Soutenance mémoire
L’eau, source de vie. Pour les habitants des pays Européens et pour l’Amérique du Nord, il est naturel de faire couler l’eau, de l’eau sure et propre du robinet et boire, cuisiner et se laver. Pourtant, pour plus d’un milliard d’être humain n’ont d’autre possibilité que d’utiliser de l’eau potentiellement dangereuse (OMS, 2005). D’après une enquête menée par l’organisation mondiale de la santé, chaque personne a besoin de 40 litres d’eau par jour pour survivre (OMS, 1986). Cela veut dire que l’eau fait partie intégrante de la vie humaine.Depuisl’année internationale de l’eau en 2003, on s’est rendu compte que nous faisons face aux disparités d’accès à la ressource et sa mauvaise qualité qui fait payer un lourd tribut aux enfants (agenda 21, 2008). Pourtant nous n’agissons pas comme il se doit pour la conservation des ressources. Nous exploitant ces ressources, nous les utilisons. Mais une fois utilisées, que deviennent ces eaux ? Souvent elles sontretournées dans leur milieu sans considération. Depuis le sommet de la Terre qui s’est tenu à Rio De Janeiro en 1992 et lors de chaque sommet, des chapitres sont consacrés à la protection des ressources en eau et leur qualité. Cela implique que la préservation des fonctions hydrologiques, biologiques et chimiques des écosystèmes est un point important dont on ne peut négliger (Eau, 2012).Quelques pays, notamment les européens, sont conscients des risques encourus par le rejet des eaux sans traitement. Ainsi, ils œuvrent pour la collecte et le traitement des eaux usées et également pour la valorisation.
Auparavant, à Madagascar, quand il s’agit de l’eau, majoritairement du point de vue géographique, la ressource en eau est bien suffisante.Cependant, depuis quelques décennies, les problèmes d’accessibilité en eau surgissent un peu partout dans la Grande Ile en raison du changement et de la métamorphose incessante climatique. Provoquant des problèmes complexes dans tous les secteurs de la vie humaine à savoir social, économique, politique et écologique.
Dans les grandes villes, les mesures d’hygiène publique et systèmes d’égout municipaux sont rudimentaires ou carrément inexistant. Alors que chaque habitation devrait être raccordé à un système d’égout qui aboutira à une station d’épuration ou être doté d’un système d’assainissement autonome. Raison pour laquelle, les eaux usées sont éparpillées et déversées dans la nature sans le moindre traitement.Les principales sources de pollution sont les eaux domestiques généralement non traitées et les sites de dépôt des déchets ménagers dans les zones urbanisées (OMS, 2016). Nous polluons ainsi les eaux de surface (rivières ou cours d’eau) où elles sont déversées ainsi que les eaux souterraines. Tout cela metégalement en danger la santé de la population. S’il en est ainsi, il sera difficile de satisfaire les besoins en eau de la population dans les années à venir. Vue la complexité de ces problèmesconcernant l’assainissement, hygiènes de la population, encore plus la protection et la sauvegarde de l’écologie et l’environnement y compris l’écosystème. Le champ de notre travail doit se focaliser sur un territoire bien délimité, plus précisément l’arrondissement d’Andrainjato-Nord au sein de la commune urbaine de Fianarantsoa. Dans cet arrondissement, étant le centre de notre étude, la question de l’assainissement et la protection des ressources en eausont des problèmes en suspens. Le manque d’infrastructuresest source de toutes sortes de pollution, notamment celle de l’eau.Laprincipale causede cette pollution est l’absence des stations d’épuration en aval des systèmes d’égout. En effet, les habitants rejettent directement leurs eaux domestiques et les lisiers des fermes dans la rivière de Tsiandanitra. La santé des villageois est en danger permanent en raison de l’éparpillement des eaux usées. Ces dernières entrainent la dégradation de la qualité naturelle de l’eau. Cette grande problématique qui nous pousse à poserdes questions : comment agit-on pour garantir la préservation de l’écosystème et l’hygiène de la population ? Quelles mesures devrait-on prendre pour la protection des ressources en eau ? L’établissement du système de bio-digesteurest-il indispensable afin d’éviter l’éparpillement des eaux usées et la pollution des ressources en eau ? La valorisation des rejets est-elle unedes conditions sine qua none pour l’assainissement et l’hygiène de la population et, notamment la protection des ressources en vue du développement intégral et durable de la population concernée ?
CARACTERISTIQUES DU SITE D’ETUDE
La vieille ville, Fianarantsoa, était construite sous le règne de Ranovavalona1ère.Vers 1873, deuxième ville après Antananarivo, Fianarantsoa devient avec les missionnairesun centrechrétien et intellectuel. La ville s’étend sur 138,69 km2 , elle fait partie de la Région Haute Matsiatra et District de Fianarantsoa. La ville de Fianarantsoa est située entre 45,51°et 47,41°longitude Est et 20,68° et 22,21° latitude Sud. Elle est caractérisée par un relief montagneux, heurté par des massifs vigoureux isolés et sillonnés par des dépressions étroites. La ville compte 50 Fokontany regroupés dans 7 arrondissements.Andrainjato-Nord étant notre site d’étude est composé de 7 Fokontany dont : Ambahisamotra, Ambalabe, Ambatolahy V, Anjaninoro, Antanifotsy V, Beravina et Idanda.
A propos de l’hydrographie de la ville, par faute de donnée, ce point sera traité avec celle de la Région Haute Matsiatra entière.
Hydrographie du site
Elle est caractérisée par le bassin versant du Mangoky, la superficie de ce versant est de 55750 km2 . Le réseau hydrographique prend sa source dans les Régions MatsiatraAmbony et Ihorombe (rivières de Manantanana, Zomandao et Ihosy) et il se déverse dans le canal de Mozambique. Pour Fianarantsoa, on compte 6 sous bassin versant intérieurs. Le sous bassin versant numéro 1 (S/BV n°1) : la partie aval vers l’émissaire principal ceinturant la ville de la côte Est. Le S/BV n°2 et n°3 avalant directement sur le quartier d’Ampasambazaha et du centre ville. Le S/BV n°4 : au sud de la ville, zone périphérique et zone d’extension et enfin le S/BV n°5 et n°6 assurent la fermeture Nord, Nord-Est de la ville, zone d’extension.
Climat
Fianarantsoa est dotée d’un climat de type tropical d’altitude alternant deux saisons :
➢ Novembre- Avril : période chaude et pluvieuse, pendant laquelle 90% des pluies sont enregistrées soit 1000 à 1200 mm par an. La température maximale avoisine les 30°C.
➢ Mai- Octobre : période fraîche et humide, la température peut diminuer jusqu’à 6°C.
Eau potable, assainissement et hygiène
La JIRAMA (JIrosyRAnoMAlagasy) approvisionne la population eneau potable. Actuellement, trois sources alimentent la ville de Fianarantsoa en eau potable dontAntarabiby, Vatosola et Ankidona. Pourtant on ne parvient pas encore à satisfaire les usagers, tant sur la qualité que la quantité. Les branchements individuels sont pour les minoritaires et les bornes fontaines sont insuffisantes et nombreuse sont non fonctionnelles. Les infrastructures sanitaires publiques ne répondent pas aux besoins de la population. Le taux de ménage ayant des fosses septiques et des latrines améliorées est très bas. De même pour les canalisations des eaux usées, dans le centre-ville les égouts sont bouchés et dans les villages les rejets sont éparpillés ou drainés par des petits canaux vers les cours d’eau.
RESSOURCE EN EAU
Il y a trois types de ressources en eau : eau de surface, eau de pluie et eau souterraine. Les substances qui constituent l’eau peuvent être d’origine naturelle (compositions des sols, matières organiques naturelles, organismes vivants,…) ou issues des pollutions le plus souvent liée aux activités anthropiques. Ainsi les substances retrouvées dans une eau sont différentes. Prenons par exemple le cas d’une eau de surface, les constituants naturels d’une eau de surface sont:
➢ Matières en suspension
Il y a les matières en suspension naturellement décantables comme les sables fins et les limons et des matières non décantables telles argiles colloïdales qui ont une taille de l’ordre de microns.
➢ Microorganismes
Ce sont les bactéries indigènes, les algues (phytoplancton) et les micro-invertébrés (zooplancton).
➢ Matières organiques
Les matières organiques naturellement présentes dans l’eau sont les substances humiques, les sécrétions et excrétions des êtres vivants du milieu. Ils peuvent être toxique et génère le gout et l’odeur désagréable de l’eau. Pourtant la qualité d’une rivière est soumise à un processus d’évolution naturelle depuis la source jusqu’à l’embouchure. Ces évolutions sont dues à une érosion régressive, dans ce cas la taille de dépôt est décroissante vers l’aval. Les activités biologiques évoluent également vers l’aval. Et il y a l’évolution physico-chimique et minérale : la température augmente et l’oxygène dissous diminue vers l’aval. Tandis que les matières organiques et les minéraux dissous croissent de l’amont vers l’aval d’une rivière. Pour une eau souterraine, la qualité de l’eau de la nappe dépend de celle de la rivière. Cependant la contamination dépend du type de la nappe. S’il s’agit d’une nappe captive, elle est profonde et donc protégée par une couche imperméable. Si la nappe est libre, elle est très sensible à la pollution.
DIFFERENTS TYPES DES EAUX USEES
EAUX PLUVIALES
Les eaux pluviales encore appelées les eaux de ruissellement. Elles résultent des écoulements des surfaces imperméables. Ce sont les eaux des toitures, des voiries, des parkings et des marchés mais également des eaux de drainage. Ces dernières sont peu profondes quand elles ne se sont pas encore infiltrées, elles peuvent alors ressortir quand il y a un drain. Les eaux de drainage lessivent le sol et cheminent avec elles des pollutions liées à la qualité du sol et à son usage. Les eaux pluviales entrainent ainsi des déchets organiques et minéraux : des limons, de la terre, des déchets de végétaux et des micropolluants tels les pesticides, les hydrocarbures, les détergents, etc… (Desjardins, 1997) Après avoir rappelé les types d’eau usée abordant maintenant la partie concernant la composition des eaux usées, elle donne un aperçu sur toutes les substances que peuvent contenir les eaux usées.
COMPOSITION DES EAUX USEES
La composition des eaux usées sont variables en fonction de leur origine. Elles incluent d’innombrables substances sous forme solide ou dissoute et de nombreux microorganismes. On peut classer ces substances en quatre groupe selon leurs caractéristiques et du danger sanitaire qu’elles représentent : les matières en suspension, les microorganismes, les éléments traces minéraux ou organiques et les substances nutritives(Baumont et al, 2004).
MATIERES EN SUSPENSION
En majorité, elles sont de nature biodégradable. Les matières en suspension transportent la plupart des microorganismes pathogènes. Elles sont responsables de l’apparence trouble de l’eau et la mauvaise odeur.
MICROPOLLUANTS
Les eaux usées contiennent des micropolluants en quantité infinitésimales. Le risque de contamination indirecte est préoccupant. Certains, comme les métaux lourds ou les pesticides, peuvent contaminer les chaines alimentaires s’accumulant dans les tissus d’êtres vivants et notamment dans les plantes cultivées. Les micropolluants organiques sont variés et nombreux, ils peuvent provenir des détergents et des pesticides ou également transportés par les eaux pluviales par les réseaux routiers ou les terres agricoles. Ces éléments organiques sont principalement : les chlorophénols, les hydrocarbures polycycliques aromatiques, les phalates, avec une concentration de 1 à 10 µg.L-1 dans les effluents. Dans le sol, quelques composés ioniques tels les solvants chlorés et les pesticides organochlorés peuvent être entrainés dans les profondeurs. Tandis que d’autre sont adsorbés par les particules du sol ou reste lié à la matière organique. Les polluants organiques toxiques sontprincipalement les pesticides et les détergents.
i. Les pesticides
Les pesticides sont les produits utilisés contre les organismes nuisibles à la santé, attaquant les ressources végétales ou animales nécessaires à l’alimentation humaine, à la conservation de l’environnement et à l’industrie.
ii. Les détergents
Les détergents sont les produits de nettoyage, utilisés par les ménages et l’industrie. Leur présence dans l’eau est due au rejet d’effluents urbains ou industriels (F. Valarion, 1991).
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Table des matières
INTRODUCTION
CHAPITRE I : GENERALITES
I.1 CARACTERISTIQUES DU SITE D’ETUDE
I.1.1 Hydrographie du site
I.1.2 Climat
I.1.3 Eau potable, assainissement et hygiène
I.2 RESSOURCE EN EAU
I.3 DIFFERENTS TYPES DES EAUX USEES
I.3.1 EAUX USEES DOMESTIQUES
I.3.2 EAUX USEES INDUSRIELLES
I.3.3 EAUX PLUVIALES
I.4 COMPOSITION DES EAUX USEES
I.4.1 MATIERES EN SUSPENSION
I.4.2 MICROPOLLUANTS
I.4.3 Eléments traces
I.4.4 Substances nutritives
I.5 CARACTERISTIQUES DES EAUX USEES
I.5.1 CARACTERISTIQUES PHYSIQUES
I.5.2 CARACTERISTIQUES CHIMIQUES
I.5.3 CARACTERISTIQUES MICROBIOLOGIQUES
CHAPITRE II ETUDES DE LA POLLUTION
II.1 POLLUTION DE L’EAU
II.1.1 ORIGINE DE LA POLLUTION DE L’EAU
II.1.2 TYPES DE LA POLLUTION
II.2. DEVERSEMENT DES EAUX USEES DANS LE MILIEU NATUREL
II.3 . METHODES D’ANALYSE
II.3.1 Lieu de prélèvement
II.3.2 Echantillonnage
II.3.3 Analyses des paramètres
II.4. RESULTATS
II.5 INTERPRETATIONS DES RESULTATS
CHAPITRE III TRAITEMENTS
III.1 DIFFERENTS TYPES DE TRAITEMENT DES EAUX USEES
III.2 VALORISATION DES REJETS
III.2.1 DIGESTION ANAEROBIE
III.2.2 PRINCIPE DE LA DIGESTION ANAEROBIE
III.2.3 ETAPES DE LA DIGESTION ANAEROBIE
III.2.4 TYPES DE DECHETS
III.2.5 PROCESSUS DE LA METHANISATION (FAFAFI)
III.3 ETUDE D’IMPACT DE LA DIGESTION ANAEROBIE
III.3.1 ASSAINISSEMENT ET HYGIENE
III.3.2 ENVIRONNEMENT
III.3.3 ECONOMIE
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES
