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ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET UNIVERSITAIRE
UNIVERSITE PEDAGOGIQUE NATIONALE
B.P. 8815
FACULTE DES SCIENCES
DEPARTEMENT DE BIOLOGIE
Kinshasa/Binza
TRAITEMENT DES EAUX USEES DOMESTIQUES PAR
Pistia
stratiotes L. DANS LA COMMUNE DE LA N'SELE
A
KINSHASA/ RD CONGO
Par
YANGONGO MUFUBO Tridon
Mémoire présenté et
défendu pour l'obtention du Diplôme d'Etudes Approfondies (DEA)
en
Sciences.
Option : Biologie
végétale
Orientation : Ecologie et Gestion des Ressources
Végétales
Promoteur : LUAMBA Lua NSEMBO Jean, Professeur
Ordinaire (UPN)
Co-promoteur : MUTAMBEL'HITY SCHIE NKUNG Deogratias,
Professeur (UPN)
JURY
Présidente : NGELINKOTO MPIA Patience
Professeur (UPN)
Secrétaire : PWEMA KIAMFU Victor Professeur
Ordinaire (UNIKIN)
Membres : LUAMBA Lua NSEMBO Jean, Professeur
Ordinaire (UPN)
MUTAMBEL'HITY S.N. Deogratias Professeur
(UPN)
Novembre 2020
A :
DEDICACE
? Notre cher père KABAMBA KANTAMBWE
Gilbert, vous avez été pour nous un conseiller,
un consolateur et un sauveur, votre soutien au cours de ces longues
années d'étude ne nous a jamais fait défaut, puisse ce
travail vous apporter satisfaction.
? Notre très chère mère
MUJINGA KABAMBA Monique, les mots nous manquent pour vous
qualifier, vous avez passé avec nous des moments difficiles, les
émotions des examens tout au long de nos études, sois
réconfortée. Que ce travail réponde à vos
attentes.
? Notre chère épouse MULANGU KABEYA
Vanella, les mots nous manquent pour vous apprécier
à juste titre, compagne vertueuse, modeste et rafinée. Puisse le
tout puissant pérenniser notre union.
II
REMERCIEMENTS
Notre gratitude s'adresse aux autorités
Académiques de l'Université Pédagogique Nationale (UPN) et
aussi aux autorités décanales du Département de Biologie
pour leur encadrement et leur esprit de préparer la relève.
Nous exprimons notre profonde gratitude et nos sincères
remerciements à notre promoteur, le professeur ordinaire Luamba Lua
Nsembo Jean. Honorable Maître, vos conseils et vos suggestions nous ont
été d'un apport bénéfique dans la
réalisation de ce travail. Toujours disponible, vous avez
été pour nous un bon guide. L'intégrité,
l'assiduité, le courage, le sens élevé de la
responsabilité, le souci du travail bien fait sont des qualités
qui vous incarnent et qui forcent l'admiration. Nous vous souhaitons longue et
heureuse vie et surtout une bonne carrière professionnelle. Veuillez
accepter cher Maître, l'expression de notre plus haute
considération.
Nous remercions d'une manière spéciale notre
Co-promoteur, le professeur Deogratias Mutambel'Hity Schie Nkung vous nous
faites un grand honneur en acceptant de codiriger ce travail. Nous avons
été très touchés par la spontanéité
avec laquelle vous avez accepté cette responsabilité. Nous avons
apprécié votre simplicité, votre humilité, votre
caractère sociable qui fait de vous un homme de classe exceptionnelle,
toujours à l'écoute et à l'attention des autres et surtout
votre rigueur scientifique.
Nous avons eu la chance d'être un de vos
élèves et soyez en rassuré que nous nous servirons toute
notre vie de la méthodologie de travail que vous nous avez
inculquée. Puisse le tout puissant vous accorder une longue vie, afin
que nous continuions à apprendre la science auprès de vous.
Recevez donc cher Maître l'expression de notre profonde gratitude et
reconnaissance.
III
Nous adressons également nos sincères
remerciements à nos frères et soeurs : Bila Menda Philippe Smith,
Ntanga Kabamba Rachel, Kabamba Kantambwe Jeancy (Docta Mukwege), Ngalula
Kabamba Ange Malahika et Ya Trido Kabamba alias Mwana ya Maman Monique, pour
les liens familiaux qui nous unissent à jamais.
Nous disons spécialement merci à notre
encadreur, le professeur Jean-Claude Kamb Tshijik pour ses critiques
constructives.
Nous remercions nos amis, collègues et camarades : les
Chefs de Travaux Ndombe Tamasala Rombaut, Alimange Linga, Kalenga Michel et les
assistants ; Edouard Sisa, Maria Bila, Muanji Felly et Kabongo
Trésor.
Que tous ceux qui, de près ou de loin, ont
contribué à l'accomplissement de ce travail trouvent ici
l'expression de notre profonde reconnaissance.
iv
LISTE DES ABREVIATIONS
Abréviation Signification
AFNOR Agence Française de Normalisation
BLBVB Bouillon Lactose Bilié au Vert Brillant
CF Coliformes Fécaux
CT Coliformes Totaux
CTT Coliformes Thermotolérants
DAS Direction d'Assainissement
DBO Demande Biologique en Oxygène
DCO Demande Chimique en Oxygène
DEHPE Direction des Etablissements Humains et Protection de
l'Environnement
DNH Direction Nationale de l'Hygiène
ERU Eaux Résiduaires Urbains
EUB Eaux Usées Brutes
EUE Eaux Usées Epurées
IPS Inspection Provinciale de la Santé
ISO Organisation Internationale de Standardisation
MECNE Ministère de l'Environnement, de la Conservation de
la Nature,
des Eaux et Forêts
MES Matières En Suspension
MINPLAN Ministère du Plan
MSP Ministère de la Santé Publique
MTPI Ministère des Travaux Publics et des
Infrastructures
NH4 + Ammonium
NO2- Nitrite
NO3- Nitrate
NPP Nombre le Plus Probable
V
Abréviation Signification
NT Azote Total
NTU Nephelometric Turbidity Unit
OMS Organisation Mondiale de Santé
OVD Office des Voiries et Drainage
PED Pays en Voie de Développement
PNA Programme National d'Assainissement
RATPK Régie d'Assainissement et de Travaux Publics de
Kinshasa,
REUE Réutilisation des Eaux Usées
Epurées
SF Streptocoques Fécaux
vi
LISTE DES FIGURES, GRAPHIQUES ET
PHOTOGRAPHIES
N° TITRE PAGE
Figure II.1 Carte de la Commune de la N'sele 61
|
Figure II.2 Carte de la Commune de la N'sele dans la ville-
Province de Kinshasa
|
62
|
Figure II.3 Variation de températures moyennes
mensuelles 64
Figure II.4 Carte des températures de la N'sele 65
Figure II.5 Précipitations moyennes mensuelles 66
Figure II.6 Moyennes mensuelles d'humidité 67
Figure II.7 Vitesses moyennes des vents mensuels en (Km/h)
67
Figure II.8 Types de sols de la N'sele 68
Figure II.9 Evolution de la population de la n'sele de 2012
à 2018 73
Figure II.10 Hydrographie de la N'sele 75
Figure II.11 Disposition de substrats dans le pilote
expérimental 75
103
105
106
107
Figure III.1 Température des EUB et des EUE avec
Pistia
stratiotes et sans Pistia stratiotes
Figure III.2 pH des EUB et des EUE avec Pistia stratiotes
et sans
Pistia stratiotes.
Figure III.3 Conductivité des EUB et des EUE avec
Pistia stratiotes
et sans Pistia stratiotes.
Figure III.4 Turbidité des EUB et des EUE avec Pistia
stratiotes et
sans Pistia stratiotes.
VII
N° TITRE PAGE
Figure III.6 MES des EUB et des EUE avec Pistia stratiotes
et sans
Pistia stratiotes. 109
|
Figure III.7 NT des EUB et des EUE avec Pistia stratiotes
et sans
|
111
|
Pistia stratiotes.
Figure III.8 NH4 + des EUB et des EUE avec Pistia
stratiotes et sans
Pistia stratiotes. 112
Figure III.9 NO2- des EUB et des EUE avec
Pistia stratiotes et sans
Pistia stratiotes. 114
116
117
119
121
122
123
Figure III.10 NO3- des EUB et des EUE avec
Pistia stratiotes et sans
Pistia stratiotes.
Figure III.11 DCO des EUB et des EUE avec Pistia stratiotes
et sans
Pistia stratiotes.
Figure III.12 DBO5 des EUB et des EUE avec Pistia stratiotes
et sans
Pistia stratiotes.
Figure III.13 Coliformes totaux des EUB et des EUE avec
Pistia
stratiotes et sans Pistia stratiotes.
Figure III.14 Coliformes fécaux des EUB et des EUE avec
Pistia
stratiotes et sans Pistia stratiotes
Figure III.15 Streptocoques fécaux des EUB et des EUE avec
Pistia
stratiotes et sans Pistia stratiotes
Photo I.1 Pistia stratiotes 57
Photo II.1 Pilote expérimental montrant le lieu de
prélèvement 75
Photos II.2 Substrats utilisés dans le pilote
expérimental 78
VIII
LISTE DES TABLEAUX
N° TITRE PAGE
Tableau I.1 Virus présents dans les eaux usées
27
Tableau I.2 Bactéries pathogènes présentes
dans les eaux usées 28
Tableau I.3 Protozoaires pathogènes présents dans
les eaux usées 29
Tableau I.4 Helminthes pathogènes présents dans les
eaux usées 30
Tableau I.5 Normes de rejet de l'Organisation Mondiale de la
Santé 51
Tableau II.1 Evolution de la population de la n'sele de 2012
à 2018 70
Tableau II.2 Paramètres physico-chimiques 80
|
Tableau II.3 Méthodes analytiques utilisées pour
la recherche des
indicateurs bactériologiques de pollution
|
82
|
Tableau II.4 Calcul du nombre le plus probable de germes 87
ix
LISTE DES ANNEXES
N° TITRE
Annexe 1 Table de MAC- GRADY
Annexe 2 Résultats des paramètres
physico-chimiques et
bactériologiques
Annexe 3 Résultats des analyses
statistiques
10
INTRODUCTION
1. Etat de lieux
De nos jours, les questions touchant la gestion et le
traitement des eaux usées et, par extension la planification et la
gestion de l'environnement urbain comptent parmi les plus complexes auxquelles
doivent répondre les populations, les chercheurs et les décideurs
politiques à cause de leur impact sur la santé humaine et le
développement durable (Attahi, 2007).
Aujourd'hui les villes africaines font partie des espaces
où la problématique de la gestion de l'environnement est
pertinente. Les atteintes à l'environnement sont
généralisées et croissantes. La collecte des ordures
ménagères et l'élimination des eaux usées
constituent l'une des plus grandes difficultés que rencontrent les
autorités municipales. Ces difficultés se traduisent par une
accumulation de déchets ménagers, l'érection de nombreux
dépôts sauvages et la stagnation des eaux usées domestiques
et pluviales dans de nombreux quartiers. Les taux de ramassage des ordures
ménagères atteignent rarement 50 % (Vymazal, 2005).
En effet, l'essor de l'urbanisation et la croissance
démographique sont à la base de la demande croissante en eau et
par conséquent la production des eaux usées sous diverses formes.
Les populations se trouvent en général dans des conditions
d'hygiène précaire par manque de services d'assainissement
adéquats (Anonyme, 2003).
Les activités agricoles, artisanales, industrielles,
commerciales et minières, produisent des eaux usées qui sont pour
la plupart directement déversées dans la nature, sans aucun
traitement adéquat (Akéko, 1991).
11
A la faveur d'une démographie galopante, de la
faiblesse des moyens financiers et matériels et des difficultés
à maîtriser la croissance urbaine, les villes africaines ont connu
pendant les deux dernières décennies une forte croissance de la
population et un dysfonctionnement des systèmes d'assainissement sur le
cadre de vie et sur l'écosystème naturel. Cet état de
chose connaît de plus en plus d'ampleur et interpelle afin que tous les
acteurs impliqués prennent des décisions appropriées
(Akéko, 1991).
Selon un rapport d'évaluation de l'OMS en 2016, 2,1
milliard de personnes n'ont pas accès à un service
d'approvisionnement approprié et 4,5 milliards de personnes n'ont pas
accès à un système d'assainissement adapté
(Anonyme, 2016).
Les dysfonctionnements des systèmes d'assainissement
des déchets liquides sont perceptibles dans toutes les villes ; les eaux
usées stagnent dans les espaces vides, sur la chaussée et dans
les drains (Diabagate, 2008).
Une forte concentration humaine en l'absence d'une
efficacité politique d'évacuation des eaux usées pose le
problème de l'insalubrité. Cette dernière qui a atteint le
seuil critique, entrave l'essor de la qualité du cadre de vie des
habitants (Yangongo, 2014).
Cette dégradation concerne également la ville de
Kinshasa en général et la commune de la N'sele en particulier ;
l'absence d'un système d'évacuation efficace des eaux
usées domestiques, artisanales et pluviales non seulement occasionnent
de nombreuses nuisances dans cette commune, mais constituent de sources
potentielles permanentes de maladies hydriques (Fièvre typhoïde,
diarrhées, méningite, Paludisme, infections respiratoires
aigües, etc.).
12
2. Problématique
A travers le monde, la gestion des déchets solides et
liquides constitue un défi notable auquel il faut répondre
éfficacement pour assurer un environnement adéquat à la
vie des populations. Ce défi, quoique commun aux pays du Nord et du Sud,
connaît une grande ampleur dans les pays du Sud pourtant, apparemment,
moins pollueurs que ceux du Nord au vu des infrastructures de production dont
ils disposent. En effet, la production des déchets est corollaire au
modernisme qui ne cesse de prendre de l'importance étant donné
que la tendance humaine est de produire et de consommer davantage, notamment au
niveau des villes (Dray et al., 1989).
Si les villes des pays du Nord semblent être à
même de résorber les pollutions produites, en
bénéficiant de l'expertise d'un personnel compétent, d'un
financement quasi permanent et d'une opinion publique très sensible aux
questions environnementales, à l'opposé, les villes des pays en
voie de développement en général et de la R.D. Congo en
particulier, dont la ville de Kinshasa, connaissent des situations dramatiques.
En effet, Kinshasa connaît un exode rural important, rendant difficile
l'accès aux services de base (logement, eau, assainissement, transport,
etc.) (Dray et al., op.cit.).
Dans la perspective de répondre aux objectifs du
millénaire pour le développement, les efforts engagés par
le gouvernement semblent être dubitatifs et laissent une part importante
de responsabilité aux structures de coopération bilatérale
ou multilatérale comme PNUD, OMS, etc. Du coup, la dichotomie quant
à la priorisation des efforts apparaît et se penche principalement
sur l'approvisionnement en eau voulue potable, ignorant qu'à
l'opposé, le volume des eaux à traiter et à évacuer
augmente; ce qui accentue la dégradation du cadre de vie (Anonyme,
2016).
13
Le traitement des eaux usées est un enjeu d'ordre
environnemental mondial. La production d'eaux usées ne cesse d'augmenter
avec l'accroissement de la population et l'activité industrielle. Ce
sérieux problème génère non seulement des risques
de pollution pour les écosystèmes naturels mais entraîne
également des conditions d'insalubrité et des risques sanitaires
importants. Bien que cette problématique commence globalement à
être maîtrisée dans les pays industrialisés, il n'en
est pas de même pour la plupart des pays tropicaux (Anonyme, 2017).
La problématique de l'assainissement des eaux
usées est un sujet qui demeure entier malgré des nombreuses
initiatives entreprises jusqu'à ce jour. La plupart des villes se sont
construites sans un plan rigoureux d'assainissement, rendant désormais
complexe la recherche de solution. En effet, des pratiques plus souvent non
salutaires, se sont installées aussi bien au niveau des autorités
communautaires que des populations. Les systèmes de collecte et de
traitement d'eaux usées et d'excréta sont très peu
développés ou inexistants. La complexité des
problèmes recommande désormais de développer une approche
intégrée (Hassoune et al., 2006).
Face à tous les problèmes que connaît la
R.D. Congo en matière d'assainissement, le recours à d'autres
techniques d'épuration des eaux usées, moins coûteuses et
plus simples à gérer est devenu incontournable, si l'on veut
protéger les ressources en eau, la santé publique et sauvegarder
les milieux récepteurs (Anonyme, op.cit.).
14
Actuellement, les aspects concernant la qualité des
ressources en eau n'ont été que peu considérés : le
secteur de l'assainissement connaît un grand retard et plus de 90 % des
eaux usées sont rejetées dans le milieu naturel (réseau
hydrographique 30 % ; sol et sous-sol 27 % ; mer 43 %), sans traitement
préalable. Ainsi, le traitement des eaux usées est devenu une
priorité ; aussi bien pour préserver la santé humaine et
l'environnement, que pour produire une eau qui pourrait être
utilisée en agriculture, en industrie et en d'autres activités
sociales (Hassoune et al., 2006).
Au regard de cet état de fait, il est question de
trouver des réponses aux questions suivantes :
? Est-il possible de traiter les eaux usées domestiques
par la culture de Pistia stratiotes L. et avoir des résultats
performants ?
3. Hypothèse
L'hypothèse de travail sur laquelle repose cette
recherche est :
? Pistia stratiotes L. étant une plante
épuratrice il serait possible de traiter les eaux usées
domestiques par sa culture et avoir les résultats avec un taux de
rabattement élevé.
4. Objectifs
4.1 Objectif général
L'objectif général fixé dans cette
recherche est de déterminer, d'une part la capacité de Pistia
stratiotes L. à épurer les eaux usées domestiques,
d'autre part de proposer une station de phytoépuration dans la Commune
de la N'sele.
15
4.2 Objectifs spécifiques
L'objectif général a été atteint
grâce aux objectifs spécifiques ci-
après :
· déterminer l'efficacité de Pistia
stratiotes L. dans l'épuration des eaux usées
domestiques;
· analyser les paramètres physico-chimiques et
bactériologiques pour la détermination de ceux d'entre eux
indicateurs de l'état de pollution des eaux usées ;
· analyser comparativement les paramètres
physico-chimiques et bactériologiques des eaux usées en amont et
en aval d'une station pilote d'épuration utilisant Pistia stratiotes
L. ou sans Pistia stratiotes L.;
· développer une méthode de traitement
biologique des eaux usées.
5. Intérêt
Ce travail revêt quatre intérêts :
· Sur le plan scientifique : permettre
aux ménages, aux décideurs et chercheurs, de comprendre le danger
des eaux usées sur l'environnement et sur la santé humaine, et
l'importance d'épurer les eaux usées domestiques;
· Sur le plan didactique : mettre
à la disposition de la population et des chercheurs des connaissances
nouvelles relatives au traitement biologique des eaux usées domestiques,
afin d'être plus responsables de la gestion des eaux usées dans
leur milieu de vie ;
· Sur le plan économique :
puisque le manque d'assainissement pèse directement sur la
capacité du travail des habitants et leur dynamisme économique,
il est clair que la pollution et le tourisme font mauvais ménages. A ce
titre, le traitement des eaux usées comporte un taux de retour
intéressant sur l'investissement;
16
? Sur le plan environnemental : fournir aux
habitants de la Commune de la N'sele un environnement de qualité, afin
de réduire la menace que représente le rejet
incontrôlé des effluents, entre autres, sur les ressources en eau
souterraine et de surface, les ressources halieutiques et responsabiliser les
utilisateurs pour ne plus dependre des entreprises de vidage de fosses et du
système d'assainissement collectif.
6. Subdivisions du travail
Outre l'introduction et la conclusion, ce mémoire
s'articule autour
de trois chapitres :
? le premier définit les concepts de base et parle des
généralités sur les
eaux usées et leur traitement;
? le deuxième décrit le milieu d'étude, le
matériel et les méthodes;
? le troisième présente les résultats et la
discussion qui en découle.
17
CHAPITRE PREMIER
DEFINITION DE QUELQUES CONCEPTS DE BASE
ET
GENERALITES SUR LES EAUX USEES
Dans ce chapitre il est question d'élucider quelques
concepts de base relatifs aux eaux usées, de parler des
généralités des eaux usées et de Pistia
stratiotes L.
I.1 DEFINITION DES QUELQUES CONCEPTS DE BASES
1° Traitement
Un traitement désigne l'action de traiter
c'est-à-dire une manière d'agir, de se comporter devant quelque
chose. C'est aussi un ensemble des opérations sur une matière
pour la transformer afin de la rendre exploitable (Kafinga, 2013).
2° Eau
L'eau est un corps liquide, inodore (sans odeur), incolore
(sans aucune couleur), insipide (sans saveur, fade), transparent,
composé d'hydrogène (H) et de l'oxygène (O) (Kafinga,
op. cit.).
« L'eau est source de la vie », cela veut dire
qu'aucune vie n'est possible sans eau. Les animaux, les plantes, les microbes
ont tous besoin d'eau pour se multiplier et s'accroître harmonieusement
(Kafinga, op. cit.).
3° Eaux usées
Les eaux usées sont celles qui ont été
utilisées et souillées par des activités humaines
(domestiques, industrielles et agricoles) (Anonyme, 2006).
Les eaux usées peuvent aussi être
définies comme des eaux résiduaires d'une collectivité
dont les caractéristiques varient d'un endroit à un autre,
c'est-à-dire un endroit physique, chimique ou biologique (Radoux,
2006).
18
4° Eau usée domestique
Les eaux usées domestiques sont constituées
d'eaux de bain, lessive, urines, fèces et résidus alimentaires
(Ngelikoto, 2016).
5° Pistia stratiotes L.
Pistia stratiotes L. est une espèce de
plantes aquatiques de la famille des Araceae parfois appelée
« laitue d'eau », « salade d'eau » ou « chou aquatique
». Cette plante est maintenant pantropicale ; on la trouve en
Amérique, en Asie, en Afrique, en Océanie et introduite en
Europe. C'est la seule espèce actuellement acceptée du genre
Pistia (Ngelikoto, 2016).
I.2 Généralités sur les eaux
usées
Les hommes ont aussi besoin d'eau en quantité et de
bonne qualité, car l'eau constitue le véhicule le plus commun et
le plus important de la transmission de maladies. La relation entre l'eau et la
santé a été reconnue depuis l'époque d'HIPPOCRATE,
qui avait associé la fièvre aux lieux malsains
(marécageux). En 1854, SNOW démontra que le choléra se
propageait par l'eau (Encarta, 2009).
Les eaux usées constituent l'une des sources de
pollution pour l'environnement et un danger pour la santé des humains et
des animaux. La question de l'élimination des eaux usées a
revêtu une importance croissante au début des années 1970,
compte tenu de la préoccupation générale exprimée
partout dans le monde, face au problème de plus en plus important de la
pollution de l'environnement humain, de l'atmosphère, de
rivières, des lacs, d'océans et d'eaux souterraines par les
déchets ménagers, urbains, agricoles et industriels (Radoux,
2006).
On distingue trois catégories des eaux usées ;
eaux usées physiques, eaux usées chimiques et eaux usées
biologiques.
I.2.1 Catégorie des eaux usées
19
1° Eaux usées physiques
Les eaux usées se caractérisent par une couleur
grise, une odeur de moisi ; elles peuvent être chargées de
matières en suspension, de résidus végétaux, de
lambeaux de papier, etc. (Doka, 1995).
2° Eaux usées chimiques
Les eaux usées, constituées de composés
organiques et inorganiques qui peuvent contenir des hydrates de carbone, des
protéines, des matières grasses, des pesticides, des
phénols, etc. Les composés inorganiques peuvent comprendre des
métaux lourds, de l'azote, du phosphore, des matières
acido-basiques, de soufre, des chlorures, des matières alcalines et
d'autres composés constitués de matières toxiques (Radoux,
2006).
Les gaz habituellement dissous dans les eaux usées
sont l'hydrogène sulfureux, le méthane, l'ammoniac, le
dioxygène, le dioxyde de carbone et le diazote. Les trois premiers
proviennent de la décomposition des matières organiques des eaux
usées (Radoux, op.cit).
3° Eaux usées biologiques
Les eaux usées contiennent divers micro-organismes
classés dans les protistes animaux ou végétaux ; ils sont
les plus préoccupants, à savoir les bactéries, les
champignons, les protozoaires et les algues. Les eaux usées contiennent
également de nombreux organismes pathogènes, habituellement
d'origine humaine dont les uns sont responsables des maladies ; les autres sont
porteuses d'une maladie donnée (Anonyme, 1995 ; Khlifi, 2006).
20
I.2.2 Origine des eaux usées
D'après (Rodier et al., 2009), on peut
classer comme eaux usées, les eaux d'origine urbaines constituées
par des eaux ménagères (lavage corporel et du linge, lavage des
locaux, eaux de cuisine) et les eaux de vannes chargées de fèces
et d'urines et les eaux pluviales et peuvent s'y ajouter suivant les cas des
eaux d'origine industrielle et agricole.
1° Origine industrielle
Les eaux d'origine industrielles proviennent des
différentes usines de fabrication ou de transformation. La
qualité de ces eaux varie suivant le type d'industrie, elles peuvent
être chargées en matières toxiques difficilement
biodégradables qui nécessitent un traitement spécifique
(Rodier et al.,op.cit.).
Les déchets et les effluents industriels
définissent la qualité et le taux de pollution de ces eaux
usées. Les établissements industriels utilisent une
quantité importante d'eau qui tout en restant nécessaire à
leur bonne marche, n'est réellement consommée qu'en très
faible partie, le reste est rejeté. On peut néanmoins, faire un
classement des principaux rejets industriels suivant la nature des
inconvénients qu'ils déversent :
? pollution due aux matières en suspension
minérales (lavage de charbon, carrière, tamisage du sable et
gravier, industries productrices d'engrais phosphatés...) ;
? pollution due aux matières organiques et graisses
(industries agroalimentaires, équarrissages, pâte à
papier...) ;
? pollution due aux rejets hydrocarbonés et chimiques
divers (raffineries de pétrole, porcherie, produits pharmaceutique...)
;
? pollution due aux rejets toxiques (déchets
radioactifs non traités, effluents radioactifs des industries
nucléaires...) (Rodier et al., op.cit.).
21
2° Origine domestique
Les eaux d'origine domestique sont constituées d'une
combinaison des eaux domestiques (habitations, bureaux, bains publics) et en
moindre quantité d'eaux issues de fonds de commerce et de petites
industries. Les eaux domestiques sont constituées d'eaux de bain,
lessive, urines, fèces et résidus alimentaires. Les eaux
commerciales sont issues principalement de lavage de voitures, restaurants,
cafés et pressing. Ces eaux sont chargées en matières
organiques, graisses et produits d'entretiens ménagers. Elles
présentent en général une bonne
biodégradabilité. Elles proviennent essentiellement :
? des eaux de cuisine qui contiennent des matières
minérales en suspension provenant du lavage des légumes, des
substances alimentaires à base de matières organiques (glucides,
lipides, protides) et des produits détergents utilisés pour le
lavage de la vaisselle et ayant pour effet la solubilisation des graisses ;
? des eaux de buanderie contenant principalement des
détergents ;
? des eaux de salle de bain chargées en produits
utilisés pour l'hygiène corporelle, généralement
des matières grasses hydrocarbonées ;
? des eaux de vannes qui proviennent des sanitaires (W.C),
très chargées en matières organiques
hydrocarbonées, en composés azotés, phosphatés et
microorganismes (Rejsek, 2002).
3° Origine agricole
Les eaux d'origine agricoles sont constituées
essentiellement des eaux de drainage des champs agricoles et des rejets de
lavage des fermes d'élevage. Il s'agit d'un mélange de
composés relativement biodégradable. Néanmoins, ces eaux
sont parfois caractérisées par de fortes concentrations de
pesticides et d'engrais artificiels. Les paramètres qui doivent
être pris en considération sont l'azote nitrique, le phosphate et
les substances organiques (Herteman, 2010)
22
Ce sont des eaux qui ont été polluées
par des substances utilisées dans le domaine agricole. Dans le contexte
d'une agriculture performante et intensive, l'agriculteur est conduit à
utiliser divers produits d'origine industrielle ou agricole dont certains
présentent ou peuvent présenter, des risques pour l'environnement
et plus particulièrement pour la qualité des eaux. Il s'agit
principalement :
? des fertilisants (engrais minéraux du commerce ou
déjections animales produites ou non sur l'exploitation) ;
? des produits phytosanitaires (herbicides, fongicides,
insecticides,...) (Grosclaude, 1999).
Donc, ces eaux sont issus des apports directs dus aux
traitements des milieux aquatiques et semi-aquatiques tels que :
? le désherbage des plans d'eau des zones inondables ;
? faucardage chimique et des fossés, ainsi que la
démoustication des plans d'eau et des zones inondables (étangs et
marais).
? des apports indirects dus en particulier à
l'entraînement par ruissellement, aux eaux de rinçage des
appareils de traitement, aux résidus présents dans des emballages
non correctement rincés ou détruits, aux eaux résiduaires
des usines de fabrication et de conditionnement (Grosclaude, op.
cit.).
4° Origine pluviale
Les eaux de ruissellement des zones urbaines sont
généralement transportées par des réseaux
d'égouts pluviaux distincts ou par des réseaux d'égouts
unitaires. Le volume des eaux de ruissellement varie en fonction de
l'imperméabilité du sol. Dans une zone urbaine, 30 à 50 %
des eaux de pluie peuvent s'écouler en surface avant d'atteindre un
réseau d'égouts séparatifs ou unitaires (Hassoune et
al., 2006).
23
Dans le cas d'un réseau d'égouts
séparatifs, les eaux de pluie sont rejetées directement dans les
eaux réceptrices ou acheminées dans des installations de
traitement des eaux pluviales afin d'en réduire le débit ou d'en
améliorer la qualité (Fonkou, 2010).
Dans le cas d'un réseau d'égouts unitaires,
l'ensemble des écoulements est acheminé à une installation
de traitement des eaux usées lorsque le débit est faible, mais
lorsqu'il est élevé et qu'il pourrait excéder la
capacité du réseau d'égouts ou de la station de traitement
(pendant les fortes pluies), une partie de l'écoulement est
détournée vers les eaux réceptrices au moyen de structures
de trop-pleins (Fonkou, op. cit).
I.2.3 Composition des eaux usées
Les eaux usées peuvent contenir des micropolluants
organiques, micropolluants inorganiques et microorganismes.
1° Micropolluants organiques
Les micropolluants d'origine organique sont extrêmement
nombreux et variés, ce qui rend difficile l'appréciation de leur
dangerosité. Ils proviennent de l'utilisation domestique de
détergents, pesticides, solvants, et également des eaux pluviales
: eaux de ruissellement sur les terres agricoles, sur le réseau routier,
etc. (Fonkou, op.cit.).
Ils peuvent aussi provenir de rejets industriels quand
ceux-ci sont déversés dans les égouts ou même des
traitements de désinfections des effluents par le chlore (haloformes)
(Xanthoulis, 1993).
Les principales familles de la chimie organique de
synthèse sont représentées : hydrocarbures polycycliques
aromatiques, chlorophénols, phtalates... avec une concentration de 1
à 10ìg/l dans les effluents (Xanthoulis, op.cit.).
24
Dans le sol, ces micropolluants restent liés à
la matière organique ou absorbés sur les particules du sol.
Cependant, quelques composés ioniques (pesticides organochlorés,
solvants chlorés) peuvent être entraînés en
profondeur. Il semble que les plantes soient susceptibles d'absorber certains
composés organiques, mais il existe peu de données disponibles
à ce sujet. (Bliefert, 2010).
En raison de la faible solubilité de ces
éléments organiques, on les retrouvera concentrés dans les
boues et c'est surtout lors de l'épandage de ces dernières que
leurs teneurs devront être contrôlées (Faby, 1997).
Les pesticides sont les éléments traces les
plus surveillés, et une étude d'impact et de métabolisme
est obligatoire avant leur mise sur le marché. Par contre, le danger
représenté par tous les autres polluants organiques est encore
mal apprécié actuellement. Les contrôles de routine ne
permettent pas de repérer toutes les toxines. Par ailleurs, on ne
connaît rien de la toxicité des mélanges complexes qui
peuvent se former par réaction entre les différents contaminants
(Baumont et al., 2004).
2° Micropolluants inorganiques
L'azote, le phosphore, le potassium et les
oligo-éléments, le zinc, le
bore et le soufre, indispensables à la vie des
végétaux, se trouvent en quantités appréciables,
mais en proportions très variables par rapport aux besoins de la
végétation, dans les eaux usées épurées ou
non. D'une façon générale, 1.000m3 d'eaux
usées peut apporter à l'hectare :
· de 16 à 62 kg d'azote,
· de 2 à 69 kg de potassium,
· de 4 à 24 kg de phosphore,
· de 18 à 208 kg de calcium,
· de 9 à 100 kg de magnésium,
· de 27 à 182 kg de sodium (Faby,
op.cit.).
25
1.- Azote (N)
L'azote se trouve dans l'eau usée sous forme organique
ou ammoniacale dissoute. Il est souvent oxydé pour éviter une
consommation d'oxygène (O2) dans la nature et un risque de
toxicité par l'ammoniaque gazeux dissous (NH3), en équilibre avec
l'ion ammoniac (NH4 +) (Martin, 1979).
La nitrification est une transformation chimique de l'azote
organique par l'intermédiaire de bactéries et passe par les
étapes :
? N organique à NH4 + : ammonification
? NH4 + à NO2 : nitritation par Nitrosomonas
? NO2 à NO3 : nitratation par Nitrobacter
(Chellé et al., 2005).
2.- Phosphore (P)
La concentration en phosphore dans les effluents varie de 6
à 15 mg/l (soit 15 à 35 mg/l en P2O5). Cette quantité est
en général trop faible pour modifier le rendement (Anonyme,
2003).
Mais s'il y a excès, il est pour l'essentiel retenu
dans le sol par des réactions d'absorption et de précipitation;
cette rétention est d'autant plus effective que le sol contient des
oxydes de fer, d'aluminium ou du calcium en quantités importantes. On ne
rencontre pas en général de problèmes liés à
un excès de phosphore (Asano, 1998).
3.- Potassium (K)
Le potassium est présent dans les effluents secondaires
à hauteur de 10 à 30 mg/l (12 à 36 mg/l de K2O) et permet
donc de répondre partiellement aux besoins (Faby, 1997).
Il faut noter cependant que, s'il existe, un excès de
fertilisation potassique conduit à une fixation éventuelle du
potassium à un état très difficilement échangeable,
à une augmentation des pertes par drainage en sols légers,
à une consommation de luxe pour les récoltes (Anonyme, 2003).
26
4.- Chlore et sodium
Leur origine est :
? naturelle (mer : 27g/l NaCl, et terrains salés)
? humaine (10 à 15g/l NaCl dans les urines/j).
? industrielle (potasse, industrie pétrolière,
galvanoplastie, agroalimentaire)
(Gaujous, 1995).
3° Microorganismes
Les eaux usées contiennent tous les microorganismes qui
peuvent être pathogènes ou apathogènes. L'ensemble de ces
organismes peut être classé en quatre grands groupes, par ordre
croissant de taille : les virus, les bactéries, les protozoaires et les
helminthes (Baumont et al., 2004).
1.- Virus
Ce sont des organismes infectieux de très petite taille
(10 à 350 nm) qui se reproduisent en infectant un organisme hôte.
Les virus ne sont pas naturellement présents dans l'intestin,
contrairement aux bactéries. Ils sont présents soit
intentionnellement (après une vaccination contre la poliomyélite,
par exemple), soit chez un individu infecté accidentellement.
L'infection se produit par l'ingestion dans la majorité des cas, sauf
pour le Coronavirus où elle peut aussi avoir lieu par inhalation
(Anonyme, 1995).
On estime leur concentration dans les eaux usées
urbaines comprise entre 103 et 104 particules par litre
(tableau I.1). Leur isolement et leur dénombrement dans les eaux
usées sont difficiles, ce qui conduit vraisemblablement à une
sous-estimation de leur nombre réel. Les virus entériques sont
ceux qui se multiplient dans le trajet intestinal ; parmi les virus
entériques humains les plus importants, il faut citer les
entérovirus (exemple : la polio), les rotavirus, les retrovirus, les
adénovirus et le virus de l'Hépatite A (Asano, 1998).
27
Tableau I.1. Virus présents dans les eaux
usées
|
Agent pathogène
|
Symptômes et maladie
|
Nombre par
litre d'eau
usée
|
Voies de
contamination principales
|
|
Virus de
l'hépatite A
|
Hépatite A
|
-
|
Ingestion
|
|
Virus de
l'hépatite E
|
Hépatite E
|
-
|
Ingestion
|
|
Rotavirus
|
Vomissement, diarrhée
|
400 à 85.000
|
Ingestion
|
|
Virus de
Norwalk
|
Vomissement, diarrhée
|
-
|
Ingestion
|
|
Adénovirus
|
Maladie respiratoire,
vomissement, diarrhée
|
-
|
Ingestion
|
|
Astrovirus
|
Vomissement, diarrhée
|
-
|
Ingestion
|
|
Calicivirus
|
Vomissement, diarrhée
|
-
|
Ingestion
|
|
Coronavirus
|
Vomissement, diarrhée
|
-
|
Ingestion/ inhalation
|
|
Réovirus
|
Affection respiratoire bénigne et diarrhée
|
-
|
Ingestion
|
|
Poliovirus
|
Paralysie, méningite, fièvre
|
182 à
492.000
|
Ingestion
|
|
Coxsackie A
|
Méningite, fièvre, pharyngite,
maladie respiratoire
|
-
|
Ingestion
|
|
Echovirus
|
Méningite, encéphalite, maladie
respiratoire, rash, diarrhée,
fièvre
|
-
|
Ingestion
|
Source : Asano (1998)
Légende :
- : Nombre des micro-organismes dans un litre d'eau usée
non déterminé.
28
2.- Bactéries
Les bactéries sont des organismes unicellulaires
simples et sans noyau. Leur taille est comprise entre 0,1 et 10 pm. La
quantité moyenne de bactéries dans les fèces est
d'environ1012 bactéries/g (Asano, 1998).
Les eaux usées urbaines contiennent environ
106 à 107 bactéries/100 ml dont
105 proteus et entérobactéries, 103
à 104 streptocoques et 102 à 103 clostridiums (tableau
I.2). Parmi les plus communément rencontrées, on trouve les
salmonellas dont on connaît plusieurs centaines de sérotypes
différents, dont ceux responsables de la typhoïde, des
paratyphoïdes et des troubles intestinaux. Des germes témoins de
contamination fécale sont communément utilisés pour
contrôler la qualité relative d'une eau ce sont les coliformes
thermotolérants (Faby, 1997).
Tableau I.2. Bactéries
pathogènes présentes dans les eaux usées
|
Agent
pathogène
|
Symptômes, maladie
|
Nombre par litre d'eau usée
|
Voies de contamination principales
|
|
Salmonella
|
Typhoïde, paratyphoïde, salmonellose
|
23 à 80.000
|
Ingestion
|
|
Shigella
|
Bacillaire
|
10 à 10.000
|
Ingestion
|
|
E. coli
|
Gastro-entérite
|
-
|
Ingestion
|
|
Yersinia
|
Gastro-entérite
|
-
|
Ingestion
|
|
Campylobacter
|
Gastro-entérite
|
-
|
Ingestion
|
|
Vibrio
|
Choléra
|
100 à 100.000
|
Ingestion
|
|
Leptospira
|
Leptospirose
|
-
|
Inhalation/Ingestion
|
|
Legionella
|
Légionellose
|
-
|
Inhalation
|
|
Mycobacterium
|
Tuberculose
|
-
|
Inhalation
|
Source : Asano, wastewater reclamation and reuse (1998)
Légende :
- : Nombre des micro-organismes dans un litre d'eau usée
non déterminé.
29
3.- Protozoaires
Les protozoaires sont des organismes unicellulaires munis d'un
noyau, plus complexes et plus gros que les bactéries. La plupart des
protozoaires pathogènes sont des organismes parasites,
c'est-à-dire qu'ils se développent aux dépens de leur
hôte. Certains protozoaires adoptent au cours de leur cycle de vie une
forme de résistance, appelée kyste. Cette forme peut
résister généralement aux procédés de
traitements des eaux usées (Baumont et al., 2004).
Parmi les protozoaires les plus importants du point de vue
sanitaire, il faut citer Entamoeba histolytica, responsable de la
dysenterie amibienne et Giardia lamblia (tableau I.3) (Asano,
1998).
Tableau I.3. Protozoaires pathogènes
présents dans les eaux usées
|
Agent
pathogène
|
Symptômes, maladie
|
Nombre par litre d'eau usée
|
Voies de
contamination Principales
|
|
Entamoeba histolytica
|
Dysenterie amibienne
|
4
|
Ingestion
|
|
Giardia lamblia
|
Diarrhée,
malabsorption
|
125 à 100.000
|
Ingestion
|
|
Balantidium coli
|
Diarrhée bénigne,
ulcère du colon
|
28-52
|
Ingestion
|
|
Cryptosporidium
|
Diarrhée
|
3 à 122
|
Ingestion
|
|
Toxoplasma Gondii
|
Toxoplasmose :
ganglions, fièvre
|
-
|
Inhalation / Ingestion
|
|
Microsporidium
|
Diarrhée
|
-
|
Ingestion
|
|
Cyclospora
|
Diarrhée, fièvre,
|
-
|
Ingestion
|
Source : Asano, wastewater reclamation and reuse (1998)
Légende :
- : Nombre des micro-organismes dans un litre d'eau usée
non déterminé.
30
4.- Helminthes
Les helminthes sont des vers multicellulaires. Tout comme les
protozoaires, ce sont majoritairement des organismes parasites. La
concentration en oeufs d'helminthes dans les eaux usées est de l'ordre
de 10 à 103oeufs/l (tableau I.4). Il faut citer, notamment,
Ascaris lumbricades, Oxyuris vermicularis, Trichuris
trichuria, Taenia saginata (Anonyme, 1995).
Beaucoup de ces helminthes ont des cycles de vie complexes
comprenant un passage obligé par un hôte intermédiaire. Le
stade infectieux de certains helminthes est l'organisme adulte ou larve, alors
que pour d'autres, ce sont les oeufs. (Faby, 1997).
Tableau I.4. Helminthes pathogènes
présents dans les eaux usées
|
Agent pathogène
|
Symptômes, maladie
|
Nombre par
litre d'eau
usée
|
Voies de
contamination Principales
|
|
Ascaris
|
Ascaridiase : diarrhée,
troubles nerveux
|
5 à 111
|
Ingestion
|
|
Ancylostoma
|
Anémie
|
6 à 188
|
Ingestion
|
|
Tænia
|
Diarrhée, douleurs
musculaires
|
-
|
Ingestion de
viande mal cuite
|
|
Necator
|
Anémie
|
|
Cutanée
|
|
Trichuris
|
Diarrhée, douleur
abdominale
|
10 à 41
|
Ingestion
|
|
Toxocora
|
Fièvre, douleur
abdominale
|
-
|
Ingestion
|
|
Hymenolepis
|
Nervosité, troubles
digestifs, anorexie
|
-
|
Ingestion
|
|
Strongyloïdes
|
Diarrhée, nausée
|
-
|
Cutanée
|
Source : Asano, wastewater reclamation and reuse (1998)
Légende :
- : Nombre des micro-organismes dans un litre d'eau usée
non déterminé.
31
I.2.4 Incidences des effluents d'eaux usées
urbaines
Les eaux usées peuvent influer sur l'utilisation
humaine des ressources en eau et sur la structure et le fonctionnement des
écosystèmes aquatiques. Le rejet d'eaux usées a pour
effets :
· l'imposition de restrictions à la consommation
de poissons et de mollusques;
· la dégradation des populations aquatiques et
sauvages et de leur habitat (y compris de la qualité de l'eau et des
sédiments);
· des incidents isolés de maladies hydriques
découlant de la contamination par des eaux usées des sources
d'eau potable de collectivités qui dépendent d'une alimentation
en eau brute de haute qualité;
· la fermeture de plages;
· des nuisances visuelles
· des coûts accrus pour les utilisateurs
agricoles, industriels et municipaux qui doivent traiter de l'eau autrement
inacceptable.
Les incidences peuvent être de nature aiguë et
apparaître rapidement ou être cumulatives (à long terme) et
ne se manifeste qu'après une longue période (Vilagines, 2003).
Les incidences aiguës découlent
généralement de concentrations toxiques d'ammoniac, de chlore
résiduel total ou de métaux lourds. Dans les eaux
réceptrices; de charges de DBO ou de DCO qui réduisent les
concentrations d'oxygène dissous à des valeurs insuffisantes pour
assurer la survie des organismes aquatiques; de forts écoulements de
ruissellement urbain et d'une contamination bactérienne qui rend les
mollusques impropres à la consommation humaine (Cluus, 2010).
32
1. Incidences des effluents sur la santé
humaine
La mauvaise gestion des déchets ménagers est
à l'origine du problème de la santé publique d'autant plus
qu'il constitue le facteur dominant de création de nids de production
des vecteurs de menace de la santé comme les moustiques, mouches,
cafards, souris... Soumise à une urbanisation galopante et non
planifiée, les villes des pays en développement apparaissent
comme des espaces à risques potentiels sanitaires (Yangongo, 2014).
En général, les déchets ménagers
sont mal gérés à causes de l'absence d'infrastructures
d'hygiène et d'assainissement de base, un manque de synergie d'action
des acteurs... cela se traduit par une hygiène défectueuse qui
offre des conditions bioécologiques favorables au développement
de germes pathogènes (virus, bactéries, parasites) responsables
de nombreuses maladies qui sévissent dans les quartiers, les
transformant de plus en plus en espace potentiellement
`'épidémiogène" (un espace dont le fonctionnement
génère des germes pathogènes qui provoquent des processus
pathologiques et qui contribuent à faire apparaître et propager
des phénomènes morbides au sein d'une population)
(Yangongo, op.cit.).
2. Contamination de l'eau potable
Étant donné que l'eau destinée à
la consommation, est traitée et désinfectée, les
éclosions fulgurantes de maladies d'origine hydrique sont rares. Mais
des cas isolés de contamination microbienne de l'eau potable ayant pour
origine des ERU, des eaux pluviales insuffisamment traitées ont
été signalés (Payment et al., 2002).
Des méthodes analytiques de plus en plus
précises pour la détection des parasites et des virus ont
donné naissance à une préoccupation à
l'égard de l'innocuité d'eaux qui satisfont par ailleurs aux
normes de qualité actuelles pour l'eau potable (Payment et al.,
op.cit.).
33
Dans le cadre d'une étude épidémiologique
portant sur le territoire de la Communauté urbaine de Montréal,
il est signalé que le risque de troubles gastro-intestinaux était
plus élevé chez les personnes consommant de l'eau du robinet
(incidence de 0,76) ayant pour origine des eaux de surface contaminées
par des eaux usées, que celui déterminé pour les personnes
ayant consommé la même eau, mais filtrée dans une
unité domestique d'osmose inversée (incidence de 0,50)
(Payment et al., 2002).
3. Dégradation de l'environnement
Le rejet dans les eaux réceptrices d'ERU à
charge de DBO élevée peut provoquer une réduction
immédiate de l'oxygène dissous dans la colonne d'eau de
même que des effets à plus long terme (à l'échelle
de mois ou d'années) découlant de l'accumulation de
matériaux consommant l'oxygène dans les sédiments
benthiques (demande d'oxygène des sédiments) (Bitton, 2005).
Le manque d'oxygène dissous menace souvent les poissons
et d'autres organismes en été car la solubilité de
l'oxygène dans l'eau diminue avec l'augmentation de sa
température. Mais sous les climats plus froids, lorsque les cours d'eau
et les lacs sont recouverts de glace pendant plusieurs mois, ce manque
d'oxygène dissous peut survenir en hiver, la couverture de glace
prévenant toute réaération (Payment et al.,
op.cit.).
La réduction de la concentration
d'oxygène dissous peut avoir des incidences écologiques, comme un
appauvrissement de la diversité biologique et la perte d'espèces.
Ainsi que les concentrations élevées d'ammoniac pouvaient
être à l'origine des hécatombes de poissons (Payment et
al., op.cit.).
34
4. Eutrophisation des eaux
réceptrices
Les ERU (eaux résiduaires urbains) apportent des
substances nutritives (N et P) dans les plans d'eau récepteurs bentiques
et favorisent ainsi l'eutrophisation. Comme les substances nutritives peuvent
s'accumuler dans les sédiments benthiques et être
libérées dans l'eau ultérieurement, la charge en
substances nutritives a un effet cumulatif et un effet immédiat
(Metcalfy, 2003).
Les incidences sur les écosystèmes aquatiques
de l'ajout de substances nutritives sont sources d'importantes
préoccupations car ces quantités supplémentaires peuvent
favoriser la croissance des producteurs primaires (algues et plantes aquatiques
à racines) à des niveaux nuisibles pour
l'écosystème (par exemple, modification de la dynamique
énergétique et de la structure du réseau trophique,
modification de l'habitat et perte d'espèces). Ces changements
écologiques peuvent, à leur tour, influer sur l'utilisation
humaine des ressources aquatiques notamment en ce qui a trait aux
activités récréatives, aux pêches et à la
qualité de l'eau utilisée à des fins urbaines,
industrielles et agricoles (Metcalfy, op.cit.).
Mais même si les conséquences d'une charge
excessive en substances nutritives sont claires, les concentrations de P ou de
N qui font passer d'acceptable à inacceptable la qualité de l'eau
d'un lac, d'un cours d'eau ou d'eaux côtières sont difficiles
à définir car elles sont fonction de l'écosystème
et des objectifs des utilisateurs (Metcalfy, op.cit.).
5. Toxicité directe
La toxicité des effluents urbains est fonction de
divers facteurs dont la taille et l'étendue des installations
industrielles et urbaines, le type et l'efficacité des
procédés de traitement et de désinfection et les
caractéristiques physiques, chimiques et biologiques des eaux
réceptrices (Lynch et al., 2002).
35
Dans le cas des ERU, la toxicité est
généralement attribuée à l'ammoniac, au chlore
résiduel total (effluents chlorés), au cyanure, aux sulfures, aux
phénols, aux tensioactifs et à de nombreux métaux lourds
(notamment le cuivre, le zinc, le chrome et le nickel) (Lynch et al.,
2002).
D'autres facteurs, comme la température, le pH, la
dureté, l'alcalinité et l'oxygène dissous, ont tendance
à modifier la toxicité des constituants chimiques. En outre, les
composés peuvent réagir entre eux et la toxicité
résultante ne reflète pas nécessairement celle des
composés individuels. Par conséquent, étant donné
les nombreux facteurs et leurs interactions ainsi que la
spécificité au site des effets dans le milieu récepteur,
il est difficile de formuler des généralisations sur la
toxicité des ERU (Bonjoch et al., 2004).
Bien qu'il soit parfois possible d'attribuer la
toxicité à une substance ou à un groupe de substances
présentes dans un effluent complexe, il arrive souvent que la
toxicité ne présente pas de relation nette avec les
concentrations de substances toxiques connues (Bonjoch et al.,
op.cit.).
I.2.5 Réutilisation des eaux
usées
L'objectif principal de la réutilisation des eaux
usées est non seulement de fournir des quantités
supplémentaires d'eau de bonne qualité en
accélérant le cycle d'épuration naturelle de l'eau, mais
également d'assurer l'équilibre de ce cycle et la protection du
milieu environnant. Par définition, cette réutilisation est une
action volontaire et planifiée qui vise la production des
quantités complémentaires en eau pour différents usages
afin de combler des déficits hydriques. En fonction des exigences de
qualité des consommateurs, deux grandes classes de réutilisation
peuvent être définies :
? usages potables qui peuvent être directs, après un
traitement poussé, ou indirects, après passage dans le milieu
naturel,
? usages non potables dans les secteurs agricoles (irrigation),
industriels et urbains.
36
Sur le plan mondial, l'utilisation de cette technique par
l'agriculture, l'industrie et les usages domestiques couvrent respectivement 70
%, 20 %, 10 % de leur demande en eau. Il apparaît que la
réutilisation pour l'irrigation est essentiellement présente dans
les pays réputés agricoles mais dont les ressources hydriques
sont faibles, comme le bassin méditerranéen, le Sud des
Etats-Unis (Payment et al., 2002).
Les plus grands projets de réutilisation ont
été développés dans les régions de l'Ouest
et de l'Est des Etats-Unis, l'espace méditerranéen, l'Australie,
l'Afrique du Sud et dans les zones semi-arides de l'Amérique du Sud et
de l'Asie du Sud (Ecosse, 2001).
I.2.5.1 Utilisation agricole
1° L'emploi des eaux usées en
agriculture
L'emploi des eaux usées en agriculture est très
ancien et les champs d'épandage ont constitué les premiers
systèmes d'épuration. Le sol est un filtre efficace et un hectare
contient jusqu'à une ou deux tonnes de micro-organismes
épurateurs. Aujourd'hui l'intérêt principal de la
réutilisation des eaux usées en culture est plus souvent l'apport
d'eau indispensable aux plantations que l'épuration par le sol ou
l'apport d'éléments nutritifs (Olanrewaju et al.,
2004).
Des dispositions doivent être prises pour éviter
les dépôts et la corrosion dans le système de distribution
et un traitement préliminaire de décantation des effluents bruts
est dans tous les cas à conseiller. Un prétraitement biologique
est aussi souvent recommandé. Il permet, en particulier, de
réduire sensiblement les risques d'odeurs voire d'accidents liés
au dégagement de H2S (bâche de stockage) (Lynch et al.,
2002).
37
2° Epandage des eaux usées brutes
L'épandage des eaux résiduaires ne peut pas se
pratiquer sur n'importe quel sol, ni avec n'importe quelle culture. Le sol
destiné à l'épandage doit avoir un drainage naturel de
moyen à bon, sans excès, ce qui exclut à la fois les zones
à tendance marécageuse et les pentes trop fortes, égales
ou supérieures à 10 %. La profondeur du sol doit être de
préférence de l'ordre du mètre : en dessous de 0,3 m, le
sol est en principe inapte à l'épandage des eaux
résiduaires. La texture la plus adaptée correspond à des
sols limoneux ou limono-sableux (Lynch et al., 2002).
3° Irrigation par les eaux usées
traitées
Contrairement à l'épandage
(considéré comme un procédé d'épuration des
eaux usées), dans le cas de l'irrigation, c'est la production agricole
qui est la finalité première. Les eaux usées
utilisées ont préalablement subi un traitement
d'épuration. Pour une bonne irrigation, les eaux épurées
doivent répondre aux critères de qualité suivants :
? une teneur en matières en suspension comprise entre
20 et 30 mg/I;
? une teneur en éléments fertilisants (N, P, K)
acceptable;
? une teneur en sel et un taux d'adsorption du sodium moyen.
Une minéralisation élevée des eaux combinée
à un taux d'adsorption du sodium important peut avoir des effets
néfastes sur le sol; une teneur en éléments traces
métalliques faible. Il s'agit essentiellement des métaux lourds
et du bore pour lesquels les apports au sol doivent être limités
(Lynch et al., op.cit.).
38
| 
