CONTRIBUTION A L’ETUDE DE LA MISE EN PLACE D’UNITE DE ...

.

CONTRIBUTION A L’ETUDE DE LA MISE EN

PLACE D’UNITE DE TRAITEMENT DES EAUX DE

REJET DE LA SOCIETE INDUSTRIELLE DU BOINA

UNIVERSITÉ

ÉCOLE SUPÉRIEURE

MEMOIRE DE RECHERCHE POUR L’OBTENTION DU

DIPLOME D’ETUDES APPROFONDIES

MAROZARA Victorine

Titre

Présenté par

MAROZARA Victorine

Promotion 2004 - 2005




UNIVERSITÉ D’ANTANANARIVO

ÉCOLE SUPÉRIEURE POLYTECHNIQUE

DEPARTEMENT MINES



Option : GENIE MINERAL

MAROZARA Victorine





.

Soutenu le 23 Octobre 2007

Membre de jury

Président: Professeur RASOLOMANANA Eddy Harilala

Examinateurs: Professeur Titulaire RANDRIANOELINA Benjamin

Docteur JEAN Louis

Rapporteur: Professeur RANDRIANJA Roger




UNIVERSITÉ

ÉCOLE SUPÉRIEURE



MAROZARA Victorine

Titre

Présenté par

MAROZARA Victorine

Professeur RASOLOMANANA Eddy Harilala

Professeur Titulaire RANDRIANOELINA Benjamin

Professeur RANDRIANJA Roger

Promotion 2004 - 2005




UNIVERSITÉ D’ANTANANARIVO

ÉCOLE SUPÉRIEURE POLYTECHNIQUE

DEPARTEMENT MINES



Option : GENIE MINERAL

MAROZARA Victorine

Professeur Titulaire RANDRIANOELINA Benjamin





MAROZARA Victorine

REMERCIEMENTS

En premier lieu, nous tenons à remercier et à louer le Seigneur de nous avoir

donné la force et le courage pendant l’élaboration de ce mémoire.

Nous adressons également nos vives et respectueuses reconnaissances à :

Monsieur RAMANANTSIZEHENA Pascal, Directeur de l’Ecole Supérieure

Polytechnique d’Antananarivo ;

Professeur RASOLOMANANA Eddy Harilala, Enseignant chercheur, qui a bien

voulu présider la commission de jury pour l’appréciation de ce travail ;

Professeur RANDRIANJA Roger, Chef du Département Mines qui n’a pas ménagés

ses efforts pour rapporter ce mémoire ;

Professeur Titulaire RANDRIANOELINA Benjamin, Enseignant chercheur à l’Ecole

Supérieur Polytechnique d’Antananarivo, qui a accepté d’examiner ce mémoire ;

Docteur JEAN Louis, Enseignant chercheur et Directeur Administratif et Finance de

l’Université de Mahajanga, qui a accepté d’examiner ce mémoire ;

Docteur RANDRIANODIASANA Julien, Doyen de la Faculté des Sciences de

l’Université de Mahajanga qui accordé ma demande de stage au soin de la Faculté ;

Docteur RASOANANDRASANA Emilienne, Enseignant chercheur et Responsable de

LARED de Faculté des Sciences de l’Université de Mahajanga, qui accepté ma

demande de stage dans la Laboratoire d’Analyse et de Recherche sur l’Environnement

et Déchets (LARED) ;

Monsieur le Directeur de la Société Industrielle du Boina (SIB), qui a donné les

informations utiles et l’autorisation d’accès pour pouvoir prendre les échantillons ;

Pareillement je remercié :

Mr PAOLO Cosoli et Mr ANDREAS Sandri, chercheurs de « l’Associazione di

volontariato ingegneria senza frontiera » ou DICA Italie, qui m’ont aidé dans le travail

de laboratoire de recherche à Mahajanga ;

Monsieur ANTHOUMANIE Soubira, stagiaire au LARED, qui m’aidé dans le travail

de laboratoire de recherche à Mahajanga ;

MAROZARA Victorine

Et enfin, mes sincères remerciements vont aux personnes suivantes :

A tous les enseignants de l’Ecole Supérieur Polytechnique d’Antananarivo qui ont

assurés ma formation pendant deux années d’étude ;

A tous les enseignants de l’Université de Mahajanga qui ont assuré mes études depuis la

première année jusqu’à la fin de la quatrième année ;

A mes parents ainsi qu’à toutes mes familles pour leur soutien moral et financier durant

mes études ;

A mes amis, mes collègues et tous ceux qui ont contribué de près ou de loin à la

réalisation de ce présent mémoire.

MAROZARA Victorine

SOMMAIRE

Remerciements

Liste des figures

Liste des tableaux

Liste des photos

Liste des annexes

INTRODUCTION

PARTIE I : PRESENTATION DE LA REGION D’ETUDE

Chapitre I : Cadre géographique

Chapitre II : Cadre géologique et géomorphologique

Chapitre III : Cadre politique et juridique

PARTIE II : PROBLEMATIQUE DES EAUX USEES

Chapitre I : Eau naturelle

Chapitre II : Eau usées

Chapitre III : Problématique des eaux de rejet de la Société Industrielle du Boina

PARTIE III : TRAITEMENT DES EAUX DE REJET DE LA SOCIETE

INDUSTRIELLE DU BOINA

Chapitre I : Méthodologie

Chapitre II : Procédure expérimentale

Chapitre III : Résultats et discussion

Chapitre IV : Mise en place d’une station d’épuration

CONCLUSION

Références bibliographiques

Tables des matières

MAROZARA Victorine

LISTE DES FIGURES

Figure 1 : Schéma du bassin de décantation ………………………………………..

Figure 2 : Schéma du système perspectif du LARED ……………………..………..

Figure 3 : Schéma de l’UASB ………………………………………………………

37

39

43

MAROZARA Victorine

LISTES DES TABLEAUX

Tableau 01 : Données climatiques de la Région de Boeny …………………………………….

Tableau 02 : Utilisation de produits chimiques ………………………………………………..

Tableau 03 : Caractéristiques des effluents liquides (mesures mai 2003) …………………….31

Tableau 04 : Valeurs des paramètres physico-chimiques ……………………………………..54

Tableau 05 : Valeurs de MES, MMS et MEV …………………………………………………

Tableau 06 : Valeur de la DCO ………………………………………………………………..

Tableau 07 : Analyse de MES et MEV à la sortie de l’UASB avec un débit Q = 0,471/h ……..

Tableau 08 : Résultat d’analyse de la DCO totale à la sortie de l’UASB ……………………..

08

30

31

54

54

55

55

56

MAROZARA Victorine

LISTE DES PHOTOS

Photo 1 : Présentation du bassin de décantation ……………………………………………….

Photo 2 : Vue d’ensemble du système ………………………………………………………….

Photo 3: Présentation d’une pompe ............................................................................................

Photo 4 : Présentation du décanteur ……………………………………………………………

Photo 5 : Présentation de l’UASB ……………………………………………………………...

Photo 6 : Présentation du chauffage …………………………………………………………….

Photo 7 : Présentation du mâchefer …………………………………………………………….

36

38

40

41

42

44

45

LISTES DES ANNEXES

Annexe 1 : Extrait de la loi 98 - 029 ………………….……………………..………………

Annexe 2 : Extrait de la loi 99 - 021 …………………………………………………………

Annexe 3 : Extrait du décret n° 2003/464…………………………………………………..….

Annexe 4 : Méthodes d’analyse dans eaux usées ………………………………………………

Annexe 5 : Appareillage d’analyse de DCO, de MES et de MMS ……………………………

Annexe 6 : Produits chimique pour l’analyse de DCO ………………………………………..

Annexe 7 : Réactions biologiques ………………………………………………………………

Annexe 8 : Différents polluants des eaux usées de certaines industries ………………………

63

64

65

68

69

70

71

72

MAROZARA Victorine

INTRODUCTION

MAROZARA Victorine

1

INTRODUCTION

L’eau couvre près de trois quarts (3/4) de la surface de la terre, mais seule une

infime partie (environ 0,5%) n’est ni salée ni gelée. L’eau douce est une composante

essentielle de l’environnement dans la mesure où elle est indispensable à toute forme de vie

terrestre. Elle est l’une des ressources les plus précieuses de planète. Personne ne peut pas

survie plus de quelques jours sans eau.

Le développement de la société humaine et la croissance démographique ont

généré toute sorte de pollution. L’homme demande à la fois à l’eau d’être propre et nettoyée,

alors qu’il la souille de mille façons différentes. Il l’utilise également pour évacuer différentes

sortes de déchets.

Selon l’usage : industriel, domestique ou agricole, l’eau est à la fois très convoitée

et polluée. La contamination des eaux constitue l’un des grands enjeux environnement pour

les prochaines décennies. La pollution de l’eau tient une place importante parmi les grands

problèmes écologiques, qui préoccupent, actuellement, les scientifiques et les organismes

gouvernementaux ou non gouvernementaux. Elle représente une menace pour la santé

publique, en particulier, et l’environnement en général.

A Mahajanga dans la région de Boeny la plupart des eaux polluées sont déversées

dans la nature sans aucun traitement préalable pour éliminer les substances polluantes. Dans

le cas présent, ces eaux usées sont déversées directement à la mer. C’est dans ce contexte que

le présent écrit de recherche s’est donné pour mission la « contribution à l’étude de la mise en

place d’unité de traitement des eaux de rejet de la Société Industrielle du Boina »

L’étude a pour objet d’analyser la situation des eaux de rejet de la Société

Industrielle du Boina, à savoir les caractéristiques avant le traitement et la qualité de l’eau

après le traitement. De cette analyse est évaluée la qualité des eaux de rejet final de la société

industrielle du Boina. L’objectif est la recherche d’une méthode de traitement optimale, afin

d’améliorer et rendre sans risque la qualité des eaux usées de la Société Industrielle de Boina

dans le rejet final.

Le choix du sujet est basé sur le fait que le traitement des eaux usées présente

beaucoup d’intérêts, aussi bien sur le plan santé publique que sur le plan protection de

l’environnement. Dans le souci de préserver l’environnement contre toutes sortes de

pollutions, le traitement des eaux usées avant leur rejet dans la nature constitue une

alternative. Le but du traitement est de diminuer suffisamment les quantités des substances

polluantes contenues dans l’environnement. Pour préserver l’environnement contre toutes

sortes de pollutions, le traitement des eaux usées avant leur rejet dans la nature constitue une

MAROZARA Victorine

2

alternative. Le but du traitement est de diminuer suffisamment les quantités des substances

polluantes contenues dans les eaux usées afin que l’eau finalement rejetée dans le milieu

nature ne pose pas aucun problème pour l’environnement. Pour efficacement sur les eaux

usées, il est primordial de connaître leurs caractéristiques avant l’adoption du type de

traitement à appliquer. L’étude de la pollution consiste donc à l’évaluer la contamination

éventuelle de l’eau par des substances polluantes. Cette étude utilise des méthodes d’analyse

et des procédés de traitement.

Dans le but de mener à bien étude, des collectes de données ont été effectuées

auprès des Ministères concernés, de l’Office National pour l’Environnement, de l’Association

Nationale pour la Gestion des Aires Protégées (ANGAP) et de la Société Industrielle du

Boina (SIB). Des interviews et entretiens ont été faits auprès de différents responsable. Enfin,

les informations recueillies sont complétées par des recherches bibliographiques.

Le présent écrit de recherche est présenté en 03 parties. La première partie est

consacrée à la présentation de la région d’étude. Le second parle de la problématique des eaux

usées de la Société Industrielle du Boina. Enfin, la troisième et dernière partie présente les

traitements des eaux usées de la Société Industrielle du Boina.

MAROZARA Victorine

3

PARTIE I

PRESENTATION DE LA REGION D’ETUDE

MAROZARA Victorine

4

Introduction

La Société Industrielle du Boina (SIB), implantée à Antanimasaja dans le district

de Mahajanga II, se trouve dans le Nord-Ouest du pays, plus précisément dans la région de

Boeny. Donnant sur la mer du canal de Mozambique, cette région possède également un relief

varié. Sur le littoral, les vastes plaines fertiles longent les grands fleuves, tels que Betsiboka et

Mahajamba, Mahavavy et la côte maritime.

Le sol sablo-gréseux qui constitue une sorte de transition entre le plateau et le

baiboho1 est très favorable, tant pour les cultures industrielles que pour les cultures vivrières,

à savoir : le riz, l’arachide, l’oignon, les tomates, le manioc, le canne à sucre et autres. La

présente partie parlera donc du :

(i) Cadre géographique ;

(ii) Cadre géologique et géomorphologie, et du

(iii) Cadre politique et juridique.

1 Plaines alluviales

MAROZARA Victorine

5

Chapitre I : CADRE GEOGRAPHIQUE

Situé dans le Nord-Ouest du pays, la région de Boeny est ouverte sur le canal de

Mozambique et caractérisée par un relief très varié et un réseau hydrographique très dense.

Elle possède d’importantes potentialités naturelles, favorables à la diversification des activités

humaines et à son propre développement économique.

La région de Boeny offre une large diversification de formations de sols, à savoir :

sols ferralitiques et ferrugineux d’aptitude agronomique à moyenne faible, sols alluvionnaires,

sols hydromorphes … Ces différentes formations de sols justifient la vocation agricole de la

région, où, outre l’élevage sur les vastes espaces savanicoles, beaucoup de cultures sont

possibles (vivrières, industrielles, fruitières, de rentes).

Par ailleurs, la faible accessibilité du territoire rend difficile l’approvisionnement

et l’évacuation des produits agricoles. Elle génère l’enclavement et le repli de la population

sur un mode de production autarcique. Or l’enclavement demeure un obstacle constant

minimisant la vie de relations intra et interrégionales.

En outre, le problème de l’érosion continentale est actuellement un des problèmes

majeur de la région. Elle génère l’extension des surfaces stériles, le tarissement progressif des

rivières par ensablement, l’appauvrissement accéléré des pâturages naturels, la diminution

inquiétante des surfaces forestières, et la turbidité accrue des eaux fluviales. Elle a remis en

causes les installations portuaires par les apports continentaux massifs. A cela, s’ajoute le

fléau séculaire que constituent les feux de brousse qui sévissent chaque année dans la région.

I. 1. Délimitation de la région d’étude

La région de Boeny qui occupe une superficie totale de 29 830km2, est composée

de six districts suivant : Mahajanga I, comme chef lieu de la dite région, est une porte ouverte

sur la mer ; Mahajanga II se trouve au Nord ; Mitsinjo est située à l’Ouest, tandis que Soalala

est à l’extrême Sud-Ouest ; Marovoay occupe les pleines du centre Sud ; et Ambato-Boeni

s’étend à l’Est. Elle est délimitée :

MAROZARA Victorine

6

Au Nord par la région de Sofia ;

A l’Est par la région de Betsiboka ;

Au Sud par la région de Melaky ; et

A l’Ouest par la mer du canal de Mozambique.

La région de Boeny dispose d’importantes ressources, susceptibles de servir son

développement économique (agricole et industriel) :

Richesses forestières et minières ;

Potentiel hydro-électrique et solaire ;

Ressources halieutique et agricoles ;

Voies de communication diverses : terrestres, aériennes, maritimes et fluviales.

Malgré l’existence de ces atouts propices à son développement industrielle, l’industrie occupe

peu de place dans la vie socio-économique de la région. Elle possède très peu d’unités de

production et de transformation de produits locaux. Celles, qui existent, sont toutes des

industries légères d’envergures locales. Et presque toutes les unités industrielles sont

concentrées dans la ville de Mahajanga. Cependant l’industrie de la région assure des rentrées

de devises occasionnées surtout par l’exportation des produits de pêche.

Par ailleurs, ces derniers temps, les activités touristiques ont enregistré une

évolution à tendance positive. La beauté de sens sites, l’accessibilité (par terre, air et mer) et

son climat sec ont fait de Mahajanga une des destinations touristiques très fréquentées. De

plus, la offre aux visiteurs d’importantes infrastructures d’accueil, dont :

31 hôtes comptant au total 1.050 lits ;

23 grands restaurants avec une capacité d’accueil de 1.883 couverts ;

19 établissements mixtes du genre hôtel restaurant bar ;

4 agences de voyage ou d’animation touristiques ;

5 agences de location de voitures et motocyclettes, et autres (stands d’artisanat,

vendeurs d’aliments).

La Société Industrielle de Boina (SIB) est située dans la zone industrielle

d’Antanimasaja dans le quartier d’Ambalamanga. L’entreprise occupe une surface bâtie se

15.546m2. Le domaine de la société, qui s’étend sur une superficie de 34ha, est délimité au

Sud par la baie de Bembetoka, et au Nord par des habitations longeant la Route Nationale n°4

(RN4). La société est constituée principalement par une unité de production d’huile de coton à

MAROZARA Victorine

7

usage alimentaire et une unité de fabrication de savon de ménage et de détergent. Elle emploi

207 salariés, dont 132 permanents et 75 temporaires2.

I. 2. Répartition spatiale de la population

La région de Boeny compte environ 292.883 d’habitants, dont 36.829 résident

dans le district de Mahajanga II qui occupe une superficie de 4.568 km2. La densité moyenne

d’occupation de la population dans ce district est de 8,1 habitants au kilomètre carré.

Comparée celle de l’ensemble de la région (en moyenne 9,8 hab/km2), cette densité est proche

de la moyenne régionale. Toutefois, sur l’étendue du territoire de la région, les densités de la

population varient entra 4,4 et 18 hab/km2. Cela dénote l’inégale répartition de la population.

Plus fortes concentrations humaines se font remarquer dans les sites agricoles les plus

propices et les centres agglomérés. Par contre, il y a des espaces excentriques à peuplement

diffus, correspondant généralement à des unités naturelles hostiles à toute installation

humaine permanente.

La région est caractérisée par la présence d’une population agricole dynamique,

essentiellement constituée de migrants Merina, Betsileo et Antesaka. La présence de ces

paysans riziculteurs chevronnés constitue l’élément moteur de développement de la riziculture

de la région. Les plaines, situées au niveau du district de Marovoay, en sont l’exemple vivant.

Elles constituent le grenier à riz de la région. Celle-ci, largement excédentaire en riz, est

également une grande productrice de produits maraîchers, tels que les oignons et les tomates.

Différents groupes ethnique vivent à Mahajanga II, à savoir : Merina, Betsileo,

Tsimihety, Antesaka, Antemoro, Sakalava, Antandroy et beaucoup d’autres. La plupart

d’entre eux ont émigré dans ce district dans l’espoir de trouver de l’emploi dans les sociétés,

situées dans la zone industrielle d’Antanimasaja et dans le district de Mahajanga I. Il faut

mentionner qu’environ 62,7% de la population du district de Mahajanga II est agricole. La

population est essentiellement composée d’agriculteurs, d’ouvriers et d’employés non

qualifiés d’entreprise. La taille moyenne du ménage est de 5,03 personnes/ménage.

2 Société Industrielle du Boina

MAROZARA Victorine

8

I. 3. Climat de la région

Par sa position géographique, le climat de la région est de type tropical sec, où la

chaleur est une constante. Il est généralement marqué par deux saisons bien distinctes :

la saison sèche s’étend sur 5 mois, tandis que

la saison pluvieuse dure 7 mois.

Il est rythmé par l’alternance d’une saison chaude et pluvieuse qui s’étale généralement de

mois d’Octobre jusqu’au mois d’Avril et l’autre plus sèche et fraîche de Mai à Septembre. Les

détails des données climatiques concernant la région de Boeny sont présentés dans le Tableau

01 suivant :

Tableau 01 : Données climatiques de la Région de Boeny

Rubriques Minimales Maximales

Précipitations (mm/an)

Nombre de jours de pluies (j)

Températures (°C)

Amplitude thermique (°C)

1 000

78

18°4

7°1

1 550

108

34°1

13°5

Sources : Direction Générale de la Météorologie

Les pluies sont surtout concentrées en trois mois de l’année (Janvier au Mars). La

pluviométrie y atteigne une moyenne annuelle de 1.300mm. La pluviométrie peut atteindre

localement les 1.550mm par an. Cette quantité peut varier d’une année à une autre. Il y des

années où les pluies sont abondantes et d’autres années où elles sont rares. Mais, en tous cas,

la pluviométrie, plutôt excédentaire pendant la saison de pluies, permet de reconstituer la

réserve en eau souterraine.

La région de Boeny jouisse d’un climat tropical. La température moyenne

annuelle avoisine les 26,5°C avec 10°C d’amplitude thermique (en moyenne). La forte

insolation toute l’année met à la disposition de la population l’énergie solaire, mais cet atout

est encoure à peine exploité dans la région

Les vents sont modérés toute l’année (20 à 30 km/h) avec prédominance de

l’alizé. Pendant la saison sèche souffle les alizés, alors que pendant la saison des pluies

soufflent la mousson. Les brises rafraîchissent les températures, faisant de la côte un milieu de

villégiature important. Par ailleurs, la région est régulièrement visitée par les cyclones.

MAROZARA Victorine

9

I. 4. Hydrographie

La région de Boeny est drainée par un réseau hydrographique particulièrement

dense, qui met à sa disposition un capital « eau » suffisant, susceptible de dynamiser plusieurs

activités (transport fluvial, alimentation en eau, pêche, agriculture, énergie hydroélectrique).

La région Boeny a sa disposition trois principaux fleuves et un grand lac, dont la Betsiboka, la

Mahavavy, la Mahajamba et le lac Kinkony.

Mais cette hydrographie est tributaire du relief et du climat, qui confèrent des

régimes capricieux, traduits par l’alternance des fortes crues et d’étiages souvent absolus.

L’incapacité matérielle et technique à maîtriser cette hydrographie constitue un facteur de

blocage majeur au développement de la région. Les conséquences se manifestent par

l’enclavement des localités, la sous-exploitation des richesses naturelles, l’existence des

problèmes d’adduction d’eau potable et autres problèmes.

Le lac Kinkony, situé dans le district de Mitsinjo, représente une grande réserve

d’eau et lieu d’activités développées de pêcherie traditionnelle. Ces activités font vivre un bon

nombre de familles. Le fleuve Betsiboka, particulièrement au niveau de son embouchure à la

mer dans la baie de Bombetoka, présente un débit et une charge en sédiment très élevée

pendant la saison de pluie, correspondant à une érosion très intense des bassins versants en

amont.

Par ailleurs, les crues se font violents et parfois même très violentes dans la

région. Elles causent des dégâts matériels sur les lieux de leur passage. Elles sont également à

l’origine des ensablements des terrains de cultures. Des plus, elles sont une des principales

causes de la destruction des routes et des pistes.

Cependant, les inondations amènent également d’autres phénomènes négatifs.

L’ensablement des sites agricoles les plus propices aux cultures vivrières des bas-fonds

inondables et des baiboho, par les effets de ruissellement dus aux feux de brousse répétés,

risque de remettre en cause l’équilibre du support agricole et hypothéquer les perspectives

l’avenir de l’agriculture dans la région.

MAROZARA Victorine

10

I. 5. Végétation et faune

La région de Boeny possède différents types de végétation et une biodiversité

faunistique terrestre et aquatique très variée. Située à 115km de Mahajanga, la forêt

d’Ankarafantsika d’une superficie de 130.000ha, qui est une aire protégée, est instituée Parc

National par le décret 2002-798 en août 2002. Elle représente une réserve naturelle de cette

richesse inestimable. Elle est actuellement ouverte aux touristes et scientifiques. Ces

ressources constituent un atout pour l’écotourisme dans cette région. Mais elles sont menacées

par les feux de brousse qui font ravage chaque année dans la région d’un autre côté et par la

pollution de l’eau de l’autre côté.

I. 5. 1- Végétation

Les formations végétales de la région sont composées de mangroves, de forêts

denses caducifoliées et de forêt ombrophiles. La forêt de mangroves dans la baie de

Bombetoka couvre une superficie d’environ 24.000ha. Son importance réside dans le faite

qu’elle constitue une sorte de barrière contre l’érosion des côtes maritimes et une zone

d’élevage naturelle pour les crevettes et les crabes ainsi que d’autres animaux qui y vivent. En

outre, la forêt d’Ankarafantsika qui est une aire protégée, constitue un patrimoine pour

l’écotourisme et la recherche scientifique. Elle abrite plusieurs types de plantes endémiques,

de plantes médicinales et plusieurs espèces d’animaux.

Des récifs coralliens se développent sur des sédiments sableux, localisés en eau

libre à Antema près de la péninsule de Katsepy. Ces récifs et les végétations sous-marines qui

y poussent, constituent aussi des abris et un lieu d’approvisionnement en nourritures pour les

animaux marins qui y vivent.

La forêt d’Ankarafantsika est une forêt typiquement dense et sèche, de type

tropical. C’est une forêt caducifoliée implantée sur un sol sablonneux. Cette situation a permis

aux différentes espèces de développer des caractères d’adaptation en milieu sec. 829 espèces

de plantes y sont répertoriées3.

3 Association Nationale pour la Gestion des Aires protégées

MAROZARA Victorine

11

I. 5. 2- Faune

Concernant la biodiversité faunistique, terrestre ou aquatique, leur distribution ne

suit pas la variation de la couverture végétale. Sans être exhaustif, quelques groupes

faunistiques présents sur le lieu peuvent être cités, à savoir : les amphibiens, les reptiles, les

oiseaux, les insectes et les groupes des mammifères.

La baie de Bombetoka est une zone très riche en crabes et crevettes. Différentes

espèces de crevettes y sont recensées, telles que :

Panaeus indicus (crevette blanche), qui est une espèce diurne, représente 70% du

volume ;

Paneaus semisuulcatus (crevette brune) ;

Metapenaeus monoceros (crevette rose) ; et

Penaeus monodon (crevette tigrée).

En outre, la région de Boeny offre d’autres richesses en espèce animale. Plusieurs

espèces sont répertoriées, à savoir : 25 espèces de reptiles, 5 espèces d’amphibiens, 4 espèces

de chiroptères, 8 espèces de lémurien et 129 espèces d’oiseaux4. Il existe également des

animaux carnivores dans la forêt d’Ankarafantsika.

4 Association Nationale pour la Gestion des Aires protégées

MAROZARA Victorine

12

Chapitre II : CADRE GEOLOGIQUE ET GEOMORPHOLOGIQUE

La région de Mahajanga appartient au bassin sédimentaire du Boina. La

configuration topographique de la région se calque sur la disposition en bandes concentriques

ses unités géologiques, qui développent de vastes étendues planes, à moins de 800m d’altitude

sur des séries sédimentaire. La géologie de cette région est caractérisée par les formations

suivantes de la base au sommet :

Grès et marne du crétacé terminal ;

Marne et calcaire de l’Eocène, marne du Miocène ;

Carapace sablo argileuse ; et

Alluvions de plaine.

Les vallées sont caractérisées par la présence de formations alluvionnaires

récentes, appelées baiboho. Ces formations sont composées d’alluvions sablo limoneuses. Ce

sont ses sols parmi les plus riches de Madagascar. Leur fertilité est maintenue en raison d’un

alluvionnement périodique. Pendant la sison des pluies, ces vallées se trouvent la plupart du

temps sous l’eau. Ces inondations amènent les dépôts d’alluvions sur les terrains de cultures

selon leur situation par rapport au cours d’eau.

Les baiboho sont donc constitués de couches formées par les dépôts d’alluvions

transportées par les rivières et les fleuves qu’ils ont arrachés durant leur parcours à travers les

chaînes montagneuses. Les plaines de ces vallées, périodiquement inondées, supportent

naturellement une végétation herbacée particulièrement dense, qui assure le maintien d’une

excellente structure. Les sols à composition dominante argileuse, généralement acides, situés

le plus souvent à la périphérie des plaines, sont favorables à la culture de riz, tandis que les

sols de composition dominante limoneuse ou sableuse conviennent à la culture de coton, du

tabac, du tomate, d’oignon et d’arachide.

MAROZARA Victorine

13

Chapitre III : CADRE POLITIQUE ET JURIDIQUE

Conscient de la menace réelle qui pèse sur l’avenir de la biodiversité malgache,

Madagascar à exprimé sa ferme volonté de préserver l’environnement par la mise en place, au

niveau du gouvernement, d’un département chargé d’organiser tous les travaux et de

coordonner toutes les actions à entreprendre dans ce domaine. Ce département ministériel

chargé de l’environnement a pour mission de mettre en commun toutes les actions à

entreprendre, à savoir l’élaboration de politique nationale environnement et des lois, la

coordination de travail au niveau des organismes gouvernementaux et la coopération

internationale.

III. 1. Politique malagasy de l’environnement

La charte de l’environnement malagasy, établie par la loi n° 90-033 du 21

décembre 1990, traduit la volonté politique de mettre en place une véritable loi cadre pour

l’environnement. Son article premier précise qu’ « elle fixe le cadre d’exécution de la

politique de l’environnement … ». Et l’article 3 continue que : « L’environnement constitue

une préoccupation prioritaire de l’Etat »5.

La Charte de l’Environnement malagasy donne les principes généraux et les

dispositions traduisant en termes opérationnels, et dans le cadre du développement global de

Madagascar, la politique nationale de l’environnement. La charte définit les grandes lignes de

la politique nationale de l’environnement et en expose les principaux axes. La mise en œuvre

de cette politique fait l’objet d’un plan d’action environnementale. La stratégie globale

comporte des projets prioritaires appelés « Projet environnement ».

La nécessité de la mise en place d’un département ministériel chargé

exclusivement des questions environnementales s’est imposée à la plupart des pays africains

au début des années 80. A Madagascar, un ministère de l’Environnement à part et entière a été

5 Loi n°90-033 portant Charte de l’Environnement malagasy in Journal Officiel de la République de Madagascar n°2035, décembre 1990, p. 2540

MAROZARA Victorine

14

créé sous la transition démocratique en 1991 – 1992. Depuis, le ministère de l’Environnement

a chargé maintes fois de statut. Il est aujourd’hui associé au département des Eaux et Forêts.

III. 1. 1. Rôle de l’Administration

Selon l’article 8 de la loi n°90-033 du 21 décembre 1990 portant Charte de

l’Environnement malagasy, modifiée par la loi n°97-012 du 6 juin 1997, « Il appartient à

l’Etat : définir la politique de l’environnement ; d’organiser des campagnes de sensibilisation

en collaboration avec des Collectivités décentralisées et les organisations non

gouvernementales concernées ; de faire participer les partenaires ci-dessus évoqués aux

décisions en matière de gestion de l’environnement ; de coordonner les actions

environnementales ; de procéder ou faire procéder à un suivi et à une évaluation des actions

menées dans le domaine de l’environnement ; de veiller à la comptabilité des investissements

avec l’environnement »6.

A cet effet, le ministère chargé de l’environnement élaborer la politique nationale

environnementale. Il est chargé de sa mise en œuvre et assure son intégration dans la politique

générale de l’Etat. Il définit les orientations en matière de gestion de l’environnement. Il est le

premier responsable de la réalisation des objectifs fixés par cette politique et de mise en

œuvre des accords de financement en matière environnementale. Il assure également le bon

déroulement de tous les programmes et projets œuvrant dans le domaine de l’environnement

et ce quelles que soient les sources de financement.

Le ministère chargé de l’environnement représente le gouvernement pour toutes

les questions concernant l’environnement. Il s’assure de la contribution de son programme

sectoriel environnemental au développement du pays et, en particulier, la participation de

l’action environnementale à la diminution de la pauvreté.

III. 1. 2. Rôles des organismes gouvernementaux et non gouvernementaux

A fin de mener à bien la mission « protection de l’environnement », des

instruments plus adaptés à la gestion de l’environnement ont été créés. En ce qui concerne les

organismes gouvernementaux, ils sont institués sous forme des établissements publics. Les

6 Loi n°90-033 portant Charte de l’Environnement malagasy in Journal Officiel de la République de Madagascar n°2035, décembre 1990, p. 2540

MAROZARA Victorine

15

services publics non administratifs en matière de gestion de l’environnement sont assurés par

des organismes qui reçoivent un mandant clair et bien délimité. Ils doivent rendre compte du

déroulement de l’exécution de leur mandat. Ces organismes respectent les principes de la

« maîtrise d’ouvrage » et du « multi acteurs » pour assurer les conditions de transparence et de

bonne gouvernance.

Plusieurs organismes ont été créés à cet effet, à savoir :

L’Association nationale pour la Gestion des Aires Protégées (ANGAP) : est chargée de

la gestion du réseau national des aires protégées terrestres, aquatiques et maritimes ;

L’Agence nationale pour la Gestion des Forêts (ANGEF) : assure la préservation et la

gestion durable des ressources forestières (conservation et exploitation commerciale) ;

L’Office National pour l’Environnement (ONE) : s’occupe de la prévention des risques

environnementaux dans les investissements publics et privés et de la lutte contre les

pollutions et assure la mise en œuvre de la mise en comptabilité des investissements

avec la protection de l’environnement, en partenariat avec le secteur privé et les

collectivités territoriales ;

Le Service d’Appui à la Gestion de l’Environnement (SAGE) : vise la promotion du

développement durable par la bonne gouvernance et la gestion rationnelle des

ressources naturelles ;

L’Association Nationale d’Actions Environnementales (ANAE) : assure la promotion

du développement humain durable à travers des études et des travaux visant

l’autopromotion des communautés et/ou la protection de l’environnement sur tout le

territoire Malagasy et gère des financements pour des projets de développement et/ou de

protection de l’environnement.

A ces organismes cités ci-dessus s’ajoutent d’autres organismes d’envergure nationale et/ou

internationale. Le Fonds Mondial pour le Nature (WWF), qui est un organisme non

gouvernemental parmi les plus connus au monde et qui exerce parfois une action ou une

influence primordiale dans le domaine de l’environnement, travaille aussi à Madagascar.

MAROZARA Victorine

16

III. 2. Légalisation

A Madagascar, depuis l’avènement de la Troisième République en 1992, la

protection de l’environnement est désormais reconnue comme un des principes

constitutionnels. Comme la protection de l’environnement a actuellement une valeur

constitutionnelle, toutes les règles juridiques inférieurs, tels que lois et règlements, doivent

respecter ce principe.

Après l’adoption de la loi n° 90-033 portant Charte de l’Environnement Malagasy

en décembre 1990, des nouvelles lois et règlement ont été également adopté en matière de

forêt, de mines, de tourisme, de pollution industrielle, d’étude d’impact environnemental, de

gestion locale des ressources naturelles renouvelables, le code de l’eau, le code des aires

protégées. Cependant, Madagascar ne possède pas encore de code de l’environnement. Les

textes restent éparpillés entre différents codes, entre différentes lois et entre différents

règlements.

MAROZARA Victorine

17

Conclusion

La région de Boeny dispose ainsi de potentialités physiques, susceptibles d’en

faire une région à vocations multiples pour servir son développement. Elle offre des

formations pédologiques très diversifiées et un réseau hydrographiques particulièrement

dense. Ces conditions naturelles ont contribués à la diversification des formations végétales,

qui constituent un lieu d’habitation naturelle pour les différentes espèces animales vivant dans

la région.

Mais cette richesse en ressources naturelles, que constitue l’environnement dans la

région, est menacée par les activités de l’homme, quelles soient agricole, industrielle ou autre.

Face à la dégradation de l’environnement, due à de multiples facteurs, des dispositions

juridiques ont été prises au niveau du pays tout entier. Mais la protection juridique ne suffit

pas à elle seule à endiguer la dégradation de l’environnement, il faut entreprendre d’autres

actions comme l’éducation, l’information et la sensibilisation sur les questions

environnementales.

MAROZARA Victorine

18

PARTIE II

PROBLEMATIQUE DES EAUX USSEES

MAROZARA Victorine

19

Introduction

Indispensable à la vie, l’eau constitue une ressource très précieuse. En surface,

elle se présente sous forme de rivières, de lacs, de marais et d’océans. Elle recouvre les trois

quarts de la surface de la terre. Cependant, elle peut être surabondante dans certains pays,

comme elle peut être aussi très rare dans d’autres. Outre l’eau libre à la surface de la Terre, la

glace des glaciers et l’eau souterraine, elle est l’un des composants majeurs de l’atmosphère et

des organismes vivants.

Par ailleurs, partout dans le monde, une baisse de la quantité de l’eau et des

réserves disponibles est observée. Environ 75% de la population rurale et 20% de la

population urbaine mondiale ne bénéficient pas d’un accès direct à l’eau non contaminée.

Cette partie II du présent travail aura pour tâche d’étudier l’eau usée afin de

pouvoir contribuer à leur traitement plus tard. Trois points seront analysés à cet effet :

(i) Eau naturelle ;

(ii) Eaux usée ; et

(iii) Problématique des eaux de rejet de la Société Industrielle du Boina.

MAROZARA Victorine

20

Chapitre I : EAU NATURELLE

Le mot eau vient du latin « aqua » qui a donné successivement aiguë, eve, eaue et

enfin eau. Dans son état pur, elle se présente généralement sous une forme de liquide incolore,

inodore et sans goût. Elle peut être classée en deux grandes catégories distinctes, notamment ;

l’eau douce, et

l’eau de mer, qui a un goût salé.

L’eau est l’un des composés chimiques les plus abondants à la surface terrestre et

dans l’atmosphère. Par sa formule moléculaire H2O, l’eau est formée d’un volume d’oxygène

et de deux volumes d’hydrogène. L’eau est le seul composé chimique qui peut se trouver dans

les trois états de la matière, à savoir : liquide, solide et gazeux. Comme agent catalyseur, elle

peut être également à l’origine de nombreuses réactions chimiques. Elle joue le rôle principal

dans le processus d’érosion et de sédimentation. A cet effet, c’est un facteur déterminant dans

la formation naturelle des paysages.

I. 1. Importance de l’eau

L’eau occupe une place importante dans la vie de l’homme. Elle fait partie du

patrimoine commun de l’environnement. Sa protection, sa mise en valeur et son utilisation

rationnelle dans le respect des équilibres naturels sont d’intérêt général. C’est une ressource

naturelle indispensable à la vie. L’existence de l’eau est synonyme de la continuité de la vie,

car, sans elle, aucun être vivant ne peut pas survivre sur cette planète. Elle est omniprésente

dans la vie de chaque organisme vivant. La présence d’eau liquide est une originalité qui a

permis l’épanouissement de la vie sur terre.

Outre l’utilisation de l’eau pour satisfaire les besoins naturels de l’homme, le bon

fonctionnement des activités industrielles et des activités agricoles nécessitent l’usage de

l’eau. Il n’est plus nécessaire de démontrer que le rendement dans l’agriculture dépend en

grande partie de l’existence suffisante et de la maîtrise de l’eau. Cependant, la surabondance

de l’eau, tel que l’inondation, ou l’absence de l’eau, comme la sécheresse, sont tous les deux

qualifiés au même titre de phénomènes catastrophiques.

MAROZARA Victorine

21

L’eau a une importance particulière pour les régions à vocation agricole, comme

la région de Boeny, où les ressources halieutiques occupent une place importante dans

l’économie. L’état de cette ressource et son utilisation mérité une attention particulière. Elle

doit être protégée contre des pollutions éventuelles, car elle constitue un produit vital pour

chaque être vivant, qu’il vit dans l’eau ou en dehors de celle-ci.

I. 2. Pollution de l’eau

En raison de sa capacité à dissoudre de nombreux composés en grande quantité,

elle est rarement présente en état pur dans la nature. En effet, durant le cycle hydrologique en

perpétuel mouvement continu que doit suivre l’eau, elle absorbe des quantités variables

d’innombrables matières polluantes, dont des gaz contenus dans l’atmosphère, des matières

organiques et minérales indésirables.

La contamination des eaux peut donc se faire directement ou indirectement. Elle

provoque ainsi des effets polluants, lesquels sont nuisibles aux milieux récepteurs que les

reçoivent régulièrement. Ces milieux récepteurs peuvent être des ressources hydrauliques, des

ressources biologiques ou autres. A cet effet, l’eau est souvent devenue impropre pour des

usages domestiques ou industriels.

D’après l’Organisme Mondial de la Santé (OMS), la pollution de l’eau est la

dégradation de l’aptitude de l’eau à une emploie déterminé (AFNOR, 1990). Et selon Beaux

(2002), la pollution de l’eau est une altération de quantité d’eau.

Afin d’illustrer ce cas, l’exemple du Sud de Madagascar peut être cité. Au sud de

Toliary, aux environs de Beholoky et Anakao, l’eau de surface est rare ou presque inexistante,

tandis que l’eau souterraine est abondante. Il n’est même pas nécessaire de creuser profond,

c’est-à-dire à plus de 1.5 m, pour trouver de l’eau. Mais le problème d’eau potable persiste

toujours aux environs de ces localités, car ces eaux souterraines sont d’un très grand taux de

salinité, qui les rend impropres pour résoudre les problèmes évoqué (problème d’eau potable).

MAROZARA Victorine

22

I. 2. 1. Sources de pollution

Outre l’usage principal de l’eau comme eau potable pour l’homme, elle est

également utilisée dans de nombreux cas l’irrigation des terrains de cultures, l’usinage et

autres. Mais l’eau naturelle contient des impuretés en suspension ou dissoutes en elle, qui la

rendent impropres pour de nombreux usages. Dans l’état actuel des choses, l’eau, comme

l’environnement en général, est exposée aux risques constants de pollution (ou de

contamination). Deux formes de pollution de l’eau peuvent être citées, à savoir ;

la pollution directe ; et

la pollution indirecte

Mis à part les eaux usées provenant de l’activité humaine, la pollution de l’eau

peut être due par d’autres sources, à savoir : l’eau pluviale, les pollutions accidentelles, les

pollutions radioactives et les pollutions microbiennes.

I. 2. 2. Cas de la Société Industrielle du Boina

La Société Industrielle du Boina (SIB) a été crée en 1936. Elle est spécialisée dans

la production des savons de ménage, de l’huile raffinée des graines de coton et du détergent.

Elle utilise des substances auxiliaires chimiques, comme intrants, dans le processus de

fabrication du savon de ménage. Dans ses activités industrielles, la Société Industrielle du

Boina (SIB) consomme régulièrement environ 60m3 d’eau par jour dans le processus de

raffinage de l’huile et de la production des savons et du détergent. En conséquence, elle rejette

quotidiennement des eaux usées, qui peuvent éventuellement contient diverses substances

polluantes issues des produits chimiques utilisés. Le milieu récepteur de ces rejets est la zone

de mangrove (Avicennea marina) qui se trouve dans la baie de Bombetoka.

MAROZARA Victorine

23

Chapitre II : EAUX USEES

Après utilisation, l’homme rejette l’eau dans la nature. A une époque lointaine,

ces rejets ne posaient aucun problème majeur, la population étant très dispersée sur l’étendue

de la terre. Les rejets se sont dégradés de façon naturelle et plus ou moins satisfaisante.

Depuis quelques temps, avec la croissance démographique et l’accroissement sans cesse de

l’industrialisation, l’humanité est confrontée aux problèmes causés par ces rejets dans

l’environnement, car les milieux récepteurs ne suffisent plus à assurer l’élimination des

pollutions des eaux usées.

Les eaux usées peuvent être définies comme des eaux ayant déjà servie pour

satisfaire un besoin quelconque (besoin domestique, industriel ou agricole). L’eau rejetée

après utilisation est donc appelée eau usée ou eau résiduaire. Ces eaux contiennent des

substances, nocives ou non, en suspension ou dissoutes en elles, mais leur composition varie

selon à quoi elles ont exactement servie. La contamination des eaux les rende souvent

impropre pour plusieurs types d’utilisation. D’une manière générale, une eau résiduaire, selon

sa composition, provoque et accroît la pollution du milieu naturel, c'est-à-dire

l’environnement. En effet, les eaux usées brutes rejetées dans la nature peuvent s’infiltrer en

partie dans le sol. Ce processus provoque une pollution des nappes phréatiques et des nappes

profondes, dont les eaux peuvent être utilisées directement par les ménages. D’autres

ruissellent sur le sol ou dans les réseaux d’égout et se déversent dans les rivières et ensuite

dans la mer. L’augmentation de cette pollution peut entraîner des conséquences graves pour la

santé publique. Elle peut également réduire les ressources en eau utilisable et occasionner

ainsi la destruction de la vie dans les rivières. Cette pollution de l’eau peut s’étendre à la mer

qui devient actuellement la plus grande poubelle du monde. Il existe deux manières pour

classer les eaux usées. Elles peuvent être classées selon leur origine ou selon leur nature.

MAROZARA Victorine

24

II. 1. Classification des eaux usées selon leur origine

D’après l’analyse de leur origine, les eaux usées peuvent être regroupées en trois

grandes catégories suivantes :

(i) les eaux résiduaires domestiques ;

(ii) les eaux résiduaires industrielles ; et

(iii) les eaux résiduaires agricole

II. 1. 1. Eaux résiduaire domestiques

Les eaux usées domestiques proviennent des rejets domestiques et de ceux venant

des installations à caractères collectifs comme les établissements scolaires, les hôpitaux, les

casernes, les petits ateliers et les centres commerciaux. Ces rejets peuvent entraîner de graves

désordres. Quelques exemples peuvent être cités :

les charcuteries à cause de l’abondance des graisses qu’elles rejettent ;

les teintureries qui sont tentées de rejeter certaines matières nocives ;

les ateliers de photographie quand l’argent n’est pas récupéré ;

les rejets des hôpitaux ; et

les laboratoires négligents.

En outre, il y a aussi les eaux provenant du lavage des rues, des trottoirs et des

marchés, les eaux des fontaines publiques, de l’entretien de la voirie, des stations services et

des restaurants. Il y a également les différents usages domestiques de l’eau comme l’arrosage

du jardin et l’abreuvage des animaux domestiques.

II. 1. 2. Eaux résiduaires industrielles

Les eaux usées industrielles sont très différentes des eaux usées domestiques.

Leurs caractéristiques varient d’une industrie à une autre, selon leur activité et leur objet. Les

produits et les sous produits utilisés dans les différentes activités industrielles, qui nécessitent

l’utilisation de l’eau, laissent des traces dans les eaux de rejet. A cet effet, différentes

substances peuvent se retrouver dans ces eaux usées, à savoir :

MAROZARA Victorine

25

des matières organiques et des graisses (industries agroalimentaire) ;

des hydrocarbures (raffinerie) ;

des résidus de métaux (métallurgie …) ;

des acides, des bases et des produits chimiques divers (industries chimiques …)

de l’eau chaude (circuit de refroidissement des centrales thermiques) ;

des matières radioactives (centrales nucléaires, traitement des déchets radioactifs) ;

des produits toxiques ; et

des solvants

Une usine comporte toujours des installations sanitaires. A cet effet, des quantités

non négligeables de rejets d’eaux usées domestiques, en fonction du nombre des employés,

s’ajoutent aux rejets industriels spécifiques.

II. 1. 3. Eaux résiduaires agricoles

Les sources de pollution agricole sont au nombre de deux. Il y a, d’une part, les

engrais et les produits phytosanitaires comme les pesticides et, d’autres part, les effluents des

élevages souvent riches en composés azotes.

Les engrais les plus employés, dans l’agriculture d’aujourd’hui, sont les engrais

chimiques riches en azote et en phosphore. L’utilisation massive de ces engrais est due au fait

qu’elles sont très soluble, car les plantes se nourrissent essentiellement des matières dissoutes.

Cette grande solubilité entraîne l’enrichissement du sol en nitrates et en phosphates. Une

partie de ces substances est absorbée par les végétaux pour le besoin de leur bonne croissance

et l’amélioration de leur rendement, tandis qu’une autre partie est emportée par les

précipitations en pénétrant dans le sol. Avec le temps et grâce aux précipitations, ces

substances chimiques finiront par atteindre les cours d’eau, les étangs, les nappes phréatiques

et les nappes profondes tout en entraînant l’augmentation de la concentration en nitrates et en

phosphates dans les milieux récepteurs.

Les produits phytosanitaires, utilisés comme des substances destinées à protégées

les végétaux contre des organismes nuisibles, sont des molécules peu biodégradables. Une

fois ces dernières emprisonnées dans la nappe souterraines, elles y restent. Par conséquent,

leur nombre ne cessera d’augmenter d’année en année car les apports se poursuivent.

MAROZARA Victorine

26

Les effluents des élevages, producteurs de lisier (mélange d’urines et des matières

fécales des animaux), sont des sources majeures de pollution azotée. Lors de l’épandage du

lisier, une part importante d’azote se retrouve dans les cours d’eau ou gagne les nappes

souterraines.

Les eaux résiduaires agricoles sont caractérisées par la présence dans l’eau des

fortes teneurs en sels minéraux, tels que l’azote, le phosphore, le potassium. Ces substances

viennent des engrais, des purins et des lisiers, mais aussi des produits chimiques de traitement.

II. 2. Classification des eaux usées selon leur nature

Les eaux usées peuvent être également classées en fonction la nature de leur

contamination. A cet effet, quatre natures de pollution sont distinguées, dont :

(i) la pollution organique ;

(ii) la pollution chimique ;

(iii) la pollution microbienne ; et

(iv) la pollution radioactive.

La pollution des eaux (cours d’eau, mer, lacs ou autres) par des produits chimiques est

devenue l’un des problèmes majeurs de la protection de l’environnement. Cette pollution

chimique a deux origines :

la pollution directe qui est parfaitement identifiable par ses origines ; elle provient

des usines, raffineries, et des fuites de conduites ou autres ;

la pollution indirecte qui n’a pas de source précise connue et qui se propage à partir

du ruissellement dans les champs et les chantiers divers, su suintement des fosses

sceptiques ou des égouts ; l’origine de celle-ci est difficile à identifier.

MAROZARA Victorine

27

II. 3. Conséquences de la pollution de l’eau

Le rejet des eaux résiduaires non épurées dans le milieu récepteur (rivière, lac,

fleuve, mer, …) provoque l’altération de ce dernier. Cette altération a des effets immédiats et

à long terme. Elle peut aussi entraîner des méfaits dans plusieurs domaines.

II. 3. 1. Conséquences sanitaires

Il est indiscutable que l’eau constitue un élément essentiel pour la survie de

plusieurs espèces qui vivent sur la terre. L’eau contaminée peut être également responsable de

la contamination de maladie pour l’homme, les animaux et les végétaux. Ces maladies sont

souvent provoquées par des bactéries, des virus, des protozoaires, des œufs de vers et des

parasites contenus dans les eaux polluées.

Les maladies véhiculées par l’eau peuvent être contractées par l’ingestion des

eaux impropres à la consommation, des aliments contaminés (des poissons vivants dans les

eaux usées, des légumes arrosés par des eaux bactériologiquement polluées) ou encore

contractées au simple contact avec le milieu aquatique (en marchant ou en se baignant dans

les eaux polluées).

II. 3. 2. Conséquences esthétiques

Les conséquences esthétiques sont les plus perceptibles aux yeux de grand public.

Elles sont celles dont les riverains et le grand public auront en premier lieu remarqué. Elles se

manifestent par le changement de goût de l’eau, la modification de la couleur de l’eau

(verdâtre ou noirâtre …), le dégagement des mauvais odeurs et enfin par l’observation des

ordures dans l’eau. Parfois, des films noirs apparaissent à la surface de l’eau émanant surtout

des huiles de vidange. Tout ceci modifie l’aspect de l’eau.

II. 3. 3. Conséquences écologique

Le rejet des eaux contaminées non épurées dans la nature peut provoquer des

conséquences néfastes sur l’environnement. Cette situation peut également provoquer des

désordres graves au niveau de l’équilibre écologique, car elle peut aboutir à la destruction de

MAROZARA Victorine

28

la vie des micro-organismes vivant dans le milieu récepteur, la dégradation progressive de

l’environnement, qui se manifeste par le changement au niveau des formations végétales

(changement de paysage) et même par une certaine mutation génétique de certaines espèces

animales.

Les conséquences écologiques reflètent la dégradation du milieu biologique tout

en entraînant un changement de la qualité des eaux du milieu récepteur (lac, rivière, mer, …).

En effet, le déversement d’un effluent pollué peut modifier l’équilibre naturel de l’eau du

milieu récepteur. Selon son importance, elles peuvent provoquer un nouvel état d’équilibre,

ou au contraire une dégradation inacceptable de l’équilibre originel. Cette dernière est due à

l’incapacité ou à l’insuffisance de l’autoépuration de l’eau du milieu récepteur. Le processus

d’autoépuration des eaux s’effectue par l’activité des organismes présents sous l’action des

facteurs physiques et chimiques comme la variation des températures, la teneur en gaz

carboniques, la teneur en oxygène ou d’autres composés chimiques actifs. L’autoépuration

repose sur le bon fonctionnement d’une chaîne alimentaire. Les organismes vivants dans le

milieu récepteur absorbent les macromolécules des polluants ; ceux-ci et/ou leurs excréments

sont consommés à leur tour par d’autres espèces, jusqu’à la production de composés

relativement simples, dont la majeure partie sert de nutriment aux plantes aquatiques. Si un

disfonctionnement de cette chaîne se manifeste, c’est le processus de l’autoépuration qui sera

bloqué. Par conséquent, cette situation entraînera une augmentation incessante de la quantité

des substances polluantes dans milieu récepteur qui n’arrive plus à les absorber.

En outre, la quantité d’oxygène de l’eau du milieu récepteur doit être excédentaire

pour que la dégradation biologique des polluants se fasse. L’oxygène est apporté par le

brassage constant de l’eau. Or le rejet continuel des effluents pollués dans la nature génère le

phénomène inverse. L’épuration des polluants fait naître une demande supplémentaire en

oxygène en sus de la consommation propre de milieu récepteur. En effet, la teneur en oxygène

dissous des eaux usées est faible. Et lorsque le débit de la pollution est supérieur au pouvoir

épurateur du milieu récepteur, ce dernier n’arrive plus à épurer naturellement les substances

polluantes des eaux résiduaires.

La disparition du pouvoir épurateur naturel de l’eau engendre son eutrophisation.

Celle-ci peut être définie comme l’enrichissement de l’eau en sels minéraux, tels que les

nitrates et les phosphates. Ce phénomène entraîne également l’appauvrissement su milieu en

MAROZARA Victorine

29

oxygène ou accélère la prolifération de la végétation aquatique, notamment des algues et

autres formes plus développées de la vie végétation aquatique, notamment des algues et autres

formes plus développées de la vie végétale.

II. 3. 4. Conséquences industrielles

L’industrie est un grand consommateur d’eau. Les utilisations industrielles

requièrent non seulement une grande quantité d’eau mais aussi une qualité souvent très élevée

sur le plan de sa composition chimique et biologique. Ainsi, la pollution de l’eau pourrait

limiter la satisfaction des besoins en eau des industries et pourrait donc limiter également la

croissance industrielle.

II. 3. 5. Conséquences agricoles

L’activité agricole est souvent tributaire de l’eau. Elle utilise des quantités

considérables d’eau pour l’arrosage, l’irrigation et l’abreuvage des animaux, le plus souvent

sous sa forme brute, c'est-à-dire non traitée. La texture du sol, les cultures et les bétails sont

sensibles à la qualité de l’eau. Certaines plantes peuvent absorber et stocker les polluants dans

leurs tissus et dans leurs racines. Les eaux résiduaires peuvent contaminer les cultures. Elles

peuvent aussi engendrer la diminution de leurs rendements.

MAROZARA Victorine

30

Chapitre III : PROBLEMATIQUES DES EAUX DE REJET DE LA SOCIETE

INDUSTRIELLE DU BOINA

Les rejets d’eaux usées non traitées, par des industries utilisant des intrants

contenant des produits chimiques, quel que soit le degré de leur nocivité, peuvent avoir des

effets néfastes sur l’environnement. Les substances polluantes en suspension dans ces eaux

usées peuvent affecter gravement l’environnement et constituent une menace sérieuse pour la

faune et la flore aquatiques et pour ceux qui utilisent ces eaux ainsi que leurs produits. En

effet, c’est le milieu récepteur de ces eaux usées qui subissent en premier les conséquences.

Dans l’exécution de ses activités de fabrication d’huile alimentaire (qui se fait à

partir des graines de coton) et, surtout, dans la fabrication du savon de ménage utilise des

produits chimiques. En fait, les graines doivent être d’abord débarrassées des résidus des

insecticides utilisés pendant le traitement de la plante cotonnière à son stade agricole. Les

eaux usées après le lavage des graines emportent ces résidus.

En outre, quelques produits chimiques sont utilisés dans le processus de

fabrication, particulièrement du savon de ménage, et dans le traitement de l’eau à utiliser dans

le circuit industriel. Le tableau suivant présente quelques caractéristiques de ces produits

chimiques et leur domaine d’utilisation.

Tableau 02. Utilisation de produits chimiques

Produits Utilisation Quantités

consommée/an Toxicité

Soude caustique Fabrication du savon 906 720kg Irritante et corrosive

Carbonate Fabrication du savon 8 500kg Irritante pour la peau

Dodecylbenzène sulfonate

(détergent Sibax) Fabrication de détergent

Phosphate de sodium Adoucisseur pour la

chaudière LD50 = 7,40g/kg (rats)

Source : Société Industrielle du Boina

MAROZARA Victorine

31

III. 1. Caractéristiques des rejets

Les rejets générés par les activités de la Société Industrielle du Boina (SIB)

peuvent être classés en trois catégories, dont les effluents liquides, les déchets solides et les

émissions atmosphériques. Mais quelque soit la nature de ces rejets, ils ont tous des retombés

directs ou indirects sur la qualité des eaux de rejet de la société.

III. 1. 1. Rejets liquides

Les rejets liquides générés par l’usine (raffinage et savonnerie) viennent

principalement e plusieurs sources :

du lavage des huiles après l’opération de neutralisation par la soude caustique, qui a

pour objectif d’éliminer les substances alcalines (savon et soude en excès) ;

des condensas issus de l’opération de désodorisation par stripping ;

de l’opération de décantation des acides gras qui sont fondus avec de la vapeur avant

leur utilisation pour la fabrication du savon ;

et enfin, du lavage des fûts, ayant contenu les acides gras, avec de la soude et de

l’eau.

Les caractéristiques de ces rejets liquides sont présentées dans le tableau ci-dessous.

Tableau 03. Caractéristiques des effluents liquides (mesure mai 2003)

Echantillons Débit (m3/h)

Potentiel d’Hydrogène

Température (°C)

Conductivité (µs/cm)

Turbidité (NTU)

Oxygène Dissous (mg/l)

DBO5 (mg/l)

DCO (mg/l)

P (mg/l)

Bac de réception des rejets

10,4 10,4 31,2 1 800 > 2 000 1,9 n.d n.d n.d

Eau de lavage des fûts

12,3 12,3 n.d 7 630 n.d n.d 1 001 1 313 n.d

Dernier lavage de l’huile

10,8 10,8 32,6 2 300 > 2 000 2,6 13 501 33 464,4 n.d

Sortie du bassin de décantation

9,6 9,6 30,1 2 100 > 2 000 0,3 2 252 6 885 2,5 - 6,3

n.d : non défini

Source : Société Industrielle du Boina

L’évacuation journalière des rejets liquides se fait de manière discontinue, suivant la

réalisation des opérations précédemment citées. Elle se fait généralement le matin et le soir.

MAROZARA Victorine

32

III. 1. 2. Déchets solides

Les principaux déchets solides issus du processus de fabrication, aussi bien de

l’huile alimentaire que du savon, sont :

les coques obtenus après le passage des graines de coton dans la chaîne suivante :

décortiqueuse, tarare et séparateur ;

les duvets qui sont des fibres de coton très fines ayant recouvert la graine et qui

s’éliminent avec les coques ;

les tourteaux issus de l’extraction de l’huile par la presse ;

les déchets solides issus du tamisage et filtration de l’huile brute ;

les boues du curage du bac avant le bassin de décantation ;

les boues dans le bassin de décantation qui contiennent encore environ 37% de l’huile.

III. 1. 3. Emissions gazeuses

Les émissions atmosphériques sont dues à l’utilisation de vapeurs surchauffées dans

le circuit de production (huile et savon). La Société Industrielle du Boina (SIB) dispose d’une

chaufferie utilisant des coques et des copeaux de bois comme combustibles.

La chaufferie fonctionne en continu, et la fumée blanche, signe d’une bonne

combustion, est évacuée par une cheminée de 12m de hauteur et de 2,60m de diamètre. Faute

d’équipement de mesure, aucune donnée sur la nature des émissions gazeuses n’est disponible.

MAROZARA Victorine

33

Conclusion

Quelque soit la nature et l’origine des eaux usées, c’est le milieu récepteur qui se

retrouve par la même occasion contaminée. Sans avoir subi un éventuel traitement, elles

pourraient compromettre la qualité de l’eau du milieu en provoquant ainsi sa pollution. Cette

dernière peut engendrer de nombreuses conséquences sur le déroulement de la vie dans le

milieu récepteur.

MAROZARA Victorine

34

PARTIE III

TRAITEMENT DES EAUX DE REJET DE LA

SOCIETE INDUSTRIELLE DU BOINA

MAROZARA Victorine

35

Chapitre I : METHODOLOGIE

Avant l’année 2002, les eaux usées de la Société Industrielle du Boina (SIB), qui

contiennent des substances polluantes, ont été déversées directement dans la nature.

Cependant, pour faire face à ce problème de pollution, la Société Industrielle du Boina (SIB) a

mis en place une unité de traitement des eaux usées.

Les matières organiques et minérales indésirable en suspension peuvent être

éliminées par des méthodes, telles que le criblage et la sédimentation. L’eau peut être

également traitée avec des composés tels que le charbon actif pour supprimer les goûts et les

odeurs. Et enfin, pour détruire les micro-organismes pathogènes qu’elle contient, l’eau peut

être traitée de plusieurs façons : le filtrage, la javellisation et l’irradiation.

I. 1. Système adopté par la Société Industrielle du Boina

Pour des objectifs tant économique, technique qu’environnemental, la Société

Industrielle du Boina (SIB) utilise différents modes de récupération, recyclage et de traitement

des effluents liquides et solides. Le mode de traitement des eaux usées, adopté par cette

société, est basé sur la décantation.

C’est un système dit aérobie, car il repose sur la capacité des micro-organismes à

absorber les matières dissoutes ou en suspension contenues dans les eaux usées et la présence

d’une quantité suffisante d’oxygène dans le milieu récepteur.

I. 1. 1. Récupération des coques

Les coques issues du décorticage sont collectées dans des sacs pour être utilisées

comme combustible dans la chaufferie. A cet effet, elles sont mélangées avec des copeaux de

bois. Environ 600 sacs par semaines, équivalent à environ 6,5 tonnes de copeaux de bois, sont

nécessaires pour assurer les besoins de l’usine.

MAROZARA Victorine

36

I. 1. 2. Recyclage des eaux de refroidissement

Utilisation différentes pompes et un thermo-compresseur, les unités de production

utilisent d’importantes quantités d’eau pour le refroidissement. Après avoir été refroidie, par

le passage dans une cuve troué munie d’un ventilateur radial, l’eau refroidie est de nouveau

collectée pour être réutilisée. Le processus forme une boucle.

I. 1. 3. Bacs florentins

Deux bacs florentins sont utilisés dans le processus de fabrication de l’huile

raffinée de coton. Le premier bac, d’une capacité d’environ 1,36m3, qui se trouve juste après

la cuve de décantation des huiles neutralisées et lavées, a pour fonction de récupérer l’huile

dans l’eau de lavage. Le deuxième florentin, d’une capacité de 2m3, se trouve à l’extérieur de

l’usine. Il permet en quelque sorte la pré-décantation des effluents liquides venant de

l’huilerie avant leur passage dans le bassin de décantation. Le curage de ce deuxième bac

florentin génère des boues qui sont tout simplement évacuées dans l’enceinte de l’usine pour

le moment.

I. 1. 4. Bassin de décantation

Photo 1 : Présentation du bassin de décantation

MAROZARA Victorine

37

Figure 1 : Schéma du bassin de décantation

10,10m

2,00m

2,40m

Eaux Usées

Rejet

Ecoulement des eaux

bassin I

Profondeur 1,45m III

Traitement / Chaulage

bassin V

bassin IV

bassin II

10

,40m

MAROZARA Victorine

38

Depuis l’année 2002, la Société Industrielle du Boina (SIB) d’un bassin de

décantation à cinq compartiments d’une capacité global de 152,25m3 qui centralise les

effluents liquides issus des unités de production d’huile raffinée de coton et du savon. Le

bassin permet de retenir les boues solides et de réduire sensiblement les matières en

suspension dans le rejet final. Le bassin de décantation constitue l’essentiel du système de

traitement des eaux usées de la Société Industrielle du Boina (SIB). Mais dans sa conception

actuelle, le bassin de décantation ne suffit pas à lui seul pour épurer les eaux usées.

I. 2. Système perspectifs du LARED

Le Laboratoire d’Analyse et de Recherche sur l’Environnement et Déchet

(LARED) a opté pour le traitement anaérobie des eaux usées de la Société Industrielle du

Boina (SIB). C’est un système de traitement biologique. L’épuration biologique fonctionne

par la mise en contact des eaux usées avec un milieu biologique actif. La vue d’ensemble de

l’installation de ce système est présente par la photo ci-après.

Photo 2 : Vue d’ensemble du système

L’épuration biologique doit respecter et suivre les procédures présentées par le schéma dans la

figure 2.

MAROZARA Victorine

39

Figure 2 : Schéma du système perspectif du LARED

Rejet

I. 2. 1. Bidon avec filtre (dégrillage)

Avant de commencer les opérations de traitement des eaux usées, il faut d’abord :

Filtrer les eaux usées avant de les verser dans le bidon afin de retenir les substances

non dégradables en suspension par un filtre de 0,5mm ; et ensuite

Tamponner l’eau (solution tampon : acide chlorhydrique, urée, bicarbonate 1g/l)

pour réguler la valeur du pH entre 6 à 8,5 pour augmenter la précipitation du

phosphore et azote et faciliter la dégradation des substances en suspension au

réacteur UASB.

C’est une opération de dégradation. L’objet de dégrillage est de débarrasser l’influent des

matières les plus volumineuses dans les eaux à traiter. Le dégrillage facilite le travail de la

station d’épuration du point de vue biologique et protection mécanique de l’ouvrage. Cette

opération doit être toujours effectuée avant chaque opération de traitement.

Biogaz

UASB

Mâchefer

Bidon final

Bidon avec

filtre

Pompe 1

Décanteur

Pompe 2

MAROZARA Victorine

40

I. 2. 2. Pompes

Ces pompes sont utilisées pour :

Tirer les eaux usées dans le bidon vers le bassin de décantation ;

Evacuer les eaux usées du bassin de décantation vers le digesteur, et

Régler la vitesse du temps de rétention dans le digesteur.

Photo 3 : Présentation d’une pompe

I. 2. 3. Décanteur

Le décanteur sert à :

Séparer les effluents liquides et des matières solides contenus dans les eaux usées ;

MAROZARA Victorine

41

Sédimenter les substances non dégradables, c'est-à-dire solide non organique, comme

les sables ; et

Décanter les boues.

Photo 4 : Présentation du décanteur

Il est nécessaire de vider régulièrement le décanteur et sécher les boues au soleil. La boue

sédimentée doit être soutirée d’une manière régulière pour la fermentation septique et

empêcher le solide de remonter en surface. Il faut que la concentration de la boue soit grande

er la vitesse de floculation de particule dans le décanteur est en rapport avec la concentration

de solide en suspension et la capacité physique naturelle.

I. 2. 4. UASB (Upward-flow Anaerobic Sludge Blanket)

L’UASB est un système de traitement biologique des eaux usées en utilisant les

bactéries anaérobique. Il a pour objet de dégrader des molécules complexes, des matières

organiques polluantes. Cette dégradation peut être poussée jusqu’à la minéralisation complète

et le processus de dégradation peut s’accompagner d’une précipitation de matières.

L’UASB joue le rôle du digesteur. Des lits bactériens sont introduits à l’intérieur

et mis au fond de l’UASB. C’est un système de traitement anaérobie des eaux usées en

utilisant des populations bactériennes (bactéries acidogènes et bactéries méthanogènes). Ces

MAROZARA Victorine

42

bactéries travaillent en même temps pour épurer l’eau usée. Elles ne peuvent fonctionner que

si la valeur du pH est comprise entre 6 et 8,5 et de température entre 30 à 37°C. Ces bactéries

ont pour rôle de dégrader les substances indésirables contenues dans les eaux usées.

Photo 5 : Présentation de l’UASB

Par mesure de précaution, l’UASB doit être protégé avec du sachet noir pour

éviter la formation des algues rouges. Le but est d’isoler l’UASB de la lumière qui favorise la

formation des algues sur les parois du digesteur. Ces dernières s’avèrent très dangereuses, car

elles tuent les bactéries qui jouent le rôle des épurateurs très efficaces.

Figure 3 : Schéma de l’UASB

Sortie

eau traité

vers Mâchefer

Boule de gaz

Bactéries

Robinet de vidange

MAROZARA Victorine

43

Schéma de l’UASB

Sortie de biogaz

Séparateur

si la base arrive

jusqu’au plafond, donc

le milieu séparateur

MAROZARA Victorine

Séparateur des Solides

si la base arrive

jusqu’au plafond, donc

le milieu séparateur

Robinet pour vérifier

les différents

paramètres

Eau chauffée pour

maintenir la température

entre 30 et 37°C

Entré d’eau du bassin

de Décantation

MAROZARA Victorine

44

I. 2. 5. Chauffage de l’UASB

Le chauffage est également nécessaire pour garder la température ambiante de

l’eau entre 30 et 37°C, afin de créer une atmosphère vivable pour les bactéries mésophiles

dans l’UASB. En effet, s’il y a changement de température (augmentation ou diminution), les

bactéries s’enveloppent, et par conséquent les actions de dégradation seront ralenties.

Photo 6 : Présentation du chauffage

I. 2. 6. Mâchefer

Le mâchefer est un système de traitement biologique le plus vieux mais le plus

facile à utiliser. Il joue le rôle du filtre percolateur (trickling filter). Les pellicules de bactéries

qui se forment sur les cailloux, absorbent les subst

Photo 7 : Présentation du mâchefer

Le système est simple

dégradées par le réacteur, sont traitées par le mâchefer. Elles servent de nutriment aux

bactéries.

MAROZARA Victorine

45



qui se forment sur les cailloux, absorbent les substances arrivées sur ces derniers.

Présentation du mâchefer

tème est simple : toutes les substances organiques, qui ne sont pas


MAROZARA Victorine



ances arrivées sur ces derniers.

: toutes les substances organiques, qui ne sont pas


MAROZARA Victorine

46

Les lits bactéries sont constitués par l’accumulation sur une hauteur convenable de matériaux

poreux. Ces matériaux, arrosés d’eau décantée, se recouvrent rapidement, après quelques

semaines de maturation, de pellicule membrane riche en colonies microbiennes, qui assurent

l’épuration des eaux usées.

L’action de ces matériaux doit s’exercer sur une surface ainsi grande que possible.

Afin d’augmenter cette surface, il est primordial de choisir des matériaux de faibles

dimensions pour maintenir le vide pour le passage de l’eau et de l’air. Une couche de

matériaux plus grosse peut être disposée à partie inférieure pour favoriser l’évacuation des

effluents épurés.

La hauteur de matériaux constituants le lit bactérien doit être au minimum de

1,5m et au maximum de 4 à 5m. Le système de distribution des effluents est d’une grande

importance pour la qualité de l’épuration. Il doit être à l’abri du froid et du vent.

I. 2. 7. Bidon final

Le bidon final constitue un bassin de décantation avant le rejet final dans la

nature. Son existence permet de contrôler les différents paramètres et la qualité de l’eau avant

de la rejeter dans le milieu récepteur.

I. 3. Etude du phénomène UASB et bactérie

I. 3. 1. Fermentation acide

Les matières brutes abandonnées sous l’eau produisent en fermentant de

l’hydrogène (H2) et gaz (CO2). Dans ce cas, la boue devient acide. Cette fermentation acide

est lente et ne rend pas la boue plus apte à sécher.

I. 3. 2. Fermentation basique

Dans un digesteur en bon état de fonctionnement, il se produit une fermentation

basique dénommée : « digestion de boue ». Elle produit du CO2, N, CH4 et les boues restent

durant l’opération une base alcaline et ceci est provoqué sans dégagement d’O2.

MAROZARA Victorine

47

La décomposition se fait en deux phases. Il se forme des acides organiques qui se

transforment par la suite en acides carboniques et en méthane. La seconde phase se déroule en

même temps que la première. Mais si trop de matières fraîches sont introduites ou si la

température s’abaisse, la seconde phase interviendra plus différemment et les acides peuvent

s’accumuler de telle sorte que l’activité des bactéries se trouve paralysée.

La température interne du digesteur a une grande influence sur la vitesse de

digestion de boue. La décomposition est d’autant plus grande à haute température et la

production de gaz est importante.

I. 3. 3. Epuration par lits bactériens

Au cours de l’exploitation du système, il faut éviter l’encrassement des lits

bactériens. Cet encrassement se manifeste par l’augmentation des influents épurés et que les

proches d’eau se forment en surface. Ces derniers sont dus à des algues ou à des champignons

qui ne se développent que dans la couche supérieure des matériaux.

Le meilleur remède contre le colmatage consiste à l’addition de chlore à l’eau ou à

la mise en repos du lit pendant plusieurs jours. Dans le lit à haute charge, il est souhaitable

d’effectuer un pompage en retour. Cette opération tue les champignons et elles seront

entraînées par les effluents sur le lit à faible charge. La lutte peut être conduite par une

solution chlorée ou autre.

MAROZARA Victorine

48

Chapitre II : PROCEDURE EXPERIMENTALE

La Laboratoire d’Analyse et de Recherche sur l’Environnement et Déchet

(LARED) est institué au sein de l’Université de Mahajanga. C’est un laboratoire d’analyse

des eaux usées. Il a déjà effectué quelques analyses des eaux usées de la Société Industrielle

du Boina (SIB). Un traitement des eaux de rejet de la Société Industrielle du Boina (SIB).

II. 1. Détermination des paramètres physico-chimiques

Deux paramètres ont été considérés dans l’analyse des eaux de rejet de la Société

Industrielle du Boina (SIB) effectuée par le Laboratoire d’Analyse et de Recherche sur

l’Environnement et Déchet (LARED) de l’Université de Mahajanga. Les mesures de la

température de l’eau et du potentiel d’hydrogène (pH) ont été relevées.

La température de l’eau est déterminée avec un thermomètre précis. La mesure de

la température de l’eau est effectuée sur le terrain au moment de l’échantillonnage. C’est à cet

instant précis que se fait aussi la lecture de la mesure. Tandis que la concentration en ion

hydrogène est déterminée à l’aide d’un pH-mètre. La mesure du pH était faite dans le

laboratoire de LARED, avant de mettre les échantillons dans l’étuve.

II. 2. Détermination des substances indésirables

Les matières en suspension (MES) peuvent être définies comme des particules

solides très fines contenues dans les eaux usées. La détermination des matières en suspension

(MES) dans les eaux usées de la Société Industrielle du Boina (SIB) a été effectuée par le

LARED par la méthode de filtration en utilisant la NF T90-101.

MAROZARA Victorine

49

II. 2. 1. Principe

A l’aide d’un équipement de filtration sous vide ou sous pression, l’échantillon est

filtré sur un filtre en fibre de verre. Le filtre est ensuite séché à 105°C, et la masse du résidu

retenu sur le filtre est déterminée par pesée.

II. 2. 2. Mode opératoire

Après le séchage à 105°C pendant 5 heures et un refroidissement d’une heure au

dessiccateur, les filtres sont pesés sur une balance analytique de 0,1 mg près.

II. 2. 3. Expression de résultat

Le taux des MES, exprimé en mg/l, est donné par l’expression suivante :

(M1 - M0) x 1 000 MES = ------------------------

V

Avec V : le volume en ml de l’échantillon

M0 : la masse en mg du filtre avant utilisation

M1 : la masse en mg du filtre après utilisation

II. 3. Détermination des matières minérales en suspension

La détermination des matières minérales en suspension est opérée après la

détermination des matières en suspension (MES) dans les eaux usées.

II. 3. 1. Mode opératoire

Après l’opération pour la détermination des matières en suspension (MES), les

filtres sont calcinés à 550°C pendant une heure après quoi ils sont laissés refroidir dans le

dessiccateur, et ensuite pesés pour avoir matière minérales en suspension (MMS).

MAROZARA Victorine

50

II. 3. 2 Expression de résultat

Le taux de matières minérales en suspension (MMS), exprimé en mg/l, est donné

par l’expression suivante :

(M2 - M0) x 1 000 MMS = -----------------------

V

Avec V : le volume en ml de l’échantillon

M0 : la masse en mg du filtre avant utilisation

M2 : la masse en mg du filtre après calcination à 550°C

II. 4. Détermination des matières volatiles en suspension

Le taux des matières volatiles en suspension (MVS), exprimé en mg/l, est donné

par l’expression ci-dessous :

MVS (en mg/l) = MES (en mg/l) - MMS (en mg/l)

Avec : MES : Matières en suspension séchées à 105°C

MMS : Matières minérales en suspension

II. 5. Détermination des paramètres spécifiques des eaux résiduaires

Les eaux résiduaires sont caractérisées par une forte demande en oxygène. La

mesure de la demande chimique en oxygène (DCO) des eaux résiduaires permet d’avoir une

valeur estimative de la presque totalité des matières organiques, biodégradables ou non,

contenues dans ces eaux usées. Cette mesure peut être obtenue à l’aide de procédé de

l’oxydation par voie chimique. En effet, certaines eaux résiduaires empêchent ou retardent la

biodégradation des substances organiques. Les matières organiques de ces eaux usées peuvent

être difficilement biodégradables ou elles sont tout simplement toxiques pour les micro-

organismes qui doivent les absorber comme nutriment. Par conséquent, la détermination de la

MAROZARA Victorine

51

demande biochimique en oxygène (DBO) peut être erronée, d’où la nécessité de la mesure de

la demande chimique en oxygène (DCO).

La demande chimique en oxygène (DCO) est la concentration, exprimée en mg/l,

d’oxygène équivalente à la quantité de bichromate consommée par les matières dissoutes et en

suspension, lorsqu’un échantillon d’eau est traité avec un oxydant dans des conditions

définies. Les échantillons d’eaux résiduaires sont conservés à l’obscurité tout en respectant

rigoureusement une température comprise entre 2°C et 5°C. L’analyse doit être effectuée le

plus tôt possible avec l’utilisation de la NF T90 - 101.

II. 5. 1. Principe

La mesure de la demande chimique en oxygène (DCO) peut se faire par

l’utilisation de la norme NF T90 - 101, qui consiste en un dosage de l’échantillon associé à

des réactifs. La concentration d’oxygène, exprimée en mg/l, équivalente à la quantité de

bichromate consommée par la matière organique lors de l’oxydation à ébullition d’un

échantillon.

La manipulation est effectuée en milieu acide concentré en présence de sulfate

d’argent, qui joue le rôle de catalyseur, et de mercure, qui joue le rôle de complexant des

chlorures. Le dosage final pour déterminer l’excès de bichromate se fait avec une solution

titrée de sulfate de fer et d ammonium en présence de ferrions qui est un indicateur coloré. Le

calcul de la demande chimique en oxygène (DCO) est fonction de la quantité de bichromate

de potassium réduite.

II. 5. 2. Mesure

La mesure de la demande chimique en oxygène (DCO) demande une certaine

préparation. En effet, pour être en conformité avec la norme NF T90-101, l’addition de

l’échantillon et des réactifs doit être effectuée avec précision. Cette séance de préparation doit

respecter avec rigueur la procédure prédéfinie selon l’ordre ci-dessous :

Introduire dans un tube à réaction :

4 billes de verre ;

Prise de l’échantillon : 10,0 ml ;

Ajout de 5,0 ml de solution bichromate de potassium 0,24N ;

MAROZARA Victorine

52

Ajout de 15 ml de solution d’acide sulfurique (4 mol/1) ;

Ajout de sulfate d’argent en agitant soigneusement le tube d’un mouvement circulaire,

puis refroidir sous l’eau courante. Si l’échantillon vire au vert foncé ou vert bleu, la

DCO est supposée supérieure à 700 mg /1.

Dans ce cas, il faut recommencer en prenant un volume d’eau inférieur à 10 ml et compléter à

10 ml avec de l’eau distillée.

Porter à ébullition à 150 °C pendant 2 heures ;

Sortir les tubes à réaction du bloc chauffant et les refroidir au bain-marie d’eau froide ;

Rincer les tubes de refroidissement ave 75 ml d’eau distillée en recueillant les eaux de

lavage dans le tube à réaction ;

Préparer aussi un essai de normalité (N) avec 10,0 ml d’eau distillée + 5,0 ml de

k2Cr2O7 (0,24N) + 15ml de H2SO4 + Ag2SO4 + 75ml d’eau distillée au moment de

dosage ;

Et préparer un essai à blanc (T) avec 10,0 ml d’eau distillée exempte de matières

organiques.

Lorsque la solution est prête, le dosage pour déterminer l’excès de bichromate se

fait avec une solution titrée de sulfate de fer et d’ammonium (0,12N) en présence de ferrions à

l’aide du titreur.

II. 5. 3 Expression de résultat

La valeur de la DCO (mg/1) est donnée par la formule ci-dessous. Les résultats

sont exprimés en milligramme par litre le plus proche.

(VT - VE) x 9 600 DCO= -------------------------x (nombre de dilutions) VN x PE

Avec : PE : volume en ml de la prise d’essai de l’échantillon

VN : volume en ml de sulfate de fer et d’ammonium utilisé pour l’essai normalité

VT : volume en ml de sulfate de fer et d’ammonium utilisé pour l’essai à blanc

VE : volume en ml de sulfate de fer et d’ammonium utilisé pour le dosage de

l’échantillon

MAROZARA Victorine

53

Chapitre III : RESULTATS ET DISCUSSIONS

Pour mener à bien le traitement des eaux usées, il est impératif de connaître le

nature et les quantités des substances polluantes d’un rejet. En un mot, il faut étudier ses

caractéristiques.

III. 1. Résultats selon le système adopté par la Société Industrielle du Boina

Les activités agro-alimentaires, en général, se caractérisent par des impacts

négatifs sur le milieu récepteurs des rejets. Les fortes charges organiques des effluents bruts

ont comme effets une forte consommation de l’oxygène de milieu récepteur, la sédimentation

des matières en suspension qui se putréfient et provoquent des nuisances olfactives, et la

contribution à l’accélération du phénomène d’eutrophisation.

La Société Industrielle du Boina, composée d’unités de production de l’huile

alimentaire et de savonnerie, ne fait pas exception. Seule la capacité de dilution du milieu

récepteur, qui est la mer, rend les impacts non visibles à l’œil nu. Avant la construction du

bassin de décantation, les effluents qui se déversaient dans les mangroves, contenaient des

boues pâteuses. Depuis l’utilisation du bassin, seule la partie liquide des effluents se déverse

dans les mangroves. Hormis les bassins florentins, le traitement actuel des eaux usées de la

Société Industrielle du Boina est basé sur le chaulage.

Ce système est insuffisant, car, certes il réduit considérablement la quantité des

matières en suspension dans les eaux de rejet, mais il n’a pas la capacité d’éliminer totalement

les charges polluantes des rejets liquides déversés dans la nature. Ce système repose sur la

capacité d’autoépuration du milieu récepteur. Or l’épuration des eaux usées a pour objet de

transformer les matières organiques qu’elles contiennent en produits minéraux inoffensifs, et

non pas séparer seulement les solides des liquides.

MAROZARA Victorine

54

III. 2. Résultats selon le système adopté par le LARED

Les résultats obtenus par le LARED pendant le traitement teste des eaux de rejet

de la Société Industrielle du Boina (SIB) sont donnés dans les tableaux suivants.

Tableau 04. Valeurs des paramètres physico-chimiques

Echantillons

Paramètres

Bassin

I

Bassin

II

Bassin

III

Bassin

IV

Bassin

V

Lavage

du fui

VI

Sortie

VII

pH 6,67 7,00 12,18 11,64 10,78 7,27 10,83

Température (°C) 26,5 27,00 24,8 25,5 25,2 25,2 24,7

Tableau 05. Valeurs de MES, MMS et MVS

Dilution Echantillon Volume

(ml)

PF (M0)

25°C

PF (M1)

105°C

PF (M2)

550°C

MES

kg/l

MMS

mg/l

MVS

mg/l

10ml/100ml bassin I 10 0,1038 0,1390 0,1074 35,28 3,60 31,60

10ml/100ml bassin II 10 0,1010 0,1052 0,1018 4,20 0,80 3,40

20ml/100ml bassin III 20 0,1028 0,1076 0,1033 1,20 0,125 1,075

100ml bassin IV 100 0,1031 0,1053 0,1039 0,022 0,008 0,014

50ml/100ml bassin V 50 0,1014 0,1084 0,1039 0,28 0,10 0,18

5ml/100ml VI (sortie) 5 0,1025 0,1025 0,1041 61,6 6,40 55,20

Avec : PF : Poids du filtre après à 25°C

PF à 105°C : Poids du filtre après fourre à 105°C

PF à 550°C : Poids du filtre après fourre à 550°C

Ces résultats sont obtenus par les modes de calcul suivants :

(M1 – M0) x 1 000

MES = --------------------- V

(M2 – M0) x 1 000

MMS = -------------------- V

MAROZARA Victorine

55

MVS = MES - MMS

Tableau 06. Valeurs de la DCO

Echantillon bassin

Dilution (ml)

PE (ml)

VE (ml)

DCO (mg/l)

bassin I 50 10 7,3 6 303,03

bassin II 25 10 8,4 484,84

bassin III 10 10 8,4 193,93

bassin IV 10 10 8,5 96,96

bassin V 10 10 6,1 2 424,24

Avec VN = 9,9 ml et VT = 8,6 ml

(VT – VE) x 9 600

DCO = ----------------------- x nombre de dilutions VN x PE

Tableau 07. Analyse de MES MMS et MVS à la sortie de l’UASB avec un débit Q = 0,47 l/h

Echantillon Volume V (litre)

Poids du Filtre à M0 (g)

Poids du Filtre à 105°C M1 (g)

Poids du Filtre à 550°C M2 (g)

MES (mg/l)

MMS (mg/l)

MVS (mg/l)

Q = 0,47 l/h 0,1 0,1032 0,1079 0,1026 47 6 53

(M1 – M0)

MES = ------------- x 1000 V

(M2 – M0)

MMS = ------------- x 1000 V

MAROZARA Victorine

56

MEV = MES - MMS

Tableau 08. Résultats d’analyse de la DCO totale à la sortie de l’UASB

Echantillon Nombre de dilutions

PE Volume échantillon

(ml)

VE (ml)

DCO (mg/l)

- - 10 VT = 10 -

I II (avec débit Q = 0,47 l/h)

10 10

10 10

9,5 9,8

480 192

III (Q = 0,8 l/h) 10 10 280

IV (Q = 0,825 l/h) 10 10 96

Avec VN = 10

(VT – VE) 9 600

DCO = ------------------- x nombre de dilutions VN x PE

Application Numérique

(10 – 9,5) 9 600

DCO1 = ------------------- x 10 = 480 mg/l

10 x 10

MAROZARA Victorine

57

III. 3. Discussion

Après observation des résultats obtenus par les deux systèmes de traitement des

eaux usées de la Société Industrielle du Boina (SIB), quelques remarques s’imposent. D’une

part, le mode de traitement actuel adopté par la Société Industrielle du Boina (SIB) nécessite

une amélioration de la chaîne de traitement. Cette amélioration peut être présentée comme

suit :

écumage d’une partie des huiles qui accompagne les eaux usées : 1er compartiment

du grand bassin actuel ;

floculation à la chaux et décantation : des essais ont montré que 1 à 3 kg de chaux

par mètre cube d’eau suffisent ; le deuxième compartiment recevra ces

améliorations ;

traitement de finition par lit bactérien : les trois derniers compartiments du bassin

actuel assureront ce rôle ; le lit sera constitué par des roches appelées mâchefer.

D’autre part, le système perspectif proposé par le LARED présenté des avantages :

ce mode traitement fournit de l’énergie ; normalement il produit 0,2 à 0,3 litres de

biogaz par gramme de DCO dégradé ;

diminution du poids de matières sèche ;

concentration des boues, qui sont plus facile à sèche par voie naturelle ;

diminution des germes pathogènes ;

possibilité de récupération de biogaz qui peut être utilisé pour le besoin énergétique ;

il offre également la combinaison de deux modes de traitement (chimique et

biologique) ;

la digestion anaérobie élimine environ 90% de matières organiques, ce qui rend ce

mode de traitement plus sûr.

Le traitement des eaux usées de la Société Industrielle du Boina (SIB) présente un

intérêt particulier, car la mer et la zone des mangroves du milieu récepteur de ces rejets

constituent des ressources qu’il faut éviter des charges polluantes. Ces dernières peuvent avoir

des conséquences néfastes sur la population marine et la végétation du milieu.

MAROZARA Victorine

58

Chapitre IV : MISE EN PLACE D’UNE STATION D’EPURATION

IV. 1. Choix de lieu de traitement

D’une manière générale, il est préférable, dans une limite territoriale donnée, de

réaliser une seule station d’épuration des eaux usées au lieu de plusieurs petites stations

dispersées. C’est rationnel du point de vue économique (finances et matériels) et terrain

d’emplacement.

Le choix de l’emplacement et du niveau de la station doit être justifié dans un

mémoire joint à l’étude de faisabilité du projet. L’emplacement de la station d’épuration est

en générale commandé par les donnés topographiques. Cependant, cet emplacement doit être

éloigné des lieux d’habitation.

Le niveau de la station d’épuration doit prendre en compte le niveau en aval par

rapport au plus haut niveau des eaux du milieu récepteur en période de forte précipitation. En

effet, la station doit être placée en dehors des champs des inondations et, dans le cas contraire,

il faut la protéger par des digues, sauf dans le cas où la submersion des bassins peut être

tolérée. Dans le cas d’un réseau unitaire, en période sèche comme en période de pluie, la

station doit être capable d’assurer l’épuration des eaux usées. La pluie est capable de donner

de nouvelles caractéristiques aux effluents par suite de dilution et d’augmentation du débit.

Une station d’épuration ne peut assurer une épuration efficace que si le débit de

pointe n’excède pas le triple ou le quadruple du débit moyen, en temps sec, pour lequel elle

est calculée. Il est très important de vérifier, si la décharge bourrage ne risque pas de polluer

le cours d’eau récepteur. Par conséquent, il faut calculer le charge de pollution instantanée

causée par la décharge de diverse fréquence.

IV. 2. Entretien d’une station d’épuration

Il est souhaitable que les installations soient correctement entretenues.

MAROZARA Victorine

59

IV. 2. 1. Appareillage

Une station d’épuration comporte des appareillages de diverse nature. A cet effet,

il est indispensable d’établir un certain nombre de documents permettant une organisation

rationnelle de leur entretien. Les documents permettant de déterminer les opérations à

effectuer sont :

Un tableau général de matériel ;

Un tableau de lubrifiant ;

Une fiche d’entretien par appareil ;

Une feuille de temps de marche (journalière) ; et

Une fiche de contrôle

Il est à noter que le tableau général doit mentionner les caractéristiques de chaque

appareil. La fiche d’entretien particulier doit impérativement donner la désignation des

organes de chaque appareil avec une mention précise de lubrifiant adéquat et la fréquence de

l’opération.

IV. 2. 2. Organisation de travail

Un programme de travail bien défini est essentiel pour assurer une bonne marche

et une exploitation rationnelle, efficace et économique d’une station d’épuration.

L’exploitation doit être placée sous la surveillance d’un seul responsable, une personne

qualifiée, assurant la coordination des opérations. C’est-à-dire la présence du personnel est

indispensable de façon continue.

MAROZARA Victorine

60

CONCLUSION

MAROZARA Victorine

61

Le présent écrit de recherche a permis d’analyser la situation concernant les eaux

de rejet de la Société Industrielle du Boina (SIB), qui est implantée dans le district de

Mahajanga II, dans la région de Boeny. De cette analyse ressort le danger que représente le

déversement direct des eaux usées, non épurées, dans la nature. Ce problème est étroitement

lié au problème de la protection de l’environnement. La pollution industrielle, et surtout la

pollution chimique, constituent le problème majeur de la protection de l’environnement. Mais

de cette analyse ressort également les propositions d’amélioration du traitement des eaux

résiduaires de la Société Industrielle du Boina (SIB), afin de rendre les eaux dans le rejet final

inoffensif pour le milieu récepteur.

Avant la construction du bassin de décantation en 2002, les effluents sont déversés

directement dans les mangroves, sans aucun traitement. Ils contenaient des boues pâteuses.

Les fortes charges organiques des effluents bruts ont comme effets une forte consommation

de l’oxygène de milieu récepteur, la sédimentation des matières en suspension qui se

putréfient et provoquent des nuisances olfactives, et la contribution à l’accélération du

phénomène d’eutrophisation. Seule la capacité de dilution du milieu récepteur, qui est la mer,

rend les impacts non visibles à l’œil nu. Depuis l’utilisation du bassin, seule la partie liquide

des effluents se déverse dans les mangroves. Le traitement actuel des eaux usées de la Société

Industrielle du Boina est basé sur la décantation. Ce système est insuffisant, car, certes il

réduit considérablement la quantité des matières en suspension dans les eaux usées, mais les

rejets liquides déversés dans les mangroves contiennent encore des charges polluantes. Ce

mode de traitement repose essentiellement sur la capacité d’autoépuration du milieu

récepteur.

Cependant, le mode de traitement test proposé par LARED présente un intérêt

particulier. Il permet de juger quantitativement les substances indésirables en suspension dans

les eaux de rejet de la Société Industrielle du Boina (SIB). Le système de traitement des eaux

usées adopté par le LARED permet non seulement d’épurer l’eau, mais aussi d’obtenir

(produire) une énergie : le biogaz. Ce dernier peut être utilisé pour satisfaire les besoins de

chauffage.

MAROZARA Victorine

62

Par ailleurs, quelque soit la nature et l’origine des eaux usées, c’est le milieu

récepteur qui se retrouve par la même occasion contaminée. Les eaux usées peuvent détruire

l’écosystème dans son ensemble et causes des dégâts considérables. Ce phénomène, de

manière directe ou indirecte, peut avoir des impacts négatifs sur l’économie de la région. Sans

avoir subi un éventuel traitement, elles pourraient compromettre la qualité de l’eau du milieu

en provoquant ainsi sa pollution. Cette dernière peut engendrer de nombreuses conséquences.

Au niveau national, face à la dégradation de l’environnement, due à de multiples

facteurs, des dispositions juridique ne suffit pas à elle seule à endiguer la dégradation de

l’environnement, il faut entreprendre d’autres actions comme l’éduction, l’information et la

sensibilisation sur les questions environnementales.

MAROZARA Victorine

63

Annexe 1

Extrait de la loi n°98 - 029 du 20 janvier 1999 portant Code de l’eau

Pollution des eaux

Toute personne physique ou morale, publique ou privée exerçant une activité source de

pollution ou pouvant présenter des dangers pour la ressource en eau et l’hygiène du milieu

doit envisager toute mesure propre à enrayer ou prévenir le danger constaté ou présumé.

En cas de non respect des prescriptions du paragraphe précédent, l’auteur de la pollution est

astreint au paiement, conformément au principe du pollueur payeur, d’une somme dont le

montant est déterminé par voie réglementaire, en rapport avec le degré de pollution causée.

Des déchets

Conformément aux exigences de l’environnement telles que prévenues par la loi n°90 - 033

du 21 décembre 1990 portant charte de l’environnement et afin de diminuer à la source la

production de déchets, l’administration visée au titre V du présent code doit organiser la

surveillance sur les activités des établissements qui peuvent amener des nuisances ou des

risques, provenant de déchets produits ou traités.

MAROZARA Victorine

64

Annexes 2

Extrait de la loi n°99 - 021 du 19 août 1999 sur la politique de gestion et de contrôle des

pollutions industrielles.

Gestion des effluents liquides

Il y a pollution du milieu récepteur quand il y a émission des substances provenant de rejets

d’installation industrielles qui, par leur nature, leur degré de concentration et leur persistance

déséquilibrent et dégradent le milieu récepteur, créent des inconvénients ou des dangers pour

la santé, la sécurité, l’hygiène et la salubrité publiques, altèrent les écosystèmes aquatiques

des sites et des zones humides et provoquent la dégradation des eaux souterraines.

La mise en place d’un système de gestion des effluents liquides d’origine industrielle

comporte notamment :

Une réglementation limitant le rejet, le déversement ou l’écoulement dans le milieu

récepteur, le réseau de collecte ou d’assainissement public, de substances dont l’action

ou les réactions sont susceptibles d’entraîner des effets nuisibles sur la santé humaine, la

flore et la faune.

Un contrôle permanant par les autorités compétentes des effluents liquides provenant

d’activités industrielles.

Le contrôle prend en compte des paramètres microbiologiques, physico-chimiques,

toxicologiques, radioactifs et éco toxicologiques, dont l’énumération doit faire l’objet d’une

liste fixée par Arrêté interministériel des Ministères changé de l’industrie et chargé de

l’Environnement, modifiable selon l’évolution des recherches et comportant des valeurs

limites. Les procédures de prélèvement d’échantillons doivent faire l’objet d’une bonne

pratique uniformément respectée par les laboratoires accrédités à cet effet.

Tout écoulement d’origine industrielle, eaux usées ou effluents liquides, qui ne respectent pas

les valeurs limites de rejets ne peut être déversé dans le milieu récepteur, le réseau de collecte

ou d’assainissement public, qu’après avoir subi un traitement de mise en conformité à ces

valeurs. Les effluents liquides présentant les caractéristiques citées à l’article 30, alinéa 2,

sont soumis aux prescriptions prévues à l’article 32 sur les déchets industriels spéciaux.

Doivent faire l’objet d’une énumération réglementaire les substances, tels qu’ils sont définis à

l’article 5 de la présente loi, identifiés comme facteur de pollution et devant être traités

conformément aux dispositions du présent chapitre.

MAROZARA Victorine

65

Annexe 3

Extrait du décret n° 2003/464 du 15 avril 2003 portant classification des eaux de surface et réglementation des rejets d’effluents liquides. Contamination excessive, aucun usage possible à part la navigation. La présence de germes pathogènes désigne directement une catégorie hors classes Tableau 09. Classification des eaux de surface

PARAMETRES CLASSE A CLASSE B CLASSE C HORS CLASSES FACTEURS BILOGIQUES Oxygène dissous (mg/l) 5 ≤ OD 3 < OD < 5 2 < OD ≤ 3 OD < 2 DBO5 (mg/l) DBO ≤ 5 5 < DBO ≤ 20 20 < DBO ≤ 70 70 < DBO DCO (mg/l) DCO ≤ 20 20 < DCO ≤ 50 50 < DCO ≤ 100 100 < DCO Présence de germes pathogènes Non Non Non Oui FACTEURS PHYSIQUES ET CHIMIQUES Couleur (échelle Pt-Co) coul < 20 20 ≤ coul ≤ 30 30 < coul Température Ө < 25 25 < Ө < 30 30 ≤ Ө < 35 Ө < 35

pH 6,5 ≤ pH ≤ 8,5 5,5 < pH < 6,0

ou 8,5 ≤ pH ≤ 9,5

pH ≤ 5,5 ou

9,5 ≤ pH

MES (mg/l) MES < 30 30 ≤ MES < 60 60 ≤ MES < 100 100 < MES Conductivité (µS/cm) X ≤ 250 250 ≤ X ≤ 600 500 ≤ X ≤ 3000 3000 < X

Afin de préserver les ressources en eau (objectifs de qualité), les rejets d’eaux usées doivent être incolores, inodores et respecter la qualité suivante :

Tableau 10. Norme de qualité des eaux de rejet

PARAMETRES UNITE NORMES FACTEURS ORGANOLEPTIQUES ET PHYSIQUES pH conductivité matières en suspension température couleur turbidité

µs/cm mg/l °C

Echelle Pt/Co NTU

6,0 - 9,0 200 60 30 20 25

FACTEURS CHIMIQUES Dureté totale comme CaCO3 Azote ammoniacal Nitrates Nitritres NTK (azote total Kjeldahl) Phosphates comme PO4

3- Sulfates comme SO4

- Sulfures comme S- Huiles et graisses Phénols et crésols Hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) Agents de surface (ioniques ou non) Chlore libre Chlorures

mg/l mg/l mg/l mg/l

mg/l-N mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l

180,0 15,0 20,0 3,0 20,0 10,0 250 1,0 10,0 1,0 1,0 20 1,0 250

MAROZARA Victorine

66

PARAMETRES UNITE NORMES FACTEURS BIOLOGIQUES Demande chimique en oxygène (DCO) Demande biochimique en oxygène (DBO5)

mg/l mg/l

150 50

FACTEURS INDESIRABLES

Métaux Aluminium Arsenic Cadmium Chrome hexavalent Chrome total Fer Nickel Plomb Etain Zinc Manganèse Mercure Sélénium

mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l

5,0 0,5 0,02 0,2 2,0 0,2 10,0 2,0 10,0 0,5 5,0

0,005 0,02

Autres substances Cyanures Aldéhydes Solvants aromatiques Solvants azotés Solvants chlorés Pesticides organochlorés Pesticides organophosphorés Pyréthinoïdes Phénylpyrrazoles Pesticides totaux Antibiotiques Polychlorobiphényls

mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l

0,2 1,0 0,2 0,1 1,0 0,05 0,1 0,1 0,05 1,0 0,1

0,005 RADIOACTIVITE Bq 20 FACTERURS MICROBIOLOGIQUES Coliformes totaux Escheriscia coli Streptocoques fécaux Clostridium sulfito-réducteurs

Colonies

500 100 100 100

Les épandages de boues issues de traitement d’eaux usées ne peuvent se faire que dans les conditions suivantes :

Tableau 11. Conditions d’épandage de boues

Elément Concentration maximale dans la boue

(mg/kg de matières sèches) Apport maximal en kg/ha/10 ans

Cd 40 1,5 Cr 2 000 45 Cu 2 000 120 Hg 20 1 Ni 400 30 Se 200 1 Zn 6 000 300 Cr + Cu + Ni + Zn 8 000 120

MAROZARA Victorine

67

Toutes fois, aucun épandage ne pourra plus être effectué sur un sol dont la concentration en

éléments de traces atteint déjà les seuils suivants :

Tableau 12. Valeurs limitant l’épandage de boues

Eléments Concentration dans le sol (mg/kg de matières sèches) Cd Cg Cu Hg Ni Pb Se Zn

3 200 140 1,5 75 300 10 300

MAROZARA Victorine

68

Annexe 4

Tableau 13. Méthodes d’analyse des eaux usées

PARAMETRES METHOSE ANALYTIQUE DE

REFERENCE AUTRES METHODES

APPLICABLES

Echantillonnage Echantillonnage moyen pondéré sur un cycle de production

NF T90.100

Couleur Méthode au chloroplatinate (échelle Platine) Odeur Méthode directe pH Méthode électro métrique NF T90.008

Température Méthode directe de mesure de température avec un thermomètre au 1/10ème mini

Matière en suspension - Filtration sur disque filtrant - Centrifugation - Filtration sur papier lent

NF T90.105

Turbidité Mesure directe avec un turbidimètre / néphémomètre

NF T90.033

Conductivité Méthode éloctrochimique NF T90.031 Résidus secs Méthode par vaporisation NF T90.029

Chlorures Méthode au nitrate d’argent (indicateur au chromate de potassium)

NF T90.014

Sulfates Méthode gravimétrique au chlorure de baryum Méthode néphélométrique

NF T90.040

Agents de surface NF T90.039 Nitrate NF T90.012 ou 45 Nitrite Spectrophotométrie (réactif de Zambelli) NF T90.012 ou 45 Azote total Kjeldahl (NTK) Méthode de Kjeldahl NF T90.110

Azote ammoniacal - Distillation puis acidimétrie - Spectrophotométrie

NF T90.015

Phosphore total Méthode Spectrophotométrique NF T90.023 DBO5 Méthode des dilutions NF T90.103 DCO Méthode au bichromate NF T90.101 Huiles et graisses Méthode de l’extrait à l’hexane Pesticides totaux Méthode AOAC Sulfure d’hydrogène Méthode indirecte par iodométrie Cyanures libres Méthode Spectrophotométrique NF T90.108 Hydrocarbures totaux Méthode Spectrophotométrique NF T90.114 Phénols et composés phénoliques

NF T90.109 NF T90.204

Radioactivités Spectrométrie gamma Antibiotiques Méthode AOAC Fer Spectrophotométrie avec l’orthophénanthroline Sélénium Absorption atomique Mercure Absorption atomique Chrome hexavalent Spectrophotométrie NF T90.043 Cuivre, Plomb, Chrome total, Manganèse, Arsenic, Cobalt, Nickel, Zinc, Argent, Cadmium, Titane, Antimoine et autres métaux non cités ci-dessus

Polarographie Absorption atomique

Analyses bactériologiques Comptage de colonies

MAROZARA Victorine

69

Annexe 5

Appareils d’analyse de DCO, de MES et de MMS

Appareillage d’analyse de DCO

Matériel courant de laboratoire

Appareil de tirage potentiométrique

Bloc chauffant avec affichage de température

Tubes à réaction rodée CN 29/32

Tubes de refroidissement CN 29/32

Billes de verre diamètre 4mm

Agitateurs magnétiques recouverts de teflon

Appareillage MES - Norme NF T90 - 101 (Février 2001, Indice de classement T90 - 101)

Matériel courant de laboratoire

Verres de montre

Equipement de filtration sous vide

Filtres en fibre de verre borosilicaté ne contenant aucun liant : pré filtres Millipore AP

4004705. Vérifier la perte de masse durant la filtration en appliquant le mode

opératoire, mais en utilisant à la place de l’échantillon 150ml d’eau distillé. Vérifier

séparément chaque lot. Utiliser 3 filtres choisis au hasard, de façon à accroître la

sensibilité de l’essai. La perte en masse de l’essai à blanc doit être inférieure à 0,3 mg

par filtre.

Balance à 0,1 mg de précision

Etuve à température maintenue à 105°C ± 2°C

Appareillage de MMS

Verre de montre en pyrex

Four à 550°C

MAROZARA Victorine

70

Annexe 6

Tableau 14. Produits

Nom Formule Concentration

Potassium dichromate K2Cr2O7

(+HgSO4)

0,24 N

(+80 g/l)

Ammonium - Fer (II)

Sulfate (NH4)2Fe(SO4)2 ≈ 0,12 mol/l

Acide sulfurique H2SO4

(+Ag2SO4)

Conc.

(+10 g/l)

Cuivre (II) phtalocyanate acide

tétrasulfonique, sel de sodium C32H12CuN8Na4O12S4

Conc. Théorique de DCO :

100 mg/l

Tableau 15. Préparation des réactifs en remplacement des produits prêts à l’emploi

Nom Formule Concentration

Acide sulfurique H2SO4 /

Potassium dichromate K2Cr2O7 0,24 N ou 0,04 mol/l

Mercure sulfate HgSO4 /

Ammonium - Fer (II)

sulfate

(NH4)2Fe(SO4)2

6H2O ≈ 0,12 N ou 0,12 mol/l

Argent sulfate Ag2SO4 /

Les solutions sont préparées avec de l’eau distillée fraîchement préparée.

Elles se conservent 1 mois à température ambiante.

MAROZARA Victorine

71

Annexe 7

Réactions biologiques

Les bactéries acidogènes et méthanogènes interviennent au niveau des réactions

biologiques suivantes :

acidogenèse (avec une vitesse de réaction : r1 = µ1.X1)

r1 k1S1 X1 + k2S2 + k4CO2

méthanogenèse (avec une vitesse de réaction : r2 = µ2.X2

r2 k3S2 X2 + k5CO2 + k6CH4

S1 représente le substrat organique (et sa concentration) caractérisée par sa Demande

Chimique en Oxygène (DCO) [g.l-1]. La concentration totale des Acide Gras Volatiles

(AGV) est dénotée S2 [mmole.l-1]. Par la suite, S2 qui est essentiellement composé

d’acétate, de propionate et de butyrate, est constituée par S1 et S2. Quant à µ1 et µ2 [j-1],

ils représentent respectivement les taux spécifiques de croissance des bactéries

acidogènes et méthanogènes.

MAROZARA Victorine

72

Annexe 8

Tableau 16. Différents polluants des eaux usées de certaines industries

Industries Polluants

Abattoirs, laiteries, sucreries

Industries textiles

Industries papetières

Industries chimiques et de

synthèse

Raffineries, pétrochimie

Forte concentration en matières organiques dissoutes et en

suspension (protéines, graisse, sucres …)

Présence de solvants, colorants, sulfures, graisses

Matières organiques abondantes dissoutes et en suspension :

lignine, fibres, sulfures, sels de mercure, produits phénoliques

Métaux lourds : mercure (peinture, pharmacie …) ; arsenic

(métallurgie, tannerie, verres …) ; cadmium (batteries, colorants,

photographie …)

Hydrocarbures, sulfures

MAROZARA Victorine

73

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUE

OUVRAGES

ASSOCIATION FRANCAISE DE NORMALISATION (AFNOR), 1990, Recueil des normes :

les eaux, les méthodes d’analyse, AFNOR, Paris.

ASSOCIATION FRANCAISE DE NORMALISATION (AFNOR), 1994, Dictionnaire de

l’environnement, les termes normalisées, AFNOR, Paris.

BEAUX J.F., 2002, L’environnement, Nathan, Paris.

BERNE F., CORDONNIER J., 1991, Traitement des eaux, TECHNIP, Paris.

BONTOUX J., 1993, Introduction à l’étude des eaux douces : eaux naturelles, eaux usées,

eaux de boisson. Qualité et santé, 2ème Edition, CEBEDOC, Liège.

BREMOND R., VUICHARD R., 1973, Paramètres de la qualité des eaux : DBO5, SPEPE,

Paris.

BUREAU DU PROJET DE DEVELOPPEMENT DE LA PLAINE D’ANTANANARIVO,

2000, Etude complémentaire relative à l’assainissement des eaux usées de la plaine

d’Antananarivo. Rapport de phase 1, BPPA, Antananarivo.

COLAS R., 1968, La pollution des eaux, 2ème Edition, Presses Universitaires de France, Paris.

COX C.R., 1967, Techniques et contrôle du traitement des eaux, OMS (Service des

monographies n°49), Genève.

GAMRASNI M., 1977, Assainissement individuel et station d’épuration pour les petites

collectivités, Association Française pour l’Etude des Eaux, Paris.

GAUJOUS D., 1993, La pollution des milieux aquatiques : aide-mémoire, Technique et

Documentation Lavoisier, Paris.

INSTITUT PASTEUR PRODUCTION, 1980, Milieux et réactif de laboratoire Pasteur,

PUBLIFAB, Paris.

LECLERC E., 1970, Cours d’épuration des eaux, CEBEDOC, Liège.

LEROY J-B., La pollution des eaux, 2ème Edition, Presses Universitaires de France, Paris.

VAILLANT J-R., 1974, Perfectionnements et nouveautés pour l’épuration des eaux

résiduaires : eaux résiduaires urbaines et eaux résiduaires industrielles, Eyrolles, Paris

ARTICLES

BREBION G., 1971, « Pollution et protection des eaux continentales » in AVARGUES M.,

BAPSERES P., BREBIONG G. et al, Précis général des nuisances : nuisances dues aux activités

industrielles, Grund, Paris, pp 27 - 74.

MAROZARA Victorine

74

IWEMA A., 1993, « Le traitement biologique des eaux usées urbaines » in SRIBAN R.,

Biotechnologie, 4ème Edition, Technique et Documentation Lavoisier, Paris, pp 701 - 712.

Loi n°90 - 033 portant Charte de l’Environnement malagasy in Journal Officiel de République de

Madagascar N° 2035, décembre 1990, p 2540

Loi n°98 - 029, du 20 janvier 1999, portant Code de l’eau

Loi n°99 - 021, sur la politique de gestion et de contrôle des pollutions industrielles in Journal

Officiel de République de Madagascar N°2595, août 1999, p 1962

Décret n°2003/464, du 15 avril 2003, portant classification des eaux de surface et réglementation

des rejets d’effluents liquide.

MAROZARA Victorine

75

TABLE DES MATIERES

Sommaire

Remerciements

Liste des figures

Liste des tableaux

Liste des photos

Liste des annexes

Introduction ………………………………………………….…………………………………..……..

PARTIE I : PRESENTATION DE LA REGION D’ETUDE …………………………..…….… …..

Introduction …………………………………….....………………………………….…………...

Chapitre I : Cadre géographique ……………………………………….………………………

I. 1- Délimitation de la région d’étude ………………………………..…………….5

I. 2- Répartition spatiale de la population ………………………………….………….

I. 3- Climat de la région ………………………………………………………………

I. 4- Hydrographie …………………………………………………….……………….

I. 5- Végétation et faune ……………………………………………..………………

I. 5- 1- Végétation ………………………………………………………………

I. 5- 2- Faune …………………………………………………………………..

Chapitre II : Cadre géologique et géomorphologique …………………………………………

Chapitre III : Cadre politique et juridique …………………………………………………….

III. 1- Politique Malgache de l’environnement …………………………………………

III. 1- 1- Rôle de l’Administration …………………………………………….

III. 1- 2- Rôle des organismes gouvernementaux et non gouvernementaux …

III. 2- Légalisation …………………………………………………………………….

Conclusion ………………………………………………………………………………………

PARTIE II : PROBLEMATIQUE DES EAUX USEES ……………………………………………

Introduction ……………………………………………………………………………………

Chapitre I : Eau naturelle ……………………………………………………………………..

I. 1- Importance de l’eau ……………………………………………………………..

I. 2- Pollution de l’eau ……………………………………………………………….

1

3

4

5

5

7

8

9

10

10

11

12

13

13

14

14

16

17

18

19

20

20

21

MAROZARA Victorine

76

I. 2- 1- Source de la pollution ………………………………………………….

I. 2- 2- Cas de la Société Industrielle du Boina …………………………………

Chapitre II : Eau usées …………………………………………………………………………

II. 1- Classification des eaux usées selon leur origine ……………………………….

II. 1- 1- Eaux résiduaires domestiques ………………………………………..

II. 1- 2- Eaux résiduaires industrielles ……………………………………………

II. 1- 3- Eaux résiduaires agricoles …………………………………………….

II. 2- Classification des eaux usées selon leur nature ………………………………..

II. 3- Conséquences de la pollution de l’eau ………………………………………..

II. 3- 1- Conséquences sanitaires ……………………………………………….

II. 3- 2- Conséquences esthétiques ………………………………………………

II. 3- 3- Conséquences écologiques …………………………………………….

II. 3- 4- Conséquences industrielles …………………………………………..

II. 3- 5- Conséquences agricoles ……………………………………………….

Chapitre III : Problématique des eaux de rejet de la Société Industrielle du Boina ………….

III. 1- Caractéristiques des rejets …………………………………………………….

III. 1- 1- Rejets liquides ………………………………………………………..

III. 1- 2- Déchets solides ……………………………………………………….

III. 1- 3- Emissions gazeuses ………………………………………………….

Conclusion ……………………………………………………………………………………..

PARTIE III : TRAITEMENT DES EAUX DE REJET DE LA SOCIETE

INDUSTRIELLE DU BOINA ………………………………………………………….

Chapitre I : Méthodologie …………………………………………………………………….

I. 1- Système adopté par la Société Industrielle du Boina ………………………….

I. 1- 1- Récupération des coques ………………………………………………

I. 1- 2- Recyclage des eaux de refroidissement ………………………………..

I. 1- 3- Bacs florentins ………………………………………………………….

I. 1- 4- Bassin de décantation ………………………………………………….

I. 2- Système perspectif du LARED …………………………………………………

I. 2- 1- Bidon avec filtre ……………………………………………………….

I. 2- 2- Deux pompes ……………………………………………………………

I. 2- 3- Décanteur ……………………………………………………………….

22

22

23

24

24

25

26

27

27

27

27

27

29

29

30

31

31

32

32

33

34

35

35

35

36

36

36

38

39

40

40

MAROZARA Victorine

77

I. 2- 4- UASB (Upward-flow Anaerobic Sludge Blanket) ……………………

I. 2- 5- Chauffage de l’UASB …………………………………………………

I. 2- 6- Mâchefer ………………………………………………………………….

I. 2- 7- Bidon final ……………………………………………………………..

I. 3- Etude du phénomène UASB et bactérie ………………………………………….

I. 3- 1- Fermentation acide …………………………………………………….

I. 3- 2- Fermentation basique ………………………………………………….

I. 3- 3- Epuration par lits bactériens …………………………………………….

Chapitre II : Procédure expérimentale ………………………………………………………..

II. 1- Détermination des paramètres physico-chimiques ……………………………..

II. 2- Détermination des substances indésirables ………………………………………

II. 2- 1- Principes …………………………………………………………………...

II. 2- 2- Mode opératoire ……………………………………………………….

II. 2- 3- Expression de résultat ………………………………………………..

II. 3- Détermination des matières minérales en suspension …………………………

II. 3- 1- Mode opératoire ………………………………………………………

II. 3- 2- Expression de résultat ………………………………………………..

II. 4- Détermination des matières volatiles en suspension …………………………..

II. 5- Détermination des paramètres spécifiques des eaux résiduaires ……………..

II. 5- 1- Principes ………………………………………………………………..

II. 5- 2- Mesure …………………………………………………………………

II. 5- 3- Expression de résultat ………………………………………………….

Chapitre III : Résultats et discussion ………………………………………………………….

III. 1- Résultats selon le système adopté par la Société Industrielle du Boina …….

III. 2- Résultats selon le système adopté par le LARED ……………………………..

III. 3- Discussion ……………………………………………………………………..

Chapitre IV : Mise en place d’une station d’épuration ……………………………………….

IV. 1- Choix d’un lieu de traitement ………………………………………

IV. 2- Résultats selon le système adopté d’épuration …………………………………

IV. 2- 1- Appareillage ……………………………………………………………

IV. 2- 2- Organisation de travail ……………………………………………….

40

41

44

45

46

46

46

47

48

48

48

49

49

49

49

49

50

50

50

51

51

52

53

53

54

57

58

58

58

59

59

MAROZARA Victorine

78

CONCLUSION …………………………………………………………………………………………

Annexe 1 : Pollution des eaux et déchets ………………………………………………………………..

Annexe 2 : Gestion des effluents liquides ……………………………………………………………….

Annexe 3 : Classification des eaux de surface …………………………………………………………..

Annexe 4 : Méthodes d’analyses ………………………………………………………………………..

Annexe 5 : Appareillage ………………………………………………………………………………….

Annexe 6 : Produits ……………………………………………………………………………………..

Annexe 7 : Réactions biologiques ……………………………………………………………………….

Annexe 8 : Différents polluants des eaux usées de certaines industries ………………………………..

Références bibliographiques …………………………………………………………………………….

60

63

64

65

68

69

70

71

72

73

MAROZARA Victorine

Titre : « Contribution à l’étude de la mise en place d’unité de traitement des eaux de

rejet de la société industrielle du Boina »

RESUME

Notre travail consiste à étudier la mise en place du système de traitement anaérobie, facile à

utiliser pour assurer les épurations des eaux de rejet de la société SIB.

Ainsi, notre objectif est de trouver des moyens afin de pouvoir diminuer les substances

polluants de rejet aux milieux récepteurs. Par conséquent, notre ambition est d’apporter une

contribution rationnelle la protection de l’environnement dans notre pays.

Nous avons trouvé que la technique de traitement anaérobie des eaux usées est une méthode

performante, simple et qui respecte la norme environnement. Notre expérience a fait ressortir

une diminution considérable de la pollution dans l’eau.

ABSTRACT

Our work consists in studying the installation of the system of treatment anaerobic, easy to

use to ensure purification of water of rejection of company SIB.

Thus, our objective is to find means in order to be able to decrease the polluting substances of

rejection in the receiving mediums. Consequently, our ambition is to contribute a rational

share the environmental protection in our country.

We found that the anaerobic technique of treatment of worn water is a powerful method,

simple and who respects the standard environment. Our experience emphasized a

considerable reduction in pollution in water.

Mots clés : eaux usées, station d’épuration, traitement anaérobie, effluent, bac florentin.

Nombre de pages

Nombre de tableaux

Nombre de figures

Nombre de photos

Nombre d’annexes

: 78

: 08

: 03

: 07

: 08

Rapporteur : Professeur RANDRIANJA Roger

MAROZARA Victorine

Tél. : 034 44 992 45

E-mail : [email protected]

CONTRIBUTION A L’ETUDE DE LA MISE EN PLACE D’UNITE DE ...

Documents

Transcript of CONTRIBUTION A L’ETUDE DE LA MISE EN PLACE D’UNITE DE ...