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UNIVERSITE D’ANTANANARIVO *****
FACULTE DES SCIENCES *****
DOMAINE SCIENCES ET TECHNOLOGIES *****
MENTION SCIENCES DE LA TERRE ET DE L'ENVIRONNEMENT
***** PARCOURS HYDROGEOLOGIE EAU ET ASSAINISSEMENT
(HYDROASS) *****
EVALUATION DE LA GESTION DE LA STATION DE
TRAITEMENT DE BOUES DE VIDANGE DANS LA
VILLE DE TOAMASINA, DISTRICT TOAMASINA I,
REGION ANTSINANANA DE MADAGASCAR
Mémoire pour l’obtention du Diplôme de Master professionnel
Présenté par : PRINCILOT Razafitsirambo Fardalino
Devant les membres du jury composé de :
Président : Monsieur Raymond RAKOTONDRAZAFY, Professeur
Rapporteur : Madame Voahangy RAMBOLAMANANA, Maître de Conférences
Examinateur : Monsieur Alfred RANAIVOARISOA, Maître de Conférences
Soutenu publiquement le 28 Mai 2019
UNIVERSITE D’ANTANANARIVO *****
FACULTE DES SCIENCES *****
DOMAINE SCIENCES ET TECHNOLOGIES *****
MENTION SCIENCES DE LA TERRE ET DE L'ENVIRONNEMENT
***** PARCOURS HYDROGEOLOGIE EAU ET ASSAINISSEMENT
(HYDROASS) *****
EVALUATION DE LA GESTION DE LA STATION DE
TRAITEMENT DE BOUES DE VIDANGE DANS LA
VILLE DE TOAMASINA, DISTRICT TOAMASINA I,
REGION ANTSINANANA DE MADAGASCAR
Mémoire pour l’obtention du Diplôme de Master professionnel
Présenté par : PRINCILOT Razafitsirambo Fardalino
Devant les membres du jury composé de :
Président : Monsieur Raymond RAKOTONDRAZAFY, Professeur
Rapporteur : Madame Voahangy RAMBOLAMANANA, Maître de Conférences
Examinateur : Monsieur Alfred RANAIVOARISOA, Maître de Conférences
Soutenu publiquement le 28 Mai 2019
PAGE i
REMERCIEMENTS
Je tiens à remercier toutes les personnes qui ont contribué à la réalisation de cet
ouvrage. En premier lieu, les personnes qui ont permis à mes études de se dérouler
dans les clos :
Monsieur Marson RAHERIMANDIMBY, Professeur, Doyen de la Faculté des
Sciences, pour sa grande responsabilité dans la faculté et d’avoir donné l’accord de
la soutenance de ce mémoire.
Monsieur Raymond RAKOTONDRAZAFY, Professeur, Vice-Doyen de la Faculté
des Sciences, pour l’intérêt qu’il donne aux formations et à l’avenir des étudiants.
Monsieur Alfred ANDRIAMAMONJY, Maître de Conférences, Responsable de la
Mention Sciences de la Terre et de l’Environnement, pour sa coordination pour le bon
déroulement des études.
Monsieur Jean Jacques RAHOBISOA, Maître de Conférences, Responsable de
parcours HYDROASS, pour sa présence durant les deux années d’études. Ces
conseils m’ont permis d’avancer et d’arriver à ce stade.
Monsieur Alfred RANAIVOARISOA, Maître de Conférence, Examinateur de ce
mémoire, pour le temps qu’il a consacré pour ce manuscrit dans le but d’apporter des
améliorations.
Madame Voahangy RAMBOLAMANANA, Maître de Conférences, mon
encadreur durant la réalisation de ce mémoire. Sa générosité m’a permis de terminer
cet ouvrage avec grand plaisir. J’attribue une grande reconnaissance sur le temps et
les conseils qu’elle a consacrés.
Je tiens également à remercier les personnes qui ont permis au bon déroulement
de mon stage :
Monsieur Herinirina RABEMANANTSOA, Responsable programme ONG
PROTOS Tamatave pour son encadrement technique sur le fonctionnement de la
station de traitement des boues.
Monsieur Luc RALISON, Gérant de la station de boues de vidange de
Toamasina, pour son accueil et son hospitalité durant mon stage.
PAGE ii
Madame Domoina Andrianina RAKOTOANOSY, Responsable du service de
vidange de l’entreprise Impact, pour le partage d’information et la bonne collaboration
durant mon stage.
Mes remerciements se tournent également à mes parents qui m’ont toujours
soutenu et encouragé durant toute ma vie. Et enfin, je remercie mon entourage qui a
apporté leur soutien.
PAGE iii
TABLE DES MATIERES
Remerciements ............................................................................................................. i
Table des matières....................................................................................................... iii
Liste des illustrations .................................................................................................... v
Liste des annexes ........................................................................................................vi
Liste des abréviations ................................................................................................. vii
Introduction ................................................................................................................... 1
Chapitre I Généralités sur la zone d’étude ............................................................... 2
I.1. Cadre physique .............................................................................................. 3
I.1.1. Localisation et Accéssibilité ............................................................... 3
I.1.2. Aspect géologique .............................................................................. 5
I.1.3. Ressources en eau ............................................................................ 7
I.1.3.1. Eau de surface ................................................................................ 7 I.1.3.2. Eau souterraine ............................................................................... 9
I.1.4. Climat et géomorphologie .................................................................. 9
I.2. Population et socio-économique ................................................................. 11
I.2.1. Effectif de la population .................................................................... 11
I.2.2. Activité économique ......................................................................... 11
Chapitre I I Approches méthodologiques ................................................................ 12
II.1. Phase préliminaire ....................................................................................... 13
II.1.1. Documentation sur le thématique .................................................... 13
II.1.2. Information générale sur les boues de vidange ............................... 13
II.1.3. Préparation de la descente sur terrain ............................................. 13
II.2. Investigation de terrain ................................................................................ 14
II.2.1. Obsérvation de la STBV et intégration professionnelle ................... 14
II.2.2. Principe de traitement des boues de vidange ................................. 15
II.2.3. Suivi de la chaine de traitement ....................................................... 16
II.2.3.1. Collecte des boues ...................................................................... 16 II.2.3.2. Transport des boues .................................................................... 17 II.2.3.3. Traitement proprement dit ........................................................... 18
II.2.4. Prélèvement d’échantillon pour analyse .......................................... 21
II.2.4.1. Mode de prélèvement des effluents ............................................ 21 II.2.4.2. Prélèvement d’échantillon de boues sèche ................................. 22 II.2.4.3. Laboratoire d’analyse ................................................................... 22
II.3. Elaboration du mémoire .............................................................................. 23
II.3.1. Assemblage et traitement des données collectées ......................... 23
II.3.2. Traitement cartographique du site ................................................... 23
II.3.3. Présentation des résultats obtenus .................................................. 24
PAGE iv
Chapitre I II Résultats et interprétations ................................................................. 25
III.1. Situation en assainissement....................................................................... 25
III.2. Processus de traitement de boues de vidange .......................................... 26
III.2.1. Quantité de boues récupérées ......................................................... 26
III.2.2. Classification des boues................................................................... 28
III.2.3. Charges traitées ............................................................................... 31
III.2.4. Évolution des plantes macrophytes ................................................. 32
III.3. Résultat des éléments traités ..................................................................... 34
III.3.1. Paramètres physico-chimiques des effluents .................................. 35
III.3.2. Biosolides accumulé dans les lits d’humification ............................. 36
Chapitre IV Discussion et proposition d’amélioration ............................................ 38
IV.1. Discussions ................................................................................................ 38
IV.2. Peroposition d’amélioration de l’assainissement....................................... 41
IV.2.1. Amélioration du service de vidange ................................................. 41
IV.2.1.1. Infraction des services de vidange ............................................. 42 IV.2.1.2. Appuis aux vidangeurs informels ............................................... 42
IV.2.2. Utilisation des fosses adaptées........................................................ 43
IV.3. Vision pérenne pour la gestion meilleure de la STBV ............................... 44
IV.3.1. Approche innovante de l’assainissement ........................................ 44
IV.3.2. Recyclage des lits et valorisation des sous-produits ....................... 45
Conclusion .................................................................................................................. 46
Références bibliographiques ..................................................................................... 48
Annexes ..................................................................................................................... 50
PAGE v
LISTE DES ILLUSTRATIONS
LISTE DES FIGURES
Figure 01. Carte de localisation de la STBV de Toamasina ....................................... 4
Figure 02. Carte géologique aux environs de la STBV de Toamasina ....................... 6
Figure 03. Carte de réseau hydrographique de la zone d’études ............................... 8
Figure 04. Variation de la précipitation mensuelle de Toamasina (2009 - 2018) ..... 10
Figure 05. Organigramme de la démarche de l’étude............................................... 12
Figure 06. Station de traitement de boues de vidange de Toamasina ..................... 15
Figure 07. Étapes du traitement de boue de vidange ............................................... 16
Figure 08. Collecte des boues par les vidangeurs .................................................... 17
Figure 09. Moyens de transport des boues de vidange ............................................ 17
Figure 10. Etapes du traitement de boues de vidanges ........................................... 18
Figure 11. Traitement primaire par lit planté de macrophytes .................................. 19
Figure 12. Traitement secondaire par lagunage ....................................................... 20
Figure 13. Traitement tertiaire par lit d’infiltration ...................................................... 20
Figure 14. Procédé de traitement des boues de vidange par le lit planté (2017) ..... 21
Figure 15. Élaboration des données acquises .......................................................... 23
Figure 16. Répartition des fosses non ménagères par type d’établissement ........... 26
Figure 17. Fosses utilisées à la zone d’enfouissement (2017) ................................. 28
Figure 18. Mode de triage des boues de vidanges ................................................... 30
Figure 19. Comparative de la quantité de boues en 2017 et 2018 ........................... 31
Figure 20. Types de plantes macrophyte utilisées à la STBV de Toamasina .......... 32
Figure 21. Développement végétal sur les lits .......................................................... 33
Figure 22. Comparatifs des macrophytes utilisées à la STBV de Toamasina ......... 34
Figure 23. Variation de la hauteur des couches de boues dans les lits plantés....... 36
Figure 24. Zone racinaire des macrophytes .............................................................. 37
Figure 25. Essai sur un lit de séchage non planté .................................................... 39
LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1. Répartition des infrastructures d’assainissement à Toamasina ............. 25
Tableau 2. Quantité de boues arrivée à la station en 2017 et 2018 (m3) ................. 27
Tableau 3. Classification des types de boues de vidange ........................................ 29
Tableau 4. Volume de boue traité m3 à la STBV année 2017 2018 (m3) ................. 31
Tableau 5. Résultat d’analyse des effluents .............................................................. 35
Tableau 6. Extrait de la norme de rejet d’eaux usées ............................................... 40
PAGE vi
LISTE DES ANNEXES
Annexe 1. Caractéristique du phragmite ................................................................... 50
Annexe 2. Norme des rejets d’effluents liquides ....................................................... 52
Annexe 3. Résultat d’analyses .................................................................................. 54
Annexe 4. Plan de masse de la STBV ...................................................................... 59
PAGE vii
LISTE DES ABREVIATIONS
AIMF : Association internationale des maires francophones
APS : Avant-Projet Sommaire
ATPC : Assainissement Total Piloté par la Communauté
CLTS : Community- led total sanitation
CLUES : Climate, Land, Use and Ecosystem Service
DBO : Demande biochimique d’oxygène, unité de pollution organique
DCO : Demande chimique d’oxygène, unité de pollution organique
EPI : Equipement de Protection Individuelle
Esri : Environmental Systems Research Institute
FTM : Foibe Tao -Tsaritan'i Madagasikara
Mes : Matière en Suspension
NPP : Nombre le Plus Probable
ODD : Objectif de Développement Durable
OMS : Organisation Mondiale de la Santé
ONG : Organisme Non Gouvernementale
PGRM : Programme de Gouvernance des Ressources Minérales
RN : Route Nationale
SIG : Système d'Information Géographique
STBV : Station de Traitement de Boue de Vidange
Page 1
INTRODUCTION
Le manque d’assainissement dans de nombreux pays en développement est un
véritable fardeau pour la santé de la population. L’absence d’infrastructures
adéquates d’assainissement augmente le risque de contact avec les excrétas, qui
sont souvent des vecteurs d’organismes pathogènes dangereux pour la santé
humaine. (Seidl M, 2006). Ce manque touche la majorité des villes de Madagascar.
En effet, 48% de la population utilisent des toilettes de tous types (…). Et lorsqu’il
s’agit de latrines améliorées, la situation est encore plus alarmante, avec, en 2012,
seulement 14% de la population qui en utilisent au quotidien. (Journal Midi
Madagascar, 2014). Le danger est plus imminent pour la ville de Toamasina. Les
matières fécales ne sont pas maitrisées et se propagent dans la ville due au manque
d’infrastructures adéquates d’assainissement. Il est constaté que la population utilise
de manière significative l’eau de nappe pour son usage quotidien, à travers
notamment les pompes « tany », utilisées par plus de 60% des ménages de la ville
(selon l’Institut National de la Statistique). La contamination fécale directe de l’eau de
consommation est donc probablement très importante (Dodane P H, 2013).
La Commune Urbaine de Toamasina s’est engagée dans la mise en place d’un
système intégré de gestion des boues de vidange pour faire face aux problèmes
engendrés par l’expansion d’excrétas humaines dans la ville. Elle est appuyée
techniquement par les ONG PROTOS et PRACTICA et financièrement par l’Agence
de l’Eau Adour Garonne et la Communauté de Commune « Terrasses et Vallées de
l’Aveyron ». (Dodane P H, 2013). L’étude de faisabilité a été faite en 2012, la
réalisation en 2014, et à l’heure actuelle, la Station de Traitement de Boues de
Vidange (STBV) de la ville de Toamasina est en service. Elle consiste à récupérer les
boues de vidange avant de les traiter afin d’éliminer les germes pathogènes. Il reste
à vérifier si l’exploitation de la STBV est la solution pour éradiquer la contamination
de la nappe phréatique de la ville de Toamasina.
Le présent mémoire de fin d’études porte sur l’analyse de l’efficacité du type de
traitement de boues de vidange adoptée par la ville de Toamasina, dont il s’agit de la
méthode du lit planté de macrophytes. D’une part, il se focalise sur l’évaluation
technique dans le mode de traitement ; d’autre part, il interprète l’évolution de la
Page 2
relation entre les excréta et de la nappe phréatique à l’issue de l’exploitation de la
STBV.
Cet ouvrage est subdivisé en quatre chapitres. Il sera présenté en premier lieu la
généralité sur la ville de Toamasina ; une méthodologie d’approche permettra de
suivre le mode opératoire du traitement des boues de vidange ; des résultats seront
ensuite présentés afin d’être interprétés pour permettre d’ouvrir une discussion et les
perspectives.
CHAPITRE I.
C H A P I T R E I GENERALITES SUR
LA ZONE D’ETUDE
Page 3
Les généralités sur la zone d’étude regroupent le cadre physique, l’aspect
démographique et socio-économique. La situation du milieu par rapport à l’étude,
complète également ce premier chapitre.
I.1. CADRE PHYSIQUE
Le cadre physique du milieu permet d’avoir une connaissance générale des
composantes physiques, à savoir les formations géologiques, les réseaux
hydrographiques, le climat, la couverture du sol. Ces paramètres sont importants pour
les études techniques en raison de leurs variabilités d’une région à une autre et
permettent de faire un choix sur la méthode adoptée.
I.1.1. LOCALISATION ET ACCESSIBILITE
Le site d’emplacement de la station de traitement de boues de vidange est localisé
dans le Fokontany Tsaramasina, Commune urbaine de Toamasina, District
Toamasina I, Région Antsinanana. Elle se trouve à 12 km de la ville de Toamasina,
et située aux proximités de la zone de décharge municipale avec une latitude de
18°12'17.50"S, une longitude de 49°20'24.80"E, et une altitude de 12 m.
Il s’agit d’un domaine communal, destiné à l’installation de la station en vue de
l’amélioration de l’assainissement dans son ensemble. Le choix de cet emplacement
a été basé sur des paramètres importants pour le bon déroulement pendant la phase
d’exploitation, visant à réduire l’impact sur l’environnement. En effet, la station est
placée hors de la ville, évitant ainsi toute confusion avec la population.
L’accès sur le site est facile. En empruntant la RN2 jusqu’au barrage de la
gendarmerie à la sortie de la ville pour prendre ensuite une bifurcation à gauche
menant directement à la STBV. La figure 01 illustre l’emplacement de la station.
Page 4
Figure 01. Carte de localisation de la STBV de Toamasina
Source : Carte FTM BD 100 (traitement et rendue sur ArcMap 10.2)
Il est constaté d’après cette carte que la STBV est loin de la ville. Cela permet
d’éviter les mécontentements de la population. Toutefois, les aller et retour durant le
Page 5
transport des boues et la visite de la station, nécessitent un moyen de locomotion
adéquat pour gagner du temps.
I.1.2. ASPECT GEOLOGIQUE
Madagascar est constitué pour les 2/3 de sa superficie par des roches
magmatiques et métamorphiques précambriennes qui constituent le socle cristallin
(Hauts-plateaux) et, pour le tiers restant, par des roches sédimentaires, dont les
affleurements, vont du carbonifère à l’actuel dans le bassin de l’Ouest, avec une série
complète ; du trias à l’actuel dans le bassin de Diégo-Suarez, mais avec un grand
développement des calcaires jurassiques et des basaltes crétacés ; du crétacé à
l’actuel dans l’étroite bande sédimentaire de la côte-Est ; du Néogène à l’actuel dans
l’Extrême-Sud. (Besairie H, 1946).
En 2003, le gouvernement malagasy a mis en œuvre avec le soutien de la Banque
mondiale et d’autres bailleurs de fonds, tels que les États-Unis, la France, la Chine et
l’Afrique du Sud, un large programme de révision et d'harmonisation cartographique
et de synthèse géologique intitulé Programme de gouvernance des ressources
minérales (P.G.R.M.). Ce programme a abouti à une nouvelle classification, mais
proche de celle de Bésairie, qui subdivise le socle malgache en cinq grands
ensembles. Les critères de classification sont la lithologie, l'âge, le degré
métamorphique et la position structurale. Du nord au sud, on distingue les domaines
ou blocs : Bemarivo, Antongil-Masora, Antananarivo, Itremo-Ikalamavony et Sud
(Vohibory, Androyen et Anosyen). (Nicollet C et Goncalves P, date non spécifiée)
La Commune urbaine de Toamasina fait partie du sous-Domaine d’Antogil, et se
repose sur une formation sédimentaire de la zone côtière orientale de Madagascar.
Cette partie a été formée vers la fin de l’Ere Mésozoïque, pendant l’époque de
Crétacé Supérieur associé avec une petite partie du quaternaire. Le socle est en
discordance angulaire avec la formation sédimentaire. La figure 02 présente une
carte géologique de la partie Est de l’Ile aux environs de la zone d’étude.
Page 6
Figure 02. Carte géologique aux environs de la STBV de Toamasina
Source : Carte FTM BD 100 (traitement et rendue sur ArcMap 10.2)
Page 7
La STBV se trouve sur le quaternaire continental et fluviatile. Un complexe
gneissique infra-graphite domine cette partie en s’étalant vers le Nord-Ouest et
plonge en profondeur dans la ville de Toamasina. Seuls les sables et dunes sont
observés à la surface du sol. Les sables connus par leur propriété perméable
augmentent l’interaction entre la pollution de surface et l’eau souterraine surtout sous
l’action de la pluviométrie abondante dans la région.
I.1.3. RESSOURCES EN EAU
Les ressources en eau regroupent les réseaux hydrographiques et les nappes
souterraines. Elles sont facilement atteintes de la pollution et deviennent vecteurs des
maladies hydriques.
I.1.3.1. EAU DE SURFACE
La partie Est de l’ile est reconnue pour son abondance en ressources en eau. La
zone d’étude fait partie du bassin hydrographique de l’Ivondro. Ce cours d’eau prend
sa source à l'ouest de la plaine marécageuse de Didy. Son cours se dirige vers l'Est
et la pente s'accentue jusqu'à l'aval de l'usine de Volobe qui alimente Antananarivo
en énergie électrique. La pente diminue, ensuite, jusqu'à la mer qu'il rejoint un peu
au Sud de Toamasina. Sa longueur totale est de 150 km. Il draine un bassin de 3 300
km2. (Chaperon P et al., 1993)
Des zones basses marécageuses sont localisées en amont et en aval de la station
de traitement. Un cours d’eau se trouve aux environs 200 m à l’aval de la station.
Cette eau est exposée à un risque de contamination issue de la STBV si une grande
quantité de polluant bactériologique est évacuée après le traitement. Par contre, ce
cours d’eau ne passe pas dans la ville de Toamasina ni dans un village ou une zone
habitée. La figure 03 montre une carte de réseau hydrographique de la zone d’études.
Page 8
Figure 03. Carte de réseau hydrographique de la zone d’études
Source : Carte FTM BD 100 (traitement et rendue sur ArcMap 10.2)
Le principal cours d’eau à proximité de la zone d’étude est le fleuve Ivondro, il est
alimenté en amont par plusieurs cours d’eau avant de se déverser dans l’océan
Indien. Le canal de Pangalana fait également partie des eaux de surface de la ville, il
Page 9
s’agit d’un canal artificiel construit pendant l’époque coloniale à partir de 1896, reliant
Foulpointe et Farafangana. Il servait au transport rapide des marchandises. Si les
navires ne peuvent l’emprunter aujourd’hui à cause de l’irrégularité de sa profondeur
(due à la rencontre d’affluents chargés de sable qui surélèvent ses fonds par
endroits), il profite aux pirogues et autres chalands qui transportent leurs
marchandises (paniers tressés de jonc, produits maraîchers, canne à sucre, café,
girofle, poivre) entre les villages, parfois sur des embarcations singulières comme la
pirogue monoxyle, un tronc d'arbre évidé et propulsé à la pagaie, ou le radeau de
bambou, poussé à l’aide d’une perche. (Michelin F, 2018). La pollution dans la ville a
généralement dégradé la qualité de ce cours d’eau et actuellement il est très peu
servi. Les rives du canal se sont progressivement remplies d’habitations, produisant
ainsi tout type d’eaux usées qui seront déversées dans le canal de Pangalana.
I.1.3.2. EAU SOUTERRAINE
À part les réseaux hydrographiques, la ville de Toamasina est riche en eau
souterraine. Il existe trois types de nappes, une nappe de sable de plage, le plus
souvent exploité par les habitants pour s’approvisionner en eau. Cette nappe est
poreuse, et la qualité d’eau varie entre douce, saumâtre et parfois salée. Son niveau
statique varie entre 2 et 3 m avec une épaisseur d’aquifère de 5 à 10 m ; une nappe
d’alluvion qui est poreuse, dont la qualité d’eau, est douce, mais présente un risque
d’invasion d’eaux salées. Cette nappe est de type captif ou artésien selon la structure
géologique, son niveau statique est de 2 à 3 m avec une épaisseur d’aquifère de 10
m ; et une nappe du crétacé dont il s’agit d’une nappe captive, située aux environs de
40 m de profondeur. L’eau est très riche en fer, un traitement spécifique sera
fortement recommandé pour son exploitation. (Rakotondrainibe J H, 2006)
I.1.4. CLIMAT ET GEOMORPHOLOGIE
La partie Est de l’Ile est reconnue pour son climat tropical humide. Le climat de
Tamatave se caractérise par deux saisons distinctes dont la saison des grandes
pluies, généralement chaude et pluvieuse, débute à partir du novembre ou décembre
et se termine en mois d’avril. Elle est caractérisée par une température moyenne
journalière de 27°C avec des pluies abondantes et fréquentes (jusqu’à 600 mm/mois)
et l’ensoleillement de l’ordre de 7 h/jour ; la saison des petites pluies (moins chaude
et moins pluvieuse), de mai à octobre-novembre, caractérisée par une température
Page 10
moyenne journalière de l’ordre de 22°C, la pluie est moins abondante et moins
fréquente (pluviométrie mensuelle à partir de 50 mm/mois) et l’ensoleillement de
l’ordre de 6 h/jour (Chaperon P et al., 1993)
Pour ces deux saisons, l’humidité est de l’ordre de 83 % sans fluctuation
significative au cours de l’année (Chaperon P et al., 1993). Une petite aperçue de la
variation pluviométrique est présentée sur la figure 04.
Figure 04. Variation de la précipitation mensuelle de Toamasina (2009 - 2018)
Source : historique-météo.net
La pluviométrie varie entre 80 à 300 mm par mois, de 2009 à 2018. Une période
de dix ans a été traitée pour avoir une moyenne représentative de la pluviométrie. La
ville de Toamasina ne connait pas le déficit en eau en termes de quantité, seule la
qualité reste un problème. En effet les eaux de surfaces et eaux souterraines sont
exposées à un risque de contamination due à la pollution de la ville.
L’altitude varie entre 5 à 15 m dans la ville Toamasina, avec une faible pente
d’Ouest en Est. Le relief est donc assez plat sur la ville. Cela engendre une inondation
durant les périodes de forte pluie. Aucune solution efficace n’a encore été entreprise
pour faire face à ce problème. Des stagnations d’eau dans chaque recoin de la ville,
sur toutes les parties creuses et très souvent sur les chaussées ne sont jamais
évacuées. La disparition des eaux stagnantes dépend seulement de l’infiltration et de
l’évaporation directe. (Chaperon P et al., 1993)
0
50
100
150
200
250
300
350
400
J F M A M J J A S O N D
P (
MM
)
MOIS
Précipitation
Page 11
I.2. POPULATION ET SOCIO-ECONOMIQUE
Bien que chaque étude nécessite une compétence technique, l’aspect social et
économique représente un paramètre important dans la réussite d’un projet. Il permet
de voir l’évolution de la population ainsi que l’évolution de l’économie générale de la
ville.
I.2.1. EFFECTIF DE LA POPULATION
D’après un rapport d’étude sur la filière boues de Toamasina, effectué en 2013, la
ville de Toamasina compte 263 000 habitants avec un taux d’accroissement de 2.7%
(Dodane P H, 2013). Le nombre de populations peut être alors estimé à plus de
300 000 habitants en 2018. Aucune donnée récente n’est disponible dans la
commune sur les données statistiques de population. Ce nombre de populations est
important dans l’estimation de la production de boues pour l’étude effectuée. La
population est cosmopolite, c’est-à-dire qu’il y a une grande quantité d’immigrants
localisée dans ville, mais la majorité de l’ethnie est le Betsimisaraka. (Dodane P H,
2013)
I.2.2. ACTIVITE ECONOMIQUE
Capitale de l’Est, au débouché du canal des Pangalanes (axe majeur de transport
des marchandises le long de la côte Est malgache), Tamatave possède une ancienne
raffinerie de pétrole assurant l’approvisionnement de la capitale, mais qui n’est qu’un
simple dépôt de distribution à l’heure actuelle. Son port est le principal port en mer de
Madagascar. Il exporte les produits des cultures commerciales de la région tels que
vanille, girofle, café. (Wikipédia, 2014)
Depuis 2007, un grand projet minier conduit par un consortium étranger a
métamorphosé l’économie de la région. Le projet Ambatovy (Sherritt, SNC Lavallin,
Sumitomo Corporation), en plus d’avoir réduit sensiblement le taux de chômage, a
réhabilité plusieurs infrastructures. (Wikipédia, 2014)
CHAPITRE II.
C H A P I T R E I I APPROCHES
METHODOLOGIQUES
Page 12
Cet ouvrage a été réalisé en suivant les étapes suivantes :
Figure 05. Organigramme de la démarche de l’étude
Page 13
II.1. PHASE PRELIMINAIRE
Mettre en place une bonne stratégie, permet de bien exécuter une tâche dans la
norme voulue. Elle reflète le choix des méthodes adopté ainsi que son efficacité. Elle
précède toujours l’exécution et fait l’objet de démarche globale.
II.1.1. DOCUMENTATION SUR LE THEMATIQUE
Il est important de se documenter sur le thématique qui sera traité. Cela permet
d’avoir déjà une idée et de prendre une avance sur le sujet. Une identification et un
ciblage des sources de documentation ont été établis afin de procéder rapidement.
La consultation de la bibliothèque universitaire a permis de trouver de bons
documents relatifs au sujet. Des mémoires de fin d’études ont permis de voir le type
de plan à adopter, il s’agit du plan IMRED (Introduction, Méthodes, Résultats et
Discussions). Le web est hautement exploité pour la diversité de documents et des
forums qui s’y trouvent. Les reportages audiovisuels sont aussi de très bons
informateurs sur le sujet, l’illustration est plus claire et est facile à assimiler. Cela a
permis d’avoir des informations sur le mode de traitement des boues de vidanges
dans d’autres pays que Madagascar. Ces documents servent d’appuis sur des idées
évoquées dans ce mémoire et ils sont utilisés comme références.
II.1.2. INFORMATION GENERALE SUR LES BOUES DE VIDANGE
Les boues de vidange, appelées aussi matières de vidange, désignent les produits
issus des fosses individuelles ou collectives après curage, elles sont composées
généralement d’excrétas humains associés à d’autres matières solides et liquides de
quantité variable selon la pratique d’assainissement de chaque ménage.
II.1.3. PREPARATION DE LA DESCENTE SUR TERRAIN
La descente sur terrain nécessite une préparation. Cela permet de mieux gérer le
temps et de planifier les tâches à faire et de ne manquer de rien, surtout les éléments
nécessaires pour le stage. La préparation consiste à être prêt sur le niveau financier,
matériel et sur le niveau information.
Page 14
La zone d’étude se trouve dans une zone urbaine, cela a permis de minimiser les
équipements à emporter. Nous nous sommes munis des habillements nécessaires
pour les séjours, des chaussures de terrain pour les fréquents déplacements dans le
site et une chaussure de bureau en cas de besoins. Un bloc note est toujours très
utile, et un laptop pour les diverses taches bureautiques pendant le stage. Un budget
de 15 000 ariary par jour a été nécessaire pour les besoins quotidiens. Tous les types
de service commercial sont visibles sur Toamasina permettant ainsi de
s’approvisionner des éléments manquants si besoin est.
II.2. INVESTIGATION DE TERRAIN
La descente sur terrain regroupe toutes les tâches à entreprendre durant une
période déterminée. Elle s’est déroulée pendant trois mois afin de bien cerner le
mécanisme du traitement de boues de vidange. Le stage a commencé le 17 Juillet
2017 et s’est terminé le 22 Septembre 2017.
II.2.1. OBSERVATION DE LA STBV ET INTEGRATION
PROFESSIONNELLE
La visite de la STBV a permis de voir le type de traitement adopté. Cela aide à
comprendre le mode de fonctionnement et le mécanisme du traitement. Nous avons
observé six bassins à la station. Quatre bassins sont en services et deux bassins
restent en attente. En effet, les quatre bassins sont largement suffisants pour le
traitement des boues arrivées à la station. Les normes concernant les infrastructures
ont été constatées et la spécificité de chaque bassin a permis d’établir une
comparaison, surtout du point de vue des plantes macrophytes utilisées. Les
infrastructures sont faites en béton armé avec une surface de 280 m² par bassin
(1 650 m² au total pour les six bassins). La figure 06 montre un aperçu de l’ensemble
de la STBV de Toamasina.
Page 15
Figure 06. Station de traitement de boues de vidange de Toamasina
La STBV a été financée par l’agence de l’eau Adour-Garonne et la Communauté
de Commune « Terrasses et vallées de l’Aveyron », le maitre d’ouvrage est la
Commune urbaine de Toamasina, et le maitre d’œuvre est le PRACTICA.
Pendant le stage, nous avons rencontré les responsables de chaque entité qui
ont contribué à la mise en œuvre de la STBV. Ils ont partagé leur point de vue ainsi
que leurs connaissances dans le domaine. Cela nous a permis de comprendre le rôle
et les attributions de chacun, non seulement pour la STBV, mais surtout dans le
déroulement général d’un quelconque projet de développement.
II.2.2. PRINCIPE DE TRAITEMENT DES BOUES DE VIDANGE
Les boues de vidange sont traitées de façon naturelle en exploitant le principe de
séchage et d’infiltration, il s’agit d’un traitement par lit de séchage planté de
macrophytes ou encore par lit d’humification. La station est composée de six lits
plantés. Cette étude sera basée sur l’exploitation de quatre lits. Deux types de plantes
sont utilisés dans ce processus pour évaluer leurs efficacités relatives aux traitements
des boues. Les plantes optimisent l’évapotranspiration, permettant ainsi un séchage
rapide des boues. La zone racinaire maintient une aération du sol. Cela favorise
l’activée Bactrienne aérobie et facilite la percolation des matières liquides. Le
phénomène d’humification se produit alors avec l’élimination des germes pathogènes.
Bassin de traitement
Panneau de chantier
Page 16
II.2.3. SUIVI DE LA CHAINE DE TRAITEMENT
L’entreprise de vidange entre en action pour tout service en amont de la STBV.
Elle assure l’identification de fosses à vider. Elle garantit la collecte et l’acheminement
des excrétas vers la STBV. Le service n’est pas gratuit, une tarification est préétablie
suivant le type et le volume de la fosse.
Figure 07. Étapes du traitement de boue de vidange
La figure 07 présente le schéma général de l’assainissement sur le traitement des
boues de vidange. Pendant le stage, nous avons pris des photos des éléments
nécessaires pour support de ce présent manuscrit. Nous avons à notre disposition
une motocyclette pour le déplacement en ville et surtout vers la STBV. La fréquence
de déplacement vers le site de traitement est d’au minimum une fois par jour. Nous
organisons le déversement des boues de vidange, la quantité et la qualité utile pour
chaque bassin. Nous prenons note du registre des boues arrivées à la STBV à
chaque passage. Les chiffres sont ensuite reportés sur Excel afin d’assurer le suivi.
Les détails sur chaque étape sont présentés à la suite du présent document sous
forme de sous-titre.
II.2.3.1. COLLECTE DES BOUES
Après une prise de rendez-vous avec l’entreprise de vidange, un personnel de
l’entreprise visite le lieu pour identifier l’accès sur le site. Compte tenu du plan
d’urbanisme à Toamasina, l’accès à certains endroits n’est pas toujours facile pour
les vidangeurs. Après cette identification, une équipe revient sur le site pour procéder
aux vidanges. La figue 08 est un aperçu de la collecte des boues de vidange.
Collecte des boues de vidange
Transport Traitement
Page 17
Figure 08. Collecte des boues par les vidangeurs
L’équipe de vidange se rend sur le lieu auquel leur service est demandé, et est
munie des moyens matériels nécessaires et utiles pour effectuer les curages des
fosses. L’extraction des boues se fait mécaniquement. Une pompe est utilisée pour
absorber les boues. Ces dernières sont ensuite collectées soit dans un fut de 1 m3,
soit dans des futs de 50 l, selon la quantité obtenue.
II.2.3.2. TRANSPORT DES BOUES
Un tracteur se charge du transport des boues jusqu’à la STBV. Le tracteur est
associé à un wagon, dans lequel les futs seront transportés. La figure 09 montre les
moyens de transport utilisés pour le transport des boues.
Figure 09. Moyens de transport des boues de vidange
Les boues, une fois mises en place dans le wagon, une bâche étanche est utilisée
pour les recouvrir dans le but de respecter l’environnement. En effet, le tracteur
traverse la ville avant d’atteindre la STBV. Il faudrait donc minimiser le risque de
propagation d’odeur désagréable à son passage.
Remplissage des bidons de 50 l
Vidangeur en opération de
vidange
Ouverture d’une fosse
pour vidange
Vidangeurs
Vidangeurs
Kubota wagonné avec son équipage
Tracteur wagonné à l’entrée de la STBV
Boues recouvertes de
bâche
Page 18
II.2.3.3. TRAITEMENT PROPREMENT DIT
L’objectif du traitement de boues de vidange est d’éliminer les germes dans les
boues afin de procéder à son rejet, sans détériorer l’environnement. Le traitement de
boues de vidange se déroule en trois étapes. La figure 10 résume les étapes du
traitement.
Figure 10. Etapes du traitement de boues de vidanges
Traitement primaire :
Les boues sont dépotées dans les lits plantés de macrophytes d’une manière
homogène et sont réparties tout au long du lit. Une grille de retenue de solides est
utilisée pendant l’alimentation des lits. Cela permet de retenir les corps étrangers
(serviette hygiénique, sachet en plastique...). Un système de canalisation permet
ensuite la bonne répartition des boues. Cette opération est réalisée deux fois par
semaine pour chaque lit. L’alimentation des lits se fait à tour de rôle, et la quantité de
boues déversée varie suivant les boues collectées. La STBV est sur une aire
dégagée, cependant, aucune odeur désagréable n’est sentie, due à la circulation du
vent sur le site. La figure 11 est un schéma sur le fonctionnement du traitement
primaire.
Page 19
Figure 11. Traitement primaire par lit planté de macrophytes
Le principe pour ce premier traitement est de provoquer une infiltration des
composants liquides grâce aux couches de sable sur lequel les plantes macrophytes
sont plantées. Les massifs filtrants sont respectivement des sables 0/2 sur la
première couche du lit avec une épaisseur de 10 cm ; ensuite des graviers 3/6 avec
une épaisseur de couche de 10 cm et la dernière couche est composée de graviers
15/30 d’épaisseur 20 cm dans laquelle est posée l’évacuateur en PVC de Ø 150 mm
(collecteur de drain de tous les compartiments). Les boues retenues à la surface
subissent ensuite une évapotranspiration. Les boues vont être séchées et vont
s’accumuler au fur et à mesure.
Traitement secondaire par lagunage :
Les effluents du traitement primaire seront acheminés vers un bassin de
lagunage. Un autre processus entre en jeux pour améliorer la qualité de l’eau avant
son rejet dans le milieu naturel. Le bassin est classé comme bassin de stabilité
aérobie en raison de sa faible profondeur. Le bassin de lagunage est conçu sous
forme de rectangle arrondi de 60 m de long, 8 m de large et de 4 m de rayon. La
profondeur de tirant d’eau est inférieure à 1,5 m, mais elle est très variable avec le
facteur climat. Le bassin de lagunage de la STBV de Toamasina était un étang naturel
existant avant la mise en place des infrastructures. Il a été ensuite aménagé pour
servir de bassin de lagunage associé aux filtres plantés. La figure 12 est le mode de
fonctionnement du traitement secondaire par lagunage.
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Figure 12. Traitement secondaire par lagunage
Le principe est d’exposer les effluents à l’air libre pour permettre une dégradation
aérobie par des bactéries libres. Une décantation de la matière en suspension (MeS)
se produit ensuite et une eau clarifiée est obtenue à la surface.
Traitement tertiaire par infiltration :
Un filtre à sable planté de macrophytes se trouve en aval du bassin de lagunage.
Ces deux bassins sont raccordés pour permettre à l’eau clarifiée du lagunage de
passer dans le lit d’infiltration. La figure 13 montre le schéma du lit d’infiltration.
Figure 13. Traitement tertiaire par lit d’infiltration
Le principe du lit d’infiltration est de permettre à l’eau clarifiée de s’infiltrer dans le
sable et de percoler en profondeur. Cela permet de retenir en surface sur les premiers
centimètres les germes pathogènes non éliminés aux traitements précédents. L’eau
rejoint alors la nappe et continuera à couler en profondeur. La figure 14 montre le
mode de dépotage des boues dans les lits plantés.
Page 21
Figure 14. Procédé de traitement des boues de vidange par le lit planté (2017)
L’épandage des boues dans le lit planté se fait de deux manières. Les boues dans
le fut de 1 m3 sont libérées par un tuyau flexible et vont être directement déversées
dans les bassins. Il s’agit d’un système d’arrosoir permettant de disperser les boues
d’une manière uniforme sur le lit. Les futs de 50 l sont déversés un à un manuellement
à l’aide d’une sorte de déversoir mobile pour canaliser les boues à l’endroit voulu.
Une fois les boues déversées, la suite du processus de traitement se fait
naturellement sans intervention humaine.
II.2.4. PRELEVEMENT D’ECHANTILLON POUR ANALYSE
En avale de chaque bassin, un regard de collecte des effluents sont installés afin
d’observer leurs comportements. Un échantillonnage s’effectue en ce point pour
ensuite être envoyé à un laboratoire dans lequel les analyses seront effectuées. Les
échantillons ont été prélevés le 18 Avril 2017, c’est-à-dire pendant la phase de
traitement.
II.2.4.1. MODE DE PRELEVEMENT DES EFFLUENTS
Il existe une méthode qu’il faut suivre pendant le prélèvement des échantillons.
L’exigence est moins stricte à comparer au prélèvement d’échantillons d’eau,
Plante macrophytes
Déversement des
boues de vidange
Conduite d’aération
Page 22
destinée à la consommation. Toutefois, le principe est le même, l’échantillon doit être
représentatif.
La procédure d’échantillonnage est simple, un récipient propre est utilisé pour
prélever les échantillons soit à l’issue du lit planté, soit dans le lagunage. Les
échantillons seront ensuite versés dans une bouteille propre, disponible chez l’Institut
Pasteur. Ils seront ensuite conservés à l’ombre avec une température ambiante
pendant leurs transports jusqu’au laboratoire.
II.2.4.2. PRELEVEMENT D’ECHANTILLON DE BOUES SECHE
Une partie des lits à échantillonner est laissée sans recevoir de boues jusqu’à leur
séchage. Cela permet d’avoir des échantillons secs et plus stables.
Une surface d’environ 30 cm x 30 cm est utile pour la prise d’échantillon. Cela
permet d’avoir une quantité suffisante de boues et permet de voir le développement
de la zone racinaire. Une pelle manuelle est utilisée pour extraire les boues avec la
zone racinaire des macrophytes. Les couches inférieures sont les plus intéressantes,
car elles sont plus anciennes et ont subi plus de transformation, c’est à dires, elles
sont plus humifiées. Les échantillons sont mis dans des sacs en plastique renfermés
et sont ensuite envoyés au laboratoire pour analyse.
II.2.4.3. LABORATOIRE D’ANALYSE
Les effluents prélevés vont servir d’échantillons pour être analysés. Un service
externe est alors appelé pour assurer les analyses.
Étant reconnu comme laboratoire agréer, le Laboratoire d’Hygiène des Aliments
et de l’Environnement de ’Institut Pasteur de Madagascar a été sollicité pour envoyer
les échantillons en vue d’une analyse spécifique. Les paramètres analysés sont
physico-chimiques, on peut citer la demande biochimique en oxygène après 5 jours
(DBO5), la salinité, la demande chimique en oxygène (DCO), le pH ; et surtout
bactériologique, à savoir : les Escherichia coli, les Entérocoques intestinaux, les
Clostridiums sulfito-réducteurs, les Bactéries coliformes et les Salmonella. Les
résultats d’analyses avec les paramètres considérés seront présentés dans le
chapitre suivant.
Page 23
II.3. ELABORATION DU MEMOIRE
La dernière étape de la réalisation du présent ouvrage consiste à faire la
rédaction. Les éléments utiles et nécessaires sont réunis, ils sont ensuite analysés et
traités pour avoir au final un rapport de qualité.
II.3.1. ASSEMBLAGE ET TRAITEMENT DES DONNEES COLLECTEES
La figure 15 résume l’assemblage et le traitement des données :
Figure 15. Élaboration des données acquises
Les différents documents sont d’abord regroupés dans un dossier. Ces
documents sont issus de différentes sources, mais parlent du même sujet. Les
éléments essentiels sont ensuite tirés sur chaque document consulté afin de faire la
synthèse.
II.3.2. TRAITEMENT CARTOGRAPHIQUE DU SITE
Le logiciel de traitement cartographique et de Système d’Information
Géographique (SIG) a été utilisé pour le traitement des cartes. Actuellement, il existe
Synthèse des données
Données de terrain
Documentations sur les boues de
vidange
Consultation de mémoires
Page 24
plusieurs logiciels, mais dans ce mémoire, le produit de la Esri (Environmental
Systems Research Institute) l’ArcGIS10.2 a été exploité.
Les bases de données de la FTM (Foibe Tao-Tsaritan’i Madagasikara) ont permis
de trouver des cartes. Nous avons traité trois types de cartes, une carte de
localisation, une carte géologique réseau hydrographique. Chaque carte reflète la
norme de présentation d’une carte, chacune est composée d’un titre, d’un indicateur
Nord, d’une échelle, d’une légende, des grilles de coordonnées géographiques.
II.3.3. PRESENTATION DES RESULTATS OBTENUS
Les résultats collectés passent ensuite une autre étape qui consiste à les
analyser. Nous avons synthétisé les résultats pour mieux les présenter dans le
présent manuscrit. La présentation doit être simple et compréhensible. L’utilisation
des tableaux et des graphes est le principal type de présentation adopté pour les
résultats.
CHAPITRE III.
C H A P I T R E I I I RESULTATS ET
INTERPRETATIONS
Page 25
III.1. SITUATION EN ASSAINISSEMENT
Il est important d’avoir une idée sur la pratique d’assainissement de la population
de Toamasina. Ici, il s’agit surtout d’un assainissement individuel concernant la
répartition et les types d’infrastructures rencontrés. Les installations d’assainissement
sont très peu nombreuses et les déchets ne sont pas collectés. Les résidus des
activités humaines sont déposés à même le sol et contribuent à la dégradation de la
nappe. Il n’existe pas, à Toamasina, de réseau d’assainissement collectif, et
seulement quelques administrations et hôtels disposent de fosses septiques (AIMF,
date non spécifiée).
Il existe quatre types de latrines ménagères dans la ville de Toamasina. Le
tableau 1 permet de classifier les latrines ménagères :
Tableau 1. Répartition des infrastructures d’assainissement à Toamasina
Type % des latrines Nb de latrines Volume utile
(m3)
Tinette 20 % 4.449 0,2
Fosse simple 24 % 5.297 0,5
Latrine à siphon 18 % 3.987 1
Latrine à fosse septique 38 % 8.190 2
TOTAL 100% 21 923
Source : Doc Assainissement des excrétas dans la ville de Toamasina Décembre, 2012
Ces valeurs représentent les latrines ménagères dans la ville de Toamasina. Les
autres pratiques ne sont pas incluses dans ce tableau.
Les latrines non ménagères, qui sont des latrines pour les institutions publiques
et privées représentent également une grande partie des infrastructures dans la ville.
Ces infrastructures sont souvent équipées d’une fosse septique permettant ainsi
d’avoir un volume de boues élevé par rapport aux latrines ménagères. La figure 16
représente la répartition des latrines non ménagère dans la ville de Toamasina.
Page 26
Figure 16. Répartition des fosses non ménagères par type d’établissement
Source : Doc Assainissement des excrétas dans la ville de Toamasina décembre 2012
Il est constaté d’après cette figure que les latrines publiques sont insuffisantes. Il
représente 2% de la totalité d’infrastructures présente dans la ville. Au total,
Toamasina compterait 770 fosses non ménagères, dont 66% sont réparties entre les
entreprises et les hôtels/restaurants. Viennent ensuite les écoles avec 22% des
fosses. (Protos, 2012)
III.2. PROCESSUS DE TRAITEMENT DE BOUES DE VIDANGE
Les boues de vidange passent par plusieurs étapes avant d’obtenir un produit
traité. D’une part, il y a les effluents à la sortie du traitement, et d’autre part,
l’accumulation des biosolides dans les lits d’humification.
III.2.1. QUANTITE DE BOUES RECUPEREES
Une publication de l’OMS (Organisation Mondiale de la Santé) affirme : « En
moyenne, chaque personne produit 1.8 litre d’excréta par jour ; ce total comprend 350
grammes de matières solides sèches, 90 grammes de matières organiques, 20
grammes d’azote et divers autres nutriments… » mais en général, la production de
matières fécales est de 150 g/ jour/ personne. Avec un nombre de populations de la
ville de Toamasina, supposé 300 000 habitants en 2018, la production de matières
Page 27
fécales humaines dans la ville est estimée à 45 m3 par jour, soit 16 425 m3 par an.
(Mara D et Cairncross. S, 1991)
La quantité de boues arrivée à la STBV est enregistrée tous les jours pour faire le
suivi et l’évaluation. La station est dimensionnée pour recevoir 5 m3 de boue par jour
soit 150 m3/mois. Le tableau 2 permet de voir la quantité de boues arrivées à la
station.
Tableau 2. Quantité de boues arrivée à la station en 2017 et 2018 (m3)
J F M A M J J A S O N D TOT
2017 60.4 53.8 56.99 70.25 71.05 56.8 64.15 67.35 54.95 73.5 63.05 61.78 754.07
2018 38.9 62.98 63.6 64.25 57.5 51.15 53.8 57.95 61.9 74.45 - - 586.48
Source : STBV Toamasina, 2017-2018
En réalité, la quantité de boues arrivée à la station n’est pas la quantité de boues
traitée. En général, 65% de la valeur totale est traitée à la station avec la méthode de
lit planté. Les 35% sont ensuite transférés dans une zone d’enfouissement, car ils ne
sont pas conformes au type de boues traitable par la méthode adoptée. Il y a alors
une perte en boue. En effet, ces boues sont encore fraiches et qui n’ont pas été
vraiment digérées par les bactéries durant leurs stockages dans la fosse. Ceci est lié
étroitement au type de fosses utilisé. Nous allons voir plus tard dans la classification
des boues les types de boues et leurs caractéristiques. Nous n’avons pas pu avoir
des valeurs en mois de Novembre et Décembre dues au repli du gestionnaire de la
station par la fin de son contrat. Le déversement de boues à la STBV continue, mais
l’enregistrement de la quantité récupérée n’est plus exhaustif.
En février 2018, un lit non planté a été utilisé pour déverser les boues
inappropriées. L’activation d’un nouveau lit évite le transfert des boues à la zone
d’enfouissement et permet de laisser un laps de temps pour sécher les boues. La
figure 17 montre un aperçu de la zone d’enfouissement.
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Figure 17. Fosses utilisées à la zone d’enfouissement (2017)
Les deux photos se trouvent dans la zone d’enfouissement. La photo « a » est
une fosse qui n’est pas encore utilisée, mais qui est déjà creusée préalablement par
le service de vidange, pour recevoir les boues une fois la fosse en cours d’utilisation
sera pleine. Ceci a un volume plus ou moins de 1 m3, avec une dimension de 1 m x
1 m x 1 m. Il s’agit donc d’un travail supplémentaire à part le traitement de boues à la
STBV.
La photo « b » est une fosse pleine. Elle sera remblayée et le déversement des
boues nécessite une nouvelle fosse. Ce qui signifie que l’exploitation d’une zone
d’enfouissement nécessite une emprise foncière importante.
III.2.2. CLASSIFICATION DES BOUES
Les boues récupérées ne sont pas directement déversées dans la STBV. Les
boues ont des caractéristiques physiques différentes selon la fosse d’où elles
proviennent. En effet, il existe des boues qui ne sont pas prises en charge par le
traitement utilisé.
En général, les boues sont classées suivant leur aspect physique. Elles sont
appréciées à l’observation à l’œil nu, et par expérience cela devient une routine pour
les dépoteurs. Cette classification permet de réaliser une bonne gestion de
l’alimentation des lits. Le tableau 3 présente les différents types de boues rencontrés.
Fosse vide Fosse pleine
Page 29
Tableau 3. Classification des types de boues de vidange
Type de boue Couleur Odeur Viscosité Origine probable Appellation choisie
Digérée liquide Marron Faible Liquide -> Onctueuse
Fosse septique MILIEU LIQUIDE
Digérée liquide concentrée Marron/noire Faible Onctueuse Fosse septique
en BAS ONCTUEUSE (CONCENTREE)
Très digérée pâteuse Noire Faible Nettement Pâteuse(sortie à la pelle)
Fosse septique en BAS
TRES CONCENTREE
Fraiche pâteuse Jaune verdâtre Forte Pâteuse Tinette Latrine
simple en HAUT FRAICHE
Croute (chapeau) Grise / Noire Faible Solide Fosse septique En HAUT ou fosse perdue
CROUTE
Source : STBV Toamasina 2017
Page 30
En général, les boues sont classées en 5 types. Le type « fraiche pâteuse »
représente un problème pour les lits de séchage planté, ils sont issus généralement
des tinettes1. En effet, ce type de boues ne pourra pas être traité par le type de
traitement adopté. Il peut nuire à la croissance des plantes macrophytes, provoquant
ainsi un disfonctionnement du traitement. Ce type de boues sera séparé du reste et
sera versé dans une zone d’enfouissement. Cette dernière est une zone dans laquelle
les boues fraiches sont enfouies dans le sous-sol. Cette pratique nécessite une
espace étendue, car les trous se remplissent vite et elle est susceptible de détériorer
l’environnement. La figure 18 montre le mode de triage des boues.
Figure 18. Mode de triage des boues de vidanges
Les boues sont triées, une fois celles-ci arrivent à la station. Le personnel chargé
du tri a reçu une connaissance préalable sur les types de boues. Il vérifie un à un
chaque fût pour déterminer le type. Il sépare et regroupe ensuite les futs contenant le
même type de boues. Cette opération est importante pour rendre facile le dépotage.
Un équipement de protection individuelle (EPI) est à la disposition des personnels de
la STBV, mais ils ne sont pas habitués à s’en équiper. Un effort est encore à fournir
pour les personnels pour l’adoption des équipements surtout pendant la manipulation
des boues.
1 Récipient généralement en tôle servant au transport des matières fécales, faisant office de fosse d’aisances mobile (http://www.cnrtl.fr/definition/tinette)
Personnel de la STBV en triage de boues
Bidons de 50l contenant des boues
Page 31
III.2.3. CHARGES TRAITEES
Les charges traitées ne concernent que les boues compatibles avec le traitement
par lits de séchage planté. Le résultat collecté en 2017 et 2018 est présenté dans le
tableau 4.
Tableau 4. Volume de boue traité m3 à la STBV année 2017 2018 (m3)
J F M A M J J A S O N D
2017 44.35 43.25 35.41 40.28 28.7 34.45 47.5 38.15 38.8 43.51 42.6 49.25
2018 27.45 49.7 55.75 60.75 57.5 51.15 53.8 57.95 61.9 74.45 - -
Source STBV Toamasina 2017-2018
D’après ce tableau, la quantité de boue traitée en 2017 est en moyenne 40
m3/mois ; en 2018 elle est de 50 m3/mois. Nous constatons une augmentation de la
quantité de boues traitée.
Figure 19. Comparative de la quantité de boues en 2017 et 2018
La quantité de boues collectées durant l’année 2017 et 2018 sont présentées sur
la figure 19. Les données sont manquantes pour le mois de Novembre et décembre
2018, mais celles disponibles permettent de voir la tendance et de faire la
comparaison. Le résultat est positif, car nous constatons une augmentation de 10%
sur la quantité de boues traitée à la STBV.
Il est constaté d’après cette figure, une augmentation du volume de boues traité
par mois entre l’année 2017 et 2018. Cela signifie qu’il y a une augmentation de la
0
10
20
30
40
50
60
70
J F M A M J J A S O N D
Vo
lum
e e
n m
3
Boues de vidange traité dans la STBV
2017 2018
Page 32
demande de vidange auprès des ménages, des institutions publiques et privées. La
raison n’est pas bien définie, par contre la croissance démographique n’a pas une
grande influence sur la production de boues en espace d’une année, mais il y a
surtout l’augmentation de la clientèle pour le service de vidanges.
III.2.4. ÉVOLUTION DES PLANTES MACROPHYTES
La STBV utilise deux espèces de plantes pour le traitement de boues de vidange.
Ces plantes sont de type marcophytes, c’est-à-dire qu’elles sont des plantes
aquatiques de grande taille qui est visible à l’œil nu. La première espèce porte le nom
scientifique « Echinochloa pyramidalis » ou phragmite (voir annexe1), l’autre espèce
n’est pas bien définie, donc elle sera appelée « espèces indigènes ». Toutes les deux
sont dans la famille de « Poaceae » très connu populairement comme « roseau ». Ces
deux espèces de plantes existent à Madagascar et aussi dans la zone d’étude, c’est-
à-dire à Toamasina. Elles sont localement connues sous le nom de « Zama » pour le
phragmite et « Volotara » pour l’espèce indigène. Ces espèces de macrophytes
résistent aux intempéries, néanmoins, un stress hydrique prolongé peut conduire à
leur flétrissement, mais ils reprennent vie dès qu’il y a apport en eau. La figure 20
montre les types de plantes utilisés.
Figure 20. Types de plantes macrophyte utilisées à la STBV de Toamasina
Source : STBV Toamasina
Les deux plantes se développent dans la même condition. Toutefois, leurs aspects
sont différents ainsi que leurs résistances et surtout leur mode de croissance. Le
phragmite présente une tige plus résistante et moins souple que l’espèce indigène.
Espece indigènePhragmites
Page 33
Le comportement des plantes macrophytes est un indicateur pour observer
l’efficacité du traitement. En effet, plus les plantes se développent, plus le traitement
est efficace. La figure 21 compare l’évolution du développement végétal de
différentes espèces.
2016 2017 2018
Ph
rag
mit
es
150 pieds/m2 290 cm
Es
pè
ce
ind
igè
ne
370pieds/m2 165 cm
Figure 21. Développement végétal sur les lits
Source : STBV Toamasina
L’observation du développement des plantes a permis de mettre en évidence les
points suivants :
Le macrophyte indigène se développe plus rapidement que les phragmites. Sa
hauteur est d’ordre de 165 cm avec une densité qui atteint les 370 pieds/m² pour les
zones bien alimentées. À une période donnée, le type indigène montre un signe de
flétrissement. Il est sensible au stress hydrique et se fane rapidement lorsque la
charge de boues attribuée est faible. La charge nominale est de 2.5 m3/semaine/lit. Il
est remarqué que le dépotage de boues supérieur à la charge nominale ne présente
aucun risque sur les plantes.
L’espèce phragmites ne présente pas les mêmes caractéristiques de
développement. En effet, elle se développe plus vite en hauteur et moins vite en
densité que l’espèce indigène (environ 2 fois moins de « vitesse horizontale » et 2 fois
plus de « vitesse verticale »). Par contre, cette espèce résiste beaucoup plus au
stress hydrique et à faible charge de boues.
Nous pouvons dire que le développement des plantes dépend de la quantité de
boues versée dans le lit planté. Plus il reçoit de boues, plus les plantes se
Page 34
développent. Il s’agit d’un point utile pour apprécier l’efficacité du traitement, mais qui
ne permet pas de conclure si la méthode est efficace. Seuls les résultats d’analyse
peuvent confirmer l’élimination des germes pathogènes.
Figure 22. Comparatifs des macrophytes utilisées à la STBV de Toamasina
La photo a de la figure 22 démontre une grande différence sur l’évolution des
plantes qui ont reçu et qui n’ont pas reçu de boues. Les deux plantes sont de mêmes
types (indigène). Elles ont été plantées la même date, mais le lit planté à gauche n’a
jamais reçu de boue. Les plantes sont maintenues en vie, car le lit est alimenté en
eau. Les plantes ne se développent pas contrairement au lit de la droite qui est déjà
en phase d’exploitation.
La photo b montre la différence de croissance entre les phragmites et espèces
indigènes. Ces deux bassins ont reçu les mêmes charges de boues. Mais le résultat
n’est pas le même. Le fond du lit est très visible à gauche, vu la faible densité des
phragmites, par contre toute la partie du bassin est couverte d’espèces indigènes,
mais la taille des plantes ne dépasse pas le bord du bassin.
III.3. RESULTAT DES ELEMENTS TRAITES
Concernant la boue de vidange, il faut noter que l’eau issue du traitement n’est
pas une eau potable. Toutefois, une norme doit être respectée pour les rejets. Les
paramètres à considérer sont surtout des paramètres bactériologiques.
Aperçu entre lit planté non exploité et lit planté exploité
Aperçu de la croissance entre Phragmites (gauche) et espèces
indigènes (droite)
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III.3.1. PARAMETRES PHYSICO-CHIMIQUES DES EFFLUENTS
Les boues de vidange récupérées sont infectées de germes pathogènes. Le rejet
direct dans la nature présente un risque majeur surtout pour les réseaux
hydrographiques. En passant par la STBV, une partie de ces germes seront éliminés.
En effet, les germes pathogènes sont retenus au niveau racinaire des plantes pendant
l’infiltration de la partie liquide des boues. Le tableau 5 permet de voir le résultat
d’analyse des effluents à la fin du traitement.
Tableau 5. Résultat d’analyse des effluents
Entrée* Sortie Lits
Sortie Lagune
Rendements*
DBO mg/l 20 000 74 64 99.68%
DCO mg/l 80 000 282 329 99.59%
CF nb/100ml 10 000 000 48 000 7.600 99.92%
pH 6.9 7.5
Source : Institut Pasteur de Madagascar
* Estimation basée sur les concentrations des boues mesurées lors des études
de conception
Ces mesures révèlent un niveau de traitement particulièrement important. La
réduction de la DBO s’avère efficace. Il est quand même remarqué qu’il y a une
augmentation de la DCO à la sortie lagune par rapport à la sortie des lits. Ceci est
probablement dû au contact direct avec le fond de la lagune sur lequel se décante-
les MeS. Ces derniers renferment les pollutions non traitées et la DCO dans cette
partie est plus élevée. Un échange s’effectue à ce stade, mais la détérioration de
l’effluent est minime.
Les coliformes fécaux sont largement réduits bien que la totalité ne soit pas
éliminée. Par rapport au nombre à l’entrée du traitement, ce résultat peut être révélé
satisfaisant.
L’état de l’effluent a tendance à se basifier. La présence de l’ammoniac dans l’eau
est le responsable de l’augmentation du pH de l’effluent. En effet, le bassin de
lagunage est renfermé d’algues microscopiques qui jouent le rôle majeur dans
l’augmentation du pH.
Page 36
III.3.2. BIOSOLIDES ACCUMULE DANS LES LITS D’HUMIFICATION
Après dépotage des boues sur les lits plantés, il y a une séparation de la matière
solide et de la fraction liquide. La partie solide est retenue à la surface tandis que
l’élément liquide s’infiltre à travers les couches de filtres du lit planté. La hauteur des
biosolides accumulés a été mesurée au cours de l’exploitation des lits. Les résultats
sont présentés sur la figure 23.
Figure 23. Variation de la hauteur des couches de boues dans les lits plantés
L’épaisseur des boues évolue d’une façon décroissante. Normalement, cette
valeur augmente avec le volume de boues déversé dans le lit. Il est à noter que le lit
observé ici a reçu une charge de 2.8 m3/mois entre le mois de février et le mois de
juillet présenté dans la figure ci-dessus. La fréquence de dépotage étant en moyenne
0.6 m3/ semaine. L’analyse d’un échantillon de boues a relevé une valeur supérieure
à 2 400 NPP/100 ml d’Escherichia coli.
Cet affaissement de l’épaisseur de boues dans le lit d’humification justifie
l’efficacité du traitement. En effet, le volume de boues est réduit lorsque son taux
d’humidité diminue, c’est-à-dire que les boues deviennent sèches. Il s’agit bien
évidemment de l’objectif du traitement pour le lit d’humification planté. Les plantes se
développent et le système racinaire prend des éléments utiles à sa croissance dans
les boues. La figure 24 montre le développement des zones racinaires des plantes
macrophytes.
16
17
17
18
18
19
19
20
20
21
21
22
Fevrier Mars Avril Mai Juin Juillet
EPA
ISSE
UR
(C
M)
ANEE 2018
Page 37
phragmites Espèces indigènes
Zo
ne
ra
cin
air
e d
es
pla
nte
s
Ca
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ag
e d
e b
ou
e
Figure 24. Zone racinaire des macrophytes
Source : STBV Toamasina, 2018
Le système racinaire des macrophytes joue un rôle primordial dans l’humification
des boues. Il permet d’aérer le sous-sol, permettant ainsi un traitement aérobie dans
cette zone. Les bactéries aérobies présentent dans la zone racinaire décomposent
les boues et les transforment en humus. La disposition des racines provoque le
ralentissement de la percolation de l’eau, c’est-à-dire que la partie liquide s’infiltre
lentement dans les pores, due à la fasciculation en chevelu des racines. Une grande
partie des germes pathogènes est retenue dans cette zone et sera éliminée.
Il est constaté qu’il y a une différence sur le carottage effectué dans les deux
différents lits. Celui de phragmite, les boues ont plus compacts et moins aéré. Cela
est dû au développement racinaire non dispersé. Les racines du phragmite sont
concentrées sur un point et sont absentes sur d’autres points du lit. Le rhizome se
prolonge horizontalement avant de développer les racines en chevelus. Par contre,
une bonne qualité de biosolide est observée dans le carottage de lit planté d’espèce
indigène. Les racines couvrent la totalité du lit et le processus d’humification est
accéléré. Par conséquent, le processus d’humification est plus rapide pour les plantes
d’espèces indigènes par rapport à ceux des phragmites.
CHAPITRE IV.
C H A P I T R E I V DISCUSSION ET
PROPOSITION
D’AMELIORATION
Page 38
IV.1. DISCUSSIONS
La quantité de boue récupérée dans la ville de Toamasina est largement inférieure
à la quantité prévue pour le dimensionnement des bassins. Par contre, il ne s’agit pas
d’une erreur de calcul pendant la phase d’études. En effet, le dimensionnement des
ouvrages est basé sur le nombre de populations, mais pendant la phase
d’exploitation, la majorité de la population n’accède pas encore au service de vidange
mis en place. Du point de vue rentabilité, cela présente une lacune pour le service de
vidanges, en effet, chaque fosse vider représente un bénéfice pour le service. Par
rapport à la station, cela a permis de mettre en attente deux bassins, car les quatre
bassins exploités sont largement suffisants pour recevoir les boues. Cela pourrait être
un avantage lors de la fin du cycle des lits plantés, c’est-à-dire que lorsque les quatre
bassins seront remplis, les deux autres en attente pourront démarrer.
Toamasina n’est pas la seule ville qui rencontre un problème sur l’insuffisance de
boues arrivé à la station de traitement. En effet, lors d’un atelier qui s’est tenu à
Antananarivo à l’institut des métiers de la ville à Antsimbazaza, le 27 septembre 2017,
des problèmes sur la gestion des stations de boues de vidanges ont été soulevés.
« La ville d’Antananarivo fait face à un défi majeur dans la gestion des boues de
vidange. Jusqu’alors, les pratiques consistent essentiellement à vidanger
manuellement et à enfouir les boues dans les cours d’habitation, sinon à déverser les
boues dans les canaux ou la rivière Ikopa. ». Il a été enregistré à la STBV
d’Ambatomaro Antananrivo qu’en moyenne 2 m3/ mois de boues sont déversées à la
station alors que l’estimation est de 25 m3/ mois soit 8% de ce qui a été prévu, par
contre pour Toamasina l’estimation est de 150 m3/ mois et en réalité nous avons
enregistré une moyenne de 60 m3/ mois soit 40 % de l’attente. Donc le problème est
moins important pour Toamasina que pour la ville d’Antananarivo.
Les charges traitées dans la STBV sont des boues sélectionnées parmi ceux qui
sont récupérés. Une zone d’enfouissement est une solution provisoire pour déverser
les boues fraiches. Le déversement dans la zone d’enfouissement s’est arrêté en
mois de Mai 2018. Un des bassins en attente est alors utilisé pour procéder au
séchage non planté des boues fraiches. Il s’agit d’une part de réduire les charges de
services des vidangeurs à ne plus engager des transports supplémentaires jusqu’à
la zone d’enfouissement, car cela nécessite un surplus de budgets carburant pour le
service. D’autre part, cela réduit l’impact environnemental dans la zone
Page 39
d’enfouissement. Mais le traitement des boues reste la méthode de lit p lanté de
macrophyte. L’utilisation de lit non planter est provisoire jusqu’à l’atteinte de l’objectif
sur la réduction de l’utilisation des tinettes qui produisent des boues fraiches. La
disposition du lit non planté est présentée sur la figure 25.
Figure 25. Essai sur un lit de séchage non planté
Source : STBV Toamasina Juin 2018
La disposition des boues est présentée sur la photo a. La zone est protégée de la
pluie par une toiture en chaume. Cette partie est quand même bien aérée, permettant
ainsi l’action de l’air pour le séchage des boues. Le déversement se fait selon le type,
car il existe trois types de boues fraiches : liquide, pâteuse et croute. La photo b
présente l’état des boues quelques jours après leur déversement. Les boues
s’assèchent et se craquellent en moyenne trois jours après leur déversement.
Du point de vue du séchage, la méthode du lit non planté s’avère efficace, c’est-
à-dire que la partie solide est la fraction liquide sont facilement séparé. Il ne s’agit pas
d’un traitement principal, mais une alternative pour mettre à terme l’utilisation de la
zone d’enfouissement. Une étude a été effectuée à Kumasi Ghana sur les lits de
séchage non planté et qui relève un taux élevé des paramètres physicochimiques du
résultat d’analyse du percolât (Dodane. P. H et Ronteltap. M. date non spécifiée).
Pour le cas de la STBV de Toamasina, les bassins sont raccordés entre eux et permet
au percolât de rejoindre le même exutoire. L’utilisation du lit de séchage non planté
présente alors un risque sur la qualité du percolât à la sortie des lits, car les effluents
seront associés avec celles des lits plantés avant de passer vers le prochain
traitement qui est le bassin de lagunage.
Les plantes macrophytes évoluent rapidement dans les lits de séchage planté.
Dans le milieu naturel, ces plantes poussent dans les marais, les plaines
Disposition du dépotage des boues fraiches
Boues fraîches séchées dans le lit non planté
Page 40
marécageuses, les étangs, les zones humides et au bord de l’eau, dans les zones
tempérées, mais aussi les zones tropicales. Leur vitesse de croissance dans ces
milieux n’est pas définie, par contre leur aspect peut être observé. Même en
abondance d’eau, ces plantes peuvent présenter des signes de flétrissement, car
l’eau est moins polluée. En effet, la meilleure condition des roseaux est la présence
de la pollution dans l'eau. Les pollutions organiques, minérales et même
bactériologiques font partie des nutriments dispensables à la croissance et à la survie
de ces plantes.
L’effluent issu des lits plantés est en grande partie dépourvu de pollutions
organiques et bactériologiques. L’analyse des effluents s’est focalisée sur ces
paramètres, car en principe ils s’agissent des éléments dangereux pour la santé
humaine se trouvant dans les boues de vidanges. Le tableau 6 est un aperçu des
normes de rejet sur le taux des germes pathogènes.
Tableau 6. Extrait de la norme de rejet d’eaux usées
Décret n° 2003/464 du 15/04/03 portant classification des eaux de surface et règlementation des rejets d’effluents liquides
Selon les normes, les effluents issus des traitements par lits plantés avec une
valeur de 7 600 nb/100 ml de coliforme fécaux dépassent largement les 100 nb/100
ml. Les effluents devraient donc encore subir un autre traitement supplémentaire
avant leurs rejets dans le milieu naturel. Nous rappelons ici que, la valeur des
coliformes fécaux en amont du traitement est de 10 000 000 nb/100 ml. Compte tenu
de ces chiffres, nous pouvons affirmer qu’il y a une grande élimination des germes
pathogènes. La contamination des ressources en eaux à proximité est évidente, par
contre l’emplacement de la STBV qui est à 14 km des zones habitées ne présente
aucun risque pour les consommateurs d’eau souterraine, de plus le sens
d’écoulement est vers le Sud.
Entre 2016 et 2018, l’épaisseur moyenne de couche de boues séchées atteint les
20 cm dans les lits plantés. Leurs aspects ont changé, ils ont perdu leur volume initial
et la couleur est devenue gris presque noir. Cela présente un signe d’humification
réussie, néanmoins, des analyses devraient être effectuées à la fin du cycle des lits
pour apprécier le taux d’élimination des germes pathogènes. Le résultat d’analyse
Page 41
effectué en 2017 qui est de 2 400 NPP/100ml a été fait durant le traitement.
L’échantillon de boues n’est pas encore stabilisé, c’est-à-dire que, le processus de
transformation n’est pas encore achevé, ce qui explique cette valeur élevée. Par
contre, les boues retenues dans les lits plantés ne présentent aucun danger tant
qu’elles sont isolées à la station.
IV.2. PEROPOSITION D’AMELIORATION DE
L’ASSAINISSEMENT
La filière traitement de boues de vidange est un avantage pour la ville de
Toamasina. Toutefois, il a été observé pendant la phase d’exploitation la possibilité
de fournir un meilleur service et d’optimiser le rendement.
IV.2.1. AMELIORATION DU SERVICE DE VIDANGE
Le service de vidange est le pilier du bon fonctionnement de l’ensemble du
système de traitement de boues de vidange. Une faille dans ce service entrainera la
perte de clientèle. Ce qui signifie la diminution de boues récupérées. Les lits plantés
seront alors sous-alimentés et le traitement ne serait pas rentable.
Il existe dans la ville de Toamasina trois types de services de vidange : le service
de vidange de l’entreprise impact qui est en collaboration avec le projet traitement de
boues de vidange et la CU de Toamasina. Les coûts de service sont 15 000 ariary
pour la vidange des tinettes, 80 000 ariary/ m3 pour les autres fosses avec une
réduction de 5 000 ariary/m3 si la vidange atteint 5 m3 et plus. Un prix supplémentaire
de 10 000 ariary pour ouverture et 10 000 ariary pour la fermeture des fosses si
l’entreprise s’en charge. Ensuite il y a le service de vidange de l’entreprise Anjara, en
activité avant l’installation du projet. Son tarif est de 60 000 ariary pour la mobilisation
d’une moto équipée d’un réservoir d’un m3, et 200 000 ariary pour l’usage d’un
camion-citerne de 5 m3. Enfin, il y a les vidangeurs informels, ils pratiquent des
vidanges manuelles et le plus souvent enfouies les matières de vidange à proximité
de la fosse. Le coût de vidange est à partir de 6 000 ariary et pouvant aller jusqu’à
plus de 40 000 ariary suivant le type et le volume des fosses.
Page 42
IV.2.1.1. INFRACTION DES SERVICES DE VIDANGE
Parmi les trois services de vidange de Toamasina, seule l’entreprise impact
procède au traitement des boues avant leurs rejets, à travers la STBV. Les deux
autres services déversent les boues dans le milieu naturel sans avoir subi de
traitement. Cette pratique est moins couteuse, mais ne respecte pas l’environnement
ainsi que les lois qui régissent le rejet des eaux usées. En effet, la loi stipule dans son
décret n° 2003-943 relatif aux déversements, écoulements, rejets, dépôts directs ou
indirects dans les eaux superficielles ou souterraines, article premier : « 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. » L’application des lois en vigueur reste encore un défi pour la ville.
D’après ce décret, les vidangeurs sont responsables de toute pollution que les
boues de vidange peuvent provoquer. Toute activité pour rendre les boues conformes
aux normes de rejet est à leur charge. Les deux sévices de vidange enfreints la loi et
normalement des sanctions devraient être alloué. L’application des lois présente une
grande lacune dans ce secteur. La cause est l’ignorance des services de vidange
surtout pour les vidangeurs informels, et aussi les autorités ne prennent pas leurs
responsabilités. Il faut adopter une nouvelle politique pour mettre en application les
lois en vigueur afin d'instaurer les bonnes pratiques.
IV.2.1.2. APPUIS AUX VIDANGEURS INFORMELS
Un atelier de formation pour les vidangeurs devrait se tenir pour partage
d’information entre les acteurs concernés. Cela permet de formaliser les vidanges
informelles et de leur donner l’opportunité de poursuivre leurs activités tout en
respectant les normes. De ce fait, toutes boues de vidange dans la ville devront être
transportées à la STBV pour subir le traitement adéquat. Toutefois, une tarification
devrait être discutée pour le dépotage des boues à la station. Elle devrait être
abordable pour les services de vidange. Cette méthode est déjà adoptée par la ville
d’Antananarivo, mais sa mise en pratique reste encore un grand défi.
Le service de vidange de l’entreprise impact peut s’ouvrir à une collaboration
étroite avec les autres services. En effet, les vidangeurs manuels ne possèdent pas
de moyen de transport. L’acheminement des matières de vidange jusqu’à la STBV
Page 43
pose un grand problème et ne serait pas rentable pour de petits services. Une étroite
collaboration avec les grandes entreprises devrait être alors entreprise et vise l’intérêt
commun. Cela va permettre de récupérer toutes les boues à vider dans la ville, et
automatiquement, une diminution de l’expansion des matières fécales dans la ville se
fera sentir. Un dicton malagasy qui affirme « rehefa tsy mandoto dia manadio ». Cela
signifie : quand on ne pollue pas, on nettoie déjà.
IV.2.2. UTILISATION DES FOSSES ADAPTEES
Il a été relevé que la qualité de boues de vidange dépend du type de fosse dans
laquelle elle a été récupérée. D’après les résultats sur les types de boues, la fosse
septique produit la meilleure qualité de boues. Ce type de fosse requiert l’utilisation
d’eau pour l'évacuation des excrétas de la plateforme des toilettes. Il peut être
raccordé aux types de cuvettes de toilettes en chaise à l’anglaise ou à la turque.
L’essentielle est l’utilisation d’un système de siphon pour l’évacuation des selles dans
la fosse. Cette dernière est généralement divisée au moins en deux compartiments :
l’un consiste à décanter et à stocker des matières solides pour être ensuite traité par
un lit bactérien. L’autre compartiment consiste à filtrer l’eau issue de la première
fosse, cela permet ainsi d’avoir une qualité moins polluée des eaux grises et d'avoir
des boues digérées.
L’adoption d’une fosse septique n’est pas toujours à la portée des habitants de la
ville de Toamasina. L’infrastructure est couteuse et son fonctionnement nécessite le
branchement d’eau du service de la JIRAMA (Jiro sy Rano Malagasy). Un organisme
est connu dans la ville pour la conception des fosses ainsi que des plateformes de
toilettes. Il s’agit de l’ONG Saint Gabriel œuvrant dans plusieurs domaines, y compris
l’assainissement. L’ONG a mis en place des modèles de fosses qui sont moins
couteuses, très pratiques et qui respectent l’environnement. Il s’agit d’une innovation
pouvant résoudre le problème de l’assainissement accompagné d’une forte appuie
socio culturelle.
Page 44
IV.3. VISION PERENNE POUR LA GESTION MEILLEURE DE
LA STBV
Il est souvent facile de monter un projet et sa réalisation dépend essentiellement
du budget disponible. Le projet de mise en place de la STBV de Toamasina a été
réalisé grâce aux financements externes. L’objectif ne s’arrête pas aux infrastructures
réalisées, mais il est surtout question de durabilité ou pérennité sur l’autonomie de
gestion de l’ensemble. Nous allons voir dans la suite les conditions de réussite pour
le cas de l’exploitation de la STBV.
IV.3.1. APPROCHE INNOVANTE DE L’ASSAINISSEMENT
La réussite du projet dépend de la contribution des habitants de la ville. Les
habitants devraient être informés, sensibilisés, et conscientisés du danger que
peuvent produire les matières de vidange. Des approches existent pour se faire, mais
le problème reste sur le choix de l’approche à adopter.
Selon une présentation sur le web, concernant l’ATPC/ CLTS à Madagascar, cette
approche est vulgarisée dans les 22 régions afin d’éradiquer la défécation à l’aire libre
et d’améliorer l’assainissement. Elle a été introduite à Madagascar en Octobre 2008
et son application commence à bien se savoir par les communautés intervenues. Le
principe du CLTS est de conscientiser la communauté pour réveiller le sens du dégout
et de la honte sur la mauvaise pratique de l’assainissement. La communauté prend
alors une initiative par la suite, pour construire leur propre latrine avec l’appui
technique des intervenants.
Selon une recherche effectuée sur de nombreux pays, le milieu urbain demande
une autre approche plus adéquate et plus adapter pour la ville. Elle doit répondre aux
besoins et doit prendre en considération la capacité de la communauté ainsi que
chaque individu à payer. Il s’agit d’une approche CLUES (Climate, Land, Use and
Ecosystem Service) pour la planification de l’assainissement au niveau local. Cette
approche a comme principe de placer les quartiers et les communautés au centre du
processus de la planification ; exploiter à la fois la connaissance des professionnels
et celle de la communauté ; favoriser la conservation des ressources et leur
réutilisation et recyclage dans la mesure du possible ; et enfin, promouvoir des
solutions environnementales durables. (Dr Luthi C, 2009)
Page 45
IV.3.2. RECYCLAGE DES LITS ET VALORISATION DES SOUS-
PRODUITS
Les lits de séchage plantés connaissent trois grandes phases de vie :
La première phase est la plantation, acclimatation et développement. Les
macrophytes sont plantés pendant la meilleure saison, c’est-à-dire pendant la saison
de pluie. Le lit est alimenté en boues d’une façon progressive pour permettre aux
plantes de s’adapter.
La deuxième phase est l’humification des boues. Il s’agit de la phase à laquelle
cette étude se déroule. Cela concerne la gestion de l’alimentation en boues des lits
de séchages.
La troisième et dernière phase est le curage et reprise. À un moment donné, les
boues transformées en humus atteignent le niveau haut du lit. Il faut alors procéder
aux curages. (Mbayé M et all, 2011)
Lors du curage à la troisième phase, les racines des macrophytes ne seront pas
arrachées. Cela va permettre de reprendre les lits pour poursuivre le traitement. Les
plantes vont se régénérer grâce aux présences des racines et le processus reprend
la première phase et c’est ainsi le cycle de vie des lits plantés.
Les boues de vidange issues des curages sont dépourvues à part entière de
germes pathogènes. La qualité a été observée dans le résultat, montrant une
caractéristique physique intéressante. Ces biosolides seront transformés en engrais
biologiques de qualité favorable pour l’agriculture. Une recherche d’acheteurs
potentielle devrait se faire préalablement pour garantir le débouché des sous-
produits. Les acheteurs pourront contrôler le mode de traitement pour avoir la
confiance sur la qualité des marchandises. Il est estimé une production de 300 m3
d’engrais biologiques humains pour un bassin lors de curage, donc une quantité totale
de 1 200 m3 sera mise en vente si le contrat avec un ou plusieurs acheteurs
s’effectue. Le prix du m3 pourrait être discuté entre les deux parties.
Page 46
CONCLUSION
La mise en place de la STBV pour la ville de Toamasina a été un succès. La
gestion de la station requiert une compétence technique et organisationnelle. La
relation clientèle et la gestion financière sont la clé pour le bon fonctionnement de la
chaine du traitement.
En termes de quantité, l’objectif n’est pas atteint pour le volume de boues arrivées
à la STBV. L’estimation est trois fois plus grande que la quantité reçue pendant la
phase d’exploitation. En termes de qualité, une petite partie de boues récupérée ne
convient pas au traitement par la méthode du lit planté de macrophytes. Une solution
provisoire a été adoptée en les déversant dans une zone d’enfouissement, mais la
nécessité d’une grande emprise foncière ne permet pas de prolonger cette pratique.
Une solution pérenne a été proposée sur l’incitation des habitants de Toamasina à
adopter des fosses convenables, produisant ainsi des boues digérées, facilement
traitable. Ainsi, l’adoption des fosses septiques et des fosses étanches, avec l’accès
au service de vidanges formelles réduit automatiquement la contamination fécale de
la nappe phréatique.
Les résultats du traitement par la méthode du lit de séchage planté ont été
observés grâce à l’analyse d’échantillons et au carottage d’une partie du lit. Une
grande amélioration de la qualité des effluents affirme l’efficacité du traitement adopté
bien que l’élimination des germes pathogènes n’est pas 100%. Les biosolides
obtenus sont de bonne qualité pouvant être commercialisée pour servir d’engrais aux
agriculteurs. Par conséquent, la méthode du lit de séchage planté est convenable
pour Toamasina sur tous les paramètres. Sa gestion offre une grande opportunité
pour des expérimentations et l’avenir de l’assainissement dans son ensemble peut
être prometteur grâce à l’initiative adopter avec la collaboration des partenaires
publiques privées. Par conséquent, le fonctionnement et l’efficacité de la STBV
dépendent de la contribution de toute la ville de Toamasina et la responsabilité de
chacun.
Bien que la méthode du lit de séchage planté soit adaptée pour Toamasina, elle
présente également des limites sur le choix de boues pouvant être traité. Elle requiert
une emprise foncière importante et son emplacement doit être éloigné de toute
Page 47
ressource en eau utilisée, due au rejet d’effluent qui n’est pas totalement dépourvu
de germes pathogènes. Par contre, les avantages sont multiples. Les coûts de
fonctionnement sont faibles par rapport à d’autres types de traitement (ex. traitement
par biodigesteur). Le cycle des lits plantés long, permettant ainsi de stocker une
quantité importante de boues. Il reste à savoir si les agriculteurs malgaches sont prêts
à utiliser les engrais humains lors de curage des boues transformer en humus.
Page 48
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
Baiserie, H. 1946. La géologie de Madagascar. Ouvrage honoré d’une souscription de l’office de la recherche scientifique coloniale. 8, Rue Paul BAUDRY, Paris (VIII°) p1-26
Chaperon, P. Danloux, J. Ferry, L.1993. Fleuves et rivières de Madagascar p 84-148
Décret n° 2003-943 relatif aux déversements, écoulements, rejets, dépôts directs ou indirects dans les eaux superficielles ou souterraines
Docteur Lüthi, C.2009. Community-Led Urban Environmental Sanitation Planning: CLUES Complete Guidelines for Decision-Makers with 30 Tools p 9-14
Dodane, P H. Ronteltap, M.2018. Lit de séchage non planté p 155-157
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Page 49
WEBOGRAPHIE :
fr.wikipedia.org/wiki/Toamasina
publish.plantnet-project.org/project/riceweeds/collection/collection/information/
details/ECHPY
www.aimf.asso.fr/Assainissement-a-Toamasina-appui-a-l-autonomisation-de-la-
filiere-Ecosan-et-au.html
www.historique-meteo.net/afrique/madagascar/toamasina/2017/
www."scribbr.fr/memoire/choisir-un-sujet-pour-votre-memoire-en-8-etapes/"
www.universalis.fr/encyclopedie/madagascar-geologie/
www.who.int/ncds/surveillance/steps/STEPS_Madagascar_Data.pdf
ANNEXES
Annexe 1
CARACTERISTIQUE DU PHRAGMITE
Code eppo ECHPY
Famille Poaceae
Espèce Echinochloa pyramidalis (Lam.) Hitchc. & Chase
Type malherbologique 02- Feuilles étroites / Grasslike leaves
Description synthétique
Echinochloa pyramidalis est une grande herbe robuste
et rhizomateuse qui atteint 5 m de hauteur. Le chaume, qui atteint
1,5 cm de diamètre, est radicant à sa base et souvent couché sur
une grande longueur avant de se redresser. Les feuilles
présentent une gaine glabre, une ligule ciliée, un limbe plat
et glabre, linéaire, aux marges scabres. L’inflorescence est
grande (jusqu’à 40 cm de haut), dressée à un peu
penchée, ovale à lancéolée. Elle est composée de nombreux
rameaux qui portent des faisceaux d’épillets disposés en rangs
serrés. Les épilletssont ovoïdes, pointus et de grosse taille.
Chacun d’eux renferme 2 fleurs : l’inférieure qui est mâle ou vide,
la supérieure qui est fertile.
Aspect Grande herbe vivace à gros rhizomes qui mesure 1 à 5 m de
hauteur.
Appareil souterrain Le système souterrain est un gros rhizome d’où partent des
racines bien développées qui forment un tapis.
Tige
Le chaume est très robuste, cylindrique, pouvant atteindre 1,5 cm
de diamètre à la base et glabre. Il est plus ou moins spongieux
dans sa partie inférieure qui est souvent longuement couchée sur
le sol ou sur l’eau et radicante aux noeuds. Ensuite, il est redressé
et ramifié. Les noeuds sont pubescents sauf les supérieurs qui
sont presque glabres.
Feuille
La gaine est glabre, exceptée celle des feuilles inférieures qui
présente quelquefois des poils à base tuberculée. La ligule est
représentée par une ligne de cils bien développés (quelquefois
absente dans les feuilles supérieures). Le limbe est
plan, linéaire allongé, de 8 à 60 cm de long et 2 à 2,5 cm de large,
à base arrondie et extrémité effilée pointue. Il est raide, glauque,
en général glabre (quelquefois pourvu de poils tuberculés),
à marge cartilagineuse scabre.
Inflorescence
L’inflorescence est une grande panicule dressée ou un peu
penchée, de forme ovale à étroitement lancéolée. Elle mesure 8 à
40 cm de haut. Elle est composée de 20 rameaux ou
plus, dressés, flexueux, qui peuvent êtres simples ou ramifiés,
seuls ou groupés. Ces rameaux mesurent 3 à 20 cm de long. L’axe
principal est anguleux, scabre sur les bords, poilu sur les nœuds.
Les axes secondaires sont anguleux, à bords scabres et ciliés.
Les épillets sont groupés en faisceaux. Ils
sont ovoïdes à ellipsoïdes, pointus à
l’extrémité, glabres ou pileux, de 2,5 à 4 mm de long. Ils sont de
couleur verte ou violacée. Les glumes sont de taille
inégale, scabres sur les nervures. La glume inférieure est ovale, à
sommet aigu souvent couverte d’une pubescence fine. Elle
mesure la moitié de la taille de l’épillet et est parcourue par 5
nervures scabres. La glume supérieure est ovale, pointue à
l’extrémité. Elle est aussi longue que l’épillet et marquée de 5 à 7
nervures scabres.
Fleur
L’épillet est composé de 2 fleurs : une fleur inférieure mâle ou
vide, une fleur supérieure fertile, à trois étamines.
La glumelle inférieure de la fleur inférieure est semblable à
la glumesupérieure. La glumelle inférieure de la fleur fertile est un
peu coriace, à dos convexe, lisse et brillante, de couleur jaune.
Fruit Le grain est elliptique, large, de 2 à 2,5 mm de long, plan-
convexe, mucroné.
Biologie Plante vivace se propageant par rhizomes et se multipliant par
graines.
Ecologie
Espèce semi-flottante du bord des cours d’eau et des mares et
des milieux humides en général. Adventice des rizières de bas-
fonds et des fossés de drainage.
Agressivité ocale
Burkina Faso : rare et peu abondante.
Côte d’Ivoire : fréquente et généralement abondante.
Ghana : fréquente et généralement abondante.
Kenya : fréquente et peu abondante.
Mali : fréquente et généralement abondante.
Sénégal : rare et peu abondante.
Tchad : rare et peu abondante.
Annexe 2
NORME DES REJETS D’EFFLUENTS LIQUIDES
Annexe 3
RESULTAT D’ANALYSES
Annexe 4
PLAN DE MASSE DE LA STBV
Évaluation de la gestion de la station de traitement de boues de vidange dans la
ville de Toamasina, District Toamasina I, Région Antsinanana de Madagascar
Nombre de pages : 49 nombre de tableaux : 6 nombre de figures : 25
nombre d’annexes : 4
L’exploitation de la station de traitement de boues de vidange de Toamasina a permis,
d’une part, de solutionner l’expansion des matières fécales dans la ville, et d’autre part de
s’expérimenter sur le mode de traitement et le comportement des plantes macrophytes.
Le résultat de traitement n’est pas 100%, mais un important changement sur la qualité
des effluents ainsi que les biosolides ont été relevés. Il a été observé pendant
l’expérimentation une interdépendance entre les plantes macrophytes et les boues de
vidange.
L’avenir de la filière boues de vidange est très prometteur à Toamasina. Une grande
initiative est à adopter pour assurer la pérennité de service de vidange ainsi qu’à
l’assainissement dans son ensemble.
Mots clés : station de traitement, boues de vidange, macrophytes, lits plantés, effluents,
biosolides
The operation of the Toamasina fecal sludge treatment plant has made it possible, on
the one hand, to solve the fecal matter expansion in the city, and, on the other hand, to
experiment with the treatment method and the performance macrophytic plants.
The treatment result is not 100% but a significant change in effluent quality as well as
biosolids has been reported. During the experiment, interdependence between macrophytic
plants and fecal sludge was observed.
The future of the sludge sector is very promising in Toamasina. A major initiative is to
be adopted to ensure the continuity of drain service as well as sanitation as a whole.
Keywords: treatment plant, fecal sludge, macrophytes, plant beds, effluents, biosolids
RESUME
ABSTRACT
Auteur :
Razafitsirambo Fardalino PRINCILOT Email : [email protected] Contact : +261 32 41 502 58 +261 34 10 016 10
Rapporteur :
Madame Voahangy RAMBOLAMANANA,
Maître de conférences
