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Programme « Gestion durable des déchets et de l’assainissement urbain » Action

Programme « Gestion durable des déchets et de l’assainissement urbain » Action A10 Valorisation des eaux usées par lagunage dans les pays en voie de développement avec un financement de : Volet Action de recherche sur le thème : Volume 1 : RAPPORT SCIENTIFIQUE Amadou Hama MAIGA(1), Joseph WETHE(1), Abdrahamane DEMBELE(1) et Amah KLUTSE(2) (1)Groupe des écoles EIER – ETSHER (2)CREPA Siège à Ouagadougou) Ouagadougou, décembre 2002 Groupe des Ecoles Inter-Etats Direction de la Recherche 03 BP 7023 OUAGADOUGOU 03 Tél. (226) 30 71 16/17 – 30 20 53 Fax (226) 31.27 24 E-mail: eier@eier.org & amadou.hama.maiga@eier.org I N S T I T U T O N A C I O N A L D E R E C U R S O S H I D R Á U L I C O S Valorisation des eaux usées par lagunage dans les pays en voie de développement : Etude des cas du Burkina Faso, Cameroun, Côte d’Ivoire, Ghana, Niger et Sénégal. RAPPORT FINAL Volume 1 : RAPPORT SCIENTIFIQUE i SOMMAIRE INTRODUCTION GENERALE ET METHODOLOGIE D’APPROCHE..............................1 Chapitre I : INTRODUCTION GENERALE....................................................................................2 I.1/- CONTEXTE DE L’ETUDE...................................................................................................2 I.2/- OBJECTIF, METHODOLOGIE ET CADRE DE L’ETUDE..........................................................4 I.2.1/- Phase préliminaire et conceptuelle................................................................5 1.2.2/- Phase de terrain ...........................................................................................6 I.2.3/- Phase d’analyse des données collectées et de finalisation...........................7 Première PARTIE : CARACTERISTIQUES TECHNIQUES DES STATIONS DE LAGUNAGE ETUDIEES......................................................................8 Chapitre II : DESCRIPTION TECHNIQUE DES STATIONS ........................................................9 II.1/- PRESENTATION DES STATIONS ETUDIEES.......................................................................9 II.1.1/- Identification des stations .............................................................................9 II.1.2/- Fonctions assignées aux stations.................................................................9 II.1.3/- Maîtrise d’ouvrage et exploitations des stations...........................................11 II.1.4/- Nature des eaux usées traitées....................................................................12 II.1.5/- Coût des investissements.............................................................................13 II.1.6/- Taux de raccordement au réseau.................................................................13 II.1.7/- Nature et état du réseau de collecte.............................................................15 II.2/- CARACTERISTIQUES TECNIQUES DES STATIONS DE LAGUNAGE ETUDIEES........................16 II.2.1/- Ouvrages de prétraitement...........................................................................17 II.2.2/- Les ouvrages de traitement primaire ............................................................17 II.2.3/- Bassins de stabilisation ...............................................................................17 II.2.3.1/- Forme des bassins.........................................................................17 II.2.3.2/- Bases de dimensionnement et superficie des bassins ..................18 ii II.2.3.3/- Mode de construction des bassins de stabilisation et leur état de fonctionnement ..........................................................20 II.2.3.4/- Equipement et dispositif de fonctionnement .................................21 II.4/- LES EXUTOIRES ET RECEPTEURS DES EFFLUENTS TRAITES ............................................22 Chapitre III : EXPLOITATION ET GESTION DES STATIONS .....................................................23 III.1/- LES ACTEURS INTERVENANT DANS L’EXPLOITATION DES STATIONS ETUDIEES .................23 III.2/- PROFIL ET STATUT DU PERSONNEL EXPLOITANT DANS LES STATIONS ETUDIEES ..............24 III.3/- ORGANISATION DE L’EXPLOITATION DES STATIONS ETUDIEES.........................................26 III.3.1/- Activités d’entretien ....................................................................................26 III.3.1.1/- Entretien des ouvrages et état des stations..................................26 III.3.1.2/- Entretien de l’emprise des stations ...............................................28 III.3.1.3/- Contraintes relevées dans la maintenance des installations ........28 III.4/- MAITRISE ET SUIVI DE LA QUALITE ET DU FLUX DES EAUX USEES ET DES EFFLUENTS TRAITES....................................................................................................31 III.5/- GESTION DE LA BIOMASSE ET DES BOUES D’EXTRACTION...............................................33 III.5.1/- La biomasse ................................................................................................33 III.5.2/- Les boues....................................................................................................33 III.6/- CHARGES D’EXPLOITATION DES STATIONS.....................................................................34 Chapitre IV : PERFORMANCES EPURATOIRES DES STATIONS PAR LAGUNAGE...............36 IV.1/- TENEUR EN MATIERES SOLIDES EN SUSPENSION (MES) ...............................................37 IV.2/- DEMANDE BIOLOGIQUE EN OXYGENE (DBO) ET DEMNADE CHIMIQUE EN OXYGENE (DCO)...................................................................................................38 IV.3/- LES COMPOSES AZOTES (N) ET PHOSPHORES (P).........................................................39 IV.4/- INDICATEURS DE LA CONTAMINATION FECALE COLIFORMES FECAUX (CF) & STREPTOCOQUES FECAUX (SF) ...........................................................40 IV.5/- PRESENCE DE PARASITES............................................................................................41 IV.6/- CONCLUSION PARTIELLE ...................................................................................41 iii Deuxième Partie :VALORISATION DES SOUS-PRODUITS DE L’EPURATION ...........42 Chapitre V : ETAT DES LIEUX DE LA REUTILISATION DES SOUS-PRODUITS DE L’EPURATION.....................................................................................................43 V.1/- AGRICULTURE URBAINE ET REUTILISATION DES EAUX USEES EN AFRIQUE DE L’OUEST ET DU CENTRE.................................................................................................43 V.2/- LES SOUS PRODUITS DE L’EPURATION REUTILISES EN AGRICULTURE URBAINE...................44 V.2.1/- Les effluents traités ......................................................................................44 V.2.1.1/- La pratique.....................................................................................44 V.2.1.2/- Localisation des sites d’utilisation..................................................46 V.2.1.3/- Quantités d’eau réutilisées ............................................................46 V.2.1.4/- Techniques d’utilisation et risques pour la santé...........................46 V.2.1.5/- Conditions d’accès à l’eau.............................................................47 V.2.2/- La biomasse végétale ..................................................................................47 V.2.3/- Les boues d’extraction .................................................................................48 V.3/- CONCLUSION PARTIELLE ...................................................................................49 Chapitre VI : CONDITION D’UNE INTERGRATION SOCIO-ECONOMIQUE DE L’EPURATION DES EAUX USEES PAR LAGUNAGE ...........................................50 VI.1/- POTENTIEL D’EAUX USEES PRODUITES DANS LES SITES ETUDIES .....................................50 VI.2/- QUANTITE D’EAUX UTILISEES EN AGRICULTURE URBAINE .................................................51 VI.3/- STATUT SOCIAL DES EXPLOITANTS AGRICOLES ...............................................................51 VI.3.1/- Les exploitants agricoles et les exploitations sont de toutes les basses classes sociales .............................................................................51 VI.3.2/- L’agriculture urbaine contribue à réduire le chômage .................................52 VI.3.3/- Le statut et la taille des parcelles rendent précaire l’activité .......................54 VI.3.4/- Les conditions de vie des exploitants agricoles sont précaires...................55 VI.3.5/- Conclusion partielle.....................................................................................56 VI.4/- REVENUS MONETAIRES ET CONDITIONS DU MARCHE .......................................................57 VI.4.1/- Les produits agricoles .................................................................................57 iv VI.4.2/- Les prix de vente des produits agricoles et revenus monétaires des exploitants agricoles ....................................................................................58 VI.4.3/- Conclusion partielle.....................................................................................60 VI.5/- PRODUITS CONCURRENTS OU COMPLEMENTAIRES DES SOUS-PRODUITS DE L’EPURATION PAR LAGUNAGE.........................................................................................60 VI.5.1/- Analyse du cas de Ouagadougou...................................................................62 VI.5.2/- Analyse du cas de Niamey .............................................................................63 VI.6/- PERCEPTION DES EXPLOITANTS « REUTILISATEURS » DE SOUS-PRODUITS VS OBSERVATIONS DE TERRAIN ..........................................................................................64 VI.7/- FINANCEMENT DE L’ACCES AUX SOUS-PRODUITS DE L’EPURATION : COMMENTAIRES A PAYER DES EXPLOITANTS AGRICOLES..........................................................................66 Chapitre VII : CONDITIONS D’INTEGRATION DES PREOCCUPATIONS SANITAIRES ET ENVIRONNEMENTALES...................................................................................70 VII.1/- QUELQUES DIRECTIVES SUR L’IRRIGATION DES PARCELLES AGRICOLES ..........................70 VII.2/- MODE ET ORGANISATION DE L’ARROSAGE DES PARCELLES AGRICOLES...........................72 VII.3/- INCONVENIENTS DE L’UTILISATION DES EAUX USEES ET POLLUEES EN AGRICULTURE URBAINE : RISQUES ENVIRONNEMENTAUX ET SANITAIRES.........................73 Chapitre VIII : CONCLUSION GENERALE...................................................................................77 VIII.1/- CONTRAINTES RENCONTREES......................................................................................78 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES .................................................................................81 ANNEXES .............................................................................................................................83 Annexe 1 : Mise à jour des statistiques sur les stations d’épuration par lagunage en Afrique de l’Ouest et du Centre ..................................................................................................85 Annexe 2 : Fiche d’identification des stations, Fiche d’enquête, d’entretien et d’observation de terrain .......................................................................................................................86 Annexe 3 : Compte rendu des focus groupes................................................................................101 Annexe 4 : Résultats bruts des enquêtes, entretiens et observations ...........................................109 v LISTE DES FIGURES Figure 1 : Etapes méthodologiques du projet..................................................................................................6 Figure 2 : Jeux des acteurs dans la mise en place des stations de lagunage................................................12 Figure 3 : Nature des eaux usées traitées dans les stations de lagunage étudiées.......................................12 Figure 4 : Provenance des eaux usées traitées et taux de raccordement des usagers au réseau. ...............13 Figure 5 : Taux de raccordement et taux de restitution dans quelques sites..................................................14 Figure 6: Nature et état des réseaux d'alimentation des stations ...................................................................16 Figure 7 : Schéma général du principe de fonctionnement des stations de lagunage étudiées.....................16 Figure 8 : Typologie des ouvrages de prétraitement.......................................................................................17 Figure 9 : Base de dimensionnement des bassins de stabilisation.................................................................19 Figure 10 : Renforcement de l’étanchéité des bassins et existence de dispositif de by-pass ........................20 Figure 11 : Partenariat pour les études, la réalisation et l'exploitation............................................................23 Figure12 : Forme de rémunération du personnel exploitant des stations.......................................................25 Figure 13 : Niveau d’entretien et de maintenance des ouvrages de la station ...............................................27 Figure 14 : Niveau d’accumulation des boues dans les bassins de stabilisation............................................27 Figure 15 : Abattement des matières en suspension dans quelques stations................................................29 Figure 16 : Principaux problèmes évoqués pour l’entretien des stations........................................................37 Figure 17 : Abattement de la DCO et de la DBO dans quelques stations ......................................................38 Figure 18 : Abattement de l’azote total (N) et phosphore total (P) dans quelques stations...........................39 Figure 19 : Rendements épuratoires de CF et SF dans quelques stations ....................................................40 Figure 20 : Principaux domaines de réutilisation des eaux usées et effluents traités.....................................45 Figure 21 : Statut social des maraîchers de certains sites..............................................................................51 Figure 22 : Répartition du temps de travail chez les agriculteurs urbains.......................................................52 Figure 23 : Nombre de parcelles agricoles par exploitant dans quelques localités ........................................54 Figure 24 : Statut foncier des parcelles pour quelques sites...........................................................................54 Figure 25 : Typologie de l’habitat des promoteurs agricoles dans quelques centres .....................................55 Figure 26 : Avis des exploitants agricoles sur le financement de l’accès aux eaux usées.............................66 vi LISTE DES TABLEAUX Tableau 1 : Les stations de lagunages retenues pour les enquêtes...............................................................4 Tableau 1bis : Présentation des stations étudiées..........................................................................................10 Tableau 2 : Coûts de réalisation et capacités des stations de lagunage ........................................................13 Tableau 3 : Quantité journalière d’eaux usées recueillies dans la station en fonction de la consommation d’eau potable dans le bassin collecté.........................................15 Tableau 4 : Superficies des bassins et ratios de dimensionnement pour quelques stations..........................18 Tableau 5 : Nature des exutoires et activités relevées autour. .......................................................................22 Tableau 6 : Niveau d’études du personnel en charge de l’exploitation des stations. .....................................24 Tableau 7 : Niveau d’entretien, des emprises et des espaces libres dans la station......................................28 Tableau 8 : Suivi des caractéristiques des eaux usées et des effluents tel que annoncé par les exploitants................................................................................................32 Tableau 9 : Identité des laboratoires d'analyses .............................................................................................32 Tableau 10 : Coût d’exploitation annuelle réelle de quelques stations de lagunage. .....................................35 Tableau 11 : Ratios de coût d’exploitation pour quelques stations de lagunage............................................35 Tableau 12 : Quantités d’eaux usées réutilisées en agriculture dans quelques sites.....................................46 Tableau 13 : Quantités journalières d’eaux usées entrant dans quelques sites visités..................................50 Tableau 14 : Inventaire des cultures dans quelques sites ..............................................................................57 Tableau 15 : Prix de vente des produits maraîchers et d’horticulture à Ouagadougou et à Niamey. ...........58 Tableau 16 : Revenu moyen net d'un maraîcher pendant une campagne à Niamey sur une parcelle moyenne de 4.200m² ......................................................................59 Tableau 17 : Compte d’exploitation par campagne dans quelques sites maraîchers de Dakar.....................59 Tableau 18 : Fertilisants et pesticides utilisés en moyenne par un maraîcher et par campagne à Ouagadougou. .............................................................................................62 Tableau 19 : Fertilisants et pesticides utilisés en moyenne par un horticulteur et par campagne à Ouagadougou. .............................................................................................62 Tableau 20 : Principaux fertilisants et pesticides utilisés uploads/Management/ valorisation-des-eaux-usees-par-lagunage-dans-les-pays-en-voie-de-developpement.pdf