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Institut International d’Ingénierie Rue de la Science - 01 BP 594 - Ouagadougou 01 - BURKINA FASO Tél. : (+226) 50. 49. 28. 00 - Fax : (+226) 50. 49. 28. 01 - Mail : 2ie@2ie-edu.org - www.2ie-edu.org
MÉMOIRE POUR L’OBTENTION DU
MASTER EN INGÉNIERIE DE L’EAU ET DE L’ENVIRONNEMENT
OPTION : COLLECTIVITÉS LOCALES
------------------------------------------------------------------
Présenté et soutenu publiquement le 27 juin 2013 par
Ismaïl KABORÉ
Travaux dirigés par :
David MOYENGA
Ingénieur de recherche à 2iE UTER CCR-EC
Dr. Ynoussa MAIGA
Enseignant chercheur à 2iE UTER CCR-EC
Jury d’évaluation du stage :
Président : Dr Yacouba KONATE
Membres et correcteurs : Dr Mariam SOU
Ir David MOYENGA
Drissa SANGARE
Promotion 2012/2013
ÉVALUATION DE LA TOXICITÉ DES
DÉTERGENTS ET SAVONS UTILISÉS POUR LA
PRODUCTION DES EAUX GRISES DANS LES
MÉNAGES EN MILIEU RURAL ET PÉRIURBAIN
Évaluation de la toxicité des détergents et savons utilisés pour la production des eaux grises dans les
ménages en milieu rural et périurbain
Ismaïl KABORÉ Mémoire de Master d’Ingénierie
Soutenu le 27 juin 2013
Promotion
2011/2013
ii
REMERCIEMENTS
Je remercie toute l’équipe AMELI-EAUR de m’avoir accueilli au sein du projet et
également de m’avoir permis de réaliser ce mémoire de fin de cycle Master.
Je désire remercier mes encadreurs M. MOYENGA David, Ingénieur de recherche et le Dr
MAIGA Ynoussa, tout deux Enseignants Chercheurs à la Fondation 2iE pour m’avoir accepté
comme stagiaire au sein du projet AMELI-EAUR et pour les conseils et critiques qui ont servi à
améliorer ce travail.
Je remercie également le Dr SOU Mariam, Enseignant Chercheur à la Fondation 2iE,
coordonatrice du projet Ameli-Eaur ;
Je remercie M. SAWADOGO Boukary, M. SOSSOU Seyram, M.Drissa SANGARE tous
Ingénieurs de recherche à la Fondation 2iE pour leur contribution à la réalisation de ce travail.
Les Techniciens de Laboratoire OUEDRAOGO Moustapha, ZONGO Bernard et les
stagiaires et amis ZEBA Abraham, MAHAMA Tolgouro, SOME Firmin, OUEDRAOGO
NOUFOU, SOMDA Timothée pour leur assistance permanent lors des analyses.
A mes parents Mme KABORE Aissata, M. KABORE Bréhima ainsi que mes frères
Daouda et Bachir, je vous suis infiniment reconnaissant.
Mes sincères remerciements aux amis KORSAGA J. Calvin, Makouby Avi Pierre
OUEDRAOGO Ludovic, NIKIEMA Ynoussa, YONI Sidoine, KABORE Huguette, BORO Aida
et aux camarades de Master 2 Collectivité Locale promotion 2012-2013.
Évaluation de la toxicité des détergents et savons utilisés pour la production des eaux grises dans les
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iii
RÉSUMÉ
La réutilisation des eaux grises offre une option attrayante dans les pays sahéliens comme
le Burkina Faso, car elle pourrait réduire la consommation d'eau potable de près de 50% et
contribuer au développement de l’agriculture. Cependant, la composition de ces eaux est
influencée par l’utilisation de produits détersifs, qui confèrent à ces effluents une certaine toxicité.
En effet, les eaux grises présentent d’importants tensioactifs tels que les linear
alkylbenzènesulfonates (LAS) issus du lavage avec les détergents ménagers. Si les nutriments et
certains sels peuvent être bénéfiques à la plante, il n’en est pas de même pour les tensioactifs et
l’excès de certains éléments tels que le sodium, le chlore et le bore qui peut être nuisible. Le
présent travail propose d’étudier l’impact des produits détersifs fréquemment utilisés dans la
production des eaux grises en milieu rural sur la germination et la croissance racinaire d’une
variété de chou (Brasssica rapa var. perviridis). Dans cette étude des échantillons ont été préparés
à base des produits détersifs collectés dans les villages de Barkoundba et Kologodjessé. Ces
échantillons ont permis d’évaluer les concentrations en LAS dans chaque produit puis servis à des
essaies de germination sur les graines de choux. Les résultats obtenus montrent que
l’augmentation des LAS affecte sensiblement le taux de germination et inhibe la croissance
racinaire de l’espèce à 0.16g/l d’OMO soit 0.41mg/l de LAS. Il est également ressorti que le
détergent OMO parait le plus toxique en termes de concentration en tensioactif parmi les quatre
savons et détergent étudié.
Mots Clés :
1- Savons et détergents
2- Toxicité
3- Eaux grises
4- Milieu périurbain et rural
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iv
ABSTRACT
The greywater reuse offers an attractive option in Sahelian countries like Burkina Faso,
because it could reduce potable water consumption by nearly 50% and contribute to the
development of agriculture. However, the composition of these waters is influenced by the use of
detergent products, which give these effluents some toxicity. Indeed greywater have significant
surfactants such as linear alkyl benzene sulfonate (LAS) from the wash with household detergents.
If nutrients and certain salts can be beneficial to the plant, it is not the same for surfactants and
excess elements such as sodium, chlorine and boron, which can be harmful. The present work
aims to study the impact of detergent products frequently used in the production of gray in rural
areas on the germination and root growth of a variety of cabbage (Brasssica rapa var. Perviridis).
In this study, samples were prepared with detergents products collected in villages and
Barkoundba Kologodjessé. These samples were used to evaluate the concentrations of LAS in
each product and then served to try to sprouting seeds of cabbage. The results show that the
increase in LAS substantially affects the germination and inhibits root growth of the species to
0.16g / l OMO is 0.41mg / l of LAS. It also emerged that the OMO detergent seems the most toxic
in terms of surfactant concentration among the four soaps and detergents studied.
Key words :
1- Soaps and detergents
2- Toxicity
3- Greywater
4- Suburban and rural
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LISTE DES ABRÉVIATIONS
2iE : Institut International d’Ingénierie
°C : Degré Celsius
ACIA : Agence Canadienne d’inspection des Aliments
Améli-Eaur : Projet d’amélioration de l’accès à l’assainissement en zone sahélienne en Afrique
: Bore
: Calcium
CE 50 : Concentration efficace à 50 %, qui inhibe le paramètre étudié à 50 % par rapport à une
population témoin.
Cu : Cuivre
: Chlore
CL50 : Concentration létale à 50 %, qui entraîne 50 % de mortalité chez la population étudiée.
CENO : concentration à effet non observé.
CMEO : concentration minimale à effet observé
CLHP : Chromatographie liquide haute performance
DCI : Desorption chemical ionization
DGRE : Direction Générale de la Ressource en Eau
FAB: Fast atom bombardment
Fe: fer
FD : Field desorption
INSD : Institut National de la Statistique et de la Démographie
KOH : Hydroxyde de potassium
: Potassium
LAB : alkylbenzène linéaire
LAS : Liner Alkyl benzène Sulfonate
LEDES : Laboratoire Eau, Dépollution Ecosystèmes et Santé
MAHRH : Ministère de l'Agriculture, de l'Hydraulique et des Ressources Halieutiques
: Magnesium
Mn : Manganèse
N : Azote
: Sodium
NaCl : Clhorure de sodium
O : Oxygène
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vi
P : Phosphore
RAS : Ratio d’Absorption de Sodium
S : Soufre
SDS : Sodium dodécyl benzensulfonate
UEMOA : Union Economique et Monétaire Ouest Africain
UNITAR : Institut des Nations Unies pour la Formation et la Recherche
Zn : Zinc
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1
TABLE DES MATIÈRES
REMERCIEMENTS ......................................................................................................................... ii
RÉSUMÉ .......................................................................................................................................... iii
ABSTRACT ..................................................................................................................................... iv
LISTE DES ABRÉVIATIONS ......................................................................................................... v
TABLE DES MATIÈRES ................................................................................................................ 1
LISTE DES TABLEAUX ................................................................................................................. 3
LISTE DES FIGURES ...................................................................................................................... 4
INTRODUCTION GÉNÉRALE ....................................................................................................... 5
1. Contexte et problématique .................................................................................................. 5
2. Objectifs de l’étude ............................................................................................................. 6
2.1. Objectif général ............................................................................................................ 6
2.2. Objectifs spécifiques .................................................................................................... 6
3. Hypothèses .......................................................................................................................... 6
CHAPITRE I :GÉNÉRALITÉS ........................................................................................................ 7
I.1. Zone de l’étude .................................................................................................................... 7
I.2. Caractéristiques des eaux grises .......................................................................................... 7
I.3. Les savons et détergents ...................................................................................................... 7
I.4. Propriétés générales des tensioactifs ................................................................................... 8
I.5. Classification des tensioactifs ............................................................................................. 9
I.5.1. Les tensioactifs anioniques .......................................................................................... 9
I.5.2. Les tensioactifs non anioniques ................................................................................. 10
I.5.3. Les tensioactifs cationiques ....................................................................................... 10
I.5.4. Les amphotères .......................................................................................................... 10
I.6. Les différentes techniques de détermination des tensioactifs ........................................... 11
I.6.1. Méthode colorimétrique ............................................................................................. 11
I.6.2. Méthodes par absorption atomique ............................................................................ 12
I.6.3. Méthodes polarographiques ....................................................................................... 12
I.6.4. La chromatographie ................................................................................................... 12
I.6.5. La spectrométrie de masse ......................................................................................... 12
I.7. Impact des tensioactifs sur l’environnement ..................................................................... 13
I.8. Germination des graines et les paramètres influants ; ....................................................... 13
I.8.1. Le pH ......................................................................................................................... 13
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I.8.2. Le sodium et le chlore ................................................................................................ 14
I.8.3. Les nutriments ............................................................................................................ 14
I.9. L’évaluation de la toxicité des eaux grises ....................................................................... 14
CHAPITRE II : MATERIEL ET METHODES .............................................................................. 16
II.1. Matériel ............................................................................................................................. 16
II.1.1. Les savons et détergents utilisés ................................................................................ 17
II.1.2. Le savon peulh ........................................................................................................... 17
II.1.3. Le savon « KABAKOUROU » .................................................................................. 17
II.1.4. Le savon CITEC ........................................................................................................ 17
II.1.6. Détergent en poudre OMO ......................................................................................... 17
II.2. Méthodes ........................................................................................................................... 18
II.2.1. Préparation des échantillons ...................................................................................... 18
II.2.2. Détermination des tensioactifs ................................................................................... 18
II.2.3. Les tests de germination ............................................................................................. 18
CHAPITRE VI : DISCUSSION…………………………………………………………………...29
CONCLUSIONS ET RECOMMANDATIONS ............................................................................. 30
BIBLIOGRAPHIE…………………………………………………………………………………31
ANNEXES ...................................................................................................................................... 34
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LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1: Composition type d’une lessive, (Thoumelin, 1995) ........................................ 8
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LISTE DES FIGURES
Figure 1: Réaction de formation d'une paire d'ions entre le bleu de méthylène et un tensio-actif anionique
………………………………………………………………………………………………………...11
Figure 2 : Savons et détergents utilisés dans les ménages en milieu rural et périurbain……………..16
Figure 3 : Concentration en LAS pour chaque savon et détergent…………………………………...20
Figure 4 : Taux de germination sous l'effet du SDS……………………………………………...…22
Figure 5 : L’élongation racinaire sous l'effet du SDS…………………………………..………...... 21
Figure6: Taux de germination sous l'effet de l'OMO…………………………………………...……22
Figure 7 : Élongation racinaire sous l'effet de l'OMO…………………………………………….....22
Figure 8 : Taux de germination sous l’effet du S.Peulh………………………………………….…...24
Figure 9 : Élongation des racines sous l’effet du S.Peulh …................................................................24
Figure 10 : Taux de germination sous l’effet du savon CITEC ………………………………….…..25
Figure 11 : Élongation des racines sous l’effet du savon CITEC…………………………………..…25
Figure 13 : Élongation des racines sous l’effet du savon KABAKOUROU…………………………26
Figure 12 : Taux de germination sous l’effet du savon KABAKOUROU…………………………...26
Figure 14 : Variation des CL50 en fonction des savons et détergents ………………………….…….27
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INTRODUCTION GÉNÉRALE
1. Contexte et problématique
Au Burkina Faso l’agriculture occupe 65% des ressources en eau. (MAHRH, 2006).La
mobilisation de ces ressources constitue un réel problème avec un taux d’accès à l’eau potable de 60% et
une couverture en assainissement de 10%(DGRE ,2006). Pourtant les eaux grises rejetées constituent 80%
de la consommation en eau au sein des habitations (Intizar et al., 2002). Face à cette situation, la
revalorisation des eaux grises peut constituer une solution alternative. Cependant, la composition de ces
eaux est influencée par l’utilisation de produits détersifs, qui confèrent à ces effluents une certaine
toxicité. La présence de ces composés peut entrainer une perturbation de la fertilité des sols agricoles et
provoquer une baisse du rendement des cultures. Il parait alors nécessaire d’évaluer la toxicité de ce
paramètre afin de connaitre leur influence sur les cultures. L’évaluation du paramètre toxique des eaux
grises peut s’effectuer directement dans les effluents produits, ou à partir des détergents et savons ayant
servi à leur production.
De nombreux travaux ont été menés dans le but d’évaluer l’influence des détergents et savon sur
l’environnement. Il a été prouvé que les LAS (alkylbenzène sulfonate) contenues dans les détergents
provoquent des signes de toxicité aigües chez des organismes aquatiques tels que les Algues, les Poissons
et les Daphnies (Thoumelin, 1995). D’autres études sur la germination ont montré un effet négatif sur la
biomasse et la croissance racinaire de la graine de komatsuna (Hijikata et al. 2013)
Ce travail vient compléter des résultats antérieurs qui avaient permis d’analyser des paramètres
globaux (Matières organiques, l’azote le phosphore et les cations) et toxiques (analyses des surfactants,
effet sur la germination) d’effluents gris provenant de sites ruraux et périurbains. En effet, des pilotes de
traitement d’eaux grises par système de bacs inclinés ont été mis en place dans les villages de Kamboinsé
(Adoum, 2011), Kologodjessé (NIKIEMA ,2012) et Barkoundba (Sangaré, 2011). Cette première série
d’analyse a permis d’évaluer les performances épuratoires des pilotes et de vérifier l’adéquation des eaux
grises traitées pour une réutilisation en irrigation. De ces études, il est ressorti que les eaux grises
produites dans l’ensemble des ménages de ces villages ne satisfont pas aux normes nationales de rejet.
Cela pourrait être liées à la présence des LAS dans les eaux grises, pouvant engendrer des maladies aux
cultures tel que la chlorose (Ito, 2009). Ce travail s’inscrit dans une logique de continuité visant à évaluer
l’influence du caractère toxique des savons et détergents sur les cultures. L’ensemble de ces travaux
s’inscrit dans le cadre du projet de recherche Ameli-eaur (Amélioration de l’accès durable pour l’eau
potable et l’assainissement en zone urbaine et rurale) qui vise de valoriser les eaux grises pour l’irrigation
à l’échelle des ménages, à l’aide de systèmes de traitement onéreux et adaptés aux zones rurales et
périurbaines.
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2. Objectifs de l’étude
2.1. Objectif général
Évaluer l’apport des savons et détergents sur la toxicité des eaux grises en milieux rural et
périurbain par l’analyse de paramètres spécifiques.
2.2. Objectifs spécifiques
- Collecter les savons utilisés dans les ménages sur les sites d’études ;
- Analyser la composition d’échantillons de savons et détergents en surfactants (tensioactifs, LAS) ;
- Réaliser des essais de germination sur des graines d’espèces végétales (variétés de chou Basssica
rapa var. perviridis).
3. Hypothèses
Les détergents et savons utilisés dans la production des eaux grises contiennent des substances
toxiques nuisibles aux plantes dont principalement les tensioactifs. Ces substances existent en diverses
concentrations dans les produits détersifs qui pourraient inhiber le développement des plantes, agissant
sur deux paramètres essentiels :
- La germination des graines
- La croissance des racines
Le présent document comprend une introduction, trois grandes parties qui sont les généralités, la
méthodologie, les résultats-discussions et une conclusion suivi de recommandations.
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Chapitre I : GÉNÉRALITÉS
I.1. Zone de l’étude
Notre étude a porté sur l’analyse des détergents et savons collectés en zones rurales précisément dans les
villages de Barkoundouba et Kologodjessé tout deux situés dans la commune de Ziniaré chef lieu de la
province de l’Oubritenga. Le village de Barkoundouba compte 920 habitants et constitué en majorité de
l’ethnie Peulh. L’activité principale de la population est l’élevage. Les espèces rencontrées sont les
bovins, les ovins, les caprins et la volaille. L’agriculture se place en seconde position dominé par des
cultures céréalières comme le mil, le sorgho et le maïs et est confrontée également à l’insuffisance de
terres cultivables, l’irrégularité des pluies et la baisse de fertilités des sols. (Sangaré, 2011). Celui de
Kologodjessé compte 104 ménages et est majoritairement constitué de Mossi. L’activité principale de la
population est l’agriculture et élevage de chèvres, moutons et quelques vaches. Le village dispose de 3
forages, d’un grand puits traditionnel vieux de 30 ans, et d’un petit barrage situé à une distance de 5km
des habitations, qui est une source d’eau pour le jardinage. (Nikiema, 2012)
I.2. Caractéristiques des eaux grises
Les eaux usées domestique issues des multiples utilisations quotidiennes de l'eau faites par
l'homme. Les eaux usées domestiques sont un liquide trouble, gris ou jaunâtre, d'odeur fade, chargé de
flocons de boue, d'excréments, de résidus de végétaux ainsi que de lambeaux de papier et de matières
synthétiques. On distingue les eaux vannes et les eaux grises. Les eaux vannes sont issues des WC et des
toilettes (urines, matières fécales) fortes teneurs en azote organique et ammoniacal, riches en germes
pouvant être pathogènes. Les eaux usées ménagères sont issues des autres activités domestiques (cuisine,
lessive, bain etc.…), contiennent des matières en suspension, des matières dissoutes organiques ou
minérales, des graisses et surtout des savons et des détergents divers (Morel and Diener, 2006).
I.3. Les savons et détergents
Les détergents sont définis comme des substances qui permettent d’éliminer les graisses et les
autres salissures à la surface des matériaux (actu-environnement.com). Ils sont constitués de composés
chimiques tels que les tensioactifs, des adjuvants (phosphates, zéolites), des agents de blanchiment
(perborate, enzymes...), et divers produits de charge et additifs (sulfates, parfums...). Les tensioactifs sont
les composés chimiques responsables de l’action détergente. On note que les tensio-actifs ne représentent
que 14 % environ de la masse totale d’un détergent et qu'ils sont constitués pour moitié
d'alkylbenzènesulfonates linéaire (LAS) (Thoumelin, 1995).
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Tableau 1: Composition type d’une lessive, (Thoumelin, 1995)
Composants Quantité
1) Tensioactifs
Savon 2,5%
Non ioniques (alcools éthoxylés) 4,5%
Alkylbenzènesulfonates 7,0%
2.) Adjuvants 36 %
3.) Agents de blanchiment 18.6 %
4.) Charges et additifs 31 ,4 %
I.4. Propriétés générales des tensioactifs
Les tensio-actifs sont des composés chimiques organiques dont la molécule comporte d'une part
un groupement polaire hydrophile capable d'assurer leur solubilisation dans l'eau et d'autre part un radical
constitué d'une chaîne carbonée de caractère lipophile, c'est-à-dire hydrophobe. Cette structure
particulière permet de modifier certaines propriétés physiques au niveau des contacts solides-liquides en
abaissant en particulier les tensions superficielles (Thoumelin, 1995). A l’origine les tensioactifs étaient
réalisés à partir de matières premières issues d'organismes vivants (huiles végétales, graisses animales), la
fabrication industrielle des tensio-actifs fait aujourd'hui largement appel aux produits dérivés du charbon
et du pétrole. Ils sont de nos jours utilisés que ce soit à des fins domestiques ou industrielles notamment
dans les préparations détergentes et sont susceptibles d'aboutir dans le milieu naturel via les effluents
industriels ou domestiques. Les tensioactifs ont une propriété de biodégradabilité. La biodégradation peut
être définie comme la transformation par les organismes vivants de composés chimiques en produits plus
simples. C'est le processus principal qui conditionne le devenir des tensio-actifs dans l'environnement.
Diverses études ont montré que les Las sont les tensioactifs les moins facilement dégradables. Selon Guy
Thoumelin (1995), leur pourcentage de dégradation est compris entre 53 et 73% au bout de 12 jours. La
dégradation est rapide au cours des cinq premiers jours, mais se ralentit ensuite et tend à s'arrêter. Il
arrivent à la conclusion que la dégradation ultime des LAS est discutable.
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I.5. Classification des tensioactifs
La classification des tensioactifs nécessite une petite revue littéraire sur les substances
amphiphiles. Les savons, détergents, agents mouillants, agent moussant, sont des substances amphiphiles
c'est-à-dire présentant une double affinité. Du point de vu physico chimique ces substances possèdent une
dualité polaire-apolaire. Une molécule amphiphile typique se compose de deux parties: d'une part un
groupe polaire contenant des hétéroatomes tels que O, S, P ou N, inclus dans des groupements
fonctionnels tels que les alcools, éther, ester, acide, sulfate, sulfonate, phosphate, amine, amide, etc. ...
d'autre part, un groupe essentiellement apolaire qui est en général une chaîne hydrocarbonée du type
alkyle ou alkylbenzène, parfois avec des atomes d'halogène et même quelques atomes d'oxygène non
ionisée. La partie polaire présente une forte affinité pour les solvants polaires, en particulier l'eau et est
souvent appelé partie hydrophile. La partie apolaire est appelé hydrophobe ou lipophile présentant une
affinité avec la graisse. Au contact d’un solvant les molécules amphiphiles présentent une très forte
tendance à migrer vers les interfaces ou des surfaces et s’orientent de sorte que le groupe polaire se trouve
dans l'eau et le groupe apolaire est placée hors de lui, et finalement dans l’huile (Salager, 2002). Le terme
tensioactif couramment utilisés pour qualifier les savons et détergents, est perçu différemment chez les
français et les américains. En terminologie américaine, le terme tensioactif (abréviation de tensio-actif-
agent) désigne une substance qui présente une activité inter faciale ou superficielle. Cependant, seuls les
amphiphiles ayant des tendances équilibrées hydrophiles et lipophiles sont capables de migrer vers la
surface ou l’interface. Il y’a pas de migration si la molécule amphiphile est trop hydrophile ou trop
hydrophobe. Chez la documentation française, le terme tensioactif désigne les substances capables
d’abaisser les tensions superficielles au contact solide-liquides (Cabridenc, 1976). Cette propriété n’est
pas générale chez tous les amphiphiles (Salager, 2002).
La classification des tensioactifs la plus acceptée est basée sur leur dissociation dans l’eau.
On distingue principalement quatre grands groupes de tensioactifs : les anioniques, les non-
ioniques, les cationiques et les amphotères.
I.5.1. Les tensioactifs anioniques
Les tensioactifs anioniques sont dissociés dans l'eau en un anion amphiphile et d'un cation, qui est
en général un métal alcalin (Na +, K +) ou un ammonium quaternaire. Ce sont les plus utilisés. Ils
comprennent les alkylbenzènesulfonates (détergents), (acide gras) les savons, le laurylsulfate (agent
moussant), di-alkyl-sulfosuccinate (agent mouillant), les lignosulfonates (Dispersants) etc. Les
tensioactifs anioniques représentent environ 50% de la production mondiale (Salager, 2002).
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Les alkylbenzènesulfonates ont spécialement suscité des interrogations quant à leur toxicité et ont
fait l’objet de nombreux travaux. Ce sont des composés comprenant une chaîne alkyl linéaire sur laquelle
est branchée un cycle benzénique possédant un groupement S03" "diamétralement" opposé à la chaîne. La
synthèse de ces composés s'effectue en deux étapes principales. Dans un premier temps, on forme des
hydrocarbures de type alkylbenzène linéaire (LAB) par alkylation catalytique du benzène. Dans un
deuxième temps, les LAB sont sulfonés au moyen d'acide sulfurique concentré ou par du S03 sous
pression, méthode actuellement la plus répandue. Les LAS sont présents sous forme d'une famille de
composés et non en tant que composé unique. Cette famille peut être divisée en différents homologues,
chacun de ces homologues étant défini par le nombre de carbones de la chaîne alkyle. Pour chaque
homologue, il existe différents isomères suivant la position du carbone sur lequel est branché le cycle
benzénique.
I.5.2. Les tensioactifs non anioniques
Ils sont en deuxième position avec 45% de l’ensemble de la production mondiale. Ils n’ionisent
pas en solution aqueuse, parce que leur groupe hydrophile est un non dissociable. Une grande proportion
de ces agents tensioactifs non ioniques sont rendus hydrophiles par la présence d'une chaîne de
polyéthylène. Ils sont appelés tensioactifs non ioniques polyéthoxylés. En ce qui concerne le groupe
lipophile, il est souvent de l'alkyle ou de type alkylbenzène. La polycondensation de l'oxyde de propylène
permet de produire un polyéther qui est légèrement hydrophobe. Cette chaîne de polyéther est utilisée
comme groupe lipophile.
I.5.3. Les tensioactifs cationiques
Tensioactifs cationiques sont dissociés dans l'eau dans un cation amphiphile et un anion, le plus
souvent de type halogène. Une très grande proportion de cette classe correspond à l'azote composé tels
que les sels d'amines grasses et les ammoniums quaternaires, avec un ou plusieurs longues chaînes du
type alkyle, provenant souvent à partir d'acides gras naturels. Ces tensioactifs sont en général plus chers
que les anioniques, en raison d'une réaction d'hydrogénation sous haute pression à effectuer au cours de
leur synthèse. Ils sont utilisés généralement comme bactéricide ou comme hydrophobant.
I.5.4. Les amphotères
Ce sont des surfactant dont la molécule présente deux dissociations anionique et cationique. C’est
le cas des substances naturelles tel que les acides aminés et les phospholipides. Certains amphotères sont
insensibles au pH, tandis que d'autres sont cationiques à faible pH et anioniques à pH élevé, avec un
comportement amphotère à pH intermédiaire. Les tensioactifs amphotères sont généralement très coûteux,
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et par conséquent, leur utilisation est limitée à des applications très spécifiques tels que les cosmétiques
où leur compatibilité biologique élevée et une faible toxicité est de première importance
I.6. Les différentes techniques de détermination des tensioactifs
Il existe principalement deux techniques d’analyse pour la détermination des tensioactifs.
La première regroupe les techniques analytiques qui permettent le dosage global d'une famille de
tensio-actifs (anioniques, non-ioniques...). La seconde comprend celles qui permettent le dosage
individuel des différents composés appartenant à une famille de tensio-actifs, comme par exemple les
isomères et les LAS. Chaque technique utilise trois principaux types de méthodes illustrées dans le
tableau suivant :
I.6.1. Méthode colorimétrique
Pour les tensioactifs anioniques, la méthode colorimétrique la plus connue et la plus employée est
la méthode au bleu de méthylène. Initialement mise au point par Evans (1950) et Degens et al. (1953)
pour l'analyse des effluents d'égout, elle a été améliorée et appliquée aux eaux de rivières par Longwell et
Maniece en 1955 (Thoumelin, 1995). Elle est facile à mettre en œuvre et peu onéreuse. Les teneurs en
"substances actives au bleu de méthylène" (SABM) ont été souvent assimilées aux concentrations en LAS
qui sont les tensio-actifs anioniques les plus utilisés dans les détergents commerciaux.
Les détergents anioniques forment avec le bleu de méthylène une paire d’ion colorée extractible
au chloroforme. Pour éliminer les interférences dues à d’autres substances qui réagissent avec le bleu de
méthylène (protéine, acides humique), l’extrait chloroformique est lavé par une solution acide de bleu de
méthylène. Il est ensuite dosé par spectrophotométrie avec le DR 5000 (654nm). La concentration en
tensioactif est calculée par rapport à une courbe d’étalonnage réalisée avec un produit standard tel que le
dodécylbenzosulfate de sodium. La deuxième méthode utilisée a consisté à la mesure directe des
concentrations avec l’appareil (DR 5000).
Figure 1: Réaction de formation d'une paire d'ions entre le bleu de méthylène et un tensio-actif
anionique (Koga et al, 1999)
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I.6.2. Méthodes par absorption atomique
Ce type de méthode fait intervenir la formation de paire d'ions entre l'agent tensio-actif anionique
et un composé contenant un ion métallique. Après extraction de la paire d'ions par un solvant organique,
le métal complexé est dosé par spectrophotométrie d'absorption atomique sans flamme. La concentration
en anionique est déterminée par rapport à une courbe d'étalonnage réalisée avec un produit standard
(Mannoxol OT, dodécyl sulfate de sodium). (Thoumelin, 1995)
I.6.3. Méthodes polarographiques
Il existe différentes techniques polarographiques permettant de mesurer toutes les substances
présentant des propriétés tensio-actives
La première est basée sur la suppression en présence de substances tensio-actives du maximum
polarographiques se produisant lors de la réduction d'ions mercuriques en solution aqueuse. La calibration
est effectuée avec un produit standard, par exemple le Triton X-100. La seconde méthode est la
polarographie à tension sinusoïdale surimposée qui permet également de mesurer des faibles teneurs en
substances tensio-actives. Elle repose sur le fait que les substances tensio-actives en solution viennent
s'adsorber à l'électrode de mercure, ce qui entraîne une diminution du courant de capacité. Cette
diminution est fonction de l'importance de l'adsorption et donc de la concentration en substances tensio-
actives de l'échantillon. La calibration est effectuée avec un produit standard. Ces méthodes sont rapides
et permettent d’effectuer directement les mesures dans l’échantillon. Par ailleurs ces méthodes sont non
sélectives car ne permettent pas de différencier les différents types de tensio-actifs (anioniques,
canoniques, non-ioniques, amphotères).
I.6.4. La chromatographie
La chromatographie repose sur l'entraînement d'un échantillon dissous par une phase mobile
(liquide, gaz ou fluide supercritique) à travers une phase stationnaire (papier, gélatine, silice, silice greffée
polymère, etc.). Chaque espèce chimique se déplace à une vitesse propre dépendant de ses
caractéristiques et de celles des deux phases. Les différentes espèces ont une vitesse caractéristique qui
permet de les identifier. Cette méthode se distingue en trois principales étapes : l’injection, la séparation
et la détection. On distingue ainsi la chromatographie liquide haute performance (CLHP), la
chromatographie gazeuse.
I.6.5. La spectrométrie de masse
Cette méthode utilise plusieurs techniques que nous citons brièvement : La technique par FD
(Field desorption), par FAB (fast atom bombardment) et par DCI (desorption chemical ionization). La
technique par FD combinée à la CAD (collisionally activated decomposition) nécessite l'utilisation de
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deux spectromètres de masse en série (MS/MS). Le premier (FD) permet de présélectionner les ions
moléculaires qui sont alors captés et soumis au second (CAD). On obtient alors pour chacun d'entre eux
les fragments spécifiques de décomposition. L'intérêt de ces méthodes est qu'elles permettent d'identifier
directement les différents composés appartenant à un mélange de tensio-actifs. Outre l'acquisition d'un
équipement très coûteux, leur inconvénient majeur est qu'elles ne permettent pas une quantification
précise notamment des tensio-actifs anioniques.
I.7. Impact des tensioactifs sur l’environnement
Les tensioactifs anioniques précisément les LAS sont nocifs pour l’environnement. Ils participent
à la pollution des eaux et constituent une menace pour la flore aquatique et la faune. Des travaux ont été
menés sur la toxicité des LAS vis-à-vis des organismes aquatiques. Il a été mis en évidence que ces
organismes étaient sensibles à partir de certaines gammes de concentration présentant alors des signes de
toxicité aigue et chronique, (Thoumelin, 1995).
De plus, la présence des LAS dans les eaux usées utilisées pour l’irrigation des plantes peuvent
entrainer des problèmes de croissance aux plantes telles que la laitue et causer des maladies aux cultures
telles que la chlorose (Ito, 2009). D’autre études plus récentes sur la germination de graines de komatsuna
sous l’effet des LAS ont montré que ces derniers inhibaient la biomasse et la croissance de la plante à 200
mg/l, tout comme le Soja à 600mg/l (Hijikata et al, 2013).
I.8. Germination des graines et les paramètres influant ;
La germination est l’apparition et le développement, à partir de l’embryon de la semence, des
structures essentielles qui sont indicatrices, chez l’espèce soumise à l’essai, de la capacité de la semence à
produire au champ, dans des conditions favorables, une plante utile et mature (ACIA, 2012). Elle est
conditionnée par la présence de plusieurs facteurs déterminant selon les « Méthodes et procédés
canadiens d’essaies de semences, ACIA 2012 » à savoir l’aération, l’humidité, la lumière, le substrat, le
ph et la température. Les paramètres tels que la température, l’humidité et la lumière sont fonction de
l’espèce choisie. Le substrat doit être non toxique avec un pH se situant entre 6,0 et 7 ,5.
I.8.1. Le pH
Le pH est une mesure de l’acidité de l’eau c’est -à-dire de la concentration en ions d’hydrogène
(H+). Des pH faibles augmentent notamment le risque de présence de métaux sous une forme ionique
plus toxique. L’acidité du sol affecte grandement la disponibilité des nutriments. Des pH élevés
augmentent les concentrations d’ammoniac qui peuvent s’avérer toxique pour les plantes. Les savons ont
généralement une action basique pouvant agir sur les végétaux. Des études sur la germination ont montré
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que la présence d’agent alcalin dans les détergents augmente le pH du sol empêchant la fixation d’azote et
inhibant la croissance de la plante indirectement (Hijikata et al, 2013).
I.8.2. Le sodium et la salinité
Ce sont des critères d’importances majeures car un excès de sel augmente la pression osmotique de
l’eau du sol et provoque des conditions qui empêchent les racines d’absorber l’eau. Ces conditions
provoquent une sécheresse physiologique. Même si le sol semble avoir beaucoup d’humidité, les
plantes flétrissent parce que les racines n’absorbent pas suffisamment d’eau pour remplacer celle
perdue par évapotranspiration. Pour ce qui concerne la salinité, les principaux sels responsables de la
salinité de l’eau sont les sels de calcium ( ), de magnésium ( ), de sodium (Na+), les
chlorures (Cl-), les sulfates (SO42-) et les bicarbonates (HCO3-). Une valeur élevée de la salinité
signifie une grande quantité d’ions en solution, ce qui rend plus difficile l’absorption de l’eau et des
éléments minéraux par la plante (Isabelle Couture, 2004). Elle peut se mesurée par la conductivité qui
est exprimée en milli siemens/centimètre (mS/cm).
I.8.3. Les nutriments
Les macros nutriments utilisés par les plantes pour croître sont : l'azote (N), le phosphore (P), le
potassium (K), le calcium (Ca), le magnésium (Mg) et le souffre (S). L'addition de ces éléments,
spécialement l'azote, améliore le rythme de croissance alors qu’une déficience le ralenti et engendre des
Symptômes. Les micros nutriments utilisés par les plantes sont requis en très faibles quantités : il y a le
fer (Fe), le manganèse (Mn), le zinc (Zn), le cuivre (Cu), le bore (B), le clore (Cl) et le molybdène (Mo).
I.9. L’évaluation de la toxicité des eaux grises
Les essais de toxicité consistent à comparer l’effet de deux types de substrats sur la germination et
le développement des racines d’une espèce donnée. La germination et la croissance des semis sont
généralement les principaux paramètres à surveiller.
Les essaies de germination ont été utilisés pour tester l’effet des LAS sur la germination et la
croissance des racines. La toxicité a été évaluée par le biais de la concentration létale à 50 % (CL50),
concentration qui entraîne 50 % de mortalité chez la population étudiée (Thoumelin, 1995). Ces
paramètres permettent de rendre compte à la fois une faible toxicité, ce qui affecte la croissance des
racines et une toxicité élevée, ce qui affecte la germination (Sh. M. Selim et al., 2012). D’autres
paramètres peuvent être évalués lors dans les essais de toxicité. Il s’agit de la concentration efficace à 50
% (CE 50) qui peut traduire l'effet d’une diminution de croissance ou de la quantité de biomasse produite,
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et ceci par rapport à une population témoin.la CL50 est généralement déterminée pour les essais de
toxicité aigue. La CE 50 sur une courte période (24-120h) peut être considérée comme indicatrice de
toxicité aiguë. Sur une période plus longue elle est aussi considérée comme indicatrice de toxicité
chronique. Dans les études de toxicité chronique, d'autres paramètres sont très fréquemment déterminés.
Il s'agit de la concentration à effet non observé, CENO : C’est la concentration maximale pour laquelle
aucun effet toxique n'est observé. La CMEO, ou concentration minimale à effet observé peut être aussi
déterminée La détermination de la CMEO et/ou de la CENO est importante puisqu'elle permet de préciser
les niveaux maximums de concentration pour lesquels aucun effet nocif ne sera constaté. La comparaison
ultérieure avec les concentrations mesurées dans le milieu naturel permet de déterminer si l'on dispose
d'une marge de sécurité quant à l'innocuité du composé étudié. Cette démarche est généralement nommée
processus d'évaluation du risque. (Thoumelin, 1995). La toxicité peut être étudiée à deux niveaux à savoir
la toxicité aiguë et la toxicité chronique. La toxicité aiguë induit concentrations qui entraînent un effet
toxique important, en particulier un taux de mortalité élevé sur une courte période (24 à 120 h).La toxicité
chronique induit les concentrations ayant une incidence à plus long terme sur le développement des
organismes (diminution de la vitesse de croissance, du taux d'éclosion des œufs, du pourcentage de survie
des larves, etc.). Cette incidence est habituellement étudiée sur des temps beaucoup plus longs, de 10 à 30
jours suivant les organismes. (Thoumelin, 1995)
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CHAPITRE II : MATERIEL ET METHODES
II.1.Matériel
Dans le cadre de notre étude, nous avons travaillé sur différents matériels à savoir :
Les produits détersifs que sont OMO, CITEC, KABAKOUROU et le savon peulh. Les savons et
détergents ont été collectés dans les villages-pilotes de Barkoundba et Kologodjessé. En effet une
enquête préliminaire antérieure réalisée en 2011 dans le cadre des activités du projet Ameli-eaur
montrait que 100% des ménages dans les sites concernés emploient ces savons pour leurs activités
ménagères. Ils ont servi à la préparation des échantillons sur lesquels les mesures directes des
tensioactifs ont été effectuées. Les échantillons ont ensuite servi à réaliser les différents tests de
germination.
Figure 2 : Savons et détergents utilisés dans les ménages en milieu rural et périurbain (Kabore,
2013)
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II.1.1. Les savons et détergents utilisés
Les savons sont produits par réaction d’un corps gras (acides gras) avec un hydroxyde de sodium
ou de potassium, des composés réputés pour être des bases extrêmement fortes. La réaction qui a lieu
entre ces substances produit un sel : le savon (SALAGER, 2002).
II.1.2. Le savon peulh
C’est un savon originaire d’Afrique occidentale principalement chez les peuples pastoraux qui ont
une tradition d’élevage (Peulh, Targui et Maures). Chez ces communautés le trait du bétail est transformé
en lait caillé après extraction du beurre. Ce beurre est ensuite utilisé par les femmes pour l’entretien des
cheveux, de la peau ou encore pour fabriquer le savon peulh appelé « Katarè » utilisés dans le traitement
des teignes (Sanon, 1995). Ce savon est régulièrement utilisé à des à des soins corporels. Il est donc une
composante importante des eaux grises produite en milieu rural. En matière de fabrication du savon
peulh, il existe deux procédés l’un à base de potasse et l’autre à base de cendre issue des chaumes brulées
(petit mil, sorgho). (Sanon 1995)
II.1.3. Le savon « KABAKOUROU »
C’est un savon traditionnel en boules rondes fait à base d’huile rouge et de potasse. Sa fabrication
est détenue par les femmes Mandé du nord (UEMOA, 2008). Ici le procédé utilisé est la saponification,
défini comme la réaction entre un alcali (la lessive) et un corps gras (huile ou graisse). Les composés
formés sont le savon et la glycérine. Ce processus fait donc intervenir des composés tels que l'hydroxyde
de sodium, l’hydroxyde de potassium et le carbonate de potassium. La soude (comme la potasse ou le
carbonate de sodium) est utilisée dans l'élimination des graisses naturelles qu'elle saponifie en formant
des savons qui viennent renforcer l'action détergente du produit. L'hydroxyde de potassium KOH, ou
potasse caustique possède un bon pouvoir hydrolysant est utilisé dans les détergents industriels pour son
alcalinité.
II.1.4. Le savon CITEC
C’est un savon industriel fait à base de coton fabriqué par société nouvelle huilerie et savon SN
CITEC située à Bobo Dioulasso et également obtenu par saponification. Ce savon présente certains vertus
thérapeutiques car constituant un vrai antiseptique et peut être conseillé pour l’hygiène des malades
(UNITAR ,2008).
I.5. Détergent en poudre OMO
C’est une lessive commerciale propriété d’Unilever crée en 1952. Comme la plupart des
détergents ce produit est constitué d’agents tensioactifs anioniques ou cationiques, de composés alcalins
qui augmentent le pH de l’eau, de triphosphate, de produit de blanchiment etc...
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Les graines d’espèce végétale (variétés de chou Basssica rapa var. perviridis) sur lesquelles ont
été réalisés des essaies de germination. C’est un type de légume-feuille cultivé commercialement
au Japon et à Taiwan dont le nom est de « komatsuna » en japonais. Il est généralement
consommé bouilli, mariné, sauté, ajouté aux soupes ou utilisé fraiche dans les salades. Il est une
excellente source de calcium. Ces feuilles peuvent être consommées à différents stade de la
croissance. Dans un plant mature ils sont vert foncé avec des tiges vert clair minces, environ 30
cm de long et 18 cm de large. Cette variété de graine a été choisie principalement pour sa capacité
de germination rapide et sa croissance racinaire uniforme.
Pour les mesures au laboratoire, différents outils ont également été utilisés dans la détermination
des tensioactifs, les essaies de germination et la détermination des ions (chlorure, sodium,
magnésium, potassium).
I.2. Méthodes
La méthodologie utilisée dans la réalisation de ces travaux a consisté dans un premier temps à faire une
phase exploratoire sur les sites d’étude qui a permis d’acquérir les détergents puis dans un second temps à
effectuer un travail en laboratoire pour quantifier les différents degrés de toxicité.
I.2.1. Préparation des échantillons
Les échantillons sont les solutions de détergent et des solutions étalons de sodium dodécil-
benzensulfonate (C-12 LAS) à différentes concentrations que nous avons préparé au laboratoire. Pour
chaque détergent, des solutions de concentrations croissantes de 0,1g/l ; 0,3g/l ; 0,5g/l ; 1g/l ; 1,5g/l ;
2g/l ; 3g/l ; 4g/l ; 5g/l ont été préparées. Pour ce faire, nous fabriquons la solution de 5g/l comme solution
mère et ensuite on obtient facilement par dilution les autres concentrations.
I.2.2. Détermination des tensioactifs
La mesure des concentrations en tensioactif a été réalisée par la méthode colorimétrique au bleu de
méthylène dérivée de réf 1 (Analyse de l’eau ver.5, La Société japonaise pour la chimie analytique,
Hokkaido Direction, 2005 ISBN978-4-7598-0991-6) de la méthode au bleu de méthylène d’origine réf2
(Détermination de détergents anioniques dans les eaux usées, des effluents d’eaux usées et les eaux
fluviales, J.Lonwell et WD Maniece, analyse1955, 80,167-171,(DOI :10.1039/AN9558000167).
I.2.3. Les tests de germination
Nous prélevions 6 ml de l’échantillon que l’on applique sur du papier filtre (Whatman n-41,
diamètre 90 mm) contenu dans des boites de Pétri (Schleicher and Schuell no. 595, 85 mm rundfilter) et
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10 ou 50 graines sont ensuite placées sur le papier filtre. Cinq pré-expériences à 10 graines, étendue par la
suite à 50 graines ont été réalisées. Les boites de pétri ont été scellées avec du papier aluminium et
incubées dans l’obscurité pendant 5 jours à 25 °C au bout desquels la longueur des racines est déterminée.
Le taux de germination se lisait 48h après l’incubation. La germination des graines dans l’eau de robinet a
été utilisée comme témoin. Le taux de germination a été calculé suivant la méthode utilisée par [Zucconi
et al, 1981.b »] :
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CHAPITRE III : RESULTATS
La figure 3 présente la variation des concentrations des LAS pour chaque type de détergent à une
concentration de 1g/l. On observe que la solution d’OMO a la concentration la plus élevée en surfactants
avec une concentration de 2.584 mg/l. Ensuite vient la solution de savon Peulh avec une faible
concentration de 0.020 mg/l. Les savons CITEC et KABAKOUROU ont également des concentrations
faible en LAS avec 0.013 mg/l et 0.011 mg/l.
Figure 3 : Concentration en LAS pour chaque savon et détergent
0,013 0,011 0,02
2,584
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
Citec Kaba S.peulh OMO
LAS (mg/l) Conc (mg/l)
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La figure 4 présente la variation du taux moyen de germination de la graine de choux (Brassica
rapa var perviridis) sous l’effet du SDS à différentes concentrations croissantes allant de 0 à 5 mg/l. On
observe un fort taux de germination au début qui décroit ensuite avec l’augmentation de la concentration.
Il est de 80% à 0.1g/l ,déscend ensuite à 50% à partir de 1g/l et reste constant jusqu’à 5g/l.La CL50
s’aperçoit à 1g/l .
La figure 5 présente les variations de l’allongement racinaire de la plantule sous l’effet du SDS.
On remarque une longueur racinaire assez élevée à 0.1g/l de 2.5cm qui s’annule ensuite très vite à partir
de 0.3 g/l et reste constant jusqu' 5g/l. La CL 50 se dessine à 0.15g/l.
Figure 4 : Taux de germination sous l'effet du SDS Figure 5 : L’élongation racinaire sous l'effet du SDS
0%
20%
40%
60%
80%
100%
0 1 2 3 4 5
Taux de germinati
on (%)
Concentration (g/l)
SDS Témoin : 100%
CL50 : 0,15 g/l 0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
0 1 2 3 4 5
Long.racine (cm)
Concentration (g/l)
SDS Témoin : 3,8 cm
CL50 : 0,15 g/l
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La figure 6 présente la variation du taux de germination de la graine sous l’effet d’OMO.
On remarque un taux de germination assez élevé et relativement constant jusqu’à 5g/l. Ce taux varie entre
100% et 80% jusqu’à 1g/l et décroit ensuite légèrement à 70% entre 1.5g/l et 5g/l. La CL50 ne peut être
déterminée dans ce cas.
La figure 7 présente la variation de l’allongement racinaire sous l’effet d’OMO . On observe une longueur
de 1.9 cm à 0.1g/l qui décroit rapidement et s’annule à 1g/l et reste constant jusqu’à 5g/l . L’effet d’OMO
sur la germination est nettement perceptible car la CL50 apparait immédiatement à 0.16g/l .
Figure 6 : Taux de germination sous l'effet de l'OMO Figure 7 : Élongation racinaire sous l'effet de l'OMO
0%
20%
40%
60%
80%
100%
0 1 2 3 4 5
Concentration (g/l)
OMO Témoin : 97%
Taux de germination(%)
CL50 : Non observé
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
0 1 2 3 4 5 Concentration (g/l)
OMO Témoin : 3,1 cm
Long. Racine
CL50 : 0,16g/l
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La figure 8 présente la variation du taux de germination sous l’effet du savon Peulh. On observe un fort
taux de germination au départ de 90%. Ce taux diminue ensuite progressivement jusqu’à 3g/l avant de
chuter brusquement à 20% entre 3g/l et 10g/l. La Cl50 apparait à 4.8g/l.
La figure 9 présente l’élongation racinaire sous l’effet du savon Peulh. On remarque une taille de 2cm à
0.1g/l qui diminue progressivement jusqu’à 3g/l et s’annule entre 3g/l et 10g/l. La CL50 est très vite
observée à 0.3g/l.
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Concentration (g/l)
S.Peulh Témoin : 3,1 cm Long. Racine
CL50 :0,3g/l
0%
20%
40%
60%
80%
100%
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Concentration (g/l)
S.Peulh Témoin : 100 %
Taux de germination(%)
CL50 : 4,8g/l
Figure 8 : Taux de germination sous l’effet du
S.Peulh
Figure 9 : Élongation des racines sous l’effet du
S.Peulh
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La figure 10 présente la variation du taux moyen de germination sous l’effet du savon CITEC. On
observe un taux moyen situé entre 90% et 80% de 0.1g/l à 2g/l. Ce taux variant entre 80% et 100%
jusqu’à 7g/l et diminue légèrement à 70% entre 7g/l et 10g/l. La CL50 n’apparait donc pas dans ce cas.
La figure 11 présente les variations des longueurs racinaires sous l’effet du savon CITEC. On
observe des longueurs assez grandes comprises entre 2.5cm et 3 cm de 0.1g/l à 0.5g/l . Elle diminue
ensuite et s’annule à 1.5g/l.la CL50 apparait à 0.75g/l.
CL50
:0.75g/l
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Concentration (g/l)
CITEC Témoin : 85 %
Taux de germination(%)
Non observé
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Concentration (g/l)
CITEC Témoin : 4,3 cm
Long. Racine
CL50 : 0,6g/l
Figure 10 : Taux de germination sous l’effet du
savon CITEC
Figure 11 : Élongation des racines sous l’effet du savon
CITEC
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La figure 12 présente la variation du taux de germination sous l’effet du savon KABAKOUROU. On
observe aussi un fort taux 95% à 0.1g/l qui décroit ensuite légèrement à 85% puis diminue
progressivement entre 1g/l et 10g/l jusqu’à 60%. La CL50 ne peut être déterminée.
La figure 13 présente la variation des longueurs racinaires sous l’effet du savon KABAKOUROU. Les
longueurs sont assez grandes entre 0.1g/l et 0.3g/l variant entre 2.8cm et 2cm. Elle décroit ensuite et
s’annule à 1 g/l jusqu’à 10g/l. La CL50 se dessine à 0.48g/l.
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Concentration (g/l)
KABA Témoin : 3,2 cm
Long. Racine
CL50 : 0,48 g/l
0%
20%
40%
60%
80%
100%
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Concentration (g/l)
KABA Témoin : 90%
Taux de germination(%)
Non observé
Figure 12 : Taux de germination sous l’effet du
savon KABAKOUROU
Figure 13 : Élongation des racines sous l’effet du savon
KABAKOUROU
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La figure 14 présente la variation des CL50 obtenues au niveau des longueurs racinaires pour
chaque type de savon et détergent. On remarque que le SDS et l’OMO ont les valeurs les plus faibles avec
respectivement 0.15g/l et 0.16g/l ensuite vient le savon peulh avec 0.30g/l. Les savons KABAKOUROU
et CITEC ont les valeurs les fortes avec respectivement 0.48 g/l et 0.6 g/l.
0,15 0,16
0,3
0,48
0,6
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
SDS OMO S.Peulh KABA CITEC
CL50 (g/l) Savon et détergents
Figure 14 : Variation des CL50 en fonction des savons et détergents
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CHAPITRE IV : DISCUSSION
Il est nécessaire de souligner l’importance de la qualité des eaux traitées pour l’irrigation des
plantes. Une eau qui ne répond pas aux normes de rejet peut impacter négativement l’environnement et
les sols. Les eaux usées peuvent contenir des paramètres toxiques tels que les surfactants provenant des
détergents utilisées pour la vaisselle, la lessive, la douche etc.… l’analyse des surfactants a montré que
OMO possède une concentration plus élevée en LAS (2.584 mg/l soit 2.584 mg de LAS dans un 1 g
d’OMO). Le savon peulh vient en deuxième position avec 0.020mg/l correspondant à 0.020 mg pour un
1g de savon. CITEC et KABAKOUROU sont en dernière position avec 0.013mg pour 1g de CITEC et
0.011mg pour 1g de KABAKOUROU. Deux méthodes ont été utilisées, celle par mesure directe sur
l’appareil (DR5000) et l’autre à l’aide de la courbe d’étalonnage (SDS, dodécil benzène sulfonate) par le
biais de l’absorbance. Les résultats obtenus ont été sensiblement identiques. La légère différence des
valeurs obtenues peut être liée à la fiabilité des méthodes et de l’appareil utilisé (DR5000) mais cela nous
donne une idée sur la concentration en LAS du composé. La méthode au bleu de méthylène présente
certains inconvénients au sens qu’elle est sensible à la présence de divers produits organiques. Ainsi les
sulfates, phosphates organiques réagissent avec le bleue de méthylène de même que les surfactants,
contribuant à donner des valeurs en excès. Les amines et autre substances chargées positivement telles
que les protéines peuvent donner lieu à des résultats par défaut car elles entrent en compétition avec le
bleu de méthylène pour la formation de paires d'ions avec les anioniques. (Thoumelin, 1995)
Les essaies de germination sous l’effet du SDS ont donné une CL50 (concentration létale
entrainant 50% de mortalité chez le témoin) de 1g/l. Les LAS influencent donc la germination des choux
à cette concentration entrainant une mortalité de 50% des graines après deux jours. Les mesures de
l’allongement racinaire ont donné une CL50 située à 0.15g/l.
Les essais de germination sous l’effet d’OMO ont montré un ralentissement progressif de la
germination à partir de 1g/l même si la CL50 n’apparait pas. Au niveau de la croissance racinaire, l’effet
d’OMO est nettement perceptible car la CL50 apparait à 0.16g/l. Ces résultats sont comparables à ceux
obtenus au niveau du SDS.L’OMO car parait donc aussi toxique que le SDS car en terme de toxicité une
CL50 élevée traduit une faible toxicité alors qu’une faible CL50 traduit une forte toxicité. (Thoumelin,
1995).
Les essais de germination sous l’effet du savon peulh ont montré une sensibilité de la graine au
niveau du taux de germination à 3g/l, la CL50 apparait à 4.8g/l. Cette sensibilité s’explique par l’action
des LAS mais aussi par l’effet de salinité. En effet des études ont montré que l’augmentation du stress
salin entraine une réduction non seulement des taux de germination mais aussi du temps moyen de
germination (Jaouadi & al., 2010). Au niveau de l’allongement racinaire la CL50 apparait très vite à
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0.3g/l. Elle est supérieure à celle obtenu avec le SDS et l’OMO ; le savon peulh parait donc moins toxique
que ces deux composés.
Les résultats obtenus sous l’effet du savon CITEC ont donné une tendance assez différente au
niveau des taux de germination entre 0.1g/l et 3g/l. En effet on observe un taux de germination assez fort
de 90% entre 0.1g/l et 0.3g/l qui décroit ensuite jusqu’à 80% à 1g/l puis remonte à 100% entre 2g/l et
3g/l. Ces taux sont assez élevés mais reste assez aléatoire car ne reflètent pas l’effet de ralentissement ou
d’inhibition attendu sur la germination malgré l’augmentation des concentrations en LAS. Cette non
concordance pourrait être dû aux conditions expérimentales liées au fonctionnement de l’incubateur et à
la fréquence des tests. La reprise dans des conditions plus maîtrisées des essais pourrait permettre une
explication plus précise. Cependant, la CL50 a été observée à 0.6g/l au niveau de l’allongement racinaire.
Ce résultat semble logique car traduit une inhibition de la croissance. La CL50 ici est supérieure à celle
obtenue avec le SDS (0.15g/). La graine résiste plus au savon CITEC qu’au SDS. Cela se justifie par une
toxicité du SDS par rapport au savon CITEC.
Les essais de germination sous l’effet du savon KABAKOUROU ont montré une diminution
progressive du taux de germination à 1g/l. La Cl50 s’observe à 0.48g/l au niveau de la longueur racinaire.
Cette valeur est également supérieure à celle obtenue avec le SDS et l’OMO. La graine parait moins
sensible au KABAKOUROU qu’à ces deux composés.
En somme les essais de germination sous l’effet des quatre composés (CITEC, OMO, KABA,
S .Peulh) ont permis d’observer une diminution progressive des taux de germination . Cette diminution
est due à l’action des tensioactifs mais aussi à l’effet de salinité engendré par les ions Na+, Cl- contenu
dans les détergents. Ces ions provoquent une élévation du potentiel osmotique entrainant une difficulté
d’hydratation au sein de la graine (Jaouadi & al., 2010) .
Les résultats relatifs à l’effet des quatre composés montrent que la croissance racinaire de la graine
est très sensible à l’effet des LAS. La valeur limite de CL50 a été observée sous l’effet de l’OMO à
0.16g/l correspondant à 0.41mg/l de LAS. Plus la concentration en LAS augmente, plus la longueur
racinaire diminue. Cela pourrait s’expliquer par la présence d’agents alcalins dans les savons et détergents
qui augmentent le pH du substrat empêchant la fixation d’azote et inhibant la croissance de la plante
indirectement (Hijikata & al., 2013).
L’analyse comparative des CL50 obtenues montre que le SDS et l’OMO ont les valeurs les plus
faibles avec respectivement 0.15g/l et 0.16g/l ensuite vient le savon peulh avec 0.30g/l. Les savons
KABAKOUROU et CITEC ont les valeurs les fortes avec respectivement 0.48 g/l et 0.6 g/l. Cependant
on peut remarquer que les CL50 les plus faible présente les concentrations en LAS les plus élevées donc
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les plus toxique. Des quatre composés étudiés l’OMO possède donc la concentration toxique la plus
élevée qui est de 0.41mg/l.
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CONCLUSIONS ET RECOMMANDATIONS
La présente étude a permis d’analyser la composition en surfactants de savon et détergents collecté en
milieux rural dans les villages de Barkoundouba et Kologodjessé par la méthode colorimétrique au bleu
de méthylène. Des échantillons préparés à base de ces produits détersifs ont ensuite permis d’effectuer
des essais de germination sur des graines d’espèces végétales (variétés de chou Basssica rapa var.
perviridis). De cette étude il est ressorti que les LAS sont présent dans les quatre types de savons et
détergents. Le détergent en poudre OMO a la plus grande concentration tandis que pour les autres les
quantités de LAS sont très faibles. La capacité germinative des graines diminue avec l’augmentation des
concentrations pour chaque type de savon. Les LAS présents dans les savons et détergents inhibent la
croissance des racines du Komatsuna. La présence des composés alcalins tels que le sodium, les chlorures
et le bore dans les savons et détergents augmente le pH du substrat qui inhibe la croissance des racines.
Au regard de ces résultats l’élimination des tensioactifs parait indispensable pour une meilleure
réutilisation des eaux grises dans l’irrigation. Cependant nous suggérons d’effectuer des analyses plus
poussés afin de déterminer précisément les concentrations en ions chlorures, potassium, magnésium,
sodium, et le rôle qu’ils pourraient jouer dans la germination et la croissance des plantes.
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Bibliographie
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Hijikata, N., & al., a. (2013). Feasibility of greywater reuse for irrigation: the impact of laundry detergent
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ANNEXES
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1
Tableau présentant les concentrations en LAS pour chaque savon et détergent
Test N°1 des surfactants sur les solutions de détergent à 1g/l
ECH Citec Kaba S.peulh OMO
Methode
1
A654 nm 0,01 0,008 0,015 2,991
[ mg/l ] 0,016 0,014 0,019 2,06
Methode
2 [ mg/l ]
0,013 0,011 0,02 2,584
Test N°2 des surfactants sur les solutions de détergent à 1g/l
ECH Citec Kaba S.peulh OMO
Me
thode 1
A654 nm 0,011 0,012 0,01 2,347
[ mg/l ] 0,017 0,017 0,016 1,624
Me
thode 2 [ mg/l ]
0,012 0,015 0,018 2,034
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2
Tableau présentant les valeurs des taux de germination pour chaque savon et détergent
CITEC
Conc (g/l) 0 0,1 0,3 0,5 1 1,5 2 3 4 5 7 10
Taux de
germination 85% 91% 94% 95% 81% 87% 97% 99% 93% 91% 90% 70%
OMO
Conc (g/l) 0 0,1 0,3 0,5 1 1,5 2 3 4 5
Taux de
germination 97% 95% 83% 81% 81% 76% 86% 69% 68% 67%
KABA
Conc (g/l) Blanc 0,1 0,3 0,5 1 1,5 2 3 4 5 7 10
Taux de
germination 79% 93% 83% 79% 84% 82% 79% 72% 71% 84% 70% 60%
S.Peulh
Conc (g/l) Blanc 0,1 0,3 0,5 1 1,5 2 3 4 5 7 10
Taux de
germination 95% 75% 79% 83% 63% 75% 79% 69% 83% 68% 20% 20%
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3
Tableau présentant les valeurs de l’allongement des racines pour chaque savon et
détergent
CITEC
Conc (g/l) Blanc 0,1 0,3 0,5 1 1,5 2 3 4 5 7 10
Longueur
racine
Moyenne
N°1 et N°3 4,3 3,4 2,4 3,5 0,35 0 0 0 0 0 0 0
OMO
Conc (g/l) Blanc 0,1 0,3 0,5 1 1,5 2 3 4 5
Longueur
racine
Moyenne
N°1 et N°3 2,3 1,7 0,8 0,5 0,05 0,2 0 0 0 0
KABA
Conc (g/l) Blanc 0,1 0,3 0,5 1 1,5 2 3 4 5 7 10
Longueur
racine
Moyenne
N°1 et N°3 3,2 1,7 1,15 0,8 0 0 0 0 0 0 0 0
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4
S.Peulh
Conc (g/l) Blanc 0,1 0,3 0,5 1 1,5 2 3 4 5 7 10
Longueur
racine
Moyenne
N°1 et N°3 3,8 1,6 1,3 1,68 0,45 0 0 0 0 0 0 0
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5
Tableau présentant les valeurs des taux de germination et de l’allongement racinaire
sous l’effet du SDS
Taux de
germination
Conc (g/l) Blanc 0,1 0,3 0,5 1 1,5 2 3 4 5
Taux de
germination 100% 80% 70% 60% 60% 60% 50% 50% 50% 50%
Longueur des
racines
Conc (g/l) Blanc 0,1 0,3 0,5 1 1,5 2 3 4 5
Longueur
des racines
5,2 3,5 0 0 0 0 0 0 0 0
4,7 2 0 0 0 0 0 0 0 0
4,5 3 0 0 0 0 0 0 0 0
1,5 1,5 0 0 0 0 0 0 0 0
3 2 0 0 0 0 0 0 0 0
4,2 0 0 0 0 0 0 0 0 0
3,8 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Moyenne 3,8 2,4 0 0 0 0 0 0 0 0
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6
Tableau présentant les concentrations en ions chlorure pour chaque savon ou détergent
ECH ESSAIS Volume
(ml) Normalité Cl- (mg/l)
Moy Cl-
(mg/l)
CITEC
Essai 1 14,2 0,0282 284,31
279,30 Essai 2 13,7 0,0282 274,30
OMO
Essai 1 3,4 0,0282 68,07
74,08 Essai 2 4 0,0282 80,08
KABA
Essai 1 13,1 0,0282 262,28
257,28 Essai 2 12,6 0,0282 252,27
S.Peulh
Essai 1 8,2 0,0282 164,18
154,16 Essai 2 7,2 0,0282 144,15
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7
Tableau présentant les valeurs de CL50 obtenues au niveau de la croissance des
racines
Savon et détergent SDS OMO S.Peulh KABA CITEC
CL50 (mg/l) 0,15 0,16 0,3 0,48 0,6
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