Contenu du cours

    Introduction générale

 

PREMIERE PARTIE : POLLUTION  DU  MILIEU

Chapitre premier : Notions élémentaires de pollution

1.1.        Ce que nous ressentons

1.2.        Définition des concepts

1.3.        Types de pollutions

1.4.        Pollution et santé des écosystèmes

DEUXIEME PARTIE : EAU  ET  MILIEU  DE  VIE

Chapitre deuxième : Contexte général

2.1. Eau et santé

2.2. Objectifs de l'assainissement de l'eau      

2.3. Contraintes

Chapitre troisième : Techniques d'assainissement de l'eau

3.1. Principes et solutions possibles

3.2. Assainissement collectif

3.3. Assainissement individuel

Chapitre quatrième : Gestion des eaux usées véhicules des déchets en

                                  milieu urbain

4.1. Introduction

4.2. Histoire

4.3. Transport des eaux usées

4.4. Nature des eaux usées

4.5. Traitement des eaux usées

   

TROISIEME PARTIE : DECHETS  SOLIDES  EN

                                                            MILIEU DE  VIE

Chapitre Cinquième : Ordures ménagères et déchets urbains

                                             domestiques

5.1. Résidus urbains

5.2. Collecte et adhésion des usagers

5.3. Mise en décharge ou traitement des déchets

5.4. Réglementation, organisation et coût de services

 

Chapitre Septième : Valorisation des DMS par compostage

 

6.1. Introduction et composition

6.2.  Influence de l'environnement physique

6.3. Influence de l'environnement chimique

6.4. Les différentes méthodes de compostage

6.5. Détermination de la fin du compostage et Usages du compost

     

 

 

0.1.     Intérêt pour l'assainissement du milieu de vie

L'intérêt de l'œuvre d'assainissement se révèle dans la recherche, la création  et la maintenance des milieux écologiques (ME). On entend par ME, un espace dans lequel se développe un être vivant y compris l'homme, et où il trouve, sans s'inquiéter, tous les éléments qui satisfont ses besoins.

Dans un contexte strictement humain prenant en compte le boum démographique et la promiscuité qu'elle engendre particulièrement en milieu urbain, l'assainissement consiste :

-                      d'une part en l'évacuation des eaux usées et pluviales afin de les canaliser vers un réseau d'épuration avant leur rejet dans la nature ; et,

-                      d'autre part à la collecte, l'évacuation et au traitement des déchets solides d'origines diverses.

Il s'agit d'une œuvre qui requiert des moyens financiers, humains, et surtout une technicité ainsi que l'appropriation du pouvoir et l'implication des communautés.  

Les techniques sont un moyen de résoudre des problèmes ; et qu'elles n'ont pas de valeur si elles sont séparées de leur contexte. Il n'y a donc pas de techniques nobles, ni de techniques au rabais mais seulement des techniques efficaces permettant de remplir un objectif précis compte tenu de l'environnement socio-économique et politique. Il n'est pas aisé de déterminer de telles techniques lorsque les conditions locales sont difficiles. C'est sans doute dans ce contexte qu'il s'est toujours avéré plus facile de développer des techniques sophistiquées lorsque l'on dispose de moyens financiers importants.

Quatre facteurs rendent la tache de l'assainissement du milieu très difficile dans les pays en développement tel que la République Démocratique du Congo.

Ce sont, notamment :

-                     une démographie en forte progression et une urbanisation

                     galopante, à caractère souvent spontané ;

-                     des revenus très bas face au coût et aux charges fonctionnelles de

                     structures d'assainissement ;

-                     un retard de l'alimentation et une faible consommation en eau qui

retardent souvent les travaux d'assainissement ;

-                     une culture de paraisse qui cherche constamment à épargner la population, pourtant bénéficiaire, de son implication réelle aussi bien dans la réalisation que dans l'entretien des ouvrages existant d'assainissement

S'y ajoute pour la RDC et autres pays, un climat chaud qui modifie sensiblement les conditions de fonctionnement des ouvrages. Ces facteurs justifient pleinement la recherche des solutions qui tiennent comptent de l'évolution prévisible du revenu de ces pays. Il s'agit de prendre en compte les exigences pratiques suivantes:

-                     la conciliation entre d'une part, une population qui progresse

encore de 2 à 3 % par an, et d'autre part, un taux d'urbanisation en forte augmentation, qui pourrait constituer un obstacle ;

-                     le coût d'un assainissement complet à normes élevées représente

un investissement qui dépasse le produit national brut de la plupart des pays en voie de développement,

-                     le retard de l'alimentation en eau dans les quartiers habités qui a

conduit, dans beaucoup de pays, à un retard encore plus important de l'assainissement effectif.

0.2.     Objectifs généraux du cours

 

Tel que conçu, ce cours tient à rendre les destinataires capables de, d':

 

Ø présenter de façon assez claire la vision de ce qui peut être réalisé

pour l'assainissement compte tenu du contexte local ;

Ø procéder à une remise à jour et une réactualisation des

connaissances de base nécessaires à un technicien ou à un responsable de service d'assainissement ;

Ø expliquer les techniques d'assainissement adaptées aux

conditions du milieu ;

Ø choisir une technique d'assainissement à appliquer dans des

conditions précises, selon qu'il s'agisse de l'eau ou des déchets

solides;

Ø concevoir un projet de développement sur l'assainissement du

milieu tenant compte des réalités environnementales locales.

 

0.3.     Prérequis nécessaire

L'étudiant à qui se destine ce cours de « Techniques d'Assainissement du Milieu » devrait avoir un niveau appréciable en Chimie, Biologie, mathématiques et Physique. Outre ces disciplines scientifiques de base, une connaissance élémentaire de Géographie et d'Economie politique pourrait faciliter la compréhension de certaines matières.

Première Partie : Pollution du milieu

 

 

CHAPITRE  PREMIER 

 

 

 

 

 

 

 

1.1.      CE QUE NOUS RESSENTONS ET DEFINITION

              DES  CONCEPTS

 

 

Selon la perception de chaque être vivant, l'environnement peut varier d'un individu à l'autre. Un environnement  bon et bien équilibré consiste généralement en éléments suivants :

 

-                                 air frais ;

-                                 eau propre ;

-                                 entourage propre et soigné;

-                                 environnement calme.

 

Tout au long de l'histoire de l'Homme, les activités humaines ont produit différentes sortes de déchets qui endommagent l'environnement et bouleversent l'équilibre des êtres vivants dans la nature. La compréhension de ces phénomènes ne peut être possible que dans la mesure où l'on accède au vocabulaire approprié et lorsque l'engagement communautaire est également possible.

 

Par pollution, on entend toute libération de déchets matériels ou énergétiques dans l'environnement par l'homme de sorte qu'elle cause de dommages ou de détériorations aux êtres vivants et/ou à leur environnement. Un polluant devient donc toute substance entraînée par des activités humaines ou une source d'énergie dont, à un niveau inacceptable, cause de dommages de l'environnement ou est nuisible aux êtres vivants.

 

1.2.     TYPES  DE  POLLUTION

 

Dans son fonctionnement normal, une industrie est susceptible d'entraîner la contamination de l'air, de l'eau ou du sol (par des substances chimiques, organiques ou radioactives) altérant la santé de l'homme, la qualité de la vie ou le fonctionnement naturel des écosystèmes. Pareille dégradation de l'environnement impose que des mesures d'urgence contre la pollution soient prises. Pareil dans les milieux urbains, notamment des pays à faible revenu comme la République Démocratique du Congo, la pollution sonore due à la aux activités récréatives (bars en plein air et de cultes religieux très animés, parfois 24 heures sur 24, aggravés par la circulation automobile) enrichissent malheureusement l'ensemble de nuisances de tous ordres qui entraînent une altération de l'environnement et des conditions de vie pour l'homme.

 

Dès lors, l'on comprend qu'il existe plusieurs formes de pollution dont les quatre principales sont :

 

-                                 pollution de l'air ;

-                                 pollution de l'eau ;

-                                 pollution du sol par les déchets ;

-                                 pollution sonore.

 

1.2.1.                Pollution de l'air

 

Pollution de l'air

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fig. 1.1 Les sources de pollution de l'air

(De g. à dr. et de haut en bas : véhicule fumant (Microsoft Windows), industrie métallurgique allemande, feu de brousse, cuve pétrolière perforée par un obus).

 

Lorsque nous parlons de la pollution, on pense probablement aux brouillards mêlés des fumées qui constituent une pollution que l'on peut palper, c'est-à-dire voir à l'œil nu, sentir l'odeur et toucher à la peau. Par exemple, après une longue promenade au centre d'une ville très peuplée et activée, vous pouvez probablement trouver que vos vêtements se sont salis et devenus plus sombres qu'ils ne l'étaient au départ.

 

Que s'est-il passé ? Il s'est passé un contact avec de l'air pollué.

 

La pollution de l'air est la forme la plus dangereuse des toutes les pollutions puisque l'air accède facilement partout où l'homme peut vivre. L'air est donc l'un des composants les plus importants de l'environnement que l'homme ait difficile à purifier dans tout son environnement immédiat. Raison pour laquelle la question de la pollution de l'air requiert une attention particulière en amont de toute société humaine.

 

Quels sont donc les principaux polluants de l'air ? D'où proviennent-ils et quelles en sont les conséquences aussi bien sur l'homme que sur l'environnement ?

 

Le tableau ci-dessous, de la page suivante, donne une piste de réponse à cette suite d'interrogations.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    Tableau 1.1 : Les principaux polluants de l'air, leurs sources et  leurs

                             conséquences

 

Sources	Polluant	Conséquences
		Sur l'environnement	Sur la santé de l'homme
Moteurs de véhicules fumant, pétrole, charbon, bois.	Monoxyde de carbone (CO)	Gaz toxique qui fait succomber rapidement avant d'en prendre conscience.	Détérioration de la coordination, suppression de la grossesse, mort par asphyxie.
Stations puissantes et fourrages, industries manufacturières, et mêmes véhicules.	Dioxyde de soufre (SO2)	Gaz toxique, est dans l'eau et acide ruisselant et peut détruire les bâtiments et les arbres.	Maladies respiratoires, réduction de fonction pulmonaire, taux de mortalité et de morbidité élevée.
Pétrole et mazout brûlés par des engins,, charbon, fourneaux à huile.	Dioxyde d'azote (NO2)	Gaz toxique dans les brouillards, est dans l'eau et acide ruisselant.	Irritation respiratoire, anomalie et augmentation de la sensibilité  pulmonaire.
Evaporation du pétrole, mazout et solvants, , et mêmes véhicules.	Hydrocarbures (benzène)	Brouillards photochimiques, surtout en milieu urbain.	Maladies respiratoires.
Réactions chimiques entre l'oxygène gazeux et les  atomes d'oxygène libres dans l'ai.	Ozone (O3)	Toxique pour les yeux, endommage les plantes.	Irritations des yeux, toux, baisse de performance athlétique, altération chromosomique possible.
Fumée blanche, poussière, suie produites par l'incinération de déchets, usines, véhicules diesels, chantiers de construction, charbon.	Particules en suspension	Sont toxiques selon la taille et la nature. Les plus fines sont plus dangereuses.	Maladies respiratoires, réduction de fonction pulmonaire, taux de mortalité et de morbidité élevée.

La pollution de l'air a permis à certains pays, comme les USA, de définir des indices de qualité de l'air, en Anglais Air Quality Index (AQI),  lesquels permettent de bien gérer le comportement de la population en fonction de la valeur de AQI. Cette valeur varie de 0 à 500 en fonction de la concentration des polluants majeurs de l'air décrits ci-dessus.

 

La connaissance de AQI permet de sécuriser la population. C'est grâce à cette démarche que, dans des situations particulières, on arrive à conseiller le port des masques ou pas. Ce qui suppose un suivi régulier par des prélèvements d'échantillons et des tests/analyses en laboratoires, suivant les données reprises sur le tableau suivant.

 

Tableau 1.2 : Echelle de AQI, niveau de qualité de l'air et attitude y

                           relative de la     population (Owen and Chiras cités par

                                 Etumangele, 2005)

AQI	Qualité de l'air	Conseil pour la population
0-50	Bonne	Aucun
51-100	Modérée
101-200	Dangereuse	Diminution des activités physiques et travaux à l'extérieur par des personnes maladies de cœur ou respiratoires.
201-300	Très dangereuse	Diminution des activités physiques et travaux à l'extérieur par des personnes âgées et celles avec des maladies de cœur ou respiratoires.
301-400	Insalubre, malsaine	réduction des activités physiques et travaux à l'extérieur par la population.
401-500		Tout le monde devrait rester à la maison et garder les portes fermées ; éviter des activités physiques et tout déplacement.

1.2.2.                Pollution de l'eau

 

-                      Rareté et pollution d'eau

 

Imaginez une fois, une mauvaise scène qui s'est produite récemment en Afrique centrale. Une jeune mère de trois enfants revenait de la source avec sa cruche d'eau. Arrivée quelque part, une branche se détachée de soi du haut d'un arbre et tombe entraînant avec elle la jeune mère. Tout près de là, sa grande cruche en argile cassée avec de l'eau répandue sur le sol.

 

Qu'est-ce qui se passa ?

 

Seuls les gens de son village pourraient deviner la réponse. La femme devait marcher 20 km chaque jour afin de trouver de l'eau pour ses enfants. Ce simple pot en argile pour porter de l'eau était le plus précieux de ses biens. Elle n'avait pas des moyens d'en acheter un autre. Sur sa longue marche de la source, elle a trop marché, cassé la cruche et renversé l'eau.

 

Dans un désespoir et sa honte, elle se contenta seulement de sa vie. Quelle souffrance ! La rareté d'eau, là où la question se pose avec acuité, constitue un véritable casse-tête et un facteur limitant pour l'épanouissement individuel et communautaire.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fig. 1.2. Pollution des eaux

(En haut de g. à dr. la cote Qingdao en Chine, la rivière Gombe au pont du 24 novembre à Kinshasa, la rivière Kalamu au pont Bokassa à Kinshasa)

 

Le manque d'eau propre pour la cuisine, la boisson et  le lavage constitue l'un des grands problèmes délicats auxquels le monde fait actuellement face. Chacun a besoin d'eau pour vivre mais beaucoup de gens dans le monde n'ont pas accès à l'eau potable.

 

Les nouvelles technologies peuvent résoudre beaucoup de problèmes. Par exemple, les paysans d'un village montagneux de Chili ont réussi à tirer de l'eau de la cote. En effet, les scientifiques leur ont construit  un « fog nets » ou réseau de brouillards qui se présente comme des réseaux de badminton pour attraper de l'eau de nuages.

 

Dans certains pays d'Afrique, particulièrement en RDC, le problème se pose autrement, car il n'y a pas pénurie d'eau à proprement parler, mais plutôt des sources d'eau souvent très éloignées des villages. Comment résoudre le problème de transport d'eau a longues distances des femmes africaines dont les Congolaises des campagnes ?

 

Ailleurs, l'eau de boisson est polluée par des pesticides de fermes et produits chimiques des usines. Chez nous, il faut ajouter la pollution d'eau par les bactéries. En effet, plus de deux millions d'enfants meurent de maladies d'origine hydrique chaque année. Les animaux et les plantes sont aussi affectés et, dans certains cas, portent l'eau empoisonnée sur la chaîne alimentaire. Par exemple, l'eau polluée chimiquement est la cause probable d'un phénomène constaté actuellement chez les grenouilles avec des pattes supplémentaires et de multiples têtes.

 

Et pourtant, l'ébullition peut détruire à moindre frais, la plupart des bactéries contenues dans l'eau, mais ne peut assurer l'écartement des effets chimiques  nuisibles de métaux lourds. Ceux-ci peuvent causer des maladies graves et fatales tel que le cancer.

 

1°  Quelques données sur la pollution d'eau

 

La pollution de l'eau affecte les océans, les torrents, les rivières, les lacs, les étangs, et l'eau souterraine ; et peut être causée par des impuretés naturelles ou celles dues aux activités humaines.

 

Les impuretés ne sont pas toujours des polluants et sont divisées en trois catégories de particules :

 

-                      Les particules en suspension (PS) qui absorbent la lumière et  

      rendent l'eau ombrageuse ou nuageuse. Exemples : sable des

      beaches, poussières de charbon et bactéries.

-                      Les particules colloïdales (PC), comme argile, virus, … que la

      filtration ordinaire ne peut éliminer.

-                      Les matières dissoutes (MD) qui sont des plus petites

                         impuretés dans l'eau y compris des molécules et des ions (CO₂,

                         Na⁺, Cl^-, K⁺, Ca⁺⁺, etc.).

 

2° Pollution localisée et pollution diffuse d'eau

 

Les activités humaines sont souvent la cause de la pollution localisée de l'eau. Ainsi l'eau devient contaminée par des métaux lourds, des produits chimiques toxiques et des bactéries. A cela peuvent s'ajouter, le pétrole, eaux d'égouts non traitées, eaux de ruissellement du lessivage urbain comme actuellement à Kinshasa, eaux des parkings, des fermes, routes sans ou avec canalisation, etc. ces sources non localisées constituent la pollution diffuse. Les eaux d'infiltration provenant des sites contaminés (fosses septiques, landfills, etc.) peuvent également polluer l'eau souterraine ou de surface. Les océans sont parfois contaminés par les pétroliers et par l'enfouissement des déchets (ou dumping).

 

 

 

Le tableau suivant reprend les polluants communs de l'eau.

 

 

 

 

 

 

Tableau 1.3 : Types de polluants communs (TPC)  de l'eau et types  

                       de sources (TS)

 

TPC TS	Bactérie	Nutriment	Ammoniac	SDT	Acide	Toxique
Localisé
Epuration des eaux d'égouts	X	X	X			X
Industries
Egouts combinés	X	X	X	X		X
Non localisé
Effluents agricoles	X	X		X		X
Lessivage urbain	X	X		X		X
Construction		X				X
Mines				X	X	X
Fosses septiques	X	X				X
Landfill						X
Foresterie		X				X

SDT : solides dissous totaux.

 

Les polluants communs de l'eau ont directement et/ou indirectement des effets aussi bien sur la santé humaine que sur les écosystèmes tels que présentés dans le tableau ci-dessous, bien que beaucoup de ces effets restent encore à déterminer.

 

 

 

 

 

 

Tableau 1.4. Polluants communs de l'eau et effets sur la santé humaine

                        (Bames  Svaney  cité  par  Musibono, 2006)

 

Nº	Polluant	Effets connus ou suspectés sur la santé
1	Métaux lourds (Pb, Cd, Ni, Hg, …)	Poisons puissants
2	Déchets humains	Dysenterie, fièvre typhoïde, choléra, salmonellose, hépatite, verminoses ; …
3	Plomb (Pb)	Perte d'habileté mentale, cancer, asthme, …le plomb est présent dans les vases en céramique, la peinture plombée, la tuyauterie et l'essence plombée.
4	Nitrates	Anémies
5	Pétrole et hydrocarbures	Perturbations des chaînes alimentaires, mortalité des organismes sensibles, destruction du système nerveux et du foie.

 

 

Selon le Professeur Musibono (2006), l'essentiel du Plomb en tant que polluant à Kinshasa en RDC proviendrait des véhicules motorisés et des vieilles maisons dont la peinture contenait du plomb. 

 

1.2.3.                Pollution du sol  (PS) par les déchets

 

Le monde est un système à trois compartiments que sont : l'atmosphère, le sol et l'eau. Il y a donc interdépendance entre ces éléments dont les interactions conditionnent la vie.

Par exemple, le sol reçoit de l'atmosphère les pluies acides qui sont le résultat des rejets divers dans l'air et des précipitations ; la pluie, elle-même provient de l'évapotranspiration à la surface du sol et de l'eau.

 

Les pluies acides, à cause de la forte acidité (H₂SO₄, HNO₃, …), détruisent la vie de la microflore (bactéries, champignons, …) dont la présence permet d'éliminer les impuretés de l'eau par la digestion des polluants biodégradables. Avec les pluies acides, cette fonction cesse et le sol devient acide et sec ; ce qui freine le renouvellement des nappes phréatiques (car la quantité d'eau infiltrée diminue suite à l'augmentation du ruissellement à la surface du sol et l'érosion) et détériore la quantité d'eau de ces dernières. On peut expliquer ce phénomène par le fait que la matière organique quasi absente dans la nappe phréatique en situation normale devient présente après les pluies acides comme, justement, l'une des conséquences de la destruction de la microflore qui joue le rôle de filtre biologique ou biofiltre.

 

Mais la PS n'est pas seulement causée par les pluies acides. Les engrais chimiques, les pesticides, le suintement des dépôts, etc. sont d'autres voies de contamination su sol. La relation sol-eau de surface ou nappe phréatique se justifie encore ici. En effet, par lessivage/ruissellement et par infiltration/percolation, les eaux de surface et souterraines sont respectivement contaminées. Ceci justifie le fait que les nappes phréatiques sont souvent très riches en nitrates dans les régions agricoles.

 

 

1.2.4.               Autres formes de pollution

 

 

                Pollution visuelle

 

Nous voyons tant d'autres pollutions sous forme d'ordures quand elles ne sont pas proprement dégagées. En villes, pour des raisons de commerce, nous expérimentons aussi la pollution visuelle sous la forme d'une large et vilaine publicité qui nous offre une vision moins plaisante du monde.

 

Dans les campagnes et les banlieues de villes, il manque parfois des toilettes et des poubelles publiques. Dans ces lieux, on voit beaucoup d'ordures et d'excréments humains qui répugnent la vue et l'odorat le long des avenues.

 

                Pollution chimique

 

Ce type de pollution se répand dans la chaîne alimentaire et l'homme en mange finalement les polluants. Il en boit également d'autres dans les eaux usées d'usines et de fermes. Cette pollution concerne tout petit peu l'eau de boisson, acide de ruissellement et l'ozone. L'utilisation des insecticides et des engrais en overdose conduit souvent à cette forme de pollution.

 

Une bonne proportion des poissons pêchés dans la partie basse du fleuve Congo ont été révélés imprégnés de métaux lourds pour lesquels ces poissons devraient normalement être soumis à un contrôle chimique sévère pour leur comestibilité (Musibono, 2006).

 

                Ruissellement acide

 

Un autre problème d'eau affectant les écosystèmes est le ruissellement des acides. Il peut venir d'une forme de rosée, de brouillards et de neige dans les régions climatiques froides.

 

Le ruissellement acide est causé par la pollution de véhicules, d'industries et de certains poteaux haute tension produisant de l'oxyde nitreux et le dioxyde de soufre. Ces deux produits chimiques (NO₂ et SO₂) se combinent à l'eau dans l'air et tombent ensuite au sol. Bien que ces particules acides soient faibles, le ruissellement acide peut détruire plusieurs différents êtres vivants. Ainsi si la terre est trop acide, les cultures ne pouvaient pas croître. Dans les lacs, l'augmentation du niveau d'acide empêche les poissons de survivre. Pire encore, des forêts entières disparaissent de ses effets. Même pour certains êtres vivants et ouvrages en pleine cité, ses effets sont évidents : le ruissellement acide peut endommager des immeubles et des statues. Ainsi par exemple, une statue en roche dure photographiée deux fois dans un intervalle de soixante ans a été rongée, détruite par le ruissellement acide au point d'être complètement défigurée.

 

                Pollution d'ozone

 

L'ozone est un gaz incolore et inodore qui se forme naturellement dans l'atmosphère au dessus de la terre et est parfois produit par l'homme au niveau de la terre. Il peut être utile ou nuisible selon l'emplacement.

 

L'ozone utile se trouve haut dans l'atmosphère, entre 16 à 50 km au dessus de la surface terrestre. Cet ozone nous protège des effets nuisibles des rayons solaires.

 

Malheureusement, la pollution a déjà affectée la couche de cet ozone protecteur et des larges trous sont percés au dessus des Pôles Nord et Sud. Ces trous signifient que les êtres vivants, y compris l'homme, ne sont plus protégés contre les rayons nuisibles du soleil et peuvent connaître des cas de brûlures dues au soleil ainsi que d'autres problèmes. Par exemple, des lapins au Sud de l'Argentine étaient devenus aveugles à cause d'intenses rayons ultraviolets du soleil.

 

L'ozone nuisible se trouve fréquemment dans les endroits où il est produit par les véhicules et les usines. Bien qu'il soit incolore et inodore, il reste toujours capable de causer des maladies aux personnes qui l'avalent par la respiration.

 

                Pollution sonore

 

Le bruit est une forme de pollution que nous pouvons facilement expérimenter avec nos sens. Nous expérimentons le bruit quand les forts tapages et bruits continus interrompent notre relaxation, notre sommeil ou notre travail. Des tels sons peuvent aussi détruire notre sens de l'ouie. C'est l'une des plus délicates formes de pollution dans les pays à faible revenu dont la république démocratique du Congo, particulièrement à Kinshasa où  les maisons de prière et les terrasses font vibrer innocemment le tympan jour et nuit..

 

Dans certains pays du monde, la législation interdit toute sorte de tapage nocturne susceptible d'interrompre la relaxation ou le sommeil des voisins.

 

                Pollution radioactive

 

Il y a aussi de la pollution radioactive générée par des déchets des centrales nucléaires, leurs eaux de refroidissement et les armes nucléaires. L'exposition directe à une source radioactive est toxique pour l'homme et peut provoquer la cytotoxicité et des modifications génétiques.

Prenons l'exemple de radon, un gaz naturel invisible, inodore faisant partie des inertes qui est produit par la décomposition radioactive de l'uranium des roches et du sol. Il y a toujours du radon dans l'air et dans le sol. Ce gaz provoque le cancer de poumon. Chez les mineurs exposés à des teneurs élevées de radon par leur travail, ce type de cancer est plus fréquent que chez les sujets normaux. Le tableau suivant donne les différentes concentrations de radon dans l'air intérieur (des maisons) et les mesures à prendre.

 

Tableau 1.5. Concentration de radon dans l'air  intérieur et mesure      

                        correctives à prendre.

 

Concentration ou niveau    d'exposition (en pCi/l)*	Mesures à prendre
Moins de 4	Peu dangereux mais cancer de poumon soupçonné.
4 à 20	Dangereux, il faut alerter la population.
20 à 200	Très dangereux, mesures de réduction à prendre en quelques mois.
Plus de 200	Hautement dangereux, mesures de réduction à prendre en quelques semaines.

* pCi/l = picocurie par litre d'air.

 

Les cas de Hiroshima, Nagasaki et Tchernobyl doivent continuer à nous interpeller tous quant au danger lié à la pollution nucléaire. On comprend dès lors pourquoi l'Agence Internationale pour l'Energie Atomique (AIEA) doit bien surveiller le développement de ce secteur à travers le monde.

 

Les autres formes de pollutions sont la pollution des sols due aux suintements et infiltrations au niveau des décharges/landfills, des conduites ou de dumping ; pollution lumineuse et surtout la pollution sonore dans les villes (causées par le trafic, les avions, les industries, le commerce, les bars, …).

 

1.3.     Pollution et santé des écosystèmes

 

L'écosystème est une structure organisée et hiérarchisée. Comme système biologique, il est ouvert, c'est-à-dire reçoit les entrées (input) et fait sortir des outputs après transformation. Ces outputs sont constitués d'éléments positifs au système et même des déchets ou sous-produits souvent considérés inutiles dans l'immédiat.

 

Cependant comme dans l'industrie normale fonctionnant de façon harmonieuse, requiert un certain équilibre des procédés et leur rentabilité. Cet équilibre peut être rompu quand les inputs renferment des éléments indésirables par le système car il faudrait dans ce cas réadapter les mécanismes qui restituent l'équilibre perturbé. Mais si le degré de perturbation est supérieur à la capacité d'autorégulation de l'écosystème, les conséquences deviennent visibles à travers le comportement de la biodiversité, les espèces les plus sensibles étant les plus exposées ou fragiles. Elles jouent ainsi le rôle des bio-indicateurs (ou espèces bio-indicatrices) de la qualité ou de la santé de l'écosystème.

 

La pollution fait donc entrer dans l'écosystème des éléments perturbateurs de la santé de ce dernier.

 

 

 

 

 

Deuxième Partie : Eau et milieu de vie

 

 

CHAPITRE  DEUXIEME 

 

 

 

2.1. EAU  ET  SANTE

 

2.1. 1. L'eau et les boissons physiologiques

 

Manger et boire sont des nécessités impérieuses pour l'homme. Les aliments apportent les éléments indispensables à l'accomplissement des fonctions vitales de l'organisme. Pourtant l'homme peut perdre 40% de son poids corporel et continuer à vivre.

 

Par contre la perte de 10% de son eau entraîne des troubles graves, de 20 à 22% le tue. L'absence totale d'eau dans la diète ne lui permet pas de vivre au-delà de deux jours.

 

 

1° Besoins quantitatifs d'eau :

 

L'eau représente 70% du poids corporel de l'homme et 80%  de celui de l'enfant. L'eau ingérée sous forme de boissons ou d'aliments parvient rapidement dans le tube digestif, l'intestin constituant la voie essentielle de pénétration de l'eau dans l'organisme. Elle est normalement éliminée par les poumons, la peau et l'appareil digestif suivant les quantités nécessaires à leurs fonctions spécialisées.

 

Une forte chaleur extérieure, des travaux physiques intenses peuvent entraîner une perte d'eau par la respiration et la sudation allant jusqu'à 10 litres par 24 heures.

 

La fièvre, les vomissements, la diarrhée peuvent entraîner des pertes considérables d'eau. Si ces pertes ne sont pas compensées, une déshydratation aiguë survient, pouvant entraîner la mort. L'eau est donc indispensable à la vie et il faut donc boire.

 

En principe, l'homme peut subsister en n'utilisant pour le boisson et d'autres usages 5 litres d'eau par jour et même moins (nomades). En réalité, il doit disposer en moyenne de 40 à 50 litres d'eau par jour pour l'alimentation, la boisson, l'hygiène et plus encore s'il pratique l'élevage ou l'agriculture. L'habitant d'un village devrait disposer de 100 litres d'eau par jour. On est bien loin de cela dans de nombreuses régions déshéritées du monde, alors que dans les pays industrialisés 400 à 500 litres d'eau sont parfois consommés par personne par jour.

 

 

 

2° La qualité de l'eau :

 

Le besoin quantitatif d'eau a toujours été une évidence pour l'homme. Mais il est encore difficile de faire percevoir à certaines populations la nécessité d'unes eau saine, c'est-à-dire non contaminée de virus, bactéries ou parasites susceptibles de déclencher des maladies ; exempte de substances toxiques et de quantités excessives de matières minérales et organiques.

 

2.1.2. L'eau, véhicule de nombreux éléments et agents pathogènes

 

L'eau peut contenir différents corps chimiques : cyanures, fluorures, arsenic, nitrates, iode … certains de ces produits sont utiles et même indispensable à la santé de l'homme à faibles concentrations, mais peuvent devenir toxiques lorsqu'ils sont absorbés en trop grande quantité.

 

Ainsi, si la concentration de fluorure dans l'eau est inférieure à 0,5 mg/l, on notera dans la population une incidence élevée de la carie dentaire. Par contre, la fluorose endémique due à des taux élevés de fluor dans l'eau peut entraîner des lésions osseuses graves.

 

L'eau peut être aussi le véhicule de nombreux agents pathogènes :

 

-                     Des bactéries : Vibrion cholérique, Shigella (agent de la

                    dysenterie bacillaire), Salmonelle (fièvre typhoïde)…

-                     Des virus : Poliomyélite, hépatite…

-                     Des protozoaires : Amibe dysentérique, etc.

-                     Des vers : Ascaris, ankylostome, ver de guinée,

                    Schistosomes, etc. 

 

Le rôle de l'eau dans la transmission de ces agents infectieux varie selon la biologie, c'est-à-dire le cycle évolutif de ces germes.

 

On distingue trois types de cycle :

 

                Le cycle direct court 

 

C'est le plus simple des tous. Les agents pathogènes présents dans le tube digestif des sujets infectés (appelés réservoirs de virus) sont éliminés dans le milieu extérieur avec les matières fécales. Ils sont immédiatement contaminants pour un nouvel hôte.

 

Le virus poliomyélitique est ainsi excrété par les selles des sujets infestés. Ils peuvent éliminer jusqu'à 10 millions des particules virales par gramme de selles pendant 7 semaines et même parfois 17 semaines. Ces particules peuvent survivre des mois à pH neutre ; à basse température en présence des matières organiques et d'humidité.

 

L'amibe dysentérique est éliminée avec les selles sous forme de kystes directement contaminants. Dans les selles Kystes peuvent rester infectants  durant 5 a 15 jours selon l'Etat de déshydratation des matières. Ils survivent 5 minutes à la surface des mains et 45 minutes sous les ongles, 20 jours dans l'eau douce à + 20°C bien que leurs pouvoir infestant ne s'y conserve pas plus de 5 à 6 jours. Leur pouvoir de contamination se maintient 2 jours à 37°C et 6 jours entre 0 et 6°C, ce qui explique la contamination possible en pays tempérés. La taille de ces kystes les empêche de franchir les différentes couches de filtres à sable et les filtres en porcelaine, mais aucun antiseptique utilisé habituellement pour la désinfection de l'eau ne les détruit. A ce cycle, outre les deux exemples que nous venons de voir, obéissent toutes les bactéries, les virus du tube digestif et, parmi les parasites, les giardias et les oxyures (dont les œufs embryonnés à la pointe sont directement contaminants). Leur dissémination dans le milieu extérieur se fait par les matières fécales et l'homme s'infecte par voie orale, par le véhicule des mains sales, des mouches, des blattes, des légumes consommés crus et de l'eau contaminée.

 

                Le cycle direct long 

 

Il concerne essentiellement un certain nombre des vers (Ascaris, trichocéphale, ankylostomes, anguillules) parasites du tube digestif de l'homme (réservoir de virus).

 

Il est proche du précédent, mais s'en distingue par le fait que les œufs ou les larves de ces parasites n'ont pas encore atteint le stade infestant lorsqu'ils sont rejetés dans le milieu extérieur avec les selles. Leur pouvoir de contamination s'acquiert en un temps plus ou moins long, selon la qualité du milieu extérieur.

 

Les oeufs d'Ascaris, rejetés avec les selles atteignent leur stade infestant en quatre semaines à une température de + 20°C ou deux semaines à + 30°C.

 

La contamination de l'homme se fait par voie orale, en ingérant les œufs embryonnés présents dans l'eau ou sur des fruits et légumes consommés crus.

 

Avec les Anguillules et les Ankylostomes, nous abordons un autre mode de contamination, la pénétration à travers la peau des larves infestantes. Les sujets parasités par les anguillules rejettent dans leurs selles des larves qui atteignent leur pouvoir infestant en quelques jours de séjour dans l'eau si les conditions de température extérieure sont favorables.

 

Les ankylostomes adultes, présents dans le tube digestif de l'homme pondent des œufs qui, rejetés avec les selles vont se transformer en larves infestantes. La température extérieure la plus favorable est comprise entre +25°C et 30°C.

 

                Cycle indirect

 

Les parasites issus de l'hôte sous forme d'œufs ou des larves n'atteignent leurs formes de contamination qu'après passage obligatoire par un hôte intermédiaire qui assure par simple transformation, ou pour un certains parasites (douves et schistosomes) par l'addition d'un effet multiplicateur, la maturation des formes infestantes.

 

Certains de ces hôtes intermédiaires indispensables vivent en milieu aquatique :

                      

Le Cyclops, petit crustacé d'eau douce dont la taille est inférieure au millimètre est l'hôte intermédiaire de la filaire de Médine (ver de Guinée). Le ver adulte vit sous la peau de l'homme souvent aux membres inférieurs.

 

C'est en buvant l'eau des mares et en avalant des cyclops infestés de larves que l'homme se contamine. Aussi, compte tenu de la taille des cyclops, il est théoriquement facile de se protéger de cette parasitose en filtrant l'eau à travers une pièce de tissus.

Les Bilharzioses sont parmi les endémies parasitaires majeures qui affectent le continent africain. Elles sont totalement inféodées à l'eau où vivent les mollusques hôtes intermédiaire indispensables à l'accomplissement du cycle évolutif des schistosomes qui sont responsables de cette maladie.

 

2.1.3. L'eau, lieu de reproduction « d'insectes » vecteurs des

             maladies transmissibles

 

Les moustiques. Ils peuvent être vecteurs de maladies parasitaires ou virales. On distingue trois groupes principaux de moustiques :

 

-                     Les Aèdes (ou stegomyas) principaux vecteurs de la fièvre jaune

                    en Afrique et certains autres viroses.

-                     Les Culex, vecteurs de viroses et, en Afrique de l'est de la

                    filariose lymphatique

-                     Les Anophèles, les seuls moustiques capables de transmettre le

                    paludisme. Certaines espèces sont également vectrices de la

                    filariose lymphatique.

 

La biologie des moustiques est complexe, variable d'une espèce à l'autre, d'une zone géographique à l'autre. Par exemple, en ce qui concerne les Anophèles, chaque espèce a des gîtes de pontes préférentielles, mais toujours aquatiques. Ces sont des collections d'eau temporaires ou permanentes pourvues ou non de végétation, et répondant à des exigences chimiques ou physiques variées. L'eau courante est généralement défavorable.

 

Les Simulies, elles sont les vecteurs d'une redoutable endémie parasitaire, l'Onchocercose, puisque dans certaines zones de savanes elle peut entraîner la cécité de 8 à 15% de la population.

 

L'homme héberge les filaires adultes qui pondent des embryons ou microfilaires s'accumulant dans des régions découvertes de la peau ; elles sont alors prélevées par les Simulies femelles qui les transforment en larves infestantes qu'elles inoculeront à d'autres hommes par piqûre à l'occasion d'un nouveau repas de sang.

 

Les larves, comme celles des moustiques se développent dans l'eau. Mais tandis que les culicidés recherchent les eaux calment, les larves des simulies exigent des eaux très aérées, à débit rapide tels que les rapides des fleuves, des cascades. Une ventouse postérieure leur permet de se fixer très solidement sur les supports immergés dans ces eaux torrentueuses

 

L'eau indispensable à la vie de l'homme, peut donc être aussi pour lui source de misère et de mort.

 

    2.2. OBJECTIFS DE L'ASSAINISSEMENT DE L'EAU      

2.2.1. Protection de la santé

 

C'est bien l'objectif prioritaire de l'assainissement dans les pays en développement, et cela est aisément compréhensible lorsqu'on se réfère aux situations exposées en préambule.

 

L'amélioration des conditions sanitaires d'une population agglomérée passe obligatoirement par :

 

-                     La collecte et le traitement des excrétas qui sont susceptibles de

                    transmettre les maladies directement ou par pollution des

                    ressources en eau.

-                     L'évacuation des eaux usées domestiques et des eaux pluviales

                    dont la stagnation conduirait à la prolifération d'insectes eux aussi

                    vecteurs de maladie.

-                     L'évacuation et le traitement des eaux usées industrielles pouvant

                    polluer dangereusement les ressources en eau.

-                     La collecte et le traitement des déchets solides dont

                    l'accumulation favorise la prolifération d'insectes et des rongeurs

                    pouvant transporter des éléments pathogènes et empêche de bon  

                    fonctionnement des ouvrages d'évacuation des eaux.

 

Il faut reconnaître que les solutions techniques préconisées habituellement pour résoudre ces problèmes ont bien souvent prouvé leur efficacité dans les pays développés où l'objectif de protection sanitaire est aujourd'hui secondaire. De plus elles s'adressent généralement à des quartiers et groupes de population à haut revenus et sont bien souvent inapplicables, pour des raisons techniques et financières, dans les quartiers à faibles revenus ; or ce sont justement ceux où les conditions sanitaires sont les plus défavorables. Il est donc nécessaire de prendre en compte pour ces populations des solutions techniques compatibles avec leur niveau de vie actuel et son évolution prévisible ; la réalisation d'infrastructures d'assainissement ne sera d'ailleurs qu'un des éléments d'une amélioration des conditions qui devra aussi prévoir le renforcement de l'alimentation en eau, la restructuration de l'habitat et des voies de communication, l'éducation sanitaire…

 

2.2.2. Amélioration des conditions de vie

 

C'est l'objectif premier des opérations de drainage, qui visent principalement la protection des biens publics et privés. Cela concerne également les centres urbains où les conséquences d'inondations sont aisément chiffrables en termes économiques. Mais aussi l'une des principales attentes des populations des quartiers spontanés, en raison de la fragilité des constructions individuelles. 

 

Mais c'est surtout la notion de confort des populations qui est à l'origine du coût très élevé des aménagements en matière d'assainissement fluvial.

 

2.2.3. Protection de l'environnement

 

L'environnement risque de se dégrader rapidement dans les pays en développement en raison d'un taux de croissance démographique élevé et d'un développement industriel accéléré. Les politiques de protection de l'environnement se traduisent bien souvent par la mise en œuvre d'infrastructures lourdes (réseaux, stations d'épuration) dans le double but :

 

-                     d'éviter aux pollueurs les nuisances que leur procurerait la

                    stagnation, à leur proximité immédiate, de leurs propres eaux   

                    usées.

-                     D'amener les eaux usées à un niveau de qualité suffisant pour que

                    leur rejet dans le milieu soit compatible avec les usages ultérieurs

                    qu'on veut lui donner.

 

L'intérêt et efficacité de ces dispositions coûteuses se révèlent parfois très limités dans le contexte particulier des pays en développement. Il est essentiel de définir en premier lieu l'importance relative des différentes sources de pollution (effluents domestiques, rejets industriels, déchets solides…) de manière à établir des priorités. Il s'agira ensuite de déterminer précisément les usages souhaités pour chaque milieu récepteur et l'objectif de qualité à atteindre, ce qui permettra d'établir le niveau de qualité souhaitable pour les effluents et donc les infrastructures d'assainissement à prévoir.

 

Il y a aussi beaucoup à attendre des politiques de développement durables qu ont tendances à se mettre en place actuellement, de manière à rendre compatibles le développement économique et la protection de l'environnement. Ces politiques privilégient les mesures préventives visant à éviter ou limiter les flux de pollution, et font une large place aux dispositions non techniques (institutionnelles, réglementaires. . . ).

 

2.3. Contraintes

 

Des contraintes de plusieurs natures ne facilitent toujours pas l'exécution des travaux d'assainissement sur le terrain. Dans le cadre de ce chapitre, nous en évoquerons seulement deux types :

 

-                     les contraintes liées à l'urbanisme

-                     les contraintes socio-économiques.

 

2.3.1. Les contraintes liées à l'urbanisme

 

Dans beaucoup de pays africains, tel le cas de la RDC, on assiste à un développement rapide et intensif des agglomérations urbaines. Des taux de croissance de 10 % ne sont pas encore rares. Il est donc logique que les Pouvoirs Publics aient des difficultés à suivre ce rythme de développement et que le retard s'accumule en ce qui concerne la mise en place d'infrastructures lourdes.

 

A cela vient s'ajouter le fait que l'urbanisme est généralement mal maîtrisé. Bien souvent les schémas d'urbanisme existants ne sont pas respecté : on assiste à des modifications de l'occupation des sols prévue, et à l'apparition de quartiers spontanés, ce qui rend difficile l'élaboration et le suivi d'un schéma directeur d'assainissement. Pour tenir compte de cette évolution rapide de l'urbanisme, les schémas directeurs d'assainissement doivent être régulièrement révisés, en moyenne tous les 5 ans.

 

En ce qui concerne les infrastructures d'assainissement, cela entraîne, pour l'évacuation des eaux pluviales, des linéaires de réseaux importants et donc des coûts élevés.

 

Pour les eaux usées domestiques, cela limite l'intérêt de l'assainissement collectif en raison du linéaire de réseau nécessaire qui entraîne des coûts élevés et crée des difficultés de fonctionnement dues à la stagnation des effluents.

 

Encore plus importants sont les problèmes posés par les quartiers spontanés; l'urbanisation y est généralement plus dense mais aussi plus anarchique. Ils se sont en outre développés dans les zones dont la viabilisation n'était pas programmée car elle représente beaucoup de difficultés (fonds de thalwegs, zones très pendues ...).

 

Enfin, l'aménagement de la voirie accuse un retard certain par rapport au développement urbain. Dans beaucoup de quartiers, les voies et les accotements ne sont pas stabilisés, ce qui entraîne une érosion importante et des problèmes de fonctionnement des réseaux dus au transport solide.

 

2.3.2. Les contraintes socio-économiques et institutionnelles

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CHAPITRE TROISIEME 

 

 

 

3.1. PRINCIPE DE L'ASSAINISSEMENT ET

        SOLUTIONS  POSSIBLES

 

En principe, assainir, c'est faire en sorte que les diverses eaux utilisées dans la ville pour les habitants et pour l'industrie ainsi que l'eau tombée du ciel, s'évacuent sans occasionner les troubles à la cité ou à l'environnement, notamment sur le plans de la santé, sur ceux de la circulation ou de la construction des inondations, ou encore de la piscicole  ou de la flore des rivières.

 

Les dispositions à prendre dépendent non seulement des qualités d'eau à évacuer, mais aussi de la trame d'urbanisation de la ville, avec sa densité d'habitant, sa topographie et son système de voirie. Elles sont enfin liées au contexte économique qui limite les investissements à un niveau compatible avec les ressources financières de l'état et des usagers.

 

3.1.1.  Les différentes natures et volumes d'eau à évacuer

 

1° Les eaux domestiques  sont celles qui sont utilisées dans les ménages, y compris pour l'arrosage éventuel du jardin et l'abreuvement des animaux domestiques vivant dans les cellules familiales. Elles proviennent :

 

§               soit de l'eau amenée par le réseau public d'alimentation en eau, si il en existe bien sûr et si le ménage y est branché.

§               soit de l'eau achetée à des revendeurs s'approvisionnant au réseau public, soit de celle prise à la borne fontaine.

§               soit de l'eau prélevée dans un puit privé foré sur la parcelle.

 

Dans les quartiers avec un habitant collectif, il s'agit presque exclusivement d'eau achetée au réseau dont on peut connaître aisément les volumes. Dans les quartiers comportant un habitant individuel, s'il est de standing élevé, ce sera l'eau du réseau public. S'il s'agit de lotissement sociaux, il y a aura mélange entre l'eau du réseau public et des autres natures d'eau.

         Tableau 5 : La demande  en eau dans une capitale d'Afrique

                              Orientale en 1979 (Warford et Julius, cités par Valiron,

                              1991)

 

Groupe de consommateurs	Nombre de branche-ments	Consom-mation moyenne ( m3/ mois)	% des branchements totaux	% de la consommation totale
Industrie, commerce, administration et bornes fontaines. Résidentiel -                      Type 1 (revenu le + bas) -                      Type 2 -                      Type 3 -                      Type 4 -                      Type 5 (revenu le + haut)	1 068   534 5 476 171 415 61	424   16 23 43 60 96	11   6 57 2 4 1	60(1)   1 17 1 3 1
Total	9 646	-	100	100

        (1) La consommation aux bornes fontaines constitue 2% au total.

 

Dans les quartiers d'habitat spontané, on aura presque exclusivement de l'eau des bornes fontaines et des puits privés.

 

Les volumes peuvent être évalués par quartiers à partir des données de l'exploitant du réseau d'alimentation en eau pour l'eau achetée aussi les bornes fontaines. Pour celles provenant des puits privés, l'évaluation est plus délicate. Ces volumes varient beaucoup suivant de stading de l'habitat : de 401/j/hab. pour les logements sociaux à 100 1/j/hab. pour le standing moyen, et jusqu'à la 200 1/j/hab.  Pour le plus haut stading ; pour les bornes fontaines, de 8à 10 i/j/hab. et jusqu'au double pour les puits privés (Cf. chapitre 4)

 

Le tableau 1 ci-dessus montre comment se répartissent les consommations dans une grande ville d'Afrique Orientale.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fig. 3.  L'eau utilisée à la maison et dans la parcelle

La figure 1 schématise la façon dont l'eau est utilisée à la maison. L'usage de l'eau, la charge d'impuretés diverses avec le lavage des sols, la toilette, l'évacuation des excrétas ; il s'en consomme ou s'en perd une partie par infiltration sur le sol.

 

L'eau usée a toujours un volume inférieur au volume utilisé (Cf. chapitre 4). Le rejet de l'eau usée dans le sol sans précaution, notamment en puisard, risque de polluer la nappe qui peut être utilisée directement par les ménages ou par le système d'alimentation en eau. Le rejet en rivière pose les mêmes problèmes. Une caractéristique importante de l'eau usée domestique est d'avoir un débit quasi-permanent (avec des pointes le matin, à midi et le soir, et un creux très marqué la nuit).

 

2°  Les eaux pluviales  sont celles qui tombent sur la ville et les collines voisines, et qui s'écoulent sur son territoire, sur les exutoires ou vannes.

 

Elles ont trois origines comme le montre schématiquement la figure 2 :

                        -   les eaux de ruissellement provenant des propriétés privées

                                   construites, collectées par les toits imperméables et la  

                                   surface non construite de la parcelle ;

                        -  l'eau de ruissellement provenant des voiries et parking, et

                          zone publiques souvent imperméabilisés ;

                 - l'eau de ruissellement des zones non construites et des

                    zones en amont.

 

Les quantités de l'eau pluviale ne sont pas statiques et sont soumises à plusieurs facteurs. Essentiellement, elles dépendent des facteurs suivants:

 

-                     la pluviométrie et l'intensité de la pluie, c'est-à-dire de la

                    climatologie locale, et de la topographie (des collines, surplombant

                    une zone plate, concentrent le ruissellement) ;

-                     la nature de l'urbanisation et notamment de la densité de l'habitat

                   et du pourcentage de la surface imperméabilisée.

 

L'objectif de l'assainissement pluvial est de conduire les eaux à (ou dans) un exutoire aval en limitant l'inondation ou submersion et en agissant pour que des débordements et  le transfert des vecteurs de ne se produisent.

 

Le calcul des apports pluviaux montre que les volumes pendant un épisode pluvieux, sont beaucoup plus importants que ceux des eaux usées, 100 à 200 fois plus ; ce coefficient dépendent de la pluie prise en compte, du type d'urbanisation et de la consommation moyenne en eau des habitants. Autres caractéristiques de ces apports : ils sont intermittents et ne se produisent que pendant les épisodes pluvieux.

 

Sur le plan de la qualité, les eaux pluviales, en ruisselant sur le sol, les chaussées, les toits, les lavent et entraînent les éléments déposés (poussières et suies, huile, etc.…) ou érodent les terrains, d'autant plus qu'ils sont nus et sans végétations et que la pente est forte. Il y a donc des apports de matières diverses en suspension ou dissoutes qui peuvent perturber l'exutoire.

 

 

 

 

 

 

Fig. 4.  Schéma des apports d'eaux pluviales

 

       3° les eaux usées industrielles et autres sont celles provenant des activités économiques comme les commerces, l'artisanat, l'industrie et les services public, les écoles, administrations, hôpitaux…

 

Beaucoup de ces eaux peuvent être assimilées aux eaux domestiques, telles ces services publics et des commerces ou des hôtels. Leur volume peut être estimé à partir de l'eau fournie par le réseau car la plupart sont branchés. Des précautions spéciales doivent cependant être prises pour certaines comme celles des boucheries, charcuteries et restaurants car elles sont très grasses, ou pour les hôpitaux à cause des risques dus aux bacilles. Pour l'industrie, on peut distinguer celles des petits établissements ou de l'artisanat souvent assimilables aux eaux domestiques alors que celles des industries importantes posent des problèmes spéciaux avec leur volume de leur pollution.

 

Les eaux de la plupart de ces différents établissements suivront donc le sort des eaux usées de la zone dans laquelle ils se trouvent, à l'exclusion de celles des quelques industries spécifiques dont l'étude a montré qu'elles peuvent être acceptées dans l'égout.

 

Elles devront alors emprunter un système d'évacuation spécial.

 

 

 

 

 

 

Tableau 6. Caractéristiques des eaux consommées par les activités économiques et administratives

	Volume	Nature des eaux                  usées	Observation
Tous commerces, hôtels	Déterminé par réseau (DR)	Assimilable aux eaux domestiques (AED)
Sauf boucherie, triperie, charcuterie, restaurant.	DR	AED	Boîte à graisse
Administration, école	DR	AED	AED
Hôpitaux	DR	AED	Mesures internes pour rejets dangereux
Petites industries artisanat avec effectifs < 50	Généralement branchées réseau	AED	AED
Sauf traitement des métaux	DR	Spécifique	Enquête
autres industries avec effectifs < 50	Branchées réseau + Prélèvement direct.	Spécifique	Enquête

 

 

3.2. LES DIFFERENTS SYSTEMES   D'EVACUATION

 

Les différentes eaux à évacuer et à rendre inoffensives pour la ville et pour son environnement peuvent être regroupés ensemble par nature, ou au contraire être maintenues isolées.

 

Dans le premier cas, on dit qu'il y a assainissement collectif, les eaux sont conduites ensemble, éventuellement épurées puis rejetées en milieu naturel de telle façon que leur impact pour celui-ci soit acceptable.

 

Dans le second cas , on dit qu'il y a assainissement  individuel si les dispositions prises pour rendre ces eaux inoffensives se situent sur place, dans la parcelle même où elles sont produites, ou semi-individuel si le regroupement porte sur les eaux produites dans les logements situés sur la parcelle.

 

On appelle « séparé » un dispositif conçu pour l'eau produite dans une parcelle importante à partir d'activité notamment industrielles générant des volumes et des nuisances tels qu'elles doivent être transportées vers un exutoire aval après avoir été éventuellement épurées.

 

Le tableau ci-dessous indique schématiquement les dispositifs possibles pour les diverses eaux de la ville. On remarquera que seules les eaux pluviales de peuvent pas être évacuées autrement que groupées ; la raison est que la capacité d'infiltration des sols rend impossible la suppression des ruissellement. Cela ne signifie évidemment pas qu'on exclut l'infiltration. Dans certains cas au contraire, on la privilégie dans les zones imperméabilisées grâce à des dispositifs spéciaux (tels des chaussées poreuses ou des puits filtrants pour limiter les débits ruisselés) mais après des précautions pour limiter les populations.

 

Tableau 7.  Sources d'eau et types d'assainissement

 

Nature des eaux	Assainissement collectif	Assainissement individuel	Assainissement séparé
Eaux domestiques et assimilées   Eaux industrielles   Eaux pluviales	X   X   X	X   -   -	-   X   -

 

 

Pour les eaux industrielles, le choix entre assainissement collectif ou séparé se fait en fonction de la possibilité de les admettre dans l'égout. On notera enfin que le groupement d'eaux industrielles provenant de diverses industries notamment dans les zones industrielles afin de les évacuer et de les traiter ensemble, est possible, si la nature des eaux le permet , mais cela nécessite toujours des études de comptabilité. Le tableau 3 montre bien qu'il ne se pose pas pour les eaux domestiques et assimilées.

 

 

3.3.  LE  CHOIX  ENTRE  ASSAINISSEMENT

         COLLECTIF  ET  INDIVIDUEL

 

 

Le choix est d'abord limité par des contraintes techniques :

 

1° Il faut évidemment, pour des raisons de fonctionnement correct que les égouts puissent, grâce à leur pente et pour les débits normaux qu'ils évacuent, assurer un autocurage les débarrassant des dépôts formés lors des débits minima.

 

Cette condition d'autocurage impose pour chaque pente d'un égout, un débit minimum permettant une vitesse suffisante pour reprendre les dépôts. Les débits correspondent pour les diamètres minima d'un égout (0.20m) et pour les pentes généralement observées sont tels  que seules les zones urbaines où les consommations individuelles sont au moins de l'ordre de 40 à 50 litres/jour/habitant peuvent être assainies par des réseaux collectifs.

 

2° Une autre condition doit être remplie pour des raisons d'entretien  du réseau de collecte des eaux usées qui est toujours réalisé sous les voiries ; c'est que la desserte de ces voiries et leur état permettent le passage des équipes d'intervention. La voirie doit être définitive en emplacement, ce qui limite ce système aux quartiers où l'urbanisme a fixé définitivement les tracés, et où la desserte des eaux est totalement assurée.

 

Un réseau collectif d'égouts ne peut donc être envisagé que dans les zones où deux conditions sont simultanément remplies :

-                     une consommation minimum par habitant/jour de 40 litres,

-                     un plan d'urbanisme bien arrêté.

Cela réduit donc beaucoup des zones possibles dans les villes des pays en voies de développement au moins dans l'immédiat.

 

Les deux conditions remplies, le choix devient alors de nature économique.

 

En effet, rapporté à l'usager, le coût d'un réseau d'assainissement varie en inverse de la densité de l'habitat car le nombre des antennistes nécessaires s'accroît. Pat contre, le coût de l'assainissement individuel qui ne nécessite aucun réseau, est indépendant de cette densité (figure 3) :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fig. 5. Détermination du seuil de densité pour l'assainissement collectif

 

Le seuil où l'assainissement collectif est moins coûteux varie suivant les conditions locales de 20 à 50 habitants. De plus, l'assainissement individuel avec fosse septique n'est pas toujours possible, la perméabilité du sol et la présence de nappez phréatique utilisable doivent 'd'y prêter. Le tableau ci-dessous résume les avantages et les inconvénients de deux systèmes :

 

 

   Tableau 8 : Avantages et Inconvénients comparés des deux systèmes

 

TYPES                D'ASSAINISSEMENT	AVANTANGES	INCOVENIENTS
ASSAINISSEMENT     COLLECTIF   (AC)	Suppression des nuisances dans le site urbain.   Bonnes performances si l'entretien est bon.   Facilité de contrôle des rejets.	Coût élevé en investissement et entretien.   Concentration de la population en un point d'où traitement nécessaire.
ASSAINISSEMENT      INDIVIDUEL (AI)	Suppression du coût du réseau.   Souplesse d'adaptation à l'évolution des besoins.	Charge financière pour les usagers.   Nécessité d'un contrôle de fonctionnement.

 

 

3.4.     ASSAINISSEMENT  ET  EVOLUTION  DE   

           L'ALIMENTATION  EN  EAU  ET  DE   

           L'URBANISATION

 

On a bien vu dans ce qui précède la forte dépendance de l'assainissement avec la consommation en eau et le type de desserte ainsi qu'avec l'urbanisation (organisation de la voirie-imperméabilisation des sols, etc..). Les modifications de ces paramètres dans les temps devront donc être conçues comme évolutives ; le schéma d'assainissement qui en prévoit le développement devra être souple.

 

La figure 6 montre l'évolution prévisible de la desserte  en eau d'une ville en expansion.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fig. 6. Evolution prévisible de la desserte en eau d'une ville en expansion

 

L'urbanisation se développe autour des voiries de desserte des quartiers périphériques les reliant au cœur de la ville. Ce cœur se confond souvent avec la zone d'habitat dense dans laquelle se situe une partie importante des administrations et des services.

 

La Figure suivante présente un découpage en diverses zones d'habitats d'une ville.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fig. 7. Plan schématique de l'urbanisation d'une ville

 

On y retrouve le cœur à habitat dense (1) prolongé en « étoile » par les dessertes des deux zones d'extension : l'une destinée à un habitat moyennement dense, individuel, en bandes ou petits immeubles (2),  l'autre constitué d'un lotissement « socio-économique » comportant des parcelles pour un habitat en dur (3).

 

La première (2) sera en eau par robinet au fur et à mesure des programmes d'habitat. La seconde (3) sera alimentée  au départ par des bornes-fontaines et la desserte au robinet le long des grandes voiries. Deux autres zones sont indiquées sur le plan : une zone en contact avec les deux zones précédentes où se situent des implantations mal contrôlées (4) car l'urbanisation n'y est pas maîtrisée. Sa desserte en eau sera progressive le long de quelques axes et comportera quelques points d'eau.

 

Une zone industrielle le long de l'exutoire proche du cœur de la ville et de la zone de moyenne densité. Elle est desservie en eau au moins pour les services des usines. Dans un tel contexte qu'on retrouve souvent sur le terrain, l'assainissement se développe avec l'alimentation en eau :

-                     il est collectif dans le cœur (1), et sans doute le long des deux axes

                    figurés sur la figure (il y dessert les écoles, marchés et les maisons

                   qui longent).

-                     Il est collectif ou individuel (I) (suivant la densité dans la zone à

                   habitat de moyenne densité et individuel dans la zone de

                   lotissement (3) socio-économique, puis dévient collectif le long des

                   axes des voiries.

-                     Il est sommaire (S) dans le quartier à urbanisme non fixé (4) avec

                   des latrines, et quelques fosses septiques près des points d'eau.

-                     Il est « séparé » dans la zone industrielle (5).

 

3.5.  L'ASSAINISSEMENT  COLLECTIF

 

Comme on vient de le voir, c'est le cas où l'on collecte ensemble dans un secteur donné toutes les eaux usées en y adjoignant ou non les eaux pluviales. Sont exclus néanmoins du dispositif certaines eaux industrielles.

 

3.5.1.               Les  différents  systèmes  possibles

 

Les Figures, précédente et celle qui suit plus loin, schématisent les différents modes de desserte en supposant pour l'évacuation des eaux pluviales dans le cas du séparatif, l'utilisation d'un égout enterré. On verra plus loin que souvent, on utilise des canaux à ciel ouvert.

 

La différence de taille des tuyaux grisés entre le premier cas et les deux derniers s'expliquent par les débits à évacuer qui sont plus de 100 fois plus importants lorsque l'on prend en charge les eaux pluviales.

 

3.5.2.               Le choix entre séparatif et unitaire

 

Il ne se pose évidemment que si on a préalablement retenu pour les eaux usées l'assainissement collectif.

 

Le Tableau suivant donne une première approche des choix possibles tenant compte de la topographie du site, du standing et de la vocation du quartier et des aspects sanitaires.

 

On remarquera aussi que, si le quartier est éloigné de la station d'épuration, le séparatif est plus avantageux, car il permet de réduire les linéaires (plusieurs rejets d'eaux pluviales en différents points de l'exutoire sont souvent possibles,  et en tout cas moins loin). Si le quartier à équiper se trouve en amont d'une zone équipée en séparatif, le système est possible. Pour les autres configurations, le choix reste ouvert. Enfin, si le système d'entretien n'est pas efficace et épisodique, le séparatif est également conseillé.

 

D'autres considérations de type économique synthétisé dans le tableau ci-après, peuvent également orienter les choix.

 

 

Tableau 9. Eléments favorables à l'un ou à l'autre système

 

ELEMENTS  FAVORISANT LE SEPARATIF	ELEMENT  FAVORISANT L'UNITAIRE
-         configuration du terrain permettant souvent de multiplier les rejets d'eaux pluviales ; -         réduction des stations de relevage si elles sont nécessaires ; -         réduction de l'investissement ; -         épuration et fonctionnement plus simple de la station.	-         simplicité due à la présence d'une seule canalisation par rue.

 

 

On notera enfin que le système pseudo-séparatif (ou mixte) peut être intéressant dans les zones amont si le ruissellement des  eaux pluviales ne nécessite pas la réalisation d'un collecteur. Il permet enfin d'aider à l'autocurage.

 

Le choix à opérer nécessite une étude au cas par cas. Cependant, dans le contexte des pays en développement, c'est le système séparatif qui est retenu le plus souvent. On remarquera pourtant que malheureusement les réseaux fonctionnent  souvent dans des pays en unitaire car ils sont utilisés par les riverains pour leurs eaux usées, leurs excrétas et leurs déchets divers.

 

On verra aux chapitres 4 et 5 comment on peut essayer d'y porter remède.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fig. 8. Distinction schématique des SU, SS et SPS

 

Sous réserve de non toxicité et de non agressivité et à l'exception des eaux de refroidissement, les affluents industriels sont rejetés dans les collecteurs unitaires ou

 

3.5.3.                L'évacuation  des  eaux  pluviales  en séparatif : choix  entre 

             réseau  enterré  et  superficiel.

 

Le choix ne se pose en effet que pour le cas du séparatif, puisque avec l'unitaire, l'évacuation se fait avec les eaux usées en égout enterré.

 

-  la comparaison économique :

Elle doit se faire en tenant compte des conditions locales. Elle doit également prendre en compte :

 

-                     le coût d'investissement des ouvrages ;

-                     les charges d'exploitation et de fonctionnement en valeurs

                    actualisées avec les éléments suivants :

1° durée de vie : 35 ans ;

2° frais annuels d'entretien (1,5 % du coût pour les réseaux de  

      surface, et 2 % pour les réseaux enterrés).

 

La Figure ci-dessous a été établie à Abidjan (Valiron, 1982).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fig. 9. Coût comparé des réseaux enterrés et à ciel ouvert à Abidjan

 

Elle permet les constatations suivantes :

 

·                                           Tout d'abord dans des conditions normales de travail, le

                               réseau enterré s'avère moins coûteux que le réseau

                               superficiel, ceci jusqu'au diamètre de 800 mm inclus.

·                                           Au-delà, jusqu'au diamètre de 1000mm inclus, la différence

                               de coût entre les 2 systèmes diminue mais en faveur du

                               réseau enterré.

·                                           Si le réseau enterré comporte des canalisations de 1200mm,

                               des coûts sensiblement équivalents sont à prévoir pour les

                               deux systèmes.

·                                           Enfin, et ceci est très important, la prise en compte des frais

                               actualisées d'entretien ne modifie pratiquement pas les

                               conclusions ci-dessus.

 

La conclusion d'un avantage économique pour le réseau superficiel lorsque le débit à transporter dépasse 4 à 6 m³, est valable partout. Cependant l'importance du débit peut varier avec les conditions locales.

 

Quels sont les inconvénients et avantages des deux systèmes vis-à-vis des considérations sanitaires et de différents éléments techniques ?

 

Tableau 10 : Comparaison de deux systèmes.

 

CONSIDERATION	RESEAU DE SURFACE	RESEAU ENTERRE
SANITAIRE	- Est un réceptacle idéal pour les    déchets divers des populations d'où des risques de développement de     larves et de mouches. - Développement de         moustiques en été (1)	Beaucoup mieux protégé     contre l'introduction de  déchets. Même si ceux–ci y  étaient introduits, pas de  risques sanitaires
CONSTRUCTION	Plus facile avec les moyens modestes
FONCTIONNEMENT	Risque d'obstruction par les déchets. Déversement facile d'eaux usées.	- Moins de risque à cause de la difficulté d'introduire les déchets. - Branchement sauvage difficile.
ENTRETIEN	Abordable	Nécessite des moyens spéciaux
FONCTIONNEMENT HYDRAULIQUE		Vitesse d'écoulement plus rapide pour une même pente. Peut ne pas suivre le tracé des voies
VIS-A-VIS DU SITE	Nécessite une place importante	N'occupe pas de place sauf pour les avaloirs.

 

Le tableau 10 ci-dessus qui les résume, montre que la comparaison est à l'avantage du système enterré, notamment sur le point très important de la santé et pour son fonctionnement.

 

Ce dispositif devrait donc être préféré sauf dans les quartiers périphériques à condition que les rejets d'eau usée et de déchets puissent être limités. Lorsque la vitesse de l'eau reste inférieure à 1,5 mètre/s, le réseau peut être constitué de fossés en terre.

 

3.5.4.                L'EPURATION  DES  EAUX  USEES

 

A l'extrémité du réseau unitaire ou de réseau collectant les seules eaux usées, on ne peut pas accepter de déversement sans traitement. L'impact de ces eaux polluées sur le milieu naturel qu'il s'agisse d'une rivière, d'un lac ou même de la mer. Le choix du système de traitement dépend de l'importance du flux polluant apporté vis-à-vis de la capacité d'auto-épuration du milieu récepteur et de l'usage qui en est fait à l'aval.

 

Le plus contraignant est le cas où on utilise l'eau de la rivière immédiatement en aval du rejet de la ville 1 pour l'alimentation en eau (en B) d'une autre localité 2 (Figure 10).

 

 

 

 

 

 

Fig. 10. Rejet et reprise d'eau en rivière

 

Cela ne sera possible que si la capacité d'auto-épuration agissant sur le flux F rejeté par la ville 1, traité pour obtenir un certain niveau de qualité x, permet de garantir en B le niveau de qualité nécessaire pour alimenter la ville 2. Si le niveau de traitement x nécessaire est trop élevé et impossible à atteindre techniquement, il faut alors soit déplacer la prise d'eau B  en la plaçant en amont de A, soit amener le rejet F en aval de B.

 

Le cas n'est pas une hypothèse d'école : on le rencontre souvent dans les pays développés. Il est par contre rare dans les pays en voie de développement car F1 est le plus souvent très limité par un assainissement collectif portant sur une fraction faible de la population.

 

Un raisonnement analogue fait à partir de la qualité requise pour un usage aval permet de calculer l'abattement à obtenir de F, compte tenu de  l'auto-épuration de A à B.

 

3.6.     L'ASSAINISSEMENT INDIVIDUEL

 

C'est le cas où les eaux usées sont éliminées au niveau même de l'habitation. Elles sont constituées suivant le mode de vie, d'eaux vannes en provenance des W.C (urine et fèces) et d'eaux ménagères (eaux de cuisine, de toilette et de lavage) plus importantes en volume, mais moins dangereuses sur le plan sanitaire.

 

Elles sont en général éliminées séparément.

 

-                     pour les eaux vannes : soit dispersion dans le sol de la fraction liquide, et évacuation périodique des excrétas décomposées, soit collecte en fosse étanche, vidange et transport vers des installations d'épuration collectives.

-                     Pour les eaux ménagères : soit dispersion dans le sol ou épandage, soit rejet au réseau pluvial, ce qui n'est acceptable que si les quantités sont faibles.

 

3.6.1.  Les dispositif

 

On distingue :

 

-                     les dispositifs élaborés qui vient à donner à l'utilisateur un confort analogue à celui apporté par l'assainissement collectif : ce sont les fosses septiques suivies d'un épandage souterrain qui porte non seulement sur les eaux vannes fluidifiées en fosses, mais aussi sur les eaux ménagères préalablement dégraissées.

 

 

 

 

 

 

 

Fig. 11. Schéma d'une fosse septique

 

-  les dispositifs rustiques où les excrétas et les eaux ménagères sont déversés ou traités séparément, les premiers dans les fosses sèches ou les latrine, les secondes par épandage ou infiltration. Ils concernent principalement l'habitat socio-économique.

 

De tels dispositifs nécessitent des sols suffisamment perméables, surtout pour permettre l'infiltration des eaux ménagères. Cela dépend beaucoup du volume d'eau consommé. Il est également nécessaire que la nappe éventuelle soit au moins à 15 mètres du sol.  Doivent être respectées, des distances minima entre le fond de la  fosse et la nappe, et entre latrine et puits si la nappe est utilisée.

 

Il résulte de ces conditions une taille minimum pour la parcelle à équiper de latrines :

 

-                     150 m² si un puit se trouve  dans la parcelle ;

-                     60 m² si l'eau est prise à la borne fontaine.

 

3.6.2. Assainissement individuel et urbanisme

 

L'assainissement individuel occupe dans les villes des pays en développement, une place très importante :

 

-                     les fosses septiques et infiltration peuvent se substituer à l'assainissement  collectif pour l'habitat moderne individuel en fonction du critère de coût ;

-                     les latrines de différents types constituent l'équipement des quartiers socio-économiques à faible consommation d'eau, et des zones desservies principalement avec des bornes-fontaines.

 

Sur la Figure 5, les fosses septiques peuvent équiper la zone (2) d'habitat moyennement dense, les latrines une grande partie de (3) d'habitat à économie individuel et la totalité de la zone 4 à implantation d'habitat mal contrôlée  car l'urbanisme non fixé n'y est pas maîtrisée.

 

Chapitre Quatrième 

 

 

Gestion des eaux usées, 

véhicules des déchets en milieu urbain

 

 

Plan du chapitre:

 

1.    Introduction historique

2.    Transport des eaux usées

3.    Nature des eaux usées

4.    Traitement des eaux usées

 

 

Notes spéciale :

 

Ce chapitre est une synthèse et une initiation pratique aux questions techniques liées à la gestion des eaux usées. Il est exposé sous forme de conférence en séance entière en vue de fournir le mieux possible des explications aux étudiants.

 

 

 

 

 

 

Troisième Partie :

 

DECHETS    SOLIDES  EN  MILIEU   DE VIE

 

 

Chapitre Cinquième 

 

 

 

5.1. LES  RESIDUS  URBAINS

 

5.1.1. TERMINOLOGIE

 

Les déchets ménagers sont les déchets solides provenant de la vie des ménages (cuisine, habillement, renouvellement de biens, lavage, jardinage, loisirs…) et ceux des activités commerciales qui y concourent. S'y ajoutent les déchets de même nature de l'administration et des services (cantines…). Ils ne constituent qu'une partie des déchets solides urbains de la ville. S'ajoutent en effet aux déchets ménagers, ceux du nettoiement des rues et des chaussées, tous ceux des communes et des industries de toute taille et de toute sorte.

 

On exclut généralement des déchets collectés tous les autres déchets dont la nature et la composition diffèrent des déchets ménagers, notamment par les risques qui s'y attachent.

 

Parmi les déchets à exclure, on citera particulièrement :

 

-                     les déchets provenant des hôpitaux,

-                     les déchets industriels de nature chimique ou toxique.

 

Les autres déchets des industries ne sont pas dangereux ; ils pourraient être collectés et détruits comme les déchets ménagers.

 

La réglementation municipale doit toujours bien définir les déchets acceptés et chaque agglomération peut en restreindre ou en étendre la liste, par exemple en incluant les déchets de certaines industries ; il est également essentiel que la liste des déchets prohibés soit bien explicitée dans la réglementation du service des déchets.

 

5.1.2. NATURE ET COMPOSITION DES DECHETS

 

Ces éléments varient largement dans un même pays suivant la taille de l'agglomération, la nature de l'habitat (avec ou sans jardin) et le niveau de revenu. Ils varieront encore plus d'un pays à un autre avec les habitudes de vie, le type de nourriture et suivant la saison (sèche ou humide).

 

Le tableau ci-dessous donne une idée presque concrète de la composition des déchets dans les villes à travers le monde.

 

 

Les 10 éléments constitutifs  des déchets suivant leur nature et leur  origine dans 7 des villes et/ou pays du monde

 

VILLE ET          PAYS	BANGKOK	CALCUTTA	DUBAI	ENUGU	FRANCE	U.K.	USA
Période  →	1972	1970	1973	1973	1972	1968	1972
FRUITS ET    LEGUMES	26 - 51	16	40	-	15 - 30	17	-
FEUILLES, BRINDILLES, COQUES DE COCOS	6 - 75	18	-	83	15 - 30	17	9
RESTES DE NOURRITURE	-	-	-	91	15 - 30	-	14
PAPIERS CARTONS	7 - 13	3,2	25,5	-	20 - 40	39	55
CHIFFONS	0,3 – 0,6	3,6	8	4,1	1 - 6	2,4	3
VERRES POTERIE ET OS	1,6 – 6,9	7,4	5	-	4 - 10	2,4	3
BOITE EN FER BLANC -METAL	0,8 – 1,3	0,7	12,5	2,3	2,6	8,9	9
P¨LASTIQUE	2 - 7	0,6	4,5	-	2 -3	1,1	1
CENDRES,                          S       SCORIES ET POUSSIERES	-	41,6	-	1	10 - 20	21,6	-
DIVERS	-	-	4,5	-	-	-	-
Poids par hab./j	-	0 - 51	-	-	0,6 – 0,8 (1) 0,8 – 1,2 (2)	0,8	2,6
Volume hab/j litre	-	1,08	-	-	-	5,1	-
Valeur Calorifique kj/kg	-	6300	-	-	1500 - 1800	8000 – 10500	-

 

 

La lecture de ce tableau portant sur 10 éléments constitutifs des déchets permet d'observer ce qui suit :

 

-                     Les trois premiers : fruits et légumes, feuilles mortes – brindilles – coques de cocos, déchets de nourriture, sont des déchets de nature organique provenant soit de la préparation des repas, ou des restes de ceux-ci, soit du nettoiement des marchés et des rues.

-                     Les deux suivants : papiers, cartons et chiffons ; proviennent aussi bien des ménages que des activités commerciales et artisanales. Ils sont également organiques, mais ils ont un pouvoir calorifique élevé.

-                     Les trois autres : verre, poterie et os, métaux, boites et plastiques, correspondent   surtout aux contenants des boissons ou des conserves. Leur nature varie beaucoup : organique avec les os, inflammable avec les plastiques avec des fumées dangereuses, inerte avec les verres et les boites métalliques.

-                     Les cendres, les scories et les poussières sont en grande partie le résidu des moyens de chauffage et surtout dans les pays chauds, de cuisson des aliments.

-                     La dernière catégorie est celles des divers, particulièrement composée des gros objets, les « monstres » comme les matériels usagés.

 

Ce tableau montre également la grande variété des pourcentages par catégories suivant les quelques exemples donnés. On notera :

 

-                     Les poids journaliers importants dans les pays industrialisés à haut revenu, avec l'importance des papiers cartons et emballages qui représentent plus de la moitié (poids) ;

-                     L'importance dans les pays en développement des déchets organiques qui constituent près de la moitié (ou plus) des déchets, d'où un accroissement des risques sanitaires en cas de non collecte (accentué encore par la température dans les pays chauds).

 

5.1.3. LES NUISANCES PONTENTIELS DES DECHETS

 

5.1.3.1. Nuisances sanitaires

 

L'évolution aérobie des déchets organiques conduit à des dangers et à des inconvénients sérieux si elle se produit près des habitations ; ce sont les insectes, les rats, les risques d'incendie et les odeurs. D'autres inconvénients sont :

 

- la pollution  des eaux : par infiltration dans la nappe de l'eau des déchets qui peut contenir des germes pathogènes.

- la dégradation de l'environnement : par l'aspect des tas d'ordure avec leur odeur et la présence des nombreuses mouches.

 

5.1.3.2. Perturbation des égouts et des collecteurs d'eau de pluie

 

S'il n'y a pas de système de collecte, les habitants peuvent être tentés de se débarrasser de  leurs déchets en les déversant dans les collecteurs d'eau de pluie, ou même dans les égouts, ou encore en les vidant dans les rivières.

 

Cette dernière alternative est souvent source de pollution à l'aval ; elle est néanmoins beaucoup moins graves que les deux premiers qui provoquent des dépôts et bouchent rapidement l'égout car la vitesse de l'eau ne peut pas assurer le transfert à l'aval des déchets, notamment les plus denses. On doit donc lutter avec vigueur contre ces pratiques.

Le risque est particulièrement important pour les déchets volumineux souvent non collectés comme les vieux matelas et les matériels en panne tels réfrigérants fourneaux, etc.

5.1.4. POLITIQUE  DE  MAITRISE  DES  DECHETS

 

Elle passe par deux volets :

 

-                     La collecte des déchets pour les éloigner des lieux habités et supprimer ainsi les nuisances directes ;

-                     Le traitement ou la mise en dépôt sur des sites bien choisis pour éliminer les nuisances indirectes telles que la pollution des nappes, gène esthétique, etc.

 

Dans ce cas, une bonne politique de maîtrise des déchets nécessite l'organisation d'un service spécialisé, une réglementation bien au point et l'adhésion des usagers et donc leur éducation.

 

Enfin, son coût doit être adapté aux possibilités de la collectivité. C'est ce qui, souvent, fait que l'assainissement pose problème dans les espaces habités par des communautés à faible revenu.

 

5.2. LA COLLECTE ET L'ADHESION DES

        USAGERS

  

                             

     Usager                                                                                                                               Service Public

 

 

   Ecarte                               rassemble                          qu'il place                              assure la

les déchets                         les autres et                    à l'emplacement                      collecte aux

dangereux                       les places dans                          prévu                             emplacements

                                           un récipient                                                                     convenus

 

Adhésion des usagers à la collecte des déchets (p . 40)

 

5.2.1. LE ROLE DE L'USAGER ET L'INFORMATION

            INDISPENSABLE

 

                            L'usager, chef de ménage, ou responsable d'une commune ou d'un petit atelier, a trois opérations à faire :

 

-                     Séparer les déchets dangereux comme les acides, des produits inflammables, des déchets ménagers.

-                     Rassembler les « déchets évacuables » dans un récipient, sac, poubelle, carton, etc.

-                     Les transporter au point fixé par le système de collecte. Celui peut être proche, la rue devant la maison si la collecte se fait de porte en porte ou un lieu de dépôt commun à plusieurs habitations et à une fraction de quartier.

 

La sensibilisation des usages est une tache préalable très importante pour laquelle des relais doivent être trouvés dans la population, par exemple auprès des instituteurs ou des responsables de quartier, et auprès de bénévoles des brochures, des diapositives, des petits films sont des bons moyens de montrer les risques et les dangers, et d'expliquer les de ce que chacun aura à faire

 

5.2.2.   MODE DE COLLECTE

 

Elle peut se faire soit au porte à porte, soit à partir de points de regroupement de déchets.

 

-                     le premier cas est celui appliqué dans les pays industrialisés ; chacun des usages doit placer devant chez lui ses déchets, soit dans des sacs étanches, soit dans des petits containers sur roulette portant une fermeture. Le véhicule vient chercher les sacs ou vider les containers en général par un système automatisé les soulevant et les renversant (voir figure suivante).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FIGURE 2

Il est manipulé pour son chargement sur le  camion par un système qui accroche, soulève et renverse (voir  figure 3)  le dispositif du conteneur fixe compacteur.

 

On peut aussi utiliser comme récipient, des « poubelle » en plastique avec couvercle, mais les frais de mains d'œuvre  sont plus élevés. Dans les zones rurales, et dans certaines lotissements, des containers plus importants sont placés en divers points peu éloignés, et les usagers doivent porter leurs déchets en général dans des sacs en plastique.

 

-                     dans le second cas, qui est fréquemment utilisé dans les pays en développement, ou dans les zones peu dense des pays industrialisés, on installe dans chaque quartier deux ou trois containers fermés par un couvercle, d'assez grande capacité. Ces réceptacles intermédiaires sont desservis par un système de collectes secondaires qui prend les déchets au droit de chaque habitation. Ce sont souvent des charrettes qui opèrent les  navettes. un véhicule spécialisé vient prendre le container et met en place un remplaçant (figure 3).

 

Les tournées ont lieu chaque jour, soit deux ou trois par semaine. L'organisation rationnelle de celle-ci, le découpage en secteur, la position des postes de reprise, est le résultat d'une étude approfondie tenant compte de la voirie disponible, et des volumes prévisibles de déchets.

 

Des tournées spéciales avec d'autres véhicules peuvent être organisées à périodicité plus réduite (1 fois par quinzaine) pour l'évacuation des « monstres » ou pour les opérations de récupération ou de recyclage.

 

Avec l'aide des usagers, des opérations de récupération ou de recyclage sont parfois organisées avec succès. Les plus intéressants au point de vue financier sont celles qui portent sur les papiers, chiffons et cartons, ou encore sur les verres ou les plastiques (à condition que le pourcentage de ce type de déchet soit significatif, et qu'une usine puisse les traiter). Des containers spéciaux doivent être prévus pour les recevoir et une tournée spéciale être organisée.

 

Une autre solution est basée sur l'achat par l'usine de retraitement des produits récupérés ; elle s'adresse à de petit collecteur privés qui se fournissent auprès des usagers.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FIGURE 3

 

5.3.  LES VEHICULES   ET   LES   CONTAINERS.

 

Les véhicules assurant la collecte porte à, porte, sont de plus en plus perfectionnés. Ils soulèvent grâce à un dispositif hydraulique, le container sur roulette et dévident (ou la poubelle), celle-ci étant standardisé et adapté au véhicule. Ils compactent grâce à une palette mobile les produits déversés dans la benne étanche pour en réduire le volume, et accroître la longueur de la tournée. La vidange est assurée soit par basculement, soit par un bouclier mobile écrasant les produits ramassés. Ces engins qui ont à effectuer des nombreux arrêts et démarrages doivent avoir un bon couple de moteur à bas régime et un embrayage robuste. Certains de ces véhicules sont électriques (figure ci-dessous).

 

Les véhicules à benne basculante type travaux public, comportant une grue télescopique de chargement, sont de plus en plus remplacés par des engins «  porte-containers » qui peuvent soulever le récipient, le transporter pour le vider, et venir l'échanger contre un plein au lieu de dépôt ( figure 5)

 

Cette dernière figure un  container autocompacteur qui permet un stockage sous faible volume correspondant aux besoins des marchés.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FIGURE

Cycle de fonctionnement :

 

Les ordures sont versées dans une trémie (grand récipient) en forme de cuve semi-cylindrique. Dans l'axe de la trémie, un fouloir  en forme de gouvernail animé par deux vérins tourne alternativement d'un demi-tour dans chaque sens, balaye les ordures déposés dans la trémie et les pousse à l'extérieur du caisson de la benne. Le déchargement intervient par l'intermédiaire d'un bouclier éjecteur incorporé au caisson.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FIGURE 5

 

La partie la moins haute du conteneur servant à la réception comporte une palette de compactage refoulant les déchets vers la partie de stockage. Le camion spécial soulève et charge le conteneur et le vide à la décharge, puis il le ramène en position de réception. Un véhicule analogue peu enlever, transporter, vider et ramener un simple conteneur réception.

 

 

5.3.     MISE EN DECHARGE OU TRAITEMENT

DE  DECHETS

 

5.3.1.  LES DIFFERENTS PROCEDES  ET  LEUR

           CHOIX.

 

Pour éliminer les risques des déchets vis-à-vis des populations, plusieurs solutions techniques sont possibles :

 

-                     les déposer dans des lieux suffisamment écartés  et le faire de façon à éviter la population des nappes, et à contrôler leur évolution. C'est la mise en décharge contrôlée et ses variantes.

-                     Les valoriser, du moins la partie riche en matières organique de façon à pouvoir les utiliser comme fertilisant. C'est la fabrication du compost.

-                     Les incinérer en récupérant la chaleur produite pour le chauffage ou la production d'électricité.

-                     D'autres solutions sont possibles comme la production de méthane dans des cellules de biogaz, le recyclage poussé, etc.

 

Le choix à faire est de type économique :

 

-                     la mise en charge est la plus économique en elle-même, mais elle est gravée par la distance de transport qui peut être élevée si l'urbanisation progresse rapidement et repousse plus loin les sites acceptables pour une décharge.

-                     L'usine de compost est plus coûteuse, mais son site peut être plus facile à trouver ; on gagne sur la distance de transport et on peut espérer vendre les composts. On doit compte que certains cas, les déchets urbains ne sont pas assez riche en azote. Parfois aussi, on a des problèmes comme celui des graines que l'on trouve en grande quantité dans les déchets à certaines saisons et qui peuvent germer. Tel est le cas des pastèques en Afrique du Nord).

-                     L'incinération est coûteuse, et ne peut se justifier que si le transport est beaucoup plus court, et si l'on peut vendre la chaleur ou produire de l'électricité. C'est rarement le cas dans les pays en développement.

 

Dans ces choix, il est nécessaire de bien évaluer le coût de la maintenance et préférer les solutions les plus simples.

 

Le choix de la solution à retenir passe donc par la détermination des sites possible, pour lesquels des études fines doivent être entreprises.

 

5.3.2.  ETUDE DU SITE DE L'INSTALLATION ET

             DES DISPOSITIONS A PRENDRE

 

Quel que soit le procédé envisagé, le site à retenir devra le moins possible nuire à l'environnement. Pour ce faire, les éléments suivants devront être pris en compte :

 

-                     il doit être à plus de 200 mètres de toute habitation, des lieux de loisir et des espaces boisés (d'après l'O.M.S) ;

-                     il doit protéger le site des eaux superficielles avec des fossés de colature contre l'inondation en cas de pluie.

-                     il doit protéger les nappes en menant une étude hydrogéologique très approfondie. Cet aspect est primordial pour le cas des décharges, à cause des eaux d'infiltration.

 

Le cas des décharges :

 

Cette étude hydrogéologique faite par un géologue compétent pour déminer la perméabilité des sols suivant lesquelles la décharge contrôlée ne pourra comporter que des déchets adaptés comme indiqués dans le tableau ci-dessous :

Tableau 2

 

CLASSE	Nature des sols	Type de déchets
Classe I	Très imperméables	Possibilité de r recevoir des déchets spéciaux et dangereux à condition de traiter les    lessivas
Classe II	Semi- imperméables	Ordures ménagères et     déchets assimilés.
Classe III	Perméables	Déchets inertes (matériaux de               construction, gros objet non polluant, déblais de terrassement).

 

Pour les sols semi-imperméables de la classe II, la réglementation française (par exemple) indique les milieux à prendre en compte :

 

-                     la capacité de la zone non saturée à assurer une épuration efficace des lessivas issus de la décharge qui sera déterminée par :

Ø       l'épaisseur de la zone non saturée comprise entre le fond de la décharge et le niveau saisonnier le plus élevé de la nappe qui devra être supérieure à 5 m ;

Ø       la granulométrie et la perméabilité des différentes couches de cette zone  non saturée ;

Ø       la capacité d'absorption déterminée par la présence de matériaux argileux (au moins 3 %), la capacité d'échange cationique et l'absence de matières organiques en excès.

       -  l'infiltration potentielle résultant d'une estimation du bilan hydrique sur le site de décharge, c'est-à-dire le bilan prévisionnel des entrées et sorties d'eau dans l'exploitation.

 

Supposant écartés, le cas échéant, par des drainages appropriés, les apports d'eaux de ruissellement venus de l'extérieur du site, ce bilan comporte principalement :

Ø    les précipitations,

Ø    l'eau incluse dans les déchets dont le stockage est envisagée ;

Ø    l'évaporation et l'évapotranspiration ;

Ø    le ruissellement superficiel,

Ø    la variation de réserves dans le sol de couverture.

 

-         l'intérêt plus ou moins grand des ressources aquifères locales. La présence d'une nappe durablement inutilisable est un facteur favorable. Inversement, on évitera les risques vis-à-vis des nappes exploitées ou exploitables pressentant un intérêt  économique.

 

La figure 6 montre les précautions prises en cas de terrain imperméable.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FIGURE 6

Dispositif de drainage des eaux de percolation dans le cas d'installation en site étenche

 

Dans tous les cas, les dispositions suivantes doivent être prises :

 

-                     route d'accès, voies interne de circulation et aires de stationnement/ retournement capables de supporter les véhicules les plus lourds prévus.

-                     Clôture interdisant totalement l'accès tant aux gens qu »aux animaux et évitant l'éparpillement des papiers et plastiques. Elle doit donc être très solide, de 2.50 m de hauteur et munie d'un portail fermant à clé. Elle peut être complétée par des plantations pour dissimuler les installations à la vue, si elles sont proches de lieux habités.

-                     Bascule automatique à l'entrée pour mesurer et enregistrer les véhicules et leurs poids (statistique)

-                     Alimentation en eau, électricité et téléphone.

-                     Bureau de réception et de contrôle avec les locaux et des douches pour le personnel. Poste de levage des camions

-                     Mesures des protections contre l'incendie pour la décharge importante. Extincteur et fosse à sable.

-                     Mesures contre les rats et les insectes.

 

Dans différents pays, une étude d'impact de l'installation doit être menée, et ses résultats soumis à une enquête publique. Elle consiste essentiellement :

 

-                     à décrire l'état initial du site choisi,

-                     à exposer les effets du projet sur cet état,

-                     à justifier le choix fait,

-                     à indiquer les mesures prises pour réduire ou compenser les effets de ce projet.

 

 

5.3.3.  LES  DECHARGES  CONTROLEES

 

Une décharge contrôlée est une décharge où l'on arrive à contrôler les phénomènes de fermentation, elle doit pour cela obéir à des règles très précises et n'a rien à voir avec les décharges sauvages où prolifèrent mouches, rats, poussières et odeurs. Trois types de décharge contrôlée existent :

 

-                     les décharges contrôlées traditionnelles

-                     les décharges contrôlées compactées

-                     les décharges contrôlées d'ordures broyées.

 

a/ Les décharges contrôlées traditionnelles (D.C.T)

 

Dans ces décharges, on provoque en surface une fermentation aérobie des ordures, et empêcher la prolifération des animaux et des insectes (et les fouilles par les humains). Le mode de réalisation est le suivant : épandage par couches de 2 m. maximum qui fermentent et que l'on recouvre d'une légère couche de terre ou mieux de sable de 10 à 30 cm toutes les 48 heures, avec des talus peu inclinés qu'on doit également recouvrir . Chaque couche est légèrement compactée par les engins d'épandage afin de réduire les vides, sans les supprimer totalement (aérobiose). Les ordures fermentent alors sans odeurs et en produisant du CO_2, éventuellement du NH_4, avec un effort échauffement. Une fois les ordures refroidies, on doit les recouvrir d'une couche définitive de terre.

 

Les déchets suivants peuvent être admis :

 

-                     résidus urbains : ordures ménagères – déchets de voirie - cendres et mâchefers éteints – boues pelletables des stations de traitement des eaux usées déchets artisanaux et commerciaux -  déchets volumineux éventuellement.

-                     Déchets industriels : ceux analogues aux déchets urbains.

 

Un contrôle constant des poids et des volumes est nécessaire ainsi que des analyses pour les déchets industriels.

 

b/ Les décharges contrôlées compactées (DCC)

 

Elles permettent grâce à un compactage poussé, de gagner de la place mais au prix d'un coût plus élevé ; elles ne sont intéressantes que si les terrains sont rares et chers.

 

Les déchets sont épandus en couche mince (0,5 à 0,8 m) et fortement compacter pour supprimer les vides. La décharge fonctionne en anaérobiose, et produit CO₂ et NH₄. On peut éviter la couche de terre sauf en fin de remplissage.

 

Les mêmes déchets que ceux admis en DCT sont possibles.

 

c/ Les décharges contrôlées de déchets broyées (DCB)

 

Avant d'être mis en décharge, les déchets sont broyés, puis passés dans un tamis de 50 mm, et mis en dépôt en tas ( andains) pendant deux à trois mois avec un retournement tous les quinze jours, ou répandus en couche mince où ils subissent une fermentation aérobie, et se transforment.

 

Les avantages sont :

-                     une production de volume (75 % environ)

-                     la possibilité de composter ultérieurement les déchets broyés.

 

Les inconvénients sont l'installation des broyeurs et du tamis, et la nécessité d'un pré tri pour éliminer les déchet volumineux.

 

d/ Les techniques d'exploitation

 

Les deux figures suivantes montrent les diverses techniques de décharge contrôlées en casiers avec exploitation en digues ou en tranchées.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FIGURE 7

Exploitation des décharges contrôlées par casiers

 

Ces techniques nécessitent des engins divers : à chenille, compacteurs à pied de mouton, bulldozer semblables à ceux des chantiers de travaux publics. Certaines décharges importantes utilisent des engins spéciaux tels des bouteurs à chaîne.

 

La dégradation des déchets produits des gaz : CO2-NH₄-CH₄ et des lessivas chimiques et organiques avec parfois des bactéries et des virus. Cependant, les germes pathogènes peuvent être réduits si la décharge est bien menée et les filtrats peuvent s'infiltrer et être résorbés par adsorption. Pour les gaz, on doit faciliter leur évacuation par des buses et brûler le méthane (1 tonne d'ordure peut produire 70à 140 m³ de méthane).

 

e/ Destination finale des décharge

 

Elles peuvent être rendues à la culture si on prévoit un ou deux ans après la fin des dépôts, un remblaiement de 0,3m. Pour permettre des cultures à racine courbe. On peut aussi les transformer en terrain de sport ou de loisir.

 

 

5.3.4.  LE COMPSTAGE

 

Le dispositif décrit avec les décharges contrôlées broyées peuvent donner des résultats acceptables et produire du terreau.

 

Si une usine de compostage doit être réalisée, on se contentera généralement d'un tambour rotatif ou d'un broyeur, suivi d'un criblage m mécanique et d'une mise en andains avec plusieurs retournements successifs, excluant les procédés de fermentation accélérée beaucoup trop onéreux en investissement et main d'œuvre.

 

Les refus de compostage sont mis en décharge.

 

L'O.M.S. a indiqué les conditions suivantes pour un compostage efficace des déchets :

 

1.                le type d'ordure doit convenir ;

2.                un marché pour le produit doit exister dans un rayon 25km de la ville ;

3.                un appui des autorités locales, en particulier du ministère de l'agriculture ;

4.                le prix du point doit être acceptable pour la majorité des exploitants agricoles ;

5.                le prix de revient net du traitement (prix de revient des installation moins le revenu des ventes) doit pouvoir être supporté par les autorités locales.

 

Comme l'a montré Benami (cité par Laliron, 1991) dans une étude sur les installations de compostage réalisées au Maroc, les difficultés se sont situées à trois niveaux :

 

-                     des problèmes de mise au point des usines.

-                     une mauvaise adaptation du marché aux prix du compost.

-                     Une gestion trop administrative des usines qui conduisent à des blocages et ne s'intéressait pas assez aux aspects commerciaux.

 

Bien que la mise au point ait pu s'effectuer petit à petit, les autres difficultés ont conduit à la fermeture des usines sauf celle de Rabat dont la gestion a été confiée à un établissement  de caractère industriel et commercial, la RED. Certains auteurs signalent que l'usine de compost d'Abidjan, pourtant gérée par le concessionnaire, a fermé pour des raisons de commercialisation.

 

III.5.  AUTRES  PROCEDES

 

-L'incinération  consiste à brûler les ordures ménagères dans des fours spécialement aménagés et à traiter les fumées qu'ils rejettent. Ce procédé nécessite de gros investissements, et des frais d'exploitation très élevés. En EUROPE, il n'est valable que si on peut récupérer la chaleur dégagée par la combustion des ordures. A priori, il parait très peu adapté aux pays africains, même si certains s'en sont déjà pourvus.

- D'autres procédés ont été utilisés ou sont en expérimentation dans les pays industrialisés comme :

-                     la fermentation anaérobie en réacteur pour fabriquer du méthane

-                     le tri mécanique (ou physique) pour extraire des matériaux de recyclage.

 

Ces procédés coûteux ne paraissent pas utilisables pour l'instant dans les pays en développement.

 

 

5.4.     REGLEMENTATION, ORGANISATION ET  

          COUT DU  SERVICE

 

5.4.1.  LA  REGLEMENTATION

 

Elle est l'affaire au niveau national, du Ministère de la santé, parfois du Ministère de l'Intérieur, et accessoirement du Ministère de l'Habitat et de la Reconstruction.  Ces Ministères préparent des textes généraux et assurent souvent un contrôle.

 

Ces textes d'ordre législatif concernent lorsqu'ils existent :

 

-                     l'élimination des déchets de récupération des matériaux ;

-                     la disposition des déchets imposés aux établissements classés ;

-                     la protection de la nature et celle des habitations.

 

D'autres textes d'ordre  règlementaire doivent porter sur les dispositions techniques :

-                     de la collecte des ordures

-                     des décharges, etc.

 

Au niveau local, c'est la commune (ou la ville) qui a la responsabilité du service. Celui-ci peut être service municipal ou être affermé ou concédé à un exploitant. La municipalité précise par arrêté, les dispositions retenues pour la collecte, la  montant des taxes ou du prix des services.

 

 

5.4.2.  ORGANISATION  DU  SERVICE

 

Il s'agit, pour la plupart des temps, d'un service municipal car ces tâches de nettoiement et salubrité ne peuvent être confiées à un spécialiste privé que lorsque l'on dispose de données statiques. C'est pourquoi seules quelques villes importantes dans le tiers monde ont recours à l'affermage ou à la concession. Parfois, comme à Paris, seule une partie de la tache, la collecte, est confiée à l'extérieur.

 

L'organisation d'un service efficace nécessite d'avoir des données précises sur les périodes et les volumes des déchets (normaux et spéciaux), sur leur variation saisonnière ainsi que leur répartition le long des rues.

 

Elle sera différente suivant les solutions retenues pour la collecte :

 

-                     porte à porte avec un matériel spécialisé et des récipients standardisés (ou des sacs)

-                     containers dispersés alimentés par les  usagers.

 

Ces options déterminées, une étude précise peut permettre de découper la ville en secteurs et de déterminer les tournées et leurs horaires, y compris pour les déchets spéciaux. Ce découpage dépend fortement des choix faits pour le traitement, et de la localisation des installations. Le choix du compostage peut conduire à un tri partiel et au lancement d'opération de recyclage pour éliminer les déchets gênant ce type de traitement (verre, plastique, métaux, papier). L'alimentation d'une usine d'incinération introduira aussi de telles opérations mais uniquement sur les éléments non combustibles.

 

Maystre Diop (cité par Valiron, 1991) présente une méthodologie multicritère mise au point pour Dakar, permettant d'aboutir à un outil de gestion approprié des déchets solides. Le modèle spatial du système permet une organisation efficace et économique de l'évacuation et de l'élimination des déchets. Il s'appuie sur le découpage en 33 unités territoriales homogènes et sur 86 contraintes technico-économiques dont beaucoup ont été obtenue par une enquête auprès de 560 ménages.

 

Un service d'enlèvement et de traitement des ordures ne nécessite pas d'investissements très importants (sauf en cas d'incinération), ni d'une longue durée d'amortissement. La plus grosse partie du matériel est constitué de véhicules d'une durée de vie de 5 ans environ. Il nécessite par contre de gros efforts pour l'entretien et la maintenance ainsi que pour la gestion des tournées et un contrôle de tous les instants. Cela conduit à la constitution d'un état-major de qualité.

 

Il faut un responsable technique de haut niveau pour gérer à la fois la collecte, le traitement et la valorisation des déchets d'une grande ville, et mettre à la disposition de celui-ci une équipe d'adjoints capables de gérer chaque secteur concerné :

-                     administratrice,

-                     comptabilité,

-                     collecte traitement et valorisation

-                     atelier et magasin d'entretien

-                     bureau d'étude et de contrôle des travaux éventuels, avec une répartition pyramidale des responsabilités.

 

Le personnel d'exécution doit être formé, souvent par des stages dans l'entreprise qui a installé le matériel.

 

Le personnel, notamment celui affecté à la surveillance des installations et à la maintenance, doit être soumis à un service de roulement et d'astreintes permettant de l'utiliser à tout moment : le service d'élimination des ordures ne doit subir aucune interruption.

 

La qualité du personnel est un facteur important de la qualité des services redus à la population. Il y a intérêt à regrouper l'ensemble des services en un seul point à proximité si possible de l'unité de traitement. Les bâtiments doivent comporter en plus des garages pour les bennes et les engins, des ateliers de réparation bien équipés, et un magasin de pièces de rechange.

 

Certains auteurs ont déjà montré que des sociétés privées de service chargés de l'enlèvement des ordures peuvent être plus dynamique et efficaces que le service public grâce à leur souplesse face à la rigidité des entités communales. L'exemple cité à Ibadan (Nigeria) rejoint celui décrit précédemment à Abidjan (Cote d'ivoire) ou la SIFAF opère à la satisfaction de la  ville.

 

5.4.3.  FINANCEMENT ET COUT

 

Le financement de ces opérations peut se faire, soit

 

-                     sur le budget communal ou syndical,

-                     par le prélèvement  d'une taxe sur les ordures ménagères basée sur la propriété foncière bâtie ;

-                     par le prélèvement d'une redevance fonction de la quantité d'ordures produites.

-                     Ou par la combinaison de ces différents moyens.

L'expérience montre que les services qui fonctionnent le mieux, sont ceux qui sont financés par les  bénéficiaires au moins  pour les dépenses  d'exploitation.

 

Le coût du service calculé à l'habitant dépend largement du poids journalier des déchets par habitant et de leur volume, ainsi que de la nature de l'habitat (dense ou lâche), tracé de la voierie et de la distance à parcourir entre le dépôt des déchets et le véhicule. Il dépend aussi du type de collecte, le porte à porte étant plus coûteux que la collecte des containers, du regroupement ainsi que la nature des véhicules. Mais il est encore beaucoup plus sensible à l'éloignement du site de traitement et du type de traitement choisi.

 

En France, en 1982, les coûts variaient de 100 à 250 F/ habitant pour la collecte, le traitement représentant au minimum 50% du coût  et pouvant le dépasser avec des distances de transport élevées( ou avec des procédés chers comme l'incinération). Au total, le coût était d'un ordre de grandeur analogue au coût par habitant de l'alimentation en eau (sans doute un peu moins).

 

5.5.     ETUDE  DES  CAS

 

Nous aurions souhaité analyser  avec un intérêt particulier dans cette rubrique le cas de la ville province de Kinshasa. Malheureusement, l'absence des données cohérentes ne nous le permet pas encore pour l'instant. Qu'à cela ne tienne, nous nous évertuerons à présenter quelques cas proches, limités aux seules villes africaines.

 

5.5.1.LE CAS DE LILONGWE, CAPITAL DU

MALAWI

 

Cette ville de 175 000 habitants qui s'étend sur 350 km² et est donc très peu dense, aura 350 000 habitants  en l'an 2000. C'est un centre administratif et commercial qui a quelques industries lourdes et légères.

 

A ce temps, la collecte porte sur 73 tonnes/ jour, soit 0.4 Kg hab/ jour ; elle a lieu deux fois par semaine dans les zones habités et journellement dans les zones commerciales et artisanales et auprès des administrations et services publics (aéroport, hôpitaux, prison, etc.).

 

Le système a été basé sur du « porte à porte » avec des poubelles standard, mais le tableau suivant montre que ce dispositif n'est opérationnel que dans la partie la moins peuplée de la ville.

 

Tableau 3  Pourcentage d'utilisation des poubelles par zone

 

	Poubelle standard	Autres récipients	Dépôts le long des rues
Industries   Commerce   Aéroport   Institutions   Zones d'habitat en dur faible densité   Zone d'habitat en dur haute densité   Zone d'habitat traditionnel	90   90   99   95   90       40   20	10   10   1   5   10       30   40	30
Zone d'habitat non règlementé	-	10

 

 

 

Le service de collecte et de décharge est municipal et comporte neuf camions dont quatre avec compacteur ; 58 agents sont employés tant pour le transport que pour la décharge située à 15 kilomètres du centre. Le budget de fonctionnement est élevé, grevé par le coût du transport (65%), le coût du personnel n'étant que de 15 %. On envisage une deuxième décharge plus proche des quartiers périphériques.

 

La décharge qui occupe un terrain de 5,5 ha avec un bureau et des toilettes, se fait dans des tranchées de 5 mètres de large et de 2 mètres de profondeur. Elle est clôturée pour éviter la dispersion des papiers et la venue des hyènes et des chacals, puis recouvert de terre.

 

 

5.5.2.  LE CAS D'ACCRA, CAPITALE DU GHANA

 

Presenté par N.A.Armah (Franklin and Franklin III, 1990),  c'est un cas plus difficile avec 1,2 million d'habitants qui la peuple, auxquels s'ajoute une population  flottante de 300 000 personnes très mobiles. La ville possède de nombreuses industries (brasserie, textile, produits pharmaceutiques, plastique…) l'estimation du tonnage produit journellement est de 800 tonnes / jour, soit entre 0,5 et 0,7 Kg/ habitant suivant la population retenue.

 

La collecte et le traitement des déchets sont sous la responsabilité de la municipalité, et à la charge d'un « département de Gestion des déchets ».

 

Le tableau 4 ci-dessous indique la composition des déchets de diverses zones de la ville, classées suivant les revenus et la densité urbaine.

 

Tableau 4.  Composition par nature, en %, suivant revenue et la densité de

                        l'habitat.

 

 

Composition	1 Haut revenu, basse densité	2 Marchés et commerces	3 Revenus moyens,   haute     densité	4 Bas revenus, haute densité
Organique   Papier   Textile   Caoutchoucs (pneus)   Plastique   Verre   Métaux   divers	69 %   15.5   1.9   -     3.7   1.5   7   1.4	96.4   2.1   2.5   -     0.04   0.01   0.01   0.9	90.9   3   1.1   -     0.5   0.7   2.2   -	59.1   12.2   2.3   2.6     -   0.8   1.5   18.8

 

 

Seules les habitations de la zone (1) ont leur propre container. Les autres n'en possèdent généralement pas, les déchets devant être regroupés en des points précis, équipés de moyens de stockage.

 

Le groupe (1) paie pour le service de la collecte : 10 à 20$ par maison tous les trois mois.

Le groupe (2) qui alimente l'usine de compost, paie une taxe spécifique.

Les groupes (3) et (4) ne paient qu'une taxe légère.

 

Le système a été aidé financièrement par l'Allemagne Fédérale. Malheureusement, au début, les taxes étaient insuffisantes pour assurer un financement satisfaisant, d'où une perte de personnel compétent insuffisamment payé, et un entretien défectueux d'un matériel de transport d'ailleurs pas assez nombreux.

 

Pour remédier à ce problème :

 

-                     le service dont les pouvoirs ont été accrus, a été réorganisé et dispose maintenant de la haute main sur la collecte et le traitement (il dispose d'environs 500 agents).

-                     Une formation du personnel d'entretien a été mise sur pied, et des moyens accrus ont été accordés à la maintenance.

-                     Les moyens de transport ont été économisés grâce à des mini-compostages des déchets en quelques points, avec une utilisation locale pour l'horticulture.

 

En ce qui concerne la destruction des déchets, on a utilisé largement le remblaiement des excavation et des points bas de la ville ( 80% des déchets y allaient) mais le développement  de la cité a raréfié les sites possibles, et d'autres solutions sont déjà mises en œuvre comme le compostage centralisé situé à 20 km du centre ville ( capacité 200 T/j) mais jusqu'à maintenant, l'usine est sous employée et tourne à 30 % de sa capacité par défaut de transport et difficulté de trouver les déchets de qualité convenable.

 

L'incinération, abandonné il y a quelques années vu son coût, va être réactivé et modernisé car son coût devient compétitif avec l'augmentation des distances de transport.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Chapitre Sixième :

	VALORISATION  DES  DECHETS MUNICIPAUX SOLIDES  PAR  COMPOSTAGE

 

 

 

 

6.1. INTRODUCTION

Depuis la nuit des temps, les feuilles tombent, les animaux défèquent, les arbres meurent. Le sol de nos forêts n'est pourtant pas recouvert de déchets organiques. La couverture d'humus ne fait généralement pas plus de 20 centimètres d'épaisseur. Et pourtant, les feuilles tombent depuis des millions d'années…

Quand de la matière organique tombe sur le sol, c'est une véritable armée de micro-organismes qui se met au travail. En quelques années, quelques mois ou quelques jours, cette matière est revalorisée. Tous ces composants sont remis à la disposition des végétaux. La forêt ne connait pas le concept des immondices.

L'homme quant à lui fait depuis des siècles des tas de fumiers. Mais si on ne s'en occupe pas, si la composition n'est pas optimale, ces tas de détritus organiques dégagent une odeur nauséabonde et mettent au mieux deux ou trois ans pour donner une matière utilisable.

C'est en cherchant des solutions aux quantités de plus en plus importantes de déchets organiques que nous produisons et en observant les mécanismes de notre Mère-Nature que de nouvelles techniques de compostage se sont développées.

Pour en arriver maintenant à des techniques qui produisent en quelques mois du compost d'excellente qualité qui ne sent pas mauvais.

Le compostage peut être défini comme un procédé biologique contrôlé de conversion et de valorisation des matières organiques (sous-produits de la biomasse, déchets organiques d'origine biologique…) en un produit stabilisé, hygiénique, semblable à un terreau, riche en composés humiques, le compost.

6.2. COMPOSITION

Les organismes responsables du compostage ont besoin de 3 paramètres pour vivre :

·                     de la nourriture équilibrée composée d'un mélange (Un mélange est une réunion de deux ou plusieurs substances.) de matières carbonées (brunes-dures-sèches) et de matières azotées (vertes-molles-humides)

·                     d'humidité qui viendra des matières azotées (humides)

·                     d'air qui viendra par les matières carbonées structurantes (dures)

Les résidus organiques compostables sont :

·                     des déchets azotés : des déchets végétaux, de jardinage (tailles de haies, tontes de pelouse…), des feuilles vertes, des déchets ménagers périssables (déchets des légumes et de fruits). Il est ainsi possible de diminuer de 30-40 % sa quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre…) d'ordures ménagères et de diminuer d'autant la taille des décharges et les volumes de déchets transportés vers les incinérateurs ;

·                     des déchets carbonés : des branches broyées, les feuilles mortes, la paille (on stockera précieusement ces matières pour toujours en avoir à sa disposition pour les mélanger avec les matières azotées) ;

·                     les coquilles d'œuf, coquilles de noix ;

·                     les litières biodégradables des animaux herbivores ;

·                     du papier en évitant ceux qui sont imprimés, le carton (il sert de refuge aux vers de terre) ;

·                     des morceaux de tissus 100% naturels (laine, coton), etc.

·                     les déchets de maison (mouchoirs en papier, essuie-tout, cendre de bois, sciures, copeaux, plantes d'intérieur non malades).

Attention : les marcs de café avec le filtre (Un filtre est un système servant à séparer des éléments dans un flux.) ne sont pas compostables car ceux-ci possèdent une décomposition très lente.

6.3. Description du procédé

Le compostage est une opération qui consiste à faire fermenter, dans des conditions contrôlées, des déchets organiques en présence de l'oxygène de l'air.

Deux phénomènes se succèdent dans un processus de compostage. Le premier, amenant les résidus à l'état de compost frais, est une fermentation aérobie (Aérobie désigne la capacité d'un organisme ou micro-organisme de se développer dans l'air ambiant et plus…) intense : il s'agit essentiellement de la décomposition de la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont…) organique (La chimie organique est une branche de la chimie concernant la description et l'étude d'une grande classe de molécules…) fraîche à haute température (La température d'un système est une fonction croissante du degré d'agitation thermique des particules, c'est-à-dire de…) (50-70 °C) sous l'action de bactéries ; le deuxième, par une fermentation moins soutenue, va transformer le compost frais en un compost mûr, riche en humus. Ce phénomène de maturation, qui se passe à température plus basse (35-45 °C), conduit à la biosynthèse de composés humiques par des champignons.

a. Fermentation

L'évolution de la température durant le processus de fermentation s'effectue en trois phases:

·                     la température monte rapidement à 40-45°C suite à la respiration des micro-organismes mésophiles aérobies. Les composés les plus fermentescibles tels les sucres et l'amidon sont d'abord consommés.

Une phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en…) préliminaire à cette première phase est parfois décrite. Au cours de cette phase on note, après une courte latence, une légère augmentation de la température. Elle résulte de l'activité respiratoire endogène de cellules vivantes présentes dans la masse (La masse est une propriété fondamentale de la matière qui se manifeste à la fois par l'inertie des corps et leur…) à composter. Cette phase est donc très courte et ne s'observe qu'en laboratoire lorsque le mélange à composter contient une forte proportion de tissus frais.

·                     la respiration élève alors progressivement la température jusqu'à 60-70 °C, conduisant au remplacement des micro-organismes mésophiles par des thermophiles et des thermo-tolérants.

·                     par leur respiration, les micro-organismes vont épuiser l'oxygène de la masse en compostage et rendre le milieu anaérobie (On appelle milieu anaérobie un milieu où il n'y a pas présence de dioxygène (O2).). Des germes anaérobies se développent alors, conduisant à un abaissement de la température car leur métabolisme est moins thermogène. Ils sont de plus responsables de la libération de composés volatils nauséabonds (méthane, ammoniac, hydrogène sulfuré…).

Pour éviter cette putréfaction, il est nécessaire de restaurer les conditions aérobies du milieu (voir aération ci-dessous). Ainsi il sera possible de prolonger la fermentation à haute température. Les pathogènes, parasites et semences de mauvaises herbes seront détruits par la température élevée, les mauvaises odeurs seront évitées, la décomposition sera plus rapide. Dès que la température n'augmente plus après aération, on peut considérer que la fermentation est terminée

b. Maturation

À ce moment, la quantité de matière facilement utilisable par la microflore se raréfie et la biosynthèse de composés humiques devient prédominante. On assiste à la disparition des micro-organismes thermophiles au profit d'espèces plus communes et de nouvelles espèces mésophiles au fur et à mesure que la température décroît au cours d'une longue période de mûrissement pour se stabiliser au niveau de la température ambiante.

Il faut encore signaler que la transition entre chacune des phases citées précédemment résulte d'une évolution continue : il n'y a pas de frontière marquée entre les espèces mésophiles et thermophiles. Chaque espèce possède une gamme de températures vitales avec, au milieu, un optimum écologique.

 

6.4. INFLUENCE DE L'ENVIRONNEMENT             PHYSIQUE

La progression du matériel de départ vers le stade  final, l'humus, dépend d'un grand nombre de facteurs externes comme la dimension (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa…) des particules, la nature des nutriments, leur structure, le taux d'humidité, l'aération, le pH… D'autre part, en se multipliant, les micro-organismes changent constamment leur environnement et le rendent souvent impropre à leur développement. Sur le plan physique, il y a lieu de citer, entre autres conditions.

6.4.1. Aération

Ce facteur est essentiel puisque le compostage est un processus aérobie. On estime que l'air devrait occuper au moins 50% du volume (En physique, le volume d'un objet mesure « l'extension dans l'espace » qu'il possède dans les trois…) du tas. L'anaérobiose commence lorsque le taux d'oxygène du tas est inférieur à 10%; elle prédomine au dessous de 5% d'O₂ (air = 21% O₂). Diverses techniques permettent de rétablir l'aérobiose, elles seront décrites ci-dessous.

6.4.2.  Humidité

Comme pour un substrat de culture (La définition que donne l'UNESCO de la culture est la suivante [1] :), l'aération et l'humidité du compost sont liées : un excès d'eau (L'eau (que l'on peut aussi appeler oxyde de dihydrogène, hydroxyde d'hydrogène ou acide hydroxyque) est un…) diminue la quantité d'air disponible dans le volume de compost. Un système d'aération plus efficace sera alors nécessaire.

La chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) libérée par la fermentation provoque l'évaporation (L'évaporation est un passage progressif de l'état liquide à l'état gazeux. Elle est différente de l'ébullition qui est…) d'une grande quantité d'eau. On arrosera la masse en fermentation si nécessaire de manière à maintenir un taux d'humidité de 50 à 70% de la masse fraîche (c'est-à-dire l'équivalent de la capacité au champ pour un sol). D'autre part, on veillera à la protéger des pluies battantes et de l'évaporation excessive par le soleil ((pourcentage en masse)) (surtout en régions intertropicales). Une toiture sera alors la bienvenue.

6.4.3. Dimension des particules

Outre son rôle sur la porosité à l'air et la rétention en eau du milieu, un des effets de la dilacération préalable (broyage) est d'augmenter la surface (Il existe de nombreuses acceptions au mot surface, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, souvent…) de contact entre les déchets et la microflore. Une réduction de la taille des particules entraîne donc un accroissement du taux de décomposition mais aussi une circulation (La circulation routière (anglicisme: trafic routier) est le déplacement de véhicules automobiles sur une route.) d'air plus faible (risque d'anaérobiose).

6.4.4. Température

Un tas de compost dégageant de la vapeur un matin froid.

Par leur respiration les micro-organismes dégagent une chaleur telle que les températures atteintes (80 et même plus de 90 °C dans un tas bien isolé) peuvent devenir létales pour les cellules. On veillera à ne pas dépasser une température de 70 °C.

 

 

 

 

6.5. INFLUENCE DE L'ENVIRONNEMENT    CHIMIQUES

 

6.5.1. Le pH

Généralement, les matières à composter présentent un pH compris entre 5 et 7, c'est-à-dire dans des limites acceptables. Le pH s'abaisse pendant les premiers jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux…) et remonte ensuite pour devenir neutre ou légèrement alcalin. Certains auteurs recommandent cependant l'adjonction d'un tampon ou d'une base faible (calcaires ou dolomie broyés, marne, craie phosphatée…), d'autres s'y refusent car cela peut provoquer un ralentissement du processus. Sans adjonction de tampon, le pH final du compost est au alentour de 8.

6.5.2. La forme du carbone (Table complète – Table étendue)

Elle influence beaucoup la vitesse (La vitesse est une grandeur physique qui permet d'évaluer l'évolution d'une quantité en fonction du temps.) de décomposition du compost. Certaines des molécules, tels les glucides simples, l'amidon, les hémicelluloses, les pectines et les acides aminés, sont aisément dégradables. La cellulose, polymère plus volumineux, est plus résistante. La lignine et les autres polymères aromatiques, extrêmement solides, seront dégradés plus tardivement, plus lentement et incomplètement (conduisant à la formation d'humus).

6.5.3. Le rapport C/N

Un rapport trop faible (inférieur à 15) conduit à des pertes d'azote ; un C/N trop élevé ralentit la décomposition. La quantité d'azote (Table complète – Table étendue) à ajouter est difficile à estimer car il faut tenir compte du taux de fermentescibilité du carbone.

6.5.4. Le rapport C/P

Le phosphore est essentiel aux réactions énergétiques des micro-organismes (Adénosine Tri-Phosphate). Il entre aussi dans la composition de nombreuses autres macro-molécules. Un rapport C/P de la matière à composter voisin de celui de la microflore (75 à 150) conduit à une dégradation plus rapide de la matière organique et à une plus grande production d'humus.

6.5.5. Les autres éléments minéraux

Les matières à composter doivent être considérées comme un milieu de culture pour microbes, où le facteur limitant ne peut être que le carbone assimilable et non un autre constituant du milieu. Ces éléments sont en général présents en quantité suffisante dans la matière organique à composter.

6.6. LES DIFFERENTES METHODES DE

        COMPOSTAGE

Les méthodes décrites ci-dessous ne concernent que la phase de fermentation active. La phase de maturation quant à elle se déroule habituellement à l'air libre en tas de grande dimension.

6.6.1. À l'air libre

On construira cependant un auvent au dessus des composts en fermentation afin de les protéger des pluies excessives ou de la dessication par le vent et le soleil.

6.6.2. En fosse

La méthode de compostage en fosse est la pratique la plus anciennement employée mais conduit rapidement à des conditions anaérobies. La fosse est creusée dans un endroit abrité et bien isolé. Les déchets organiques y sont disposés en couches d'une vingtaine de centimètres d'épaisseur, alternant les produits riches en azote (type 'N') et ceux riche en carbone (type 'C'). Ils sont ensuite recouverts d'une épaisse couche de paille (isolation) puis d'une couche de terre d'environ 10 cm d'épaisseur. Cette méthode est très lente et partiellement anaérobie car aucun apport ultérieur d'eau ou d'air n'est effectué. Elle est réservée à l'amateurisme et aux climats frais (meilleure isolation) ou secs (réduction des pertes en eau). Sous un climat tempéré, cette méthode provoque l'apparition de mauvaises odeurs (décomposition anaérobique).

6.6.3. En tas

C'est la méthode de compostage la plus commune. Les déchets sont rassemblés en andains de longueur (La longueur d'un objet représente la distance entre deux de ses extrémités, les plus éloignées possibles. Lorsque…) indéfinie et dont la hauteur dépend à la fois de la porosité à l'air du compost (plus elle est élevée, type 'P', plus le tas peut être haut) ainsi que de la fréquence (Cet article ou cette section doit être recyclé. Sa qualité devrait être largement améliorée en le réorganisant et en le…) et de la méthode d'aération choisie (une fréquence élevée et/ou une aération par ventilation forcée autorisent des tas plus importants).

 

6.6.4. En couloir

Cette méthode est fort semblable à la précédente, mais les andains sont ici compris entre deux murets latéraux. Elle permet parfois une installation plus aisée des dispositifs d'aération mais nécessite un investissement plus important. On dispose également de moins de flexibilité pour l'organisation ou la modification du chantier de compostage.

6.6.5. En enceinte close ou 'digesteur'

Le principe commun des procédés de fermentation dite 'accélérée' est basé‚ sur le séjour plus ou moins rapide des déchets dans des dispositifs appelés digesteurs. Un digesteur est une enceinte fermée à l'intérieur de laquelle il est possible de contrôler le déroulement de la fermentation en agissant essentiellement sur l'aération. Les déchets entrent en général par une extrémité du dispositif et ressortent, en fin de fermentation, à l'autre extrémité. Le brassage et l'aération des matériaux sont le plus souvent réalisés en continu.

 

a. Silo vertical (tour)

De nombreux dispositifs existent, plus ou moins complexes, mais leur principe reste le même. Les déchets sont acheminés, via une bande transporteuse, au sommet de la tour de digestion. Ils descendront soit au moyen de vis sans fin ou de racleurs en suivant une succession de plateaux, soit par gravité. À chaque niveau, ou dans la masse du compost, sont installés des tuyaux d'aération permettant d'oxygéner le milieu. En fin de fermentation, le compost est récupéré à la base de la tour.

b. Biostabilisateur

Le digesteur est disposé ici, non plus verticalement, mais horizontalement. Il s'agit en fait d'un cylindre (Un cylindre est une surface dans l'espace définie par une droite (d), appelée génératrice, passant par un point…) rotatif d'une longueur de 25 à 35 mètres et d'un diamètre de 3 à 4 mètres. La rotation continue du cylindre, à l'intérieur duquel sont fixées des plaques déflectrices hélicoïdales, permet d'assurer à la fois le brassage et l'aération du produit ainsi que sa progression vers l'extrémité du dispositif. La durée de séjour des déchets à l'intérieur du biostabilisateur est de l'ordre de 4 à 6 jours, après quoi ils sont transférés sur l'aire de maturation.

6.6.6. Mode d'aération

Comme nous l'avons déjà indiqué, l'aération du mélange en compostage est essentielle durant la phase de fermentation active. Plusieurs méthodes existent, mieux adaptées à l'une ou l'autre méthode de compostage ou à une échelle de travail plus ou moins grande.

a. Aération passive et méthode chinoise

Dans les systèmes traditionnels de compostage en tas, seuls la porosité de celui-ci assure l'aération de la masse. On est donc limité à des tas de faibles dimensions et à des composts à porosit‚ très élevée (type 'P', grosses particules). Les Chinois ont amélioré ce système en installant des faisceaux de bambous lors de la constitution du tas. Ces bambous sont ensuite retirés après 1 ou 2 jours, laissant libres des orifices plongeant jusqu'au milieu du tas et par lesquels l'aération peut se faire plus activement.

b. Brassage des matériaux

L'oxygénation la plus efficace d'une masse en fermentation chaude est obtenue par son retournement. Le brassage complet permet également d'assurer une fermentation plus homogène de toute la masse, chaque particule évoluant suffisamment de temps au centre du compost, où la température est la plus élevée. Entre les retournements, la partie extérieure du tas évolue en aérobiose par aération passive (voir paragraphe précédent) pendant que le taux d'oxygène au centre du tas diminue rapidement. La fréquence et la qualité des retournements sont donc les paramètres fondamentaux de cette technique.

Selon la dimension du chantier de compostage, le brassage se fera à la fourche (main d'œuvre manuelle), au moyen d'un engin de travaux publics (pelle chargeuse sur pneus), ou au moyen de machines spécialisées.

c. Aération active par soufflerie

Contrairement aux techniques précédentes, l'apport d'oxygène pendant la fermentation est ici continu. Les andains à aérer recouvrent un réseau de tuyauteries perforées sur toute leur longueur et reliées à un surpresseur. La puissance du surpresseur est fonction du volume et du tassement de la masse à aérer.

d. Aération active par aspiration (méthode Beltsville)

L'apport d'air frais est réalisé ici par aspiration au travers des andains suivant un schéma identique à celui de la méthode précédente (si ce n'est que le surpresseur est remplacé par un aspirateur). Le dispositif par aspiration est à préférer à celui par soufflerie car l'air aspiré a moins tendance à emprunter des chemins préférentiels, ce qui serait préjudiciable à l'efficacité de l'aération. On prévoira cependant un filtre, qui peut être simplement un tas de compost mature, à la sortie de l'aspirateur afin d'éliminer les odeurs. La ventilation peut être combinée, si on le désire, avec le brassage des matériaux décrit plus haut.

6.7. DETERMINATION DE LA FIN DU

        COMPOSTAGE ET USAGES DU COMPOST

Un bon compost est un produit dont les constituants organiques ont subi une conversion biologique en des substances moins agressives et plus stables. Les processus de dégradation persistent cependant à un taux plus réduit au delà même de la phase de fermentation. Il faut donc savoir quand et pour quel usage (L'usage est l'action de se servir de quelque chose.) on pourra utiliser un compost sans risque de phytotoxicité.

Un compost frais, c'est-à-dire ayant subi un début de fermentation (de l'ordre de 2 semaines), pourra être utilisé en paillage (mulching) ou en champignonières. En fin de fermentation, le compost est stabilisé et pourra servir comme engrais/amendement organique. Une utilisation comme substrat de culture requiert quant à elle un compost ayant subi une longue période de maturation (d'autant plus longue que les plantes sont sensibles : jeunes semis, laitue, …).

6.7.1. Évolution de la température

Un moyen simple de suivre le déroulement du processus de compostage consiste, comme mentionné précédemment, à utiliser des sondes thermométriques plongeant dans la masse en fermentation. Cette méthode donne des informations sur le stade de fermentation mais peu sur le niveau de maturité du compost. Elle devra donc être complétée par une ou plusieurs autres méthodes.

6.7.2. Rapport C/N

La consommation du carbone organique par la microflore libère une grande quantité de CO₂. La diminution progressive de la teneur en carbone du milieu a pour conséquence une diminution sensible de la valeur du rapport C/N. En effet l'azote, fixé dans les protéines microbiennes, reste dans la masse du compost (sauf pertes éventuelles par dégagement d'ammoniac). Selon le degré de fermentescibilité du carbone composant les résidus, on considèrera comme favorable un rapport C/N de 20 à 40 en fin de maturation.

De nombreux auteurs citent un rapport C/N de 15 à 30 comme idéal. L'expérience pratique montre que, pour des substrats riches en lignines ou autres formes de carbone peu fermentescibles, un rapport de 40 voire même de 50 ne provoque pas de carence par immobilisation de l'azote. La dégradation de ces composés carbonés par les micro-organismes est en effet tellement lente que la faible consommation d'azote qui en résulte ne concurrence pas la culture.

Signalons enfin que le C/N est déterminé chimiquement (méthode d'analyse du C/N). Or, les réactifs chimiques ne correspondent pas au bagage enzymatique de la microflore présente dans le compost. D'autre part, l'analyse chimique dégrade complètement les particules de l'échantillon, c'est-à-dire bien plus que la surface d'attaque immédiatement accessible aux enzymes microbiennes. Le C/N idéal sera donc à déterminer dans chaque cas.

6.7.2. Chromatographie circulaire sur papier

Elle fut mise au point par PFEIFER (Biochemical Research Laboratory, Spring Valley – USA) et testée par HERTELENDY. Son principe est basé sur le fait que des substances différentes, dissoutes dans un même solvant (solution de NaOH à 5%), présentent des affinités variables de migration capillaire sur une surface absorbante (feuille ronde de papier filtre). Cette surface absorbante est prétraitée au nitrate d'argent, qui sert de révélateur. La solution alcaline de compost est apportée goutte à goutte au centre du papier filtre. Après migration de la solution, on laisse le chromatogramme se développer en lumière atténuée. Un compost peu évolué est caractérisé par une image sombre à la périphérie et une tache centrale claire ; un compost mûr montre au contraire une tache centrale sombre avec traînées claires vers la périphérie.

6.7.3. Germination de plantes test

Il s'agit incontestablement de la méthode la plus simple et la plus fiable. Les plantes test les plus couremment utilisées sont le cresson alénois (Lepidium sativum) et la laitue (Lactuca sativa). Des graines de la plante test sont semées sur le compost humidifié en bocal hermétiquement fermé. Après 3 jours, la maturité est évaluée d'après le pourcentage de germination et, éventuellement, la quantité de matière verte obtenue.

6.7.4. Autres méthodes

De nombreuses autres méthodes existent, plus ou moins rapides, plus ou moins fiables, nécessitant un appareillage plus ou moins coùteux et un personnel plus ou moins qualifié. Parmi celles-ci, citons:

·                     des critères empiriques : couleur plus ou moins sombre, aspect du compost au toucher, à l'odeur, …

·                     des méthodes respirométriques : O₂ consommé, CO₂ émis, …

·                     des méthodes physico-chimiques : dosage de la Demande Chimique en Oxygène, dosage des formes de l'azote minéral (NH4⁺ et NO3^-), dosage de la S.O.D et de la S.O.R. (Substance Organique Décomposable et Substance Organique Résistante), mesure du pH, …

·                     des méthodes biologiques : dosage de l'ATP (Adénosine Tri-Phosphate), croissance de plantes ou de micro-organismes tests, …

6.7.4. Usages du compost

Le compost peut être utilisé comme engrais sur prairie ou avant labour. Son usage améliore la structure des sols (apport de matière organique), ainsi que la biodisponibilité en éléments nutritifs (azote). Il augmente également la biodiversité de la pédofaune.

Au jardin, il sert à fertiliser les plates-bandes, les arbres fruitiers et le potager. Il peut également être utilisé comme terreau pour les plantes en pot.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CONSEILS  DE  LECTURE

 

01.           Connell, D.W. and G.J. Miller. 1984. Chemistry and  

           ecotoxicology of pollution. John Wiley & Sons, New York.

02.           Dallas and Day, 2004. The effect of water quality variables on

           aquatic ecosystems. A Review Water Research Commission,

           Pretoria.

03.           Degrémont, 1998. Memonto technique de l'eau; Degrémont,

           Paris.

04.           Etumangele, A. 2005. Eco-environmental issues and

countermeasures in the city of Jinan, Northern of China. Thesis in Ecology, 148p. Shandong University.

05.           Etumangele, A. sd. Mon petit projet écologique : Gestion de

l'environnement. Inédit, 74p.

06.           Franklin, W. and M. Franklin III. Solid waste Stream

characteristics, in F. Kreith (ed). Integrated solid waste management:Options for legislative action, Genium Publishing Corporation, Schenectady, NY, 1990.

07.           Goffaux, J. 1991. Notions d'écologie. C.R.P., Kinshasa, 303p.

08.           Lohohola, O.P. sd. La pollution d'origine chimique. Notes de

cours, L2 sciences chimiques, Unikin.

09.           Musibono, D.E. 2006. Du marasme d'un Etat-squelette aux

défis du développement durable. Gestion de l'environnement au Congo-Kinshasa ; cueillette chronique et pauvreté durable. Chaire Unesco. 185p.

10.           Selke, S.E. : Packaging and the environment :Alternatives,

Trends and Solutions, Technomic Publishing Company, Lanchester. PA. 1990.

11.           Tchobanoglous, G., H. Theisen and S. Vigil. 1998. Integrated

Solid Waste Management. Engineering Principles and Management Issues. McGraw-Hill, seventh edition.

12.           Valiron, F. 1991. Manuel d'assainissement spécifique pour les

pays à faible revenue. Techniques et travaux, Q.C.C.T/CILF , PUF.