Soutenance mémoire
L’eau est une ressource rare, partagée par tous mais inégalement répartie; elle est gaspillée par certains alors que la majorité en manque; elle est indispensable à la vie et au développement mais, lorsqu’elle est altérée, elle est l’une des causes essentielles de maladies et de mortalité dans les pays en développement (PNUE, 2003). Pour faire face à ces problèmes, l’assainissement apparaît comme un maillon indispensable à la protection de l’Environnement, à l’amélioration de la Santé publique et surtout à la préservation des eaux de surface et des nappes. Au Sénégal comme un peu partout dans les pays en développement, le déficit en assainissement collectif (réseau d’égouts, station d’épuration) pousse les populations à se rabattre sur les systèmes d’assainissement autonomes (fosses septiques, latrines, fosses à vidanger, …). En effet, plus de 70% de la population dakaroise sont encore desservis par l’assainissement individuel. Cet assainissement dit non conventionnel génère à Dakar d’importantes quantités de boues de vidange : en 2001, la quantité de boues soutirée des fosses tournait autour de 158 070 m3 , elle est passée en 2005 à 172 445 m3 (Ndiaye, 2007). Ces importantes quantités de boues sont très mal gérées et sont, pour l’essentiel, directement rejetées dans le milieu naturel. Selon une étude du CREPA faite en 2005, à la cité Diounkhop (Sam-Notaire), 74% des boues sont déversées dans la rue et 7% dans les cours des concessions.
Par ailleurs, pour l’atteinte des Objectifs du Millénaire pour le Développement (OMD), le Sénégal s’est fixé un objectif de faciliter l’accès à l’assainissement à près de 544 770 ménages en 2015 dont 63% par l’assainissement autonome (PLT, Sénégal). L’assainissement autonome a par conséquent de beaux jours devant lui. Il faut par ailleurs, souligner que le déficit d’accès aux infrastructures d’assainissement adéquat engendre de graves situations d’insalubrité qui à terme, compromettent durablement la qualité de l’environnement et la santé des populations. C’est ainsi que chaque année, dans les pays en développement, des maladies liées au manque d’assainissement comme, entre autres, le choléra, la diarrhée et les infections intestinales sont en grande partie responsables de la mortalité infantile. En effet, quatre milliards environ de cas de diarrhée provoquent environ 2,2 millions de décès, la plupart chez des enfants de moins de 5 ans (OMS, 2003).
Organisation du secteur des boues de vidange au Sénégal
Aspects institutionnels
Pour assurer le développement du secteur de l’Hydraulique Urbaine et de l’Assainissement, l’Etat du Sénégal a procédé en 1995 à la réforme institutionnelle de ce secteur. Cette réforme a donné naissance à l’Office National de l’Assainissement du Sénégal (ONAS) qui est un organisme chargé du service public de l’assainissement. Il est responsable de la politique de l’assainissement, de la réalisation et de l’entretien des équipements. L’ONAS est aussi chargé de la collecte, du traitement, de la valorisation et de l’évacuation des eaux usées et des eaux pluviales en zones urbaines et périurbaines. L’ONAS tire principalement ses ressources de la redevance assainissement collectée par l’exploitant du service public de l’eau potable à savoir la Sénégalaise Des Eaux(SDE) (MBÉGUÉRÉ, 2002). Cependant malgré un vide institutionnel, le secteur des boues de vidange est aujourd’hui pris en charge par l’ONAS par l’intermédiaire de sa direction de l’assainissement autonome. Il a jusqu’ici mis sur place trois déposantes de boues de vidange à Cambérène, Rufisque et dans les Niayes. La gestion des boues de vidange se fait avec la collaboration de partenaires que sont : l’Etat représenté par l’ONAS, les vidangeurs mécaniques et manuels, les populations locales, les collectivités locales et certaines ONG qui œuvrent dans le secteur en appui aux populations.
Aspects législatifs et réglementaires
Dans le souci de protéger l’environnement et la santé des populations, la législation sénégalaise a élaboré un cadre juridique qui réglemente entre autres, l’usage des ressources en eaux du Sénégal ainsi que de leur protection. Le secteur de l’assainissement est régi par différents textes de lois répartis dans trois codes : le code de l’eau, le code l’hygiène et le code de l’environnement. La gestion des eaux usées domestiques occupe une place importante dans ces codes (Mbéguéré, 2002). Il ressort de l’étude de ces différents textes de lois que les institutions et les réglementations sont plutôt orientées vers la gestion des eaux usées et de la qualité de l’environnement en général mais ne sont pas spécifiquement tournés à la gestion des boues de vidange.
REVUE BIBLIOGRAPHIQUE
Boues de vidange
Définition des boues de vidange
Les boues fécales sont définies comme des boues de consistance variable qui s’accumulent dans les fosses septiques, dans les latrines à fosse ou latrines traditionnelles et dans les toilettes publiques. Elles sont composées essentiellement de différentes matières fécales solides flottantes ou sédimentées ainsi que d’autres matières non fécales (Strauss et al, 1998).
Production de boues fécales
D’après des investigations menées au Ghana, la production journalière des boues de vidange s’élève à environ 0,20 litre/habitant pour les latrines à fosse, à 1 litre/habitant pour les fosses septiques et à 2 litres/habitant pour les toilettes publiques non raccordées au réseau d’égout (Koné, 2003). La production journalière de boues de vidange à Dakar s’élèverait à 0,75 litre/jour. Ainsi, la production annuelle à été évaluée, en 2005, à 1350 m3/jour produits par 75% d’une population estimée à près de 2,4 millions de personnes (Tounkara, 2007).
Qualité des boues fécales
Contrairement aux boues de station d’épuration d’eaux usées municipales, les caractéristiques des boues fécales sont très variables selon les localités. Elles diffèrent de ménage à ménage; des quartiers périphériques à ceux du centre-ville, et de ville en ville (Strauss et al, 2003). Plusieurs facteurs sont à l’origine de la variation de la qualité des boues fécales dont les plus importants sont :
– la durée de stockage,
– le mélange à de la graisse ou à des déchets organiques de cuisine,
– l’ajout d’eau pour vider les latrines à fosse (ou le plus souvent l’eau grise),
– la température pendant le stockage,
– la performance des fosses septiques,
– la technologie de vidange des fosses (Strauss et al, 1998).
Les concentrations en DBO, en DCO et en azote total dans les eaux usées domestiques varient respectivement de 110 à 350 mg/litre, 250 à 800 mg/litre et 20 à70 mg/litre (Metcalf & Eddy, 2003). L’ammonium et les polluants organiques ont des concentrations qui sont 10 à 100 fois plus élevées dans les boues fécales que dans les eaux usées municipales. Par conséquent, les boues de vidange sont très différentes des eaux usées urbaines, comme le prouvent aussi les paramètres suivants :
– le rapport de la DCO des boues fécales et celle des eaux usées urbaines se situe entre 20 et 150,
– les boues fécales sont moins biodégradables que les eaux usées municipales: le rapport DCO/DBO varie de 5 à 10,
– seul 5 à20% de la DBO est conservés dans les solides en suspension (Strauss et al.1999).
Dans de nombreuses régions d’Afrique, d’Asie et d’Amérique latine, les helminthiases, notamment les infections de nématodes (Ascaris, Trichuris, Ankylostoma, Strongyloides, etc.) sont très répandues. Les œufs d’Ascaris sont particulièrement persistants dans l’environnement. L’essentiel des œufs d’helminthes contenus dans les matières fécales ou dans les eaux usées finit dans les boues générées au cours du traitement. Par conséquent, dans de nombreux endroits, les œufs de nématodes sont les indicateurs de choix pour déterminer la qualité hygiénique que les boues doivent avoir pour être utilisées comme amendement de sol et d’engrais. La concentration des œufs d’helminthes dans les boues est largement tributaire de la prévalence et de l’intensité de l’infection dans la population auprès de laquelle les boues ou les eaux usées sont collectées. Lorsque l’utilisation de boues en agriculture est une pratique courante, le traitement doit viser à réduire les œufs d’helminthes et leur viabilité ; aussi, le temps de stockage des boues doit être suffisamment long pour atteindre la réduction souhaitée (Martinet al).
Typologie des boues fécales
Les boues fécales sont classées en deux types :
❖Type A: cette boue est dite de haute consistance ; ce sont les boues des toilettes publiques ou des seaux d’aisance. Elles sont fraîches et ne sont habituellement stockées que de quelques jours à plusieurs semaines. Les concentrations sont très élevées et vont respectivement de 20000-50000 mg/L et de 2000-5000 mg/L respectivement pour la DCO et l’azote ammoniacal.
❖Type B: cette boue est de faible consistance et elle est généralement stockée plusieurs années dans des fosses septiques. Elle est beaucoup moins chargée que le type A ; la DCO et l’azote ammoniacal dépassent rarement 10000 mg/L et 1000 mg/L, respectivement (Strauss et al, 1997).
Les boues fécales du Sénégal peuvent être généralement classées dans la catégorie des boues de faible consistance. (Tounkara, 2007) En effet :
❖les fosses septiques sont largement utilisés bien que ne répondant pas souvent aux exigences techniques,
❖les toilettes publiques ne sont pas fréquentes,
❖les boues issues des latrines sont minéralisées et solidifiées après deux années d’isolement.
Options de traitement
Différentes technologies sont utilisées pour le traitement des boues de vidange de systèmes d’assainissement individuel. Elles tournent autour de la sédimentation/épaississement, de la digestion anaérobie et de la déshydratation par lits de séchage.
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Table des matières
1. INTRODUCTION GÉNÉRALE
1.1. Problématique
1.2. Objectif de l’étude
1.3. Objectifs spécifiques
1.4. Organisation du secteur des boues de vidange au Sénégal
1.4.1. Aspects institutionnels
1.4.2. Aspects législatifs et réglementaires
2. REVUE BIBLIOGRAPHIQUE
2.1. Boues de vidange
2.1.1. Définition des boues de vidange
2.1.2. Production de boues fécales
2.1.3. Qualité des boues fécales
2.1.4. Typologie des boues fécales
2.1.5. Options de traitement
2.1.6. Quelques expériences menées
2.2. Techniques de séparation solide-liquide
2.2.1. Principe de la décantation
2.2.2. Objectifs de la séparation solide/liquide
2.2.3. Caractéristiques des suspensions
2.2.4. Différents types de décantation
2.2.5. Différents types de décanteurs
2.2.6. Vitesse de décantation
2.2.7. Temps de sédimentation
2.2.8. Indice de boue
2.2.9. Digestion anaérobie
2.2.10. Épaississement
2.2.11. Expérience d’Achimota (Ghana)
3. MATÉRIELS ET MÉTHODES
3.1. Matériel
3.2. Description du dispositif expérimental
3.2.1. Bassins de sédimentation épaississement
3.2.2. Lits de séchage non plantés
3.2.3. Digesteur anaérobie primaire suivi d’un bassin anaérobie secondaire
3.3. METHODOLOGIE DE RECHERCHE
3.3.1. Caractérisation des boues de vidange de Dakar
3.3.2. Suivi des performances du décanteur/épaississeur
3.3.3. Prélèvement et échantillonnage
4. RESULTATS EXPERIMENTAUX ET DISCUSSIONS
4.1. Caractérisation des boues de vidange de Dakar
4.1.1. Tests de sédimentation avec cônes d’Imhof
4.1.2. Refus de grille au niveau des boues de vidange
4.1.3. Teneurs en sables des boues de vidange
4.1.5- Variabilité de la composition des boues de vidange de Dakar
4.1.6- Comparaison des boues de la déposante et de la SETBV
4.1.7- Classification des BV de Dakar parmi les autres boues de quelques régions du monde
4.2. Performances des décanteurs épaississeurs
4.2.1. Influence de la variation de charge
4.2.2. Influence du mode de fractionnement des charges sur la qualité du surnageant
4.2.3. Influence du temps de séjour des boues sur la qualité du surnageant
4.2.4. Rendement épuratoire des décanteurs/épaississeurs
4.2.5. Qualité du surnageant des décanteurs
4.3. Caractérisation des boues épaissies
4.3.1. Evaporation au niveau des décanteurs/épaississeurs
4.3.2. Pourcentage des boues épaissies
4.3.3. Caractéristiques des boues épaissies
4.3.4. Facteurs influençant l’épaississement des boues
4.3.5. Evolution des paramètres dans les boues épaissies
CONCLUSION ET PERSPECTIVES
Conclusion
Perspectives
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES
