1. Présentation de la structure d’accueil
1.4. Organisation de la DG-Eau
La Direction Générale de l’Eau est un ensemble composé de : - Un secrétariat Administratif (SA)
- Une cellule d’Audit Interne (CAI)
- Une Direction de l’Administration et des Finances (DAF) - Une Direction de l’Information sur l’Eau (DIE)
- Une Direction de la Planification et de la Gestion de l’Eau (DPGE) - Une Direction de la Programmation et du Suivi- Evaluation (DPSE) - Une Direction de l’Approvisionnement en Eau Potable (DAEP)
Le Secrétariat Administratif(SA) est placé sous l’autorité du Directeur Général de l’Eau et a pour mission d’assurer les travaux de secrétariat de la Direction Générale de l’Eau.
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La Cellule d’Audit Interne (CAI) a pour mission principale d’assurer la régularité et la conformité des actes de Gestion de la DG Eau et des Services de l’Eau des DirectionsDépartementales du Ministère de l’Energie et de l’Eau (DDMEE) conformément aux procédures en vigueur.
La Direction de l’Administration et des Finances (DAF) a pour mission d’assurer la gestion des moyens humains, matériels et financiers mis à la disposition de la DG-Eau.
La Direction de la Planification et de la Gestion de l’Eau (DPGE) quant à elle a pour mission d’assurer la gestion intégrée et équilibrée des ressources en eau sur toute l’étendue du territoire national.
La Direction de la Programmation et du Suivi-Evaluation(DPSE) a pour rôle d’assurer la programmation et le Suivi des réali-sations de la DG Eau.
La Direction de l’Approvisionnement en Eau Potable (DAEP) assure la mise en oeuvre de la politique de l’approvisionnement en eau potable.
La Direction de l’Information sur l’Eau (DIE) dont la mission est d’assurer la connaissance et la gestion de l’information sur les ressources en eau et leurs utilisations.
Bref aperçu de la DIE et du SQE
Elle est structurée en cinq services à savoir :
Un Service de l’Hydrologie (SH)
Un Service des Eaux Souterraines (SES)
Un Service de la Qualité de l’Eau (SQE)
Un Service de la Banque de Données Intégrées (SBDI)
Un Service de l’Information, de la Documentation et de la Commu-nication (SIDC)
Le Service de l’Hydrologie (SH) a pour mission d’assurer la production et la mise à jour des données et informations sur les eaux de surface, les
éco-Présenté et soutenu par ADANDE Y. Kiv UAC/EPAC 6 systèmes associés, les aménagements y relatifs et les bassins expérimentaux.
Le Service des Eaux Souterraines (SES) a pour mission d’assurer la production et la mise à jour des informations sur les eaux souterraines et les ouvrages et aménagements y relatifs.
Le Service de la Banque de Données Intégrées (SBDI) a pour mission d’assurer l’administration et la gestion de la banque de données sur les res-sources en eau et sur les ouvrages d’eau.
Le Service de l’Information, de la Documentation et de la Communi-cation (SIDC) procède à la centralisation et la gestion de la documentation relative à l’eau. Il assure également la production de l’information sur les activités de la DG Eau : publication d’une revue, création, gestion et mainte-nance d’un Site web (eaubénin.bj).
Le Service de la Qualité de l’Eau (SQE) a pour mission de mettre en oeuvre des actions et mesures permettant de connaître, de contrôler et d’améliorer la qualité de l’eau.
Au niveau régional, onze (11) Services de l’Eau (S-Eau) relevant des Directions Départementales des Mines, de l’Energie et de l’Eau (DDMEE) aident la Direction Générale de l’Eau dans la mise en oeuvre de ses activités.
Présenté et soutenu par ADANDE Y. Kiv UAC/EPAC 7 1.5. Organigramme de la DG-Eau
DG
CAI SA
DGA
Service eau dans les départements
DIE DAF DAEP DPGE DPSE
SQE SES
SML SARH
SBDI SBC
SDC SA SAEP-MR
SHU
SC-GIRE
SEP-SOB SGDP
SP SSE
SIDC SH
CAISSE
Présenté et soutenu par ADANDE Y. Kiv UAC/EPAC 8 2. Objectifs
2.1. Objectif général
L’objectif général de ce travail est d’étudier les caractéristiques physico-chimiques des eaux souterraines de la Commune de BASSILA.
2.2. Objectifs spécifiques
Les objectifs spécifiques sont entre autres :
De collecter, de dépouiller, d’analyser et de traiter les données reçues de la base de données qualité des Eaux ;
D’interpréter les résultats du traitement des données par rapport aux normes internationales et nationales ;
De donner des approches de solutions pour l’amélioration de la qualité de ces eaux.
3. Cadre d’étude
3.1. Présentation de la zone d’étude 3.1.1. Situation géographique
La Commune de BASSILA est située entre 8° 50 et 9° 37 latitude Nord, et 1° 40 et 2° 50 longitude Ouest. Elle s’étend sur une superficie de 5.661 km2 et est située dans le département de la Donga (au Nord du Bénin). Elle est limitée au nord par les communes de OUAKE et de DJOUGOU, au sud par les communes de BANTE et de GLAZOUE, à l’est par les communes de TCHAOUROU et de OUESSE et à l’ouest par la république du TOGO avec laquelle elle partage 120 km de frontière. BASSILA, chef-lieu de la commune, est située à environ 375 km de Cotonou (capitale économique du BENIN) et à 87 km de DJOUGOU (chef-lieu du département) (Monographie de la commune de Bassila, Mars 2006)
3.1.2. Relief
La commune de BASSILA est située sur une vaste pénéplaine d’une altitude comprise entre 300 et 350 mètres. Le mont Sagbarao (Alédjo) est l’un des points culminants du BENIN. Le relief devient plus accidenté au fur et à mesure qu’on avance vers le nord-ouest (Alédjo) fortement marqué par la chaîne de l’Atacora ( Monographie de la commune de Bassila, Mars 2006)
Présenté et soutenu par ADANDE Y. Kiv UAC/EPAC 9 3.1.3. Climat
Le climat est de type soudano-guinéen avec une saison de pluie (avril à octobre) et une saison sèche (octobre à avril) (Monographie de la commune de Bassila, Mars 2006)
3.1.4. Pluviométrie
La moyenne annuelle de précipitation est comprise entre 1200 et 1300 mm. Cette moyenne fait de la commune l’une des plus arrosées au Bénin. En début des saisons de pluies, la région connaît périodiquement le passage d’ouragans soufflant de l’est vers l’ouest (Monographie de la commune de Bassila, Mars 2006)
3.1.5. Sol
Les sols sont constitués de formations cristallines très anciennes avec une roche mère de nature granito-gneissique favorables aux cultures mais exigeant de l’eau et un bon drainage. ( Monographie de la commune de Bassila, Mars 2006)
3.1.6. Végétation
La végétation de la commune est dominée par des savanes arbustives. Près de la moitié (2.437 km2) de la superficie de la commune est occupée par des forêts classées sous aménagement. ( Monographie de la commune de Bassila, Mars 2006)
3.1.7. Réseau hydrographique
En saison de pluies, la commune est traversée et arrosée par trois (3) fleuves et sept (7) sources. En dehors de la Tèrou, les autres cours d’eau (Awo et Kémétou) s’assèchent en saison sèche.(Plan Sectoriel Eau Bassila, 2010)
3.1.8. Données démographiques
Selon les données provisoires du recensement général de la population et de l’habitation de 2002 (RGPH3), la population de la commune est de 71.511 habitants contre 46.416 habitants en 1992 soit un accroissement inter censitaire de 4,87%. La population féminine est estimée à 35.789 (50,05%) et les hommes à 35.722(49,95%). La commune est peuplée3 en majorité de Nago qui représentent plus de la moitié de la population, des Anii (plus de 30 %), des Kotokoli et des Koura
Présenté et soutenu par ADANDE Y. Kiv UAC/EPAC 10 (environ 10%). On y rencontre également d’autres groupes socio-ethniques tels que les Peuhl, les Otamari, les Lokpa, les Fons, etc. Les religions pratiquées par les populations de la commune sont : l’islam (plus de 80 % de la population), le christianisme (plus de 10%) et les religions traditionnelles (moins de 10%).
(Monographie de la commune de Bassila, Mars 2006) 3.1.9. L’organisation administrative
La commune de Bassila est subdivisée en quatre (4) arrondissements : Alédjo, Bassila, Manigri et Pénessoulou. Ces arrondissements comprennent 30 villages administratifs.
L’administration locale comporte donc trois (3) niveaux : la commune, l’arrondissement, le village ou quartier de ville.
Le village ou quartier est administré par un Chef de village ou de quartier, l’arrondissement par le Chef d’arrondissement et la commune par le conseil communal (qui compte 12 membres) avec à sa tête le Maire assisté de deux (2) Adjoints.
L’administration communale dispose de ses propres services appuyés dans leur mission d’administration et de développement du territoire par les services déconcentrés de l’Etat. ( Monographie de la commune de Bassila, Mars 2006)
3.1.10. Les secteurs productifs
Les activités de production de la population de la commune de Bassila sont dominées par l’agriculture, la production animale, l’exploitation forestière, l’artisanat et les échanges commerciaux.
3.1.11. Caractéristiques hydrogéologiques
La Commune de Bassila est située sur le socle précambrien formé de roches très anciennes dont le Dahoméen constitue l’élément le plus ancien. Elle s’étend sur le substratum des formations cristallines avec une prédominance de gneiss et de migmatite. La lithologie dominante comporte une grande couche de gneiss à biotite qui va de Ganganou (au nord-est de Bassila) à la région de Patargo à l’Ouest. Ces gneiss sont sombres avec une faible teneur en quartz.
Présenté et soutenu par ADANDE Y. Kiv UAC/EPAC 11 Toutes ces formations du socle granitique gneissique parsemées de relief de quartzite saccharoïde sont peu propices au développement des ressources en eau souterraines.
Ainsi distingue-t-on deux types d’aquifères exploitables :
- L’aquifère des altérations, provenant de la dégradation de la roche mère sous l’action combinée des phénomènes physiques, chimiques ou biologiques, se présente sous forme de roches meubles. Cet aquifère est exploité par des puits à grand diamètre qui, dans la plupart des cas, tarissent en saison sèche.
Son épaisseur varie selon les zones et les formations géologiques. Par exemple, dans les quartzites qui se dégradent très difficilement, l’épaisseur de l’altération varie de 0 à 10 m. Par contre les schistes s’altèrent rapidement avec une épaisseur d’altération qui variant de 10 à 30 m. Il faut noter que dans de rare cas, l’épaisseur d’altération atteint 50 m environ.
- L’aquifère du socle est constitué par les zones fracturées du socle renfermant de l’eau. Cet aquifère discontinu est lié à la fracturation du socle (fractures ouvertes, susceptibles de conduire ou de renfermer de l’eau). Il est exploité par les forages et constitue l’aquifère le plus important pour l’exploitation des ressources en eau souterraines.(Plan Sectoriel Eau Bassila, 2010)
3.2 Présentation des ouvrages hydrauliques dans la commune de BASSILA
Les ouvrages hydrauliques sur lesquels porte notre étude dans la commune de BASSILA sont classés par arrondissement dans le tableau ci-dessous :
Tableau 1: Nombre des ouvrages hydrauliques par arrondissement Arrondissement Nombre de
Source : Service Base des Données Intégrées Qualité Eau (SBDIQE)
Présenté et soutenu par ADANDE Y. Kiv UAC/EPAC 12 Figure 1:carte administrative de la commune de BASSILA
Source :Plan Sectoriel Eau Bassila, 2010
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CHAPITRE 2 : Méthodologie
et déroulement du stage
Présenté et soutenu par ADANDE Y. Kiv UAC/EPAC 14 1. Méthodologie
1.1. Recherche documentaire
La recherche documentaire consiste à passer en revue les études antérieures menées sur la qualité des eaux souterraines, des documents relatifs à la qualité physico-chimique des eaux souterraines. Les divers endroits nous ayant servis de lieu de recherche sont : la bibliothèque de l’EPAC, la bibliothèque de la DG-Eau, la mairie de la commune de BASSILA, ainsi que le moteur de recherche internet Google. La démarche méthodologique adoptée a découlée de l’étude de ces documents.
1.2. Collecte des données
Les données collectées dans notre étude sont celles relatives à la qualité des eaux de la commune de BASSILA. Ces données ont été obtenues grâce à la Banque de Données Intégrée Qualité Eau (BDIQE) de la DG-Eau.
1.3. Traitement des données
Les données obtenues dans la Banque de Données Intégrée Qualité Eau (BDIQE) sur la commune de BASSILA ainsi que les résultats issus des analyses physico-chimiques des eaux souterraines de ladite commune ont été saisies et traitées à l’aide des logiciels Microsoft Word et Microsoft Excel ceci en vue de leurs exploitations statistiques
2. Déroulement du stage
2.1. Activités menées au cours du stage
Au cours de notre stage dans les locaux de la DG-Eau, précisément dans le laboratoire du Service Qualité Eau, nous avons mené plusieurs activités telles que : la mesure des paramètres physique(couleur,pH,température,conductivité etc.) et chimiques(Fer, Ammonium, Nitrite, Nitrate, Phosphate, Sulfate, magnésium, Calcium, etc.) des eaux ;élaboration des fiches de résultats d’analyse de l’eau ainsi que la familiarisation à l’utilisation des appareils de laboratoire tels que le spectrophotomètre, distillateur et le multi-paramètre.
Présenté et soutenu par ADANDE Y. Kiv UAC/EPAC 15 2.2. Méthodologie
2.2.1. Matériel
Dans le cadre de notre étude, plusieurs matériel ont été utilisés tant sur le terrain qu’au laboratoire. On peut alors citer selon le lieu d’utilisation les matériels suivants :
Matériel de terrain
Des matériels utilisés sur le terrain, nous avons entre autre :
Un GPS (Global Positioning System) pour prendre les coordonnées géographiques des sites de prélèvement;
Des bouteilles plastiques pour le prélèvement des échantillons d’eau ;
Un appareil photo numérique pour la prise de différentes vues ;
Une glacière et des morceaux de glace pour la conservation des échantillons d’eau;
Des étiquettes pour étiqueter les bouteilles de prélèvement ;
Un multi paramètre pour la mesure in situ de la température, du pH et de la conductivité.(J.RODIER, 1984)
Matériel de laboratoire
L’analyse des eaux prélevées nécessite la présence des éléments suivants au laboratoire :
La verrerie de laboratoire;
Un portoir de pipette et de tube à essai ;
Un agitateur magnétique pour homogénéiser les solutions lors du dosage ;
Une plaque chauffante pour chauffer les solutions avant mesure de certains paramètres ;
Un réfrigérateur pour la conservation des réactifs ;
Un autoclave pour la stérilisation des verreries et du matériel ;
Des échantillons à analyser : eau souterraine et eau de citerne ;
Plusieurs réactifs pour les différentes analyses;
Un multi paramètre pour la détermination du pH, de la conductivité et de la température ;
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Un spectrophotomètre pour la détermination des paramètres physico-chimiques ;
Un distillateur pour la préparation de l’eau distillée indispensable aux analyses ;( J.RODIER, 1984)
2.2.2. Mode opératoire
Cette rubrique consiste à présenter les procédures d’analyse de chaque paramètre étudié.
Analyse physico-chimique
Elle se fait à l’aide de plusieurs méthodes à savoir l’électrométrie, la titrimétrie (volumétrie) et la spectrophotométrie.
L’électrométrie
Cette méthode permet de mesurer les paramètres tels que le pH, la température et la conductivité électrique à l’aide du multi paramètre à écran lumineux doté d’un pH-mètre, d’un conductimètre et d’un thermomètre. L’utilisation du multi paramètre se fait comme suit :
Appuyer sur le bouton ON/OFF de l’appareil pour le mettre sous tension ;
Rincer l’électrode relié à l’appareil avec de l’eau distillée ;
Plonger l’électrode dans l’échantillon initialement prélevé dans un bécher, de manière à engloutir la partie métallique de l’électrode ;
Attendre la stabilisation numérique de l’appareil avant la lecture ;
Après lecture, retirer l’électrode de l’échantillon puis le rincer avec de l’eau distillée afin de procéder à l’analyse suivante;
La titrimétrie
Cette méthode permet la détermination des paramètres tels que les ion calcium ,magnésium, bicarbonate et chlorure. La procédure d’analyse est la suivante selon les différents paramètres à mesurer
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Ion calcium
Le dosage se fait selon le mode opératoire suivant :
On prélève 50 ml de l’échantillon d’eau ;
On ajoute 1 ml d’une solution d’hydroxyde de potassium (KOH) de normalité 8 N et un kit du réactif « Calver » ;
On agite la solution avec l’agitateur magnétique, le barreau magnétique étant préalablement introduit dans la solution ;
On dose avec de l’EDTA (Acide Diamine Tétra Acétique), le point de virage est observé par changement de couleur du rose au bleu ;
La détermination de la concentration du calcium se fait par la formule suivante : [Ca2+] mg/l = VEDTA (Ca2+) x 8,016
Le coefficient 8,016 est obtenu de la manière suivante:
N1V1= N2V2↔ N2= N1V1/V2 N1 : Normalité de l’EDTA
V1 : Volume de l’EDTA = 1000 ml N2 : Normalité en calcium
V2 : Volume de l’échantillon prélevé 50 ml N2 = 0,02x1000/50 = 0,4
La masse équivalente de l’ion Ca2+ est 20,04 par conséquent 0,4 x20, 04 =8,016
Ion magnésium
Le dosage se fait selon le mode opératoire suivant :
On prélève 50 ml de l’échantillon;
On ajoute 5 gouttes d’eau oxygénée et 5 ml d’acide chlorhydrique à 1N ;
On porte l’ensemble à ébullition pendant 10 mn;
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On ajoute 5 ml d’une solution tampon de magnésium NaOH de concentration 6 N lorsque la température de la solution aurait baissé jusqu’à environ à 45°C puis ;
On ajoute 5 gouttes de Noir Hérychrome T (NET)
On agite la solution avec l’agitateur magnétique, le barreau magnétique étant préalablement introduit dans la solution ;
On dose goutte par goutte avec de l’EDTA jusqu’au point de virage c’est-à-dire jusqu'à ce que la solution prenne une couleur bleu.
La formule de détermination de la concentration en magnésium est la suivante : [Mg2+] mg/l = (VEDTA (Mg2+) –VEDTA (Ca2+)) x 4,864
La masse équivalente de l’ion Mg2+ est 12,16 par conséquent 0,4 x12,16 =4,864
Avec M (Mg2+)/ 2=12,16.
Ions bicarbonates
Le dosage se fait selon le mode opératoire suivant :
On prélève 100 ml de l’échantillon ;
On ajoute 5 ou 8 gouttes d’indicateur mixte ;
On homogénéise la solution avec l’agitateur magnétique, le barreau magnétique étant préalablement introduit dans la solution ;
On dose l’ensemble par une solution d’acide sulfurique à 0,1N.
La concentration est déterminée par la formule suivante:
[HCO3-]= VH2SO4 x 61 Avec M (HCO3-) =61g/mol.
Dosage de la teneur en ions chlorures
Le dosage se fait selon le mode opératoire suivant :
On prélève 100 ml de l’échantillon ;
On ajoute 2 gouttes de bichromate de potassium ;
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On agite la solution avec l’agitateur magnétique, le barreau magnétique étant préalablement introduit dans la solution ;
On dose l’ensemble par une solution de nitrate d’argent (Ag NO3) à 0,1N.
La détermination de la concentration en chlorures se fait par la formule suivante : [Cl-] en mg/l= V x 35, 5
V= volume de nitrate d’argent à 0,1 N utilisé M (Cl-)=35,5 g/mol
La spectrophotométrie
Les paramètres dont les mesures se font par la méthode spectrophotométrique sont : la couleur, le fer, les fluorures, l’Iode, les nitrates, les nitrites, le phosphate, l’ammonium et les sulfates. La mesure se fait comme suit selon chaque paramètre :
Mesure de la couleur
La mesure se fait selon le mode opératoire suivant :
Appuyer sur le bouton d’allumage du spectrophotomètre DR/2400 après l’avoir branché à la source d’énergie ;
Sélectionner programme favoris ;
Ajuster la longueur d’onde à 465 nm ;
Placer le blanc c’est-à-dire 10 ml d’eau distillée dans le spectrophotomètre ;
Ajuster le zéro de l’appareil en appuyant sur la touche ZERO
Retirer le blanc et placer 10 ml de l’échantillon d’eau préalablement prélevé dans la cuvette
Appuyer sur « LIRE» et le résultat en UNITES pt-co APHA s’affiche.
Mesure de la teneur des nitrates
La mesure se fait selon le mode opératoire suivant :
Appuyer sur le bouton d’allumage du spectrophotomètre DR/2400 après l’avoir branché à la source d’énergie ;
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Appuyer à l’écran du spectrophotomètre la fonction PROGRAMME FAVORIS,
Sélectionner ensuite dans programme favoris« nitrates »,
Ajuster la longueur d’onde à 500 nm,
Remplir une cuvette à 25 ml avec l’échantillon,
Ajouter le contenu d’une gélule du réactif nitraver à la cuvette (échantillon préparé).
Secouer l’ensemble pour homogénéiser le mélange.
Appuyer sur DEMAR.MINUTERIE à l’écran. Cela déclenche un compte à rebours de 5 minutes qui n’est rien d’autre que le temps de réaction ;
Pendant ce temps, remplir une autre cuvette avec 25 ml de l’échantillon, ceci servira de blanc ;
A la fin du compte à rebours, placer le blanc dans le puits de mesure puis fermer le capot.
Appuyer la touche de fonction ZERO à l’écran,
Placer l’échantillon préparé dans le puits de mesure et fermer le capot,
Appuyer sur LIRE, et le résultat en mg/N/L de NO3- s’affiche.
Calculer la concentration de NO3-en mg/L
NO3-=N/NO3-×4,4
D’après le fabricant HACH, on a M (NO3-)/M (N) = 62/14 =4, 42857
Mesure de la teneur en nitrites
Pour cette mesure on procède comme suit :
Allumer le spectrophotomètre DR/2400,
Appuyer la touche de fonction PROGRAMME FAVORIS,
Sélectionner nitrite dans programme favoris
Ajuster la longueur d’onde à 507 nm,
Remplir une cuvette à 25 ml avec l’échantillon,
Ajouter au contenu un kit du réactif nitriver.
Secouer pour homogénéiser.
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Appuyer la touche de fonction DEMAR.MINUTERIE. Un compte à rebours de 20 minutes est lancé
Pendant ce temps, remplir une autre cuvette avec 25 ml de l’échantillon (blanc),
Lorsque le minuteur sonne, placer le blanc dans le puits de mesure et fermer le capot,
Presser la touche de fonction ZERO,
Placer l’échantillon préparé dans le puits de mesure, et fermer le capot,
Appuyer sur LIRE, et le résultat en mg/N/L de NO2- s’affiche.
Le calcul de la concentration de NO2- en mg/L se fait de la manière suivante :
Le calcul de la concentration de NO2- en mg/L se fait de la manière suivante :