Soutenance mémoire
Actuellement, Madagascar fait une de ses priorités l’amélioration de la production agricole tant du point de vue de sa qualité que de sa quantité afin de parvenir à une autosuffisance alimentaire. Par ailleurs, quand on parle d’agriculture, l’eau et le sol sont deux choses qui lui sont inséparables. Dans la Commune Urbaine d’Antananarivo, dans le Fokontany d’Andravoahangy Tsena où nous avons effectué la recherche, les eaux usées sont déversées directement dans les cressonnières sans traitement préalables. Ces eaux apportent des quantités considérables en éléments nutritifs et en éléments-traces métalliques ou oligoéléments nécessaires à la croissance et au développement des végétaux. L’usage des eaux de restitution comme eau d’irrigation en agriculture est devenu un moyen efficace pour une gestion rationnelle des ressources en eau. Les impacts de ces eaux d’irrigation sur la qualité des sols nous laissent perplexe et on se demande quelle est le devenir des rejets urbains sur la qualité d’un sol agricole.
La pollution urbaine
Les eaux usées urbaines comprennent les effluents urbains, les effluents agricoles, et les pollutions naturelles.
Les effluents agricoles
Ce sont des eaux polluées par les engrais et les pesticides provenant de l’agriculture. Elles sont à l’origine des pollutions diffuses. Les engrais sont particulièrement riches en azote, l’excès peut passer dans les eaux souterraines et dans les eaux de surface. Les organochlorés sont presque toujours plus rémanents que les organophosphorés.
Les pollutions naturelles
Les eaux de pluie sont douces et exemptes d’impureté. Elles se chargent de produits plus ou moins polluants sur leur parcours. La pluie contient des gaz dissous, des matières en solution, des produits nocifs, des bactéries, des produits minéraux et organiques, des huiles et graisses.
Caractéristiques des eaux usées urbaines
Les eaux usées urbaines contiennent des matières organiques, des nutriments, des matières en suspension, des éléments toxiques, des micro-organismes et des oligo-éléments qui permettent d’apprécier la qualité et la nature de la pollution.
La matière organique (M.O)
De très nombreuses eaux résiduaires renferment des matières organiques solides, dissoutes ou colloïdales. Elles sont décomposées par les micro-organismes présents dans l’eau. Ce qui appauvrit le milieu naturel en oxygène. Les matières organiques sont polluantes. Leur dégradation par les micro-organismes libère de l’azote minéral et du phosphore qui constitue des nutriments nécessaires à la croissance des plantes.
Les nutriments
Les eaux usées urbaines contiennent des macronutriments (Ca, Mg, S) et des micronutriments (Fe, Mn, B, Cu, Zn) issus des engrais, des détergents, des déjections humaines et animales. Les engrais en augmentent la concentration des solutions du sol et abaissent notablement le coefficient de transpiration. Les engrais apparaissent donc comme un puissant moyen d’économiser les réserves d’eau du sol [2]. Lorsque le milieu aquatique reçoit beaucoup de matières nutritives comme les nitrates et les phosphates, il y a prolifération d’algues. En se minéralisant par les bactéries qui consomment l’oxygène dissous le milieu s’appauvrit en oxygène entrainant le phénomène d’eutrophisation.
La matière en suspension (MES)
Les eaux usées urbaines contiennent des matières flottantes, des matières grossières comme les sachets plastiques, les bouteilles d’eau minérale, des particules en suspension qui sont des indicateurs visuels de la pollution de l’eau. Ils peuvent être nocifs tant pour notre santé que pour l’environnement. Les matières grossières et fines sont éliminées par décantation et filtration.
La teneur et la composition des matières en suspension empêche la pénétration de la lumière ; ce qui entraine la diminution de l’ et limite le développement de la vie aquatique, les déséquilibres entre les divers espèces.
Les éléments toxiques
Le sodium, le chlore, le bore peuvent entrainer des effets négatifs sur les rendements agricoles. Le sodium et les chlorures sont habituellement absorbés par les racines. Lorsque l’absorption se fait par les feuilles le taux d’accumulation est plus grand. L’absorption directe se produit lorsque l’irrigation se fait par arrosage, lorsque l’humidité est faible et lorsque la température est élevée .
Les oligo-éléments dans les eaux usées
Les oligo-éléments ou éléments-traces métalliques sont des éléments chimiques tels que le manganèse, le zinc et le cuivre qui, apportés par les eaux usées en grande quantité, sont vitaux pour la croissance, le développement et la physiologie des plantes et des animaux. Toutefois, il y a aussi des éléments-traces non indispensables comme le plomb, le mercure, le chrome et le sélénium. En effet, plus de 85% des oligo-éléments sont susceptibles de s’accumuler dans le sol, et peuvent s’infiltrer selon la perméabilité du sol et contaminer les eaux souterraines.
La limite de leur toxicité dépend des types de plante et de sol. Un élément apporté au sol par l’irrigation peut être inactivé par des réactions chimiques ou peut s’accumuler jusqu’à atteindre un niveau toxique. Certaines structures de sol peuvent les retenir et les rendre agressifs aux racines. Le système d’irrigation peut également affecter l’absorption d’éléments toxiques par les plantes.
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Table des matières
INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE ETUDES BIBLIOGRAPHIQUES
CHAPITRE 1 : LES EAUX USEES URBAINES
1.1. La pollution urbaine
1.1.1. Les effluents urbains
1.1.2. Les effluents agricoles
1.1.3. Les pollutions naturelles
1.2. Caractéristiques des eaux usées urbaines
1.2.1. La matière organique (M.O)
1.2.2. Les nutriments
1.2.3. La matière en suspension (MES)
1.2.4. Les éléments toxiques
1.2.5. Les oligo-éléments dans les eaux usées
1.3. Evaluation du degré de pollution
1.4. Normes et réglementations
CHAPITRE 2 : LES ELEMENTS-TRACES METALLIQUES OU OLIGO-ELEMENTS
2.1. Les éléments-traces métalliques ou oligo-éléments dans le sol
2.1.1. Teneur des éléments-traces métalliques dans le sol
2.1.2. Comportement des éléments-traces métalliques dans le sol
2.1.3. Les facteurs influençant le comportement, la solubilité et la disponibilité des oligo-éléments
2.1.3.1. Le pHs
2.1.3.2. La matière organique (M.O)
2.1.3.3. Les capacités d’échanges ioniques
2.1.3.3.1. La Capacité d’échange anionique
2.1.3.3.2. La Capacité d’échange cationique (CEC)
2.1.3.4. Les complexes absorbants du sol
2.1.3.5. Les éléments nutritifs du sol
2.1.3.6. Rôles des oligo-éléments dans la plante
2.1.3.7. Fonction physiologique des oligo-éléments selon les cultures
2.1.3.8. Le potentiel rédox
2.1.3.9. Interactions entre les divers éléments nutritifs
2.1.4. Les facteurs principaux influençant l’assimilation des oligo-éléments par les végétaux
2.2. Les paramètres à analyser déterminant la qualité des sols
2.3. Principe d’estimation de la fertilité
2.4. Les côtes de références utilisées pour l’interprétation des analyses des sols
2.4.1. La texture
2.4.2. L’acidité
2.4.3. La matière organique (M.O)
2.4.4. La capacité d’échange cationique, les bases échangeables et le taux de saturation
2.4.5. La salinité des sols
2.4.6. Teneurs en éléments-traces métalliques
2.4.7. Doses toxiques en éléments-traces
2.5. Les normes d’interprétation du sol tropical utilisées à Madagascar
2.6. Conclusion partielle
DEUXIEME PARTIE TRAVAUX PERSONNELS
CHAPITRE 1 : PRESENTATION GENERALE DU SITE
1.1. Historique et localisation géographique
1.1.1. Le contexte physique
1.1.1.1. Température
1.1.1.2. Précipitations
1.1.1.3. Evapotranspiration
1.1.2. Milieu humain, social et économique
1.1.2.1. Le contexte humain
1.1.2.1.1. La population
1.1.2.1.2. Composition et répartition
1.1.2.2. Secteurs économiques
1.1.2.2.1. Agriculture
1.1.2.2.2. Industrie Forestière
1.1.2.2.3. Autres secteurs économiques
1.2. Choix du site
1.3. Description du site et choix des points de prélèvement
CHAPITRE 2 : TRAVAUX SUR TERRAIN
2.1. Interprétation des résultats d’enquêtes et observations des photos
2.1.1. Interprétation des résultats d’enquêtes
2.1.2. Observations des photos
2.2. Analyses de la qualité des eaux
2.2.2. Méthodologie
2.2.2.1. Choix des paramètres analysés
2.2.2.2. Paramètres physico-chimiques
2.2.2.3. Les éléments nutritifs et les oligo-éléments
2.2.3. Choix des dates et des jours de prélèvement
2.2.4. Choix des points de prélèvement
2.2.5. Méthodes d’interprétation des résultats
2.2.6. Prélèvements et conditionnement des échantillons
2.2.7. Choix des paramètres analysés
2.3. Méthode d’échantillonnage
2.4. Méthodes et matériels
2.4.1. Les méthodes d’analyses
2.4.2. Méthodes d’analyse pour les eaux usées
2.4.3. Les différents appareillages de mesure
2.5. Analyses des effets des rejets sur la qualité physico-chimique des sols
2.5.1. Objectifs des analyses
2.5.2. Méthodologie
2.5.2.1. Choix des paramètres
2.5.2.2. Paramètres analysés
2.5.3. Choix des périodes de prélèvement
2.5.4. Méthodes d’interprétations des résultats
2.5.5. Méthodes d’analyse pour le sol
2.5.6. Prélèvements et conditionnement des échantillons
2.6. Démarche méthodologique appliquée
CHAPITRE 3 : RESULTATS ET INTERPRETATIONS DES ANALYSES DES EAUX
3.1. Caractérisation des eaux du site d’étude
3.1.1. Le pHw
3.1.2. Salinité des eaux usées du site d’étude
3.1.3. Le taux de sels dissous
3.1.4. Sodicité et concentrations en ions Ca2+, Mg2+, Na+ des eaux du site
3.1.5. Les éléments-traces métalliques ou oligo-éléments
3.1.6. Le sulfate, élément toxique
3.2. Interprétation des résultats du suivi journalier
3.2.1. Variation journalière et saisonnière du pHw des eaux d’irrigation
3.2.2. Variation journalière et saisonnière du potentiel rédox
3.2.3. Variation journalière et saisonnière de la turbidité
3.2.4. Variation journalière et saisonnière de la conductivité électrique des eaux d’irrigation
3.2.5. Variation journalière et saisonnière de l’oxygène dissous
3.3. Conclusion partielle
CHAPITRE 4 : ETUDE DE LA QUALITE PHYSICO-CHIMIQUE DES SOLS
4.1. Résultats et interprétations
4.1.1. Résultats obtenus en saison humide
4.1.2. Conclusion partielle
4.1.3. Résultats d’analyse en saison sèche
4.1.4. Conclusion partielle
4.1.5. Etude comparative des résultats d’analyse des deux saisons
4.1.6. Comparaison et interprétation des résultats
4.2. Tableau récapitulatif des effets des eaux usées urbains sur la qualité des sols
4.3. Tableau récapitulatif des résultats
4.4. Conclusion partielle
4.5. Recommandations et perspectives
4.6. Propositions d’action
4.7. Proposition de solutions
4.7.1. Mise en place des normes de qualité appropriées
4.7.2. Conseils aux agriculteurs
4.7.3. Mise en place des systèmes de traitements par lagunage naturel
4.7.3.1. Définition
4.7.3.2. Principe
4.7.3.3. Les étapes d’épuration des eaux par lagunage naturel
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE
PARTIE EXPERIMENTALE
ANNEXES
