Memoire Online - Tombec : tombeau écologique système intelligent de gestion des déchets organiques et de production d’énergie renouvelable dans les smart cities africaines: cas de Kinshasa, commune de N’Sele, quartier Mpasa Harare

Système Intelligent de Gestion des Déchets Organiques et de Production d'Énergie Renouvelable dans les Smart Cities Africaines: Cas de Kinshasa, Commune de N'sele, Quartier Mpasa Harare

Le quartier Harare est un nouveau quartier situé dans la périphérie urbaine de la ville de Kinshasa. Issu de l'ancienne configuration du quartier Mpasa, dans la commune de la N'sele, il s'est développé de manière spontanée et demeure aujourd'hui confronté à de nombreuses difficultés. Les habitants y font face à d'importants problèmes d'urbanisation ainsi qu'à un manque de services de base, notamment l'électricité, l'approvisionnement en eau potable, la gestion des déchets et l'accessibilité.

L'objectif de cette étude est de contribuer à l'amélioration de la gestion des déchets organiques à travers la mise en place d'un système intelligent, participatif et écologique basé sur leur valorisation par méthanisation.Pour atteindre cet objectif, une approche méthodologique combinant enquêtes de terrain, observations directes et entretiens a été adoptée afin d'identifier les pratiques existantes, d'analyser les contraintes locales et de proposer des solutions adaptées au contexte du quartier.

Les résultats obtenus montrent une forte production de déchets organiques et une absence de système structuré de gestion, mais également une ouverture de la population à des solutions innovantes. Sur cette base, le système TOMBEC a été proposé et globalement bien accueilli par les habitants.

Le système TOMBEC constitue une solution innovante de gestion des déchets organiques, adaptée aux réalités africaines et aux modes de vie des populations des zones périphériques. Il repose sur une collecte intelligente, la participation communautaire et la valorisation des déchets par méthanisation. Ce système permet de transformer les déchets organiques en biogaz et en compost, contribuant ainsi à l'amélioration de l'environnement urbain, à la production d'énergie et au développement de l'agriculture locale

Mots-clés : [Gestion des déchets organique], [Méthanisation], [Valorisation des déchets], [Système participatif], [Tombec]

Depuis le début des années 1990, la protection de l'environnement est devenue une préoccupation collective (M. AUGRIS, 2002). Selon les données les plus récentes, le monde génère aujourd'hui environ 2 milliards de tonnes de déchets solides par an et les projections indiquent que cette production mondiale pourrait atteindre près de 3.4 milliards de tonnes d'ici 2050 si rien n'est fait pour renforcer les mécanismes de gestion, de valorisation et de réduction des déchets. Ces données montrent l'impact ou l'ampleur croissante du défi à l'échelle mondiale des déchets.

Ignorer les déchets, c'est ignorer tout un cycle d'activités humaines. C'est négliger notre existence et effacer notre histoire, car ils décrivent mieux nos traces et notre évolution. Il est difficile de dissocier le développement intelligent d'une ville durable de la gestion intelligente et durable de ses déchets. Selon HARRIS, Frances (1996), L'extension continuelle de l'espace occupé due à l'urbanisation en Afrique met aussi de plus en plus de pression sur la gestion et la durabilité de l'environnement. Ainsi de nombreuses villes africaines produisent des déchets solides dont elles ne peuvent pas assurer convenablement la gestion.

En Afrique ou partout dans le monde, il existe un des domaines importants dans l'interaction entre activités humaines et environnement, c'est la gestion des déchets (P. THONART et I.DIABATE, 2005) et Kinshasa n'échappe pas à cette logique. Une ville de plus de 17 millions d'habitat^1(*) avec une superficie de 9 965 km², connait depuis ces derniersdécennies une urbanisation anarchique, combiné avec des situations environnementale préoccupante, car la ville génère aujourd'hui 15 000 tonnes de déchets par jour dont 65% organiques selon (Jean Claude Muissa DG de la REGEDEK^2(*), soit l'équivalent d'au moins 1kg par habitant. Autrefois surnommée Kin la belle, l'absence d'un système structuré de gestion des déchets se traduit par une

accumulation visible d'immondices dans de nombreux espaces publics. On y observe des déchets biodégrables, les plastiques, les vêtements, les boites de conserves etc. à chaque pas, soulignant l'urgence d'initiatives efficaces de collecte et de traitement, cette situation est tellement constante dans toute l'étendu de la ville, précisément dans le quartier Harare.

Cette situation engendre plusieurs problèmes majeurs de gestion des déchets. L'absence d'infrastructures adaptées favorise le déversement sauvage des déchets organiques et inorganiques, générant les nuisances olfactives, prolifération d'insectes et les risques sanitaires.Sur le plan environnemental, la gestion non maîtrisée des déchets contribue à environ 3?% des émissions mondiales de gaz à effet de serre, principalement par la production de méthane issu de la décomposition des matières organiques dans les décharges non contrôlées (C40, 2023). En Afrique, plus de 90?% des déchets urbains sont éliminés dans des sites non réglementés, souvent accompagnés de brûlages à ciel ouvert, polluant l'air, les sols et les eaux (UN-Habitat, 2023). De plus, environ 57?% des déchets municipaux sont des matières organiques, soulignant à la fois un fort potentiel de pollution et une opportunité de valorisation énergétique et agricole.

Situé dans la périphérique, non loin du Centre d'Enfouissement Technique (CET) de Mpasa de la ville de Kinshasa, dans la commune de N'Sele. Il est récemment redéfini à partir de l'ancienne configuration de Mpasa. Le quartier Harare couvre 334 hectares et abrite environ 36

000 habitants^3(*). La majorité de la population de ce quartier vit dans des conditions précaires, avec un accès limité à l'électricité et à l'eau potable, et une absence d'infrastructures urbaines de base (pas des bonnes écoles, pas de centre de santé, pas de marché moderne, pas des routes, zéroéquipement public etc.) on remarque une absence totale de l'autorité par rapport à l'accompagnement et à l'aménagement de ce quartier. L'activité principale demeure l'agriculture et le commerce, pratiqués de manière informelle et souvent insuffisante pour subvenir aux besoins quotidiens.La proximité du CET accentue également plusieurs impacts sociaux-environnementaux, tandis que le manque de services publics limite les possibilités de développement économique et social du quartier.

Le nom «Tombeau Écologique» symbolise la protection et la valorisation des déchets organiques, transformés en ressources utiles pour la population. Le projet présente une pertinence sociale, environnementale, économique et scientifique, offrant une solution innovante et durable pour améliorer les conditions de vie et la résilience du quartier Harare, tout en créant un modèle réplicable dans d'autres quartiers périphériques de Kinshasa et d'Afrique.

Le quartier Harare constitue un cas représentatif de l'urbanisation périphérique et anarchique en Afrique centrale, ou l'activité principales des habitants est l'agriculture mais pratiquée de manière informelle. Il a connu une forte croissance démographique ces cinq dernières années, accompagnée d'un développement spontané de logements et de commerces informels, notamment l'implantation d'un marché non planifié le long du boulevard Lumumba, de l'entrée du camp air force jusqu'à l'avenue principale Sefu.

Ces dynamiques génèrent une production importante de déchets organiques (résidus alimentaires, restes de marché, des déchets agricoles) et insalubrité remarquable, pourtant aucun mécanisme structuré de collecte, de tri ou de valorisation n'accompagne cette production. Alors même que le quartier reste sous-équipé en infrastructures de base : absence de raccordement à l'électricité, accès limité à l'eau potable et inexistence de services de collecte adaptés.

Malgré la proximité du Centre d'Enfouissement Technique (CET) de Mpasa, le problème de gestion des déchets demeure, les volumes de déchets produits à Harare est tellement remarquable et dépassent largement les capacités de traitement, l'avenue Sefu est l'exemple typique avec une présenceénorme des déchets qui modifie même la morphologie du site.

Face à ce vide institutionnel et l'insuffisance des services de collecte, une grande partie des habitants adopte des pratiques informelles telles que l'enfouissement ou de rejet à ciel ouvert (pour eux, c'est une façon de lutter contre les érosions qui ravagent le quartier en général). Cette situation engendre des impacts sanitaires (maladies hydriques, prolifération d'insectes et de rongeurs), environnementaux (pollution des sols et des eaux de surface, émissions de méthane et de CO2) et économiques (perte d'opportunités de valorisation énergétique et agricole).

Ainsi, le quartier Harare illustre un déséquilibre systémique dans lequel l'abondance de déchets organiques biodégradables coexiste avec un déficit énergétique et une gouvernance locale fragmentée. La problématique ne se limite donc pas à la collecte des déchets, mais touche la production d'énergie, la santé publique, la durabilité environnementale et l'organisation institutionnelle. Le problème révèle un déficit de gouvernance urbaine, d'intégration technologique et de valorisation locale des ressources.

Comment la mise en place d'un système intelligent et participatif de valorisation des déchets, adapté aux contraintes socio-économique du quartier Harare, peut-elle transformer les déchets organiques, généralement perçus comme nuisance, en ressources renouvelables à usage énergétique et agricole, afin d'améliorer la gestion des déchets et de réduire la pollution ?

Pour répondre à cette problématique, plusieurs sous-questions sont pertinentes :

1. Quels volumes de déchets organiques sont générés quotidiennement dans le quartier Harare et peuvent être valorisés par méthanisation ?

2. Quelle technologie de méthanisation et quels outils intelligents de gestion sont adaptés aux contraintes locales, à l'échelle urbaine et aux ressources disponibles ?

3. Comment impliquer efficacement les habitants, les associations locales et les autorités pour assurer l'adhésion, la maintenance et la durabilité du projet ?

Ce travail présente également un intérêt scientifique et opérationnel pour les politiques urbaines de gestion des déchets dans la ville de Kinshasa en particulière et en générale dans les villes africaines en forte croissance démographique. En effet, de nombreux quartiers de la ville de Kinshasa présentent des caractéristiques similaires à celles du quartier Harare, entre autre :

L'étude vise ainsi à proposer une approche innovante de valorisation des déchets organiques combinant méthanisation, production d'énergie renouvelable et participation communautaire. Les résultats de cette étude pourraient servir de base pour le développement de solutions durables et reproductibles dans d'autres quartiers de Kinshasa et dans plusieurs villes africaines confrontées aux mêmes défis environnementaux et énergétiques.

L'objectif général de cette étude est de contribuer à l'amélioration de la gestion des déchets organiques dans le quartier Harare en évaluant leur potentiel de valorisation par méthanisation dans un système participatif, intelligent et écologique.

· Etablir un état des lieux, une analyse sur la gestion des déchets organiques dans le quartier Harare, notamment les modes de production, de collecte et d'élimination.

· Caractériser et estimer les volumes de déchets organiques produits et leur potentiel de valorisation énergétique et agricole.

· Evaluer les contraintes et les potentialités liées à la faisabilité technique de la méthanisation des déchets organique dans le contexte urbain du quartier Harare

· Proposer un modèle participatif de collecte et de valorisation des déchets basé sur un système pilote TOMBEC intégrant la production de biogaz, de compost et des outils de gestion intelligente

Ce mémoire est subdivé en cinq chapitrespermettent d'aborder progressivement la problématique de la gestion et la valorisation des déchets organiques dans le quartier Harare

- Le premier chapitre porte sur le contexte général de l'étude, la problématique, les objectifs de la recherche ainsi que l'intérêt scientifique et pratique du travail. Il nous permet de situer l'étude dans le contexte de l'urbanisation des villes africaines et des défis liées à la gestion des déchets

- Le deuxième chapitre est consacré à la revue de littérature et au cadrage théorique lié aux principaux concepts sur la gestion des déchets solide, à la valorisation et aux technologies de méthanisation. Il nous permet aussi d'analyser les expériences et les approches adoptées dans différentes villes africaines afin de mieux identifier les modèles et les solutions pour le contexte étudié.

- Le troisième chapitredécrit l'approche méthodologique qualitative, quantitative et mixte. Il présente la zone d'étude, les méthodes de collecte des données, les outils d'analyse utilisés pour l'étude de la production et de la gestion des déchets organiques dans le quartier Harare.

- Le quatrième chapitre présente les résultats de l'étude d'analyse du site. Il met en évidence l'état actuel du quartier Harare sur la gestion des déchets organiques, les volumes de déchets produits, ainsi que les contraintes et les potentialités de leur valorisation.

- Enfin, le cinquième chapitre propose un modèle de valorisation des déchets organiques basé sur un système intelligent et participatif de valorisation des déchets, adapté aux contraintes énergétiques, environnementaux et socio-économiques du quartier Harare. ainsi que des perspectives de reproduction du modèle dans d'autres quartiers de Kinshasa.

Le cadre théorique définit l'ensemble des concepts, approches et modèles permettant de comprendre et d'analyser un phénomène scientifique. Dans le cadre de cette recherche, il nous permet d'expliquer les dynamiques liées à la gestion des déchets urbains et leur intégration dans une perspective de ville intelligente. Plusieurs concepts sont mobilisés et creusé en peu plus dans cette étude, notamment la gouvernance urbaine, la planification territoriale, la gestion durable des déchets et le concept de Smart City.

Une ville durable est une ville capable de se maintenir dans le temps grâce à sa distance critique avec le présent. C'est aussi une ville qui offre partout une qualité de vie et des différences moins fortes entre les milieux.

Par rapport à notre recherche, Une ville durable est donc une ville qui met en place un projet écologique ( recyclage et tri sélectif notamment), économique et social. ... C'est pourquoi le quartier est souvent présenté comme une échelle pertinente pour penser la ville durable. Il permet la parole, les débats, les relations entre connaissances^4(*).

Le concept de ville durable désigne une ville qui cherche, en application des principes du développement durable, à prendre en compte dans ses aménagements et son fonctionnement les enjeux sociaux, économiques et environnementaux : « économiquement viable, socialement vivable et respectueuse de l'environnement, cette version urbaine du développement durable reprend les trois piliers de ce dernier en y ajoutant la participation citoyenne » (Boyer et Tommasi, 2018).

La notion de ville durable permet alors de prendre en compte et d'agir à l'échelle locale, celle de la ville ou du quartier, sur des problèmes globaux (Emelianoff, 2007) que sont notamment ceux de l'artificialisation des sols, des nuisances environnementales ou encore de la pollution.

Différentes réponses sont apportées à ces problèmes, parmi lesquelles la réintégration de la nature en ville pour la sauvegarde de l'environnement, d'où le terme de « ville verte » parfois utilisé pour parler de la ville durable. La valorisation du jardinage urbain participatif en est l'une des facettes (Deschamps, 2019).

Néanmoins, malgré ses objectifs affichés, la ville durable reste pour de nombreux auteurs un projet utopique dont les réalisations concrètes sont encore très peu visibles. Ainsi certains reprochent-ils le fait que les inégalités environnementales ne sont pas réellement abordées (Cook et Swyngedouw, 2014 ; Theys et Emelianoff, 2001), que la mixité sociale souhaitée se traduit plutôt par des mouvements de gentrification (Béal, 2011), et que le discours véhiculé sur la nature conduit à la création d'une vision unique et simpliste de la nature qu'il s'agirait de sauvegarder (Cook et Swyngedouw, 2014).

Par ailleurs, certains auteurs s'interrogent sur la réelle possibilité d'un « capitalisme vert », c'est-à-dire sur la compatibilité effective du système économique et social actuel et les exigences liées à la volonté d'agir au vu de l'urgence sociale et environnementale. Les plus radicaux voient seulement dans le concept de « ville durable » une mutation du système capitaliste pour assurer sa pérennité (Andrieu et Beaurain, 2016)^5(*).

Ainsi par rapport à notre recherche, il est impassable de penser smart sans penser à la durabilité. Une ville durable c'est une ville qui combine à la fois l'aspect smart et écologique pour une meilleure qualité de la vie de la population locale et cela commence dans nos quartiers.

Smart cities (d'origine anglo-saxon) ou une ville intelligente en français, c'est une ville qui utilise les technologies de l'information et de la communication ainsi que les données issues de capteurs pour améliorer la gestion de ses différents services ainsi que la qualité de vie de ses citoyens tout en respectant les principes du développement durable.^6(*)

La ville intelligente a pour mission de simplifier les relations avec l'administration et d'améliorer l'accès à Internet et aux données ( données ouvertes) pour les citoyens, de gérer les ressources (énergie, eau, déchets), les services publics, les transports, de renforcer la sécurité, etc. Concrètement, elle utilise les technologies et les données issues des capteurs pour s'assurer du bon fonctionnement des installations de production d'électricité renouvelable, des réseaux d'approvisionnement en eau, des centrales électriques, de la mesure des niveaux de pollution, de la gestion des déchets, de la surveillance du trafic routier, des systèmes d'information, des écoles, des bibliothèques, des hôpitaux, etc.

La notion de Smart Cities dans les villes des pays en développement, notamment en Afrique et précisément à Kinshasa, elle ne se limite pas uniquement à l'utilisation des technologies avancées. Elle engage également l'intégration des solutions simples, innovantes et communautaires adaptées aux réalités socio-économiques et environnelentale locales, telles que les systèmes participatifs de la gestion des services urbains ou les solutions de valorisation des déchets ou ressources locales, par exemple la technologie sur la méthanisation des déchets. Cette approche permet non seulement d'améliorer la qualité de vie des habitants, mais aussi de renforcer la durabilité et l'efficacité des services urbains à Kinshasa

On entend par "déchets" des substances ou objets qu'on élimine, qu'on a l'intention d'éliminer ou qu'on est tenu d'éliminer. Un déchet solide se définit comme toute substance solide ou objet provenant des activités industrielles, commerciales, domestiques, agricoles, biomédicaux etc. dont le détenteur se défait ou à l'intention de se défaire ou dont il a l'obligation de se défaire ou d'éliminer.

Selon le dictionnaire Larousse, les déchets caractérise toute « perte qu'une chose subit dans sa substance ou sa valeur ». Le moteur de recherche Wikipédia qualifie un déchet comme étant « Tout objet en fin de vie ou toute substance ayant subi une altération physique ou chimique, qui ne présente alors plus d'utilité ou est destiné à l'élimination »

Le Code de l'hygiène de la RDC (2015) définit le déchet comme : « tout résidu issu d'un processus de production, de transformation ou d'utilisation ; c'est aussi toute substance, matériau, produit ou généralement tout bien meuble abandonné ou que son détenteur destine à l'abandon ». Economiquement, le déchet est tout bien n'ayant aucune valeur marchande

(Epusaka I., 2019), ce qui dénote que la mise en valeur d'un bien lui ôte cette étiquette.

La Politique Nationale d'Assainissement de la RDC, quant à elle, (2014) définit le déchet comme « tout résidu d'un processus de production, de transformation ou d'utilisation, toute substance solide, liquide ou gazeuse, matériaux ou produits généralement destinés à être éliminés ».

N°	Types	Caractéristiques
01	Déchets solides	De type « pelletables^8(*) ». leur teneur en eau est faible ou nulle. Ils sont composés notamment des verres, des métaux, des papiers, des cartons, des feuilles, etc.
02	Déchets liquides	De type « pompables^9(*) ». ils sont constitués des eaux usées domestiques (eaux grises, eaux noires), des eaux usées industrielles et des eaux usées pluviales
03	Déchets gazeux	Substances gazeuses libérées dans l'atmosphère, par exemple lors de l'incinération d'un objet, du démarrage d'un moteur, etc.

· Les déchets biodégradables : ce sont des déchets organiques qui se décomposent par des micro-organismes tels que les bactéries de la putréfaction ;

· Déchets non biodégradables : de type non organique, ces déchets prennent du temps pour se décomposer.

· Les déchets inertes : ils sont chimiquement inoffensifs pour l'environnement ou pour l'homme. Ex : la pierre, le sable, etc.

· Les déchets dangereux : leur composition chimique peut avoir des impacts négatifs sur l'homme. Ex : les pneus, les batteries, le gaz méthane, etc.

Le type de déchets analysé dans ce travail est les déchets organiques, classé selon la vitesse de la décomposition naturelle des déchets biodégradables.

Ces sont des déchets biodégradables qui provient de matières d'origine animale ou végétale.

Les déchets organiques sont fermentescibles; ils peuvent donc être traités par compostage ou par biométhanisation^10(*)

En RDC, selon FONAK, les déchets organiques sont des résidus biodégradables d'origine végétale ou animale (restes alimentaires, déchets de marché, feuilles, etc.). Ils représentent plus de 65 % des ordures ménagères, notamment à Kinshasa. Leur valorisation, sous forme de compost ou de charbon écologique, est cruciale pour l'assainissement urbain.

La gestion des déchets organique comprend le tri, le conditionnement, la collecte, le transport, le stockage, le recyclage, le traitement et l'élimination des déchets, y compris la surveillance de site d'élimination (Code de l'hygiène RDC, 2015). Mbenga M. (2021) propose six étapes de gestion des déchets organique à savoir :

· La collecte : rassemblement dans des poubelles ou sur une zone bien définie ;

· Le ramassage et l'évacuation : le ramassage fait allusion au nettoyage des lieux ou aux vidanges des poubelles). L'évacuation quant à elle se fait soit vers des sites de transit ou vers des stations de tri (déchetterie) ;

· Le stockage : c'est le dépôt des déchets dans une espace bien aménagé soit dans les stations de transit soit dans les déchetteries ;

· Le tri : c'est une opération visant à séparer les déchets selon leur catégorie en vue de suivre une filière de traitement ;

· Le traitement : c'est l'ensemble des opérations consistant soit à la valorisation (réutilisation, recyclage, compactage, etc.) soit à l'élimination des déchets (enfouissement, incinération).

Dans toutes les villes de notre pays, la commune occupe un rôle central en matière de gestiondes déchets. En principe elle s'occupe de l'organisation des décharges publiques et du servicede collecte et du traitement des ordures ménagères et de créé des partenariats avec le secteurprivé et les organisations non gouvernementales. Toutes les institutions de l'État interviennentà des degrés divers dans le domaine de la gestion des déchets. Les rôles sont évidemmentdifférents et l'on peut distinguer les institutions de planification, de normalisation etd'exécution.

Le Ministère de l'environnement, conservation de la nature et tourisme définit la politique etla stratégie dans le secteur d'assainissement par l'élaboration d'un plan nationald'assainissement.

La Régie d'Assainissement et des Travaux Publics de Kinshasa (RATPK) s'occupe de lagestion des déchets dans la ville de Kinshasa.

Le secteur de l'assainissement, en dépit de son importance pour l'amélioration du cadre de viedes populations congolaises, ne dispose pas encore d'un cadre juridique spécifiquerelativement aux enjeux qui lui sont propres. En effet, il n'existe pas à ce jour un texte qui portela problématique de la gestion de l'assainissement de manière globale. Les quelques textesjuridiques du secteur sont généralement dépassés ou épars dans le corps des textes des autressecteurs (PNA,2013).

Dans le contexte de la République Démocratique du Congo, la constitution de 2006 en sonarticle 53 reconnait à `` toute personne le droit à un environnement sain et propice à sonépanouissement intégral.''

· L'ordonnance loi numéro 12/008 du 11 juin 2012 confère au ministère del'environnement et la conservation de la nature la coordination de la mise en oeuvre de lapolitique nationale d'assainissement.

En ce qui concerne les aspects juridiques de l'assainissement de milieu, les orientationspréliminaires se trouvent dans :

· La loi numéro 11/009 du 09 Juillet 2011 portant principes fondamentaux relatifs à laprotection de l'environnement. Ce texte légal prévoit, entre autres, les dispositionsimportantes concernant la lutte contre toutes les formes de pollutions et de nuisances enparticuliers.

· Cette loi stipule en son article 56 que l'Etat, la province et l'entité territoriale décentralisées'assurent de la gestion rationnelle des déchets de manière à préserver la qualité del'environnement et la santé.

· En son article 58 cette loi dit que toute personne physique ou morale publique ou privée,qui produit ou détient des déchets domestiques, industriels, artisanaux, médicaux,biomédicaux ou pharmaceutiques est tenue d'en assurer la gestion. Et qu'un décret délibéréen conseil des ministres fixes les normes spécifiques de stockages, de recyclage, detraitement et d'élimination des déchets.

· La Loi numéro 08/012 du 31 Juillet 2008 portant principes fondamentaux relatifs à lalibre administration des provinces ;

· La Loi organique numéro 08/016 du 07 octobre 2008 portant composition, organisationet fonctionnement des Entités Territoriales Décentralisées et leurs rapports avec l'Etat etles provinces ;

· L'ordonnance numéro 12/008 du 16 Juin 2012 fixant les attributions des ministères.

La gestion durable des déchets solides est une expression du développement durable. Elle consiste à l'utilisation rationnelle des ressources naturelles dans le souci de satisfaire les besoins actuels sans compromettre ceux des générations futures. Mais aujourd'hui, la gestion des déchets solides constitue l'un des défis majeurs de la planification urbaine dans les villes en croissance rapide. Comme nous l'avons cité ci-dessus, selon la Banque mondiale (2018), la production mondiale de déchets devrait atteindre environ 3,4 milliards de tonnes par an d'ici 2050, à cause de la croissance démographique non contrôlé, de l'urbanisation et de l'évolution des modes de consommation.

Les systèmes de gestion des déchets sont souvent caractérisés par des insuffisances structurelles, notamment l'absence d'infrastructures ou équipements adaptées, le manque de financement et la faiblesse des institutions responsables de la collecte et du traitement des déchets dans de nombreuses villes africaines des pays en développements.

C'est dans ce contexte que plusieurs études ont été faites pour appuyés la nécessité d'adopter des approches innovantes basées sur l'économie circulaire. Ces approchent vise à transformer les déchets en ressources utiles plutôt que de les considérer uniquement comme des résidus à éliminer.

Ainsi la valorisation des déchets organiques à travers des technologies telles que la méthanisation représente une solution durable pour réduire la quantité de déchets tout en produisant de l'énergie renouvelable.

Les énergies renouvelables sont les énergies naturelles non épuisantes dérivées directement et indirectement du soleil, telles que la biomasse, la géothermie, l'hydroélectricité, les courants océaniques, le rayonnement solaire, les raz-de-marée et l'énergie éolienne. L'énergie renouvelable est une énergie dérivée de processus naturels qui sont renouvelés en permanence.

Il existe aujourd'hui des systèmes permettant aux collectivités de générer de l'énergie et de la valeur à partir des déchets en récoltant le biogaz des déchets organiques ou les gaz d'enfouissement, ou en utilisant la chaleur des eaux usées et des sites d'enfouissement. Ces systèmes aident les collectivités à produire de l'énergie renouvelable, à limiter leur dépendance aux combustibles fossiles et à réduire leurs émissions de GES. Ils peuvent également générer de précieux sous-produits comme des amendements de sol, des engrais et du digestat, tout en réduisant potentiellement les coûts d'exploitation des sites d'enfouissement et les frais d'élimination des déchets.

La production de gaz naturel renouvelable (GNR) commence habituellement par la collecte de déchets organiques, comme les déchets de site d'enfouissement, les déchets agricoles ou les eaux usées. Lorsque les déchets organiques se décomposent, ils dégagent du méthane, qui est la composante principale du gaz naturel. Les producteurs peuvent capturer et purifier ce méthane et l'injecter sous forme de GNR dans les flux gazeux existants^11(*)

La biomasse est l'ensemble de la matière organique d'origine végétale, animale ainsi que ses produits de transformation (les déchets organiques). L'avantage de la conversion énergétique de la biomasse, par rapport aux autres sources énergétiques renouvelables, réside dans le fait qu'en plus de la production d'énergie, elle participe activement au traitement des déchets organiques contribuant ainsi à la réduction de l'impact de nos activités sur l'environnement.

La production de biomasse est divisée en huit catégories d'après l'échelle établie par Hoogwijk et al15 :

· biomasse produite par le surplus des terres agricoles, non utilisées pour l'alimentation humaine ou animale : cultures énergétiques,

· biomasse produite par le déboisement (entretien de forêt) ou le nettoyage de terre agricoles,

· résidus agricoles issus des cultures des céréales, vignes, vergers, oliviers, fruits et légumes,... ;

· résidus de l'agroalimentaire, résidus forestiers issus de la sylviculture et de la transformation du bois,

· déchets organiques des ménages (fraction fermentescibles des ordures ménagères (FFOM), papiers, cartons, déchets verts), biomasse directement utilisée à des fins non alimentaires (bois pour le papier),

· déchets organiques des déchets industriels banals (papiers, cartons, bois, déchets putrescibles).

La biométhanisation est un processus biologique naturel où les micro-organismes dégradent la matière organique en l'absence d'oxygène, produisant principalement du biogaz, composé essentiellement de méthane (CH4) et de dioxyde de carbone (CO2). Ce processus se déroule dans des environnements anaérobies, tels que les digesteurs.

Ce procédé offre de nombreux avantages, notamment une gestion efficace des matières organiques, la production d'engrais naturel pour l'agriculture, la production d'une source d'énergie renouvelable et la réduction des émissions de gaz à effet de serre. La biométhanisation représente ainsi une approche écologique et durable, contribuant à la transition vers une économie circulaire et à la diminution de la dépendance aux combustibles fossiles^12(*)

La digestion anaérobie des déchets organiques et des effluents organiques industriels est un processus biologique de décomposition de la matière organique, qui se déroule en absence d'oxygène et qui conduit à la formation de biogaz, mélange de méthane CH4 (50 à 75 %) et de gaz carbonique CO2 (25 à 50 %). Des communautés microbiennes complexes sont responsables de cette décomposition.

On peut distinguer trois types de digestion anaérobie selon les zones de températures dans lesquelles s'opère le processus, soit basse, moyenne ou élevée, les limites variant d'un auteur à l'autre :

Selon Le compostage est un procédé de valorisation biologique dit aérobie, soit avec oxygène, qui s'opère grâce au travail de divers microorganismes (bactéries, champignons et actinomycètes) oeuvrant dans des conditions idéales d'humidité, d'oxygénation, de pH et de porosité. Ce procédé de décomposition accéléré et contrôlé inclut une phase caractérisée par une température élevée (phase thermophile à plus de 45°C) résultant de la chaleur générée par les microorganismes suiv ie d'une phase de maturation. Le compost qui en résulte est un produit stable, hygiénisé et riche en composés humiques, qui sert principalement d'amendement et de fertilisant pour les sols.

Le procédé de compostage se déroule généralement en quatre grandes étapes qui s'échelonnent sur plusieurs semaines : la réception des matières organiques, la préparation des matières en vue de leur compostage (prétraitement), le procédé de compostage lui-même incluant la phase de maturation et l'affinage du compost en vue de son utilisation et de sa mise en marché.

Un système intelligent de gestion des déchets dans une smart city utilise l'IoT (capteurs connectés) et l'IA pour optimiser la collecte en temps réel. Les poubelles connectées signalent leur niveau de remplissage, permettant de planifier des itinéraires de camions dynamiques, réduisant ainsi les coûts, la pollution et le débordement des conteneurs.

· Capteurs de Remplissage (IoT) : Installés sur les conteneurs, ils mesurent le taux de remplissage, la température et le mouvement en temps réel.

· Optimisation des Tournées : Les données collectées permettent aux camions de ne collecter que les bacs pleins, limitant les trajets inutiles.

· Conteneurs Intelligents (Hubs) : Des points de propreté compacteurs (parfois solaires) augmentent la capacité de stockage.

· Tri Automatisé : L'IA et la robotique dans les centres de tri augmentent la précision du recyclage.

· Avantages Environnementaux : Réduction de l'empreinte carbone, moins de congestion urbaine et meilleure propreté.

Ce système permet une gestion proactive, transformant la collecte traditionnelle en un service basé sur les besoins réels

L'économie circulaire se définit comme un « système de production, d'échange et de consommation visant à optimiser l'utilisation des ressources à toutes les étapes du cycle de vie d'un bien ou d'un service, dans une logique circulaire, tout en réduisant l'empreinte environnementale et en contribuant au bien-être des individus et des collectivités^15(*) ».

Repenser nos modes de production et de consommation pour consommer moins de ressources et préserver les écosystèmes qui les génèrent

Optimiser l'utilisation des ressources qui circulent déjà dans nos sociétés en :

De nombreux pays ont mis en place des lois, des feuilles de route, des programmes ou des incitatifs économiques pour favoriser la transition vers l'économie circulaire.

L'ONU HABITAT (2014) définit la planification comme « un processus continu, itératif et bien approprié aux localités complexes, interdépendantes et en évolution rapide », permettant « de maîtriser l'incertain, l'imprévisible, et de tirer des enseignements à partir des expériences précédentes grâce aux activités de suivi permanent et aux commentaires recueillis »^16(*)

Le MINEPAT (2010) évoque une « démarche stratégique » dans la planification, afin d'atteindre les objectifs visant l'amélioration des conditions de vie. Toutefois, cette planification doit inclure les aspects sociaux, économiques et environnementaux (ONU Habitat, 2014 ; KABAMBA K., 2024). La planification est une démarche prospective (KIBALA N.,2024) et se base sur les priorités sectorielles tout en se fondant sur une approche participative (KABAMBA K., 2024 ; KIBALA N., 2024).

La planification territoriale est une réflexion, une démarche mentale qui aboutit entre autre à la définition des politiques de développement et à la mise en place d'un plan d'aménagement territorial. Ce dernier est une action consistant en une répartition ordonnée formant un habitat rationnel (LAT, 2020). Elle se repose sur des bases et principes qui aboutissent sur une vision d'un développement local cohérent.

Les objectifs de la planification, voire de l'aménagement du territoire sont nombreux dont on peut citer (BELHEDI A., 2010 ; KABAMBA K., 2024, PDL 145-T, 2021) :

· L'amélioration des performances socio-économiques et environnementales du territoire.

La CTAD (2013) propose trois instruments qui accompagnent le développement local d'une entité territoriale :

· Le Plan de Développement (PD) : il reprend les différentes approches stratégiques et prioritaires pour un développement dans une démarche prospective à long terme ;

· Programme d'Investissement Prioritaire (PIP) : il est l'émanation du PD pour le territoire concerné ;

· Le Programme Annuel d'Investissement (PAI) : il est inclus dans l'élaboration du budget de la Province ou de l'ETD.

La planification territoriale constitue un outil stratégique permettant d'organiser l'utilisation de l'espace et d'orienter le développement urbain. Elle vise à assurer une gestion rationnelle des ressources territoriales tout en répondant aux besoins socio-économiques des populations.

Selon Faludi (2000), la planification territoriale est un processus de prise de décision visant à organiser l'espace afin de promouvoir un développement harmonieux et durable.

Dans le contexte des villes en développement, la planification territoriale joue un rôle essentiel pour faire face aux défis liés à l'urbanisation rapide, notamment en matière d'infrastructures urbaines et de gestion des services publics.

Selon ONU-Habitat (2014), la planification urbaine constitue un instrument fondamental pour améliorer la gestion des villes et promouvoir un développement urbain durable.

Ainsi, la planification territoriale constitue un cadre essentiel pour intégrer des solutions innovantes dans la gestion des services urbains, notamment dans le domaine de la gestion des déchets.

Selon le Programme des Nations Unies pour le Développement (PNUD), la gouvernance se définit comme l'ensemble des mécanismes permettant aux citoyens et aux institutions d'exprimer leurs intérêts, d'exercer leurs droits et de remplir leurs obligations (PNUD, 2009).

Par rapport cette définition, nous pouvons clairement comprendre que la réussite des projets de gestion durable des déchets repose également sur la participation des différents acteurs urbains. Selon Pierre et Peters (2000), la gouvernance urbaine se caractérise par la collaboration entre les institutions publiques, les acteurs privés et la société civile dans la gestion des politiques urbaines.

Dans le cas des villes africaines, l'implication des communautés locales est particulièrement importante car les systèmes formels de gestion des déchets sont souvent insuffisants. Les initiatives communautaires peuvent donc jouer un rôle essentiel dans la collecte, le tri et la valorisation des déchets.

Ainsi, l'intégration des technologies intelligentes, combinée à une gouvernance participative, permet de développer des systèmes de gestion des déchets plus efficaces et plus durables

La notion de villes intelligentes (Smart Cities) est complexe et multiforme (Ahvenniemi et al., 2017). Elle repose sur l'interaction entre durabilité, technologies de l'information et participation citoyenne. La durabilité dans ce contexte est définie comme la coexistence de l'équité sociale, de la conservation de l'environnement naturel, de la vitalité économique et de la qualité de vie en milieu urbain (Toli & Murtagh, 2020). L'intelligence, quant à elle, renvoie à l'utilisation des TIC et de l'analyse des données pour améliorer les systèmes et services urbains (Clement et al., 2023).

La littérature souligne l'importance d'une approche holistique de la durabilité, où la technologie ne doit pas être l'unique moteur des villes intelligentes, mais doit s'intégrer à la protection de l'environnement et à l'équité sociale (Toli & Murtagh, 2020). Cependant, certaines définitions industrielles privilégient uniquement l'efficacité des ressources via les TIC, ce qui crée un décalage entre la rhétorique de durabilité et la pratique sur le terrain.

Depuis 1987, le développement durable s'est institutionnalisé, avec des initiatives telles que la Charte de l'environnement en France (2005) et les 17 Objectifs de Développement Durable (ODD) adoptés par l'ONU en 2015. Néanmoins, l'implémentation reste inégale selon les contextes politiques, sociaux et économiques. Boisvert et al. (2019) insistent sur la nécessité d'une durabilité forte, où le capital naturel ne peut être substitué par le capital produit. À l'inverse, Fiore et al. (2023) soulignent une approche faible, centrée sur la croissance économique et la technologie.

Dans les villes africaines, la durabilité et l'intelligence urbaine doivent intégrer des dimensions culturelles et sociales particulières. L.Viévard (2014) souligne qu'une ville intelligente doit concilier les piliers sociaux, culturels et environnementaux via une gouvernance participative et la gestion raisonnée des ressources naturelles. Selon E.Eveno (2018), une ville intelligente optimise son fonctionnement en intégrant les TIC tout en respectant les besoins traditionnels et nouveaux des populations.

Les villes africaines présentent une complexité spécifique?: diversité culturelle, modes de vie hétérogènes et forte présence du secteur informel. Les expériences internationales ne sont pas directement transférables. Certaines villes africaines se revendiquent «?intelligentes?», mais le concept y est souvent mal compris, conduisant à l'importation de modèles non adaptés aux besoins locaux.

La décentralisation offre néanmoins l'opportunité aux collectivités locales de concevoir des solutions adaptées aux habitudes culturelles, aux modes de vie et aux contraintes socio-économiques des populations. Les six dimensions d'une ville intelligente proposées par Giffinger et al. (2017) offrent un cadre systémique pour le développement urbain africain, permettant de concilier subsystèmes technologiques, gestion des infrastructures et cohésion sociale.

Kinshasa illustre bien cette réalité?: la ville combine une organisation informelle des communautés avec une complexité technologique et infrastructurelle, nécessitant des approches innovantes et adaptées aux contraintes locales.

L'évolution de la gestion des déchets a longtemps reposé sur des approches classiques?: réglementation, infrastructures municipales et confinement. Les premières stratégies ont privilégié l'hygiène publique et la collecte, plutôt que la circularité et la valorisation des déchets (Wilson, 2007?; Pires et al., 2011). Les études empiriques ont identifié les revenus, les modes de consommation et l'urbanisation comme principaux déterminants de la production de déchets (Beigl et al., 2008).

Dans les pays à faibles et moyens revenus, les politiques de gestion des déchets sont souvent inefficaces?: collecte limitée, faible application des règlements et marginalisation du secteur informel (Cointreau, 2006?; Troschinetz & Mihelcic, 2009). Des recherches récentes mettent en avant l'importance de la gouvernance, de la cohérence institutionnelle et de l'intégration des communautés pour améliorer l'efficacité des systèmes (Alam & Ahmade, 2013?; Abarca Guerrero et al., 2013).

La littérature souligne toutefois une lacune?: l'adaptation de ces modèles aux réalités africaines, caractérisées par l'informalité et le manque d'infrastructures. C'est ici que l'intelligence numérique et les outils des Smart Cities offrent un potentiel d'innovation, permettant le suivi en temps réel des flux de déchets et l'optimisation des processus de collecte et de valorisation.

Traditionnellement abordée sous un angle purement hygiéniste ou logistique, la gestion des déchets dans les villes africaines gagne à être analysée à travers le prisme du métabolisme urbain. Ce concept, défini par Wolman (1965) et adapté aux pays du Sud par Barles (2010), appréhende la ville comme un écosystème vivant consommant des ressources et rejetant des flux de matières et d'énergie. En milieu périurbain africain, caractérisé par une forte informalité, le métabolisme est majoritairement 'linéaire' : les nutriments entrent sous forme de produits vivriers et finissent massivement dans des décharges sauvages à ciel ouvert (rejet évalué à 44,2 % à Mpasa Harare). L'introduction d'unités décentralisées de méthanisation permet de transiter vers un métabolisme circulaire, où le déchet redevient une ressource locale (biogaz et digestat), réduisant ainsi l'empreinte environnementale de l'entité urbaine.

Le devenir des sous-produits de la méthanisation, ou digestats, représente un pilier central de la viabilité des écosystèmes circulaires. Selon des études menées par le CIRAD en Afrique de l'Ouest (2020), les digestats de biodéchets ménagers possèdent des propriétés d'amendement organique comparables, voire supérieures, aux composts traditionnels, avec une minéralisation rapide de l'azote qui favorise la pénétration racinaire. Dans un contexte comme celui de la commune de la N'sele à Kinshasa, véritable poumon maraîcher de la capitale , la production de digestat solide et liquide offre une réponse directe à l'appauvrissement des sols sableux et au coût prohibitif des engrais chimiques importés, créant une symbiose économique entre assainissement urbain et sécurité alimentaire locale

Kibala (2022) observe une montée des activités informelles sur les friches industrielles de Kinshasa, conséquence de la désindustrialisation et du manque de planification foncière. Ces activités, bien que précaires, constituent une stratégie de survie pour les ménages et représentent environ 75?% de la population active.

Nzuzi L. (2008) analyse la gestion des déchets solides dans la ville et souligne l'échec des politiques publiques, compensé par des initiatives privées. Par exemple, les jeunes Kinois collectent les déchets métalliques («?mitrailles?») pour les vendre aux entreprises de recyclage, transformant ces matériaux en barres de fer de construction.

La gouvernance territoriale est donc un facteur critique. L'absence de politiques efficaces contribue à l'insalubrité et limite le développement urbain. Dans ce contexte, la population développe ses propres stratégies de gestion des déchets, illustrant le rôle central des dynamiques locales et informelles dans l'organisation urbaine.

?La dépendance des ménages périurbains de Kinshasa vis-à-vis du charbon de bois (Makala) constitue un vecteur majeur de déforestation en RDC et un problème sanitaire aigu dû aux émanations de monoxyde de carbone en cuisine (Mwamba, 2021). La littérature africaine récente met en avant le concept de 'Souveraineté Énergétique de Proximité' (Nzila et al., 2012). Les travaux sur la micro-méthanisation en Afrique subsaharienne démontrent que la production de biogaz à l'échelle communautaire offre une alternative viable et compétitive. La valorisation thermique directe du méthane issu de la digestion anaérobie permet non seulement de substituer le combustible traditionnel, mais s'inscrit aussi dans la trajectoire des Smart Cities africaines, qui privilégient des solutions bas-carbone, abordables et adaptées au pouvoir d'achat des populations à faibles revenus.

La littérature suggère que l'intégration des principes de Smart City dans la gestion des déchets urbains peut améliorer?:

Pour Kinshasa et le quartier Harare, cette approche est particulièrement pertinente?: le manque d'infrastructures, la production élevée de déchets organiques et la forte présence du secteur informel nécessitent une solution innovante, adaptée aux réalités locales et mobilisant à la fois technologie et participation sociale.

La littérature et la pratique internationale documentent plusieurs projets de valorisation des déchets organiques par méthanisation en milieu urbain africain, qui constituent des références directes pour le système TOMBEC. Ces expériences permettent d'ancrer le projet dans un état de l'art opérationnel solide et d'en valider la faisabilité.

2.3.1. Le Programme de Partenariat Africain pour le Biogaz (ABPP), Afrique de l'Est (2009-2019)

Le programme ABPP, mis en oeuvre par SNV (Organisation néerlandaise de développement) et Hivos dans cinq pays africains, Éthiopie, Kenya, Tanzanie, Ouganda et Burkina Faso constitue la référence de base la plus documentée sur la diffusion des biodigesteurs communautaires en Afrique subsaharienne.

Entre 2009 et 2017, le programme ABPP a installé plus de 27 000 biodigesteurs domestiques au Kenya, en Tanzanie et en Ouganda. Les résultats montrent que 84 à 91 % des ménages utilisateurs perçoivent une augmentation de leurs rendements agricoles, 84 à 94 % rapportent une réduction de leur consommation de combustible, et les économies de bois de feu atteignent 2,1 à 3,3 tonnes par ménage et par an (Clemens et al., 2018).

Le programme ABPP a été établi avec l'objectif principal de créer un marché viable et commercialement rentable pour les biodigesteurs dans chaque pays, en s'appuyant sur des structures nationales de mise en oeuvre et des comités de pilotage sous la direction des Ministères de l'Énergie. Ce programme démontre que la participation communautaire structurée et la formation des opérateurs locaux sont les facteurs déterminants de la durabilité du service, ce qui fonde directement le modèle de gouvernance à trois niveaux retenu pour TOMBEC.

* ⁵ Chloé Tommasi et Anne-Lise Boyer, « La ville durable », Géoconfluences, novembre 2018.

* ⁷Mbenga M, Cours d'environnement et assainissement, G3 Urbanisme, Institut Supérieur d'Architecture et

* ⁸Qui peut être chargé avec la pelle, terme de Leroy J. (1997), cité par Mbenga M. (2022)

* ⁹Qui peut être aspiré et rejeter par une pompe, terme cité par Mbenga M. (2022)

* ¹³ www.recyc-quebec.gouv.qc.ca/sites/default/files/documents/Fiche-technique-compostage.pdf

* ¹⁶ONU HABITAT, Evolution des Politiques Urbaines Nationales : Aperçu Général, 2014