43

41,68

0,24

89,11

47,68

41,92

Ray

41,52

15,39

30,35

56,91

71,86

45,74

Bar

65,26

8,7

12,52

73,95

77,78

21,22

 

Sf1

 

64,59

 

20,48

 

11,91

 

85,07

 

76,5

 

32,39

Sf2

37,5

4,5

27,27

42

64,77

31,77

Dma

78,86

7,09

1,93

85,96

80,79

9,02

Mlt

17,21

0,34

28,82

17,55

46,03

29,16

  

Tableau 8. Statistiques descriptives des éléments chimiques des différents groupes d’eaux embouteillées et commercialisées en Tunisie.

Groupe

 

Code

 

 

Valeur

 

 

Sels

totaux

 

Eléments chimiques

 

Ca++

 

 

Mg++

 

 

Na+

 

 

K+

 

 

HCO3-

 

 

SO4--

 

 

Cl-

 

 

NO3-

 

 

F-

 

1

Man

-

566

70,00

37,45

44,1

5,15

178,12

167,88

72,85

21,50

1,00

2

Aqa

Crs

Moy.

Min

Max

CV%

622,00

590,00

654,00

7,28

119,94

119,00

120,88

1,11

28,36

27,00

29,72

6,78

35,25

34,0

36,5

5,01

1,15

1,00

1,30

18,45

281,79

270,57

293,0

5,63

136,53

126,07

147,00

10,84

69,35

63,70

75,00

11,52

5,00

5,00

5,00

0

0,78

0,76

0,80

3,63

3

Prm

Jkt

Moy.

Min

Max

CV%

331,33

322,66

340,00

3,70

30,95

29,89

32,00

4,82

20,31

19,99

20,63

2,23

51,60

51,46

51,73

0,37

51,59

2,45

2,59

3,93

77,79

70,45

85,12

13,34

76,76

73,77

79,75

5,51

78,62

78,22

79,01

0,71

6,73

4,27

9,18

51,63

0,67

0,67

0,67

0

4

Mrw

Ova

Moy.

Min

Max

CV%

439,45

422,90

456,00

5,33

90,50

77,00

104,00

21,10

12,50

10,00

15,00

28,28

48,00

47,0

49,0

2,95

3,00

3,00

3,00

0

274,00

255,00

293,00

9,81

29,50

23,00

36,00

31,16

97,50

85,00

110,00

18,13

4,00

3,00

5,00

35,36

0,51

0,42

0,60

24,96

5

Hyt

Jan

Moy.

Min

Max

CV%

257,65

237,00

278,00

11,17

45,00

44,00

46,00

3,14

18,00

16,00

20,00

15,71

19,00

12,00

26,00

52,10

2,60

2,20

3,00

21,76

211,0

193,00

229,00

12,06

23,30

22,00

24,60

7,89

21,45

17,90

25,00

23,41

2,20

0,40

4,00

115,71

0,54

0,30

0,77

62,12

6

Plm

-

361,00

59,50

27,89

26,01

1,94

247,33

62,97

20,20

23,54

1,77

7

Sab

-

270,00

40,00

12,00

45,00

4,00

230,00

21,00

14,00

14,00

1,20

8

Ryl

-

523,21

144,38

20,45

29,4

0,62

323,9

61,3

53,29

4,92

0,21

9

Frt

Mln

Bar

Ray

Moy.

Min

Max

CV%

388,19

350,00

448,75

11,15

96,45

87,30

116,59

14,08

10,75

7,00

13,50

26,50

24,57

17,90

30,65

22,96

1,20

1,07

1,42

13,23

310,55

292,00

345,28

7,97

15,29

7,80

27,20

54,45

44,62

30,64

58,04

30,73

6,84

2,10

13,84

81,58

0,28

0,19

0,41

36,20

10

Sf1

Sf2

Dma

Mlt

Moy.

Min

Max

CV%

336,75

280,00

404,00

16,01

80,25

75,20

88,80

7,38

12,25

9,00

14,80

20,16

21,30

15,00

34,20

40,92

1,16

0,77

1,72

39,55

263,53

246,1

309,00

11,56

14,45

10,00

19,00

26,63

29,08

22,90

41,80

29,60

22,63

16,70

34,30

36,46

0,63

0,47

0,85

25,70

  

Tableau 9. Caractéristiques chimiques des différents groupes d’eaux embouteillées et commercialisées en Tunisie

 

Gr.

Marque

Code

Caractéristiques

1

Main’

Man

- Valeurs élevées en : ST, Mg, Na, K, SO4, Cl, NO3 et F.

- Valeur moyenne en : Ca.

- Valeur faible en : HCO3.

2

Aqualine’

Cristaline’

Aqa

Crs

- Valeurs élevées en : ST, Ca, Mg, SO4 et Cl.

- Valeurs moyennes à élevées : HCO3.

- Valeurs moyennes en : Na et F.

- Valeurs faibles en : K et NO3.

3

Primaqua’

Jektiss’

Prm

Jkt

- Valeurs élevées en : Na, SO4 et Cl.

- Valeurs moyennes à élevées : K

- Valeurs moyennes en : Mg et F.

- Valeurs faibles à moyennes : NO3.

- Valeurs faibles en : ST, Ca et HCO3.

4

Marwa’

Ovia’

Mrw