8 Les sédiments

Après l’étude des eaux, nous nous sommes intéressés aux sédiments qui sont susceptibles d’échanger les polluants avec les eaux. Nous avons tout d’abord réalisé une analyse de sédiments prélevés dans l’Oubangui en utilisant la technique de fusion alcaline. Cette méthode de dissolution par fusion de l’échantillon (dans un creuset de platine avec un mélange de tétraborate de lithium (200mg) et métaborate de lithium (800mg) à 1100°C puis dissolution dans l ’acide nitrique 0.5M) permet l’analyse des éléments majeurs. La matrice très chargée de la solution résultante ne permet pas de doser les éléments mineurs.

Nous représentons dans le tableau II.9 les résultats d’analyse de 3 échantillons de sable ainsi que les teneurs moyennes exprimées en oxydes.

Echantillon,

% en masse SiO2 Al2O3 Fe2O3 MnO CaO MgO CaO K2O TiO2

1 92.09 2.38 2.88 0.03 0.15 0.14 0.15 0.53 0.73

2 94.41 1.6 1.82 <ld 0.13 <ld 0.13 0.53 0.18

3 94.17 1.55 2.88 <ld <ld <ld <ld 0.44 0.13

moyenne 93.6±1.3 2.5±0.6 2.5±0.6 0.50±0.05 0.35±0.33

Tableau II .7 : Analyse de 3 sédiments (et analyse moyenne) de l’Oubangui après

Les sédiments sont principalement constitués de quartz environ 93,6% et en faible proportion d’argile et de composés du fer (illite ou oxyde de fer).

Nous avons réalisé un spectre de diffraction X de la fraction de sédiment obtenue après enrichissement en argile par décantation et prélèvement de la fraction surnageante inférieure à 2µm.

Figure II.22 Diffractogramme RX de la fraction argileuse <2µm

(Noir : sable ; vert ; traitement glycol ; rouge : chauffé 490°C) (I = illite; K= kaolinite; G = goethite; Q = quartz; R=rutile).

Le diffractogramme RX montre que:

-l’argile est principalement constituée d’illite et de kaolinite. En effet, les raies correspondantes à la kaolinite disparaissent par chauffage à 490°C en raison de la transformation de ce minéral en métakaolinite amorphe aux rayons X ; et la raie attribuée à l’illite n’est pas modifiée par traitement au glycol (Holtzapffel, 1985).

- la présence très faible de rutile en accord avec la présence de titane (Tableau II.7). La raie correspondant à ce composé faible n’est observable qu’après chauffage.

- la présence de goethite, un oxyde de fer. On peut cependant supposer qu’une partie du fer est liée aux argiles. Pour vérifier cette hypothèse, nous avons réalisé une étude au « Microscope Electronique à Balayage » (MEB) couplé à un système à « Energy dispersive spectrometry » (EDS) sur les grains de sédiments provenant du fleuve Oubangui (Figure II.23):

d (Å) 0 100 200 300 400 500 cps 20 15 10 8 6 5 4 3 2.8 OUBANGG OUBANGG (Multiple Diagram)

Goethite: JCPDS 29-0713: FeO(OH)

OUBANG OUBANGC

I

K

I

G

K

Q

Figure II.23 : Image MEB de grains de sédiments du fleuve Oubangui.

La concentration en atomes % à la surface de 3 zones référencées (29, 30,31) sur la figure II.23 mesurée par le système EDS, est reportée dans le tableau II.8.

% atomes Oxygène Na Mg Al Si K Ca Ti Mn Fe

Objet 29 46.2 0.95 0.69 5.93 17.13 0.06 0.31 0.15 0.35 28.23

Objet 30 53.4 0.46 0.29 2.74 40.59 40.99 0.21 0.1 0.06 1.67

Objet 31 44.8 0.02 0.14 6.78 32.99 0.33 0.31 0.14 0.2 14.28

Tableau II.8 Pourcentages atomiques de différents éléments majeurs à la surface

des grains dans les zones 29, 30, 31(voir figure II.23). On peut remarquer que :

- les zones blanches (29) sont caractéristiques des éléments « lourds » tels que le fer. La proportion en fer est plus élevée, avec cependant une petite proportion d’aluminium. On peut supposer que la surface est constituée d’oxyde de fer et en moindre proportion d’argile.

- La zone au point 30 est principalement constituée de quartz.

- La zone au point 31 pourrait être constituée d’oxyde de fer et d’argiles telle que : l’illite (K,H3O)(Al,Mg,Fe)2(Si,Al)4O10[(OH)2,(H2O)], et/ou la

kaolinite Al2Si2O5(OH)4. en accord avec le spectre de diffraction X.

Ne connaissant pas la stœchiométrique atomique exacte de l’Illite présente dans nos sédiments, il est difficile de calculer la proportion de chaque constituant. Néanmoins, on peut supposer que la proportion élevée du fer par rapport à l’aluminium est en faveur d’oxyde de fer.

En effet, si la proportion d’illite dans les argiles est de 25%, la quantité de fer susceptible d’entrer dans la constitution de l’illite est négligeable par rapport à l’oxyde de fer.

Après l’étude des constituants majeurs, nous avons évalué les teneurs en éléments traces dans les sédiments prélevés :

- en amont, aval et près de la zone de captage des eaux par l’usine de traitement des eaux Sodeca ,

- en amont et aval de l’abattoir.

L’attaque complète du sédiment (voir annexe) a été effectuée à l’aide d’un mélange d’acides fluorhydrique, nitrique et chlorhydrique, puis la solution résultante a été analysée par ICP-AES après dilution. Cette méthode d’attaque totale permet l’élimination du silicium sous forme d’acide H2SiF6 gazeux et ainsi évite la présence

d’une matrice importante au cours du dosage.

Eléments, µg/g Amont captage Captage Sodeca Aval Captage Amont Abattoir * Aval Abattoir* Référence Aluminium 9291 8357 2698 Calcium 8357 990.7 756 214 214 Chrome 22 17 24 29 16 25 Cuivre 6 6 7 28 23 22 Fer 9647 7219 13132 5530 12900 Potassium 2814 3213 1788 830 420 Magnésium 343 335 123 120 180 Sodium 1265 1434 1140 Nickel 5 5 10 11 3.2 23 Manganèse 2050 118 Cadmium <0.4 <0.4 0.33 Plomb 8 7 6 82 47 25 mercure 0.036 0.037 0.094 Phosphore 734 204 Zinc 18 16 30 79 25 80 MO 22000 18000 Azote organique 500 300 Rapport MO/NO 44 60 Phosphore 7.1 6.75

Tableau II.9 : Analyse des composants « mineurs » de grains de sédiment de

l’Oubangui,*(analyses réalisées par l’Institut Européen de l’Environnement de Bordeaux)

Le rapport MO/NO (Carbone organique / azote organique) élevé dans les sédiments prélevés près de l’abattoir montre que les acides humiques sont stables et difficilement biodégradables. La comparaison des teneurs en polluants avec le fond géochimique de grands fleuves tels que le St Laurent au Canada avant industrialisation (critères pour l’évaluation de la qualité des sédiments d’eau douce (aire préindustrielle 2007) et pour le nickel (Saulnier et Gagnon, 1996) montre que ces sédiments peuvent être considérés comme relativement peu pollués, excepté pour le plomb au voisinage de l’abattoir, en raison peut être d’une pollution locale. On peut remarquer que les sédiments près de la zone de captage font partie des moins pollués et que cette zone de captage de l’eau pour alimenter la ville a été bien choisie comme suggéré précédemment.