REPUBLIQUE DU BENIN
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MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
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UNIVERSITE D’ABOMEY-CALAVI
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ECOLE POLYTECHNIQUE D’ABOMEY-CALAVI
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DEPARTEMENT DE GENIE DE L’ENVIRONNEMENT
POUR L’OBTENTION DU DIPLOME D’INGENIEUR DES TRAVAUX (DIT)
Présenté et soutenu par:
Stella Yolande SOSSOUKPE
Devant le jury constitué de : Président : Pr. Félicien AVLESSI Membres : - Pr. Henri SOCLO - Dr. Clément BONOU - M. Alassane YOUSSAO
Sous la direction de :
14ème Promotion Année académique 2007-2008 Docteur Clément BONOU
Hydrobiologiste
Maître-assistant (CAMES) EPAC/UAC
Professeur Henri H. SOCLO
Ecotoxicochimiste
Maître de conférences (CAMES) EPAC/UAC
SUJET SUJET SUJET SUJET
Etude de la pollution des eaux, de la faune
ichthyenne et du zooplancton par les
résidus de plomb dans le chenal de Cotonou
i
M M M M M M M
M E E E ES E E E E S S S S S S S c c c c c c c c h h h h h h h h e e e er e e e e r r r r r r r s s s s s s s s p p p p p p p p a a a ar a a a a r r r r r r r e e e en e e e e n n n n n n n t t t t t t t t s s s s s s s s
SSSS SSSS OSSOUKPE K. Faustin OSSOUKPE K. Faustin OSSOUKPE K. Faustin OSSOUKPE K. Faustin
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En témoignage de ma reconnaissance pour votre amour indéfectible et votre détermination à me voir parvenir au bonheur à travers le travail bien fait. Que
Dieu vous accorde longue vie afin que vous jouissiez des fruits de tant d’efforts consentis pour la réussite
de vos enfants .
ii Mes premiers remerciements s’adressent à l’Eternel Dieu tout puissant qui m’a donné le souffle de vie, m’a guidé tout au long de mon cursus et m’a inspiré pour la rédaction de ce mémoire. Que son nom soit glorifié à jamais !
Tous mes remerciements au Professeur Henri H. SOCLO, Directeur de la Stratégie et du Développement Scientifique et Technique au Ministère de l’enseignement Supérieur et de la Recherche scientifique, responsable de l’UREEQ (Unité de Recherche en Ecotoxicologie et Etude de Qualité), pour la proposition du présent sujet de recherche, la supervision et la mise à ma disposition des moyens nécessaires pour l’accomplissement de mes travaux.
Mes remerciements vont également à l’endroit du Docteur Clément BONOU, mon co-maître de mémoire pour avoir accepté de contribuer à la réalisation de ce travail et pour ses conseils.
Je voudrais remercier le Professeur Dominique K. SONHOUNHLOUE, responsable du LERCA pour m’avoir acceptée dans son laboratoire et pour sa rigueur dans la conduite des recherches scientifiques.
J’exprime toute ma gratitude à Monsieur Alassane YOUSSAO mon encadreur, pour avoir œuvré pour le bon déroulement de mes travaux et pour ses apports.
Tous mes remerciements au chef de Département du Génie de l’Environnement, le Docteur Alphonse AGBAKA et à tous les professeurs qui ont contribué à ma formation.
Je remercie Messieurs Roufaï DJIBRIL, Magloire GBAGUIDI, Yari ISSA MOHAMED, Michaël SAÏZONOU, Bertin BOSSOU, Léonce DOVONON tous doctorants à l’UREEQ, et tous les autres docteurs du LERCA, pour leurs contributions et apports de tout genre. Je n’oublie pas monsieur CHANGOTANDE Odilon pour les notions de manipulation qu’il m’a apprises.
J’exprime ma gratitude envers les mémorants du LERCA pour leurs conseils, et la bonne ambiance qui a régné dans le laboratoire, tout au long de mon stage à savoir Octave S., Robert D., Armelle A., Marie-Claire S., Imadath A., Estelle G., Hermione A., Evelyne K., Nathanaèl Z., Anatole N., Hermine D. Nadine K., Edgard A. Philippe S., Léa Y., Thierry T. Que
iii Dieu nous prépare à bien affronter la vie active avec détermination et courage!
Je tiens à remercier tous mes camarades de la 14ème promotion APE pour l’ambiance de fraternité qui a régné entre nous durant les quatre (04) ans que nous avons partagé à l’EPAC.
Un spécial merci à mon ami Thoutmosis ADISSO qui m’a été d’un soutien inconditionnel et pour son amour qui a répondu présent surtout dans les moments difficiles de ma formation. Que le seigneur nous garde unis afin que nos semences donnent de bons fruits!
Je m’en voudrais de ne pas signaler toute ma sincère gratitude à mes frères Simplice, Aristide, Roc, Forman, Thierry, Patrick et mes sœurs Laetitia, Francine, Pulchérie, Josette, Diane qui m’ont soutenue, chacun à sa façon tout au long de mon cursus scolaire et universitaire. Puisse le tout-puissant, aider chacun à parvenir au bonheur !
Une attention particulière à Francine, Pulchérie et Josette pour leur appui financier de tout moment. Que Dieu le leur rende au centuple !
Je profite de cette occasion pour remercier sincèrement messieurs Thomas GODOUI, Basile AYITCHEHOU et Lambert BOTON, qui, plus que des beaux-frères, ont été des frères en étant à l’écoute et aux petits soins de leur belle- sœur que je suis.
J’exprime ma reconnaissance à monsieur Jérôme BOTON qui, malgré la distance qui nous sépare n’a ménagé aucun effort pour m’apporter tout son soutien. Je n’oublie pas mon amie Odette FOLLY et ma cousine Sandra ADJATAN pour toute leur sympathie et leur soutien, de même que mes amies Victoire HOUNSOUNOU et Amandine ALLADAHOUINON.
Je ne pourrai oublier mes frères et sœurs de la chorale Ste Bénédicte de la paroisse Marie auxiliatrice de Mènontin pour leurs prières.
Je remercie les membres du jury pour l’honneur qu’il me font en acceptant de contribuer à l’amélioration de ce document à travers leurs appréciations, questions et apports de tout genre.
Enfin, tous mes remerciements à tous ceux qui, de près ou de loin ont contribué de diverses manières à la réalisation de ce document et dont je n’ai pas mentionné les noms. Que Dieu les bénisse !
iv Avant-propos
Dans le cadre du présent travail, l’UREEQ par le biais de son responsable, le Professeur Henri H. SOCLO, est en collaboration avec l’Agence Béninoise pour l’Environnement (ABE). Ainsi, remercions-nous tous les responsables de l’ABE dont l’appui financier a rendu possible la réalisation de ce travail ; cet appui nous a permis d’effectuer les visites de terrain, les campagnes d’échantillonnage sur le chenal et de conduire les analyses de laboratoire.
Aussi, cette étude s’inscrit-elle dans le cadre de l’exécution du projet de recherche 8AMV intitulé « La dégradation de la qualité des ressources en eau au Bénin : conséquences sanitaires et essais de solution par une approche écosystémique (QualitEau) » financé par le Conseil Scientifique de l’Université d’Abomey-Calavi et dans lequel nous avons pu être insérés par le Professeur Henri H. SOCLO, un des principaux initiateurs dudit projet.
v Table des matières
Dédicace ... i
Remerciements... ii
Avant-propos...iv
Table des matières ...v
Liste des figures ...viii
Liste des photos ... ix
Liste des tableaux ... x
Liste des sigles et abréviations... xi
Résumé ...xiii
Abstract ... xiiiv
Introduction ... 1
Chapitre 1: Sources et devenir des résidus de plomb dans les compartiments de l'environnement 1.1 Généralités... 4
1.1.1 Propriétés physico-chimiques du plomb... 4
1.1.2 Le plomb dans l’environnement ... 5
1.1.2.1 Le plomb dans l’eau ... 6
1.1.2.2 Le plomb dans les sédiments... 6
1.1.2.3 Le plomb dans les tissus vivants (poissons et zooplancton) ... 7
1.2 Toxicologie du plomb ... 9
1.3 Ecotoxicologie du plomb ... 9
1.3.1 Doses létales du plomb... 10
1.3.2 Bioaccumulation du plomb... 11
1.3.2.1 Bioaccumulation du plomb dans les végétaux ... 11
1.3.2.2 Bioaccumulation dans les invertébrés ... 12
1.3.2.3 Bioaccumulation du plomb dans les poissons... 12
1.3.3 Effets toxiques du plomb sur les organismes aquatiques ... 13
1.3.3.1 Sur les végétaux... 13
1.3.2.2 Sur les invertébrés ... 13
1.3.3.3 Sur les poissons ... 14
vi Chapitre 2: Milieu d'étude
2.1 Situation géographique et dimensions du chenal ... 15
2.2 Climat ... 17
2.3 Hydrologie ... 17
2.4. Ressources floristiques et fauniques ... 18
2.4.1 Flore ... 18
2.4.2 Faune... 18
2.5 Principales activités des riverains ... 19
2.5.1 Pêche ... 19
2.5.2 Commerce ... 19
2.5.3 Exploitation du sable lagunaire ... 19
2.5.4 Transport ... 20
2.5.5 Artisanat ... 20
2.6 Problèmes d’assainissement sur la lagune de Cotonou ... 20
Chapitre 3: Matériel et méthodes 3.1 Matériel... 23
3.1.1 Moyens de transport... 23
3.1.2 Matériel de collecte des données sur le chenal ... 23
3.1.3 Matériel et équipement de laboratoire ... 23
3.1.4 Echantillons analysés... 24
3-2 Méthodes ... 24
3-2-1 Recherche documentaire... 24
3-2-2 Visites de terrain... 25
3-2-3 Campagnes d’échantillonnage ... 27
3.2.3.1 Techniques d’échantillonnage... 29
3.2.3.2 Conditionnement des échantillons... 30
3.2.4 Paramètres mesurés in situ ... 30
3.2.5 Analyses effectuées au laboratoire ... 31
3.2.5.1 Analyses effectuées sur les échantillons d’eau ... 31
vii
3.2.5.2 Analyses sur les sédiments... 33
3.2.5.3 Analyses effectuées à la fois sur l’eau et sur le sédiment... 34
3.2.5.4 Analyses effectuées sur les échantillons de poissons ... 36
3.2.5.5 Analyses effectuées sur le zooplancton ... 37
3.2.6 Traitement et analyse des données ... 37
Chapitre 4: Résultats et discussions 4.1 Les propriétés physico-chimiques des échantillons d’eau ... 38
4.1.3 Salinité... 40
4.1.4 Matières en Suspension (MES) ... 41
4.1.5 Demande Chimique en Oxygène (DCO) ... 42
4.1.6 Ions orthophosphates ... 43
4.2 Les données physico-chimiques sur les échantillons de sédiment ... 44
4.2.1 Granulométrie des sédiments ... 44
4.2.2 pH dans les sédiments... 45
4.2.3 Les paramètres étudiés à la fois sur l’eau et les sédiments... 46
4.2.4 Contamination du chenal de Cotonou par le plomb ... 47
4.2.4.2 Teneur en plomb total dans les sédiments ... 50
4.2.4.3 Le plomb dans le poisson ... 53
4.2.4.4 Le plomb dans le zooplancton... 54
Conclusion et suggestions ... 56
Références bibliographiques ... 58 Annexes
viii
Liste des figures
Pages
Figure 2 : Situation de la zone d’étude... 16
Figure 3 : Sites d’échantillonnage ... 28
Figure 4.1 : Variations de la tempéraure moyenne de l’eau suivant les sites d’échantillonnage ... 38
Figure 4.2 : Variations du pH suivant les sites d’échantillonnage... 39
Figure 4.3 : Variation de la salinité de l’eau suivant les sites d’échantillonnage ... 40
Figure 4.4 : Teneur en Matière En Suspension (MES) dans l’eau... 41
Figure 4.5 : Les variations de la DCO de l’eau suivant les sites ... 42
Figure 4.6 : Concentrations en orthophosphates ... 43
Figure 4.7 : Présentations des fractions granulométriques dans les sédiments ... 44
Figure 4.8 : Valeurs de pH dans les sédiments ... 45
Figure 4.9 : MOT dans l’eau et dans les sédiments suivant les sites d’échantillonnage ... 46
Figure 4.10 : Teneurs de plomb total dans l’eau non loin des ponts….……..47
Figure 4.11 : Teneurs de plomb total dans l’eau non loin des tas d’ordures………..48
Figure 4.12 : Teneurs de plomb total dans les sédiments non loin des ponts ………..………50
Figure 4.13 : Teneurs de plomb total dans les sédiments non loin des tas d’ordures... 51
Figure 4.14 : Teneurs de plomb dans des organes de poissons ... 53
ix
Liste des photos
Pages
Photo 2.1 : Caniveau à ciel ouvert bourré d’ordures à Midombo ………..22
Photo 2.2 : Collecteur débouchant sur le chenal avec une eau usée………..22
Photo 2.3 : Berge du chenal derrière la maternité Lagune………..…….22
Photo 2.4 : Latrine sur pilotis à Agbato………..………22
Photo 3.1 : Ionomètre D130 CONSORT……….……….24
Photo 3.2 : Spectrophotomètre DR/2500………..24
Photo 3.3 : Dissection de poissons………..36
x
Liste des tableaux
Pages Tableau 1.1 : Propriétés physico-chimiques du plomb ... 4 Tableau 1.2 : Concentrations (en ng/L) des composés de plomb tri- et
dialkyles dans les eaux de surface en Belgique ... 5 Tableau 1.3 : Comportement du plomb par rapport aux sédiments fins ... 7 Tableau 1.4 : Valeurs moyennes de concentrations en plomb sans effet
prévisible (PNEC) dans différents compartiments ... 10 Tableau 3.1 : Coordonnées géographiques des sites d’échantillonnage ... 26 Tableau 4.1 : Différentes corrélations entre les paramètres étudiés dans l’eau
... 50 Tableau 4.2: Corrélations entre les paramètres étudiés sur les sédiments.. 52
xi
Liste des sigles et abréviations
°C : degré Celsius µg : Microgramme
µg/L : Microgramme par Litre
‰ :pour mille
AAS : Atomic Absorption Spectroscopy
ABE : Agence Béninoise pour l’Environnement
ASECNA : Agence pour la Sécurité de la Navigation Aérienne CL50 : Concentration Létale qui tue la moitié d’une population CREPA : Centre Régional pour l’Eau Potable et l’Assainissement DCO : Demande Chimique en Oxygène
DGEn : Département du Génie de l’Environnement DP : Direction des Pêches
DT50 : durée du demi-vie
EDTA : Ethylène Diamine Tétra-Acétique EPAC : Ecole Polytechnique d’Abomey-Calavi
FAO : Food and Agriculture Organisation (Programme des Nations Unis pour l’Alimentation et l’Agriculture)
FBC : Facteur de Bioconcentration GPS : Global Positionning système h : heure
Koc : coefficient de partition matière organique – eau ou coefficient d’adsorption
Kow : Coefficient de partage octanol - eau
LERCA : Laboratoire d’Etude et de Recherche en Chimie Appliquée MAEP : Ministère de l’Agriculture, d’Elevage et de la Pêche.
MEPN : Ministère de l’Environnement et de la Protection de la nature MES : Matières En Suspension
mg/L : Milligramme par litre MOT : Matières organiques totales
OMS : Organisation Mondiale de la Santé ONG : Organisation Non Gouvernementale ONU : Organisation des Nations Unies.
xii Pb: Plomb
Pb2+: ion plomb II
pH : potentiel Hydrogène ph : poids humide
PO43- : ion phosphate Ppm : Partie par million Ps : poids sec
UAC : Université d’Abomey-Calavi
UREEQ : Unité de Recherche en Ecotoxicologie et l'Etude de Qualité
xiii
Résumé
Le présent travail a porté sur la pollution du chenal (ou lagune) de Cotonou par le plomb. Il a essentiellement consisté à la détermination des concentrations de plomb dans les échantillons d’eau, de sédiment, de poisson et de zooplancton. Cinq campagnes d’échantillonnage ont été organisées du 27 Mars au 03 Juillet 2008 et au total 10 sites ont été échantillonnés. Ces sites sont à proximité des ponts, des caniveaux, ou des déchets solides ménagers. Les analyses effectuées au moyen de l’ionomètre CONSORT D130 ont révélé des teneurs moyennes de plomb dans l’eau, le sédiment et le zooplancton respectivement de 1,40 mg/L, 191,69 mg/kg et 625,9 mg/kg. Parmi les espèces de poissons étudiés, c’est Gerres nigri qui a le plus accumulé des résidus de plomb dans ses organes à une teneur moyenne de 48,57 mg/kg. Des corrélations positives ont été établies entre les teneurs de plomb dans l’eau et les teneurs en MES d’une part, et entre les teneurs de plomb et le pH d’autre part. Dans les sédiments, il ressort qu’avec un coefficient de corrélation de 0,69, la MOT (Matière Organique Totale) semble présenter une affinité non moins négligeable avec le plomb, confirmant ainsi la plupart des hypothèses rencontrées dans la littérature.
Mots clés : Plomb, eau, sédiment, poisson, zooplancton, chenal
xiv
Abstract
This study was focused on lead pollution in the channel (or lagoon) of
Cotonou. It mainly aimed at the measurement of the concentration of lead in water, sediment, fish and zooplankton samples. Globally, five sampling campaigns were conducted from March to July 2008 and ten sites were sampled, near to the bridges, around gutters or solid and domestic wastes.
The analyses of the samples were conducted on CONSORT D 130 ionometer and revealed average lead contents in water, sediment and zooplankton samples near to respectively 1.40 mg/l, 191.69 mg/kg and 625.9 mg/kg.
Among the fish species, Gerres nigri showed the highest lead concentration with an everage content value corresponding to 48.57 mg/kg. Positive correlations were found between water lead and suspended matter contents on one side, and between lead concentration and pH on the other side. The sediments show that with a correlation coefficient of 0.69 the TOM (Total Organic Matter) seems to show a lead affinity not less negligible than with lead, thereby confirming most of the literature gone through.
Keywords: Lead, Water, Sediment, Fish, Zooplankton, Channel.
1 Les termes “environnement’’ et “développement durable’’ font de plus en plus partie du vocabulaire moderne le plus utilisé. Dans le but d’améliorer son cadre de vie, l’homme ne cesse de poser des actes pour satisfaire ses besoins. Cependant, ces actes ne tiennent pas toujours compte des répercussions sur la qualité de l’environnement. Ce dernier comporte plusieurs compartiments qui sont interconnectés et interdépendants.
L’hydrosphère est l’un de ces compartiments qui subit une pollution aussi bien physique, chimique que biologique.
Les problèmes liés à la pollution des écosystèmes aquatiques sont vécus différemment selon qu’il s’agisse des pays industrialisés ou des pays en développement. Dans les pays africains, ces problèmes se posent avec acuité, surtout face à la croissance démographique galopante observée ces dernières années. Les activités humaines sont responsables de l’émission dans le milieu naturel de quantités non négligeables de métaux lourds (Cadmium, Vanadium, Plomb, Chrome, Nickel, Platine…). Elles occasionnent une forte augmentation des teneurs métalliques jusqu’à supplanter les sources naturelles. Les conséquences directes ou indirectes résultant de leur incorporation dans la chaîne alimentaire (plancton, crevette, poisson, etc.) et dans l’eau de consommation, s’avèrent dangereuses pour la population dans son ensemble, et plus particulièrement pour les enfants dont l’organisme en pleine croissance a une forte propension à accumuler des éléments métalliques, (MIRALLES, 2004).
En 1984, les travaux de PACYNA (in MIRRALES, 2004) révèlent que la concentration de plomb d’origine anthropique mesurée dans l’environnement est 18 fois supérieure à celle du plomb d’origine naturelle. De ce plomb provenant des activités humaines, 37% sont dus aux émissions industrielles (production industrielle et génération d’énergie) et 63% aux émissions automobiles (MIRALLES, 2004). Ce polluant est souvent transporté par les courants atmosphériques et les courants d’eau vers les écosystèmes aquatiques.
La pollution des eaux par les métaux lourds notamment le plomb est un problème d’actualité qui préoccupe toutes les régions soucieuses de
2 maintenir leur patrimoine hydrique à un haut degré de qualité. Le Bénin, à l’instar des autres pays du sud se trouve confronté à la pollution de ses eaux de surface notamment celles du chenal de Cotonou parce que celui-ci se situe au coeur de la capitale économique du pays.
Plusieurs activités aussi bien artisanales qu’industrielles menées dans la ville de Cotonou participent à cette pollution. Les huiles de vidange, les débris de batteries électriques, les déchets solides ménagers, les eaux usées résultant des activités de peinture, de teinturerie, d’imprimerie, déversées dans les caniveaux ou collecteurs, ou déversées directement dans le chenal par les populations riveraines contribuent sans doute à l’apport en plomb dans le chenal. De même, le trafic frauduleux des produits pétroliers, en l’occurrence l’essence venant du Nigéria à travers le lac Nokoué et le chenal, constitue une source non négligeable d’apport de plomb. Le plomb ainsi déversé pourrait être accumulé par des espèces animales et végétales aquatiques, avoir un impact sur leur métabolisme et compromettre la productivité du milieu. Les poissons font partie des ressources protéiques les plus consommées par les populations et une accumulation des résidus de plomb dans ces derniers aurait des répercussions négatives sur la santé humaine. Pour apprécier la distribution des résidus de plomb dans le milieu lagunaire de Cotonou, nous nous sommes intéressés au cours de la présente étude à la thématique intitulée « Etude de la pollution des eaux, de la faune ichthyenne et du zooplancton par les résidus de plomb dans le chenal de Cotonou».
L’étude vise principalement à évaluer le niveau de contamination des eaux du chenal de Cotonou par les résidus de plomb tant dans les eaux que dans les sédiments et dans les ressources halieutiques.
De façon spécifique, ce travail vise à :
• Déterminer les teneurs en plomb de l’eau et des sédiments,
• Rechercher et évaluer les teneurs de résidus de plomb dans la faune aquatique : poisson et zooplancton
• Caractériser le milieu d’étude (chenal de Cotonou)
3 Dans la première partie du présent document, nous aborderons les sources et devenir des résidus de plomb dans les compartiments de l’environnement. Ensuite la deuxième partie sera consacrée à la présentation du milieu d’étude. Quant à la troisième partie, elle sera meublée par la méthodologie adoptée. Enfin les résultats obtenus seront présentés et discutés dans la quatrième partie qui sera suivie d’une conclusion et de quelques suggestions.
Sources et devenir des résidus de plomb dans
les compartiments de l’environnement.
4
1.1 Généralités
Le plomb est présent dans la croûte terrestre et dans tous les compartiments de l’environnement. Le plomb provient de l’utilisation des batteries et des piles (64%), les pigments et les stabilisants (10%), les canalisations d’eau de robinet (7%), les gaines (6%), les plombs de chasse et de pêche (3%), l’essence (3%), et la verrerie et autres (4%). (LAPERCHE et al. 2004).
1.1.1 Propriétés physico-chimiques du plomb
Le plomb est un membre des éléments chimiques du groupe IV (C, Si, Ge, Sn et Pb) mais contrairement au carbone et au silicium, il ne se lie pas à lui-même. Marqué par une décroissance en covalence, il est stable aux états d’oxydation +2 et +4. Le plomb est l’un des métaux lourds, donc un élément chimique dont la masse volumique est supérieure à 5 g/cm3. Avec une densité de 11, 3 ; il est un bon conducteur de chaleur et d’électricité, malléable, et se combine aisément avec d’autres éléments pour former des alliages utilisés par l’homme depuis l’antiquité. Le tableau 1.1 résume les propriétés physico-chimiques essentielles de l’élément plomb.
Tableau 1.1 : Propriétés physico-chimiques du plomb
Numéro atomique 82
Masse atomique 207
Point de fusion 327°C
Point d’ébullition 1740
Densité 11,35
Hydrosolubilité 4,62x10-2 mol/m3
Coefficient de partage octanol/eau (Kow) 5,37 Coefficient d’adsorption (Koc) 1,71x106 Durée de demi-vie (DT50) 106
Configuration électronique [Xe] 4f45d106s26p2
Valences 0, +2, +4
Rayons ioniques (Ǻ) Pb2+
Pb4+
0,94 à 1,49 0,78 à 0,94
Source : LAPERCHE et al.2004 ; BARBIER et CHERY, 1999.
5 1.1.2 Le plomb dans l’environnement
Le plomb peut être retrouvé dans l’atmosphère sous forme de gaz ou de particules. Cette pollution atmosphérique est d’origine industrielle et automobile. Le plomb subit le processus de méthylation dans l’environnement pour former plusieurs dérivés organiques. Ce processus, contrôlé par les bactéries présentes dans les sédiments, conduit à la formation de (CH3)3Pb+ et d’autres composés apparentés. Le (CH3)3PbX se transforme lentement selon la réaction suivante :
3(CH3)3PbX 2 (CH3)4Pb+ + PbX2 +CH3X….
De nombreux complexes organiques sont trouvés dans l’atmosphère et dans l’eau de pluie à cause de l’usage de plomb dans les combustibles fossiles (essence, gazoline) et de la rupture concomitante des composés parents. ALLEN et al. (1988) ont enregistré au moins 12 composés alkylplomb dans l’atmosphère au-dessus du Royaume Uni. Les espèces majeures dans cette étude étaient Me2Pb2+, Me3EtPb, et Et4Pb. Van Cleuvenbergen et al. (1986) trouvèrent aussi une prédominance de ces mêmes espèces dans l’eau de pluie au dessus de la Belgique et, de façon significative, dans un lac et un fleuve près de Anvers.
Tableau 1.2 : Concentrations (en ng/L) des composés de plomb tri- et dialkyles dans les eaux de surface en Belgique :
Concentration (ng/L) des composés de plomb tri- et dialkyles
Lieu
PbMe3+ PbMe22+ PbEt3+ PbMe2+
Lac, près de
Anvers 3,8-5,0 0,3-0,3 0,6-1,2 0,4-0,5
Fleuve
Scheldt 4,1 0,6 5,3 0,7
Source : Van Cleuvenbergen et al. (1986).
6 1.1.2.1 Le plomb dans l’eau
Dans le milieu aquatique, le plomb a tendance à être éliminé de la colonne d’eau en migrant vers les sédiments par adsorption sur la matière organique et les minéraux d’argile, par précipitation comme sel insoluble (carbonate, sulfate ou sulfure) et réaction avec les ions hydroxydes et les oxydes de manganèse, mais la quantité de plomb restant en solution sera fonction du pH (HSDB, 2000 in INERIS, 2003).
Dans l’eau douce, le plomb forme un certain nombre de complexes de faible solubilité avec beaucoup d’anions majeurs, à savoir les hydroxydes, carbonates, phosphates, sulfures et moins souvent avec les sulfates. Le plomb s’associe aussi favorablement avec les substances humiques (acides humiques et fulviques) pour former des chélates modérément forts. A pH 10 par exemple, Pb(OH)+ prédomine sur les autres espèces.
Dans l’eau salée, la spéciation du plomb évolue en faveur des complexes chlorés et hydroxylés. Approximativement, 75% du plomb dans les fleuves se trouve en suspension (forme particulaire) et 25% à l’état dissous, mais dans l’eau salée, le ratio est approximativement de 50 : 50 (HUANG et al. 1977).
1.1.2.2 Le plomb dans les sédiments
Compte tenu de la faible solubilité de la plupart de ses composés, le plomb est considéré comme un élément peu mobile dans les milieux naturels avec pour conséquence son accumulation dans les horizons superficiels des sols et sédiments (et plus précisément dans les horizons riches en matières organiques). Cela s’explique par la grande affinité qu’a le plomb pour la matière organique (MIRRALES, 2004).
Le phénomène de sorption joue un rôle clef dans les caractéristiques des complexes de plomb. HUANG et al. (1997) montrèrent que, dans les conditions de laboratoire, la plupart des composés de plomb existent en phase solide à pH au-dessus de 7. Cette relation a été rapportée à plusieurs
7 occasions dans les conditions actuelles de terrain (WHITE et DRISCOLL, 1985). Le taux d’absorption est initialement rapide et suit l’isotherme de Freundlich, avant d’atteindre un palier après 24-48 heures.
Bien que la désorption soit un processus lent, McKEE et al.(1989) suggèrent que le plomb lié au sédiment dans un lac, pourrait apparaître de façon ultime dans l’eau interstitielle et être recyclé vers l’eau surnageante.
Les travaux de MUDROCH et DUNCAN (1986) révèlent que le plomb dans le fleuve Niagara au Canada se lia préférentiellement aux fractions plus fines des sédiments, comme cela est indiqué dans le tableau 1.3.
Tableau 1.3 : Comportement du plomb par rapport aux sédiments fins
Taille des
particules (µm) <13 13-19 19-27 27-40 40-54 54-150 Concentration de
plomb (mg/kg de poids sec)
518 184 130 106 73 67
Source : MUDROCH et DUNCAN (1986).
Ceci a été rapporté dans beaucoup d’autres études et montre que les programmes de surveillance pourraient être focalisés sur les fractions les plus fines de sédiments pour obtenir une image précise du potentiel de contamination par le plomb.
1.1.2.3 Le plomb dans les tissus vivants (poissons et zooplancton)
La concentration en plomb dans un organisme aquatique est le résultat du processus "adsorption – absorption – stockage - élimination". La bioconcentration est définie comme étant le processus par lequel un élément (ou une substance) se trouve présent(e) dans un organisme vivant à une concentration supérieure à celle de son milieu environnant (CASAS, 2005).
Elle résulte d'une suite d'équilibres mettant en jeu des réactions d'affinité croissante entre les substrats cellulaires et le plomb. La majorité des ions ne traversent les membranes plasmatiques hydrophobes que grâce à un ligand
8 transporteur. Une fois dans la cellule, le métal sera capté par un autre ligand afin de prévenir sa diffusion vers l'extérieur.
La toxicité de l’eau contaminée par le plomb sur les poissons varie considérablement selon la disponibilité et l’absorption des ions de plomb : on parle de biodisponibilité. Les facteurs qui affectent cette disponibilité sont la calinité de l’eau (prévalence d’anions divalents), son pH, sa salinité et sa teneur en matière organique. L’absorption du plomb par les poissons (la faune ichthyenne) est affectée par la présence d’autres cations et par le contenu en oxygène de l’eau. Cette absorption atteint un équilibre, seulement après quelques semaines d’exposition. L'ajout de complexant pour métaux, tel l'EDTA (Acide Ethylène Diamine Tétra-acétique), inhibe complètement l'absorption laissant supposer que seules les formes ionisées (les ions libres ou les complexes chlorurés ou carbonates), sont impliquées dans les processus d'adsorption qui constituent la première phase du processus d'incorporation. Une fois adsorbé sur la membrane cellulaire, le plomb serait lentement transporté à l'intérieur de la cellule (MOREL, 1987 in GARNIER, 2004) : c’est l’organotropisme.
Le zooplancton est un ensemble de petits animaux qui flottent librement dans la colonne d’eau des lacs, des océans et dont la distribution se détermine principalement par les courants et le brassage d’eau.
Il joue un rôle déterminant dans les réseaux trophiques aquatiques parce qu’il représente une source de nourriture importante pour les poissons et les invertébrés prédateurs, mais aussi parce qu’il broute intensément les algues, les bactéries et les protozoaires (AKAMBI et al, 2005). REINFELDER et al (1991) (in MIRRALES, 2004) ont montré que l'efficacité d'assimilation par les copépodes de plusieurs métaux était en relation directe avec le contenu cytoplasmique des diatomées sur lesquelles ils se nourrissent. Cette relation indique que ces animaux tirent la plupart de leurs besoins nutritionnels de cette source cytoplasmique.
De même, Tatsumoto et al. en 1963 ont estimé que le zooplancton pouvait enlever des eaux océaniques jusqu'à 50 % du plomb apporté à l'océan chaque année. (INERIS, 2003).
9
1.2 Toxicologie du plomb
La toxicologie étudie les substances provoquant l’altération des fonctions organiques que sont les toxiques. La forte persistance du plomb et de ses dérivés explique sa présence ubiquitaire. Sa demi-vie dans le tissu osseux est longue de 10 à 20 ans. Une accumulation par les chaînes alimentaires ne peut donc pratiquement pas être évitée, mais elle peut dans une large mesure être maintenue à faible niveau en limitant ses émissions à l’échelle local.
Le plomb est éliminé de l’organisme humain à 75 % dans les urines et entre 15 à 20 % dans les matières fécales. Le plomb est également excrété dans la salive, dans la sueur, dans les ongles, dans les cheveux.
(LAPERCHE et al. 2004). Le saturnisme désigne l’ensemble des manifestations de l’intoxication humaine par le plomb. Ses principaux organes cibles sont le système nerveux, les reins et le sang. Cette maladie se caractérise par une anémie et une perturbation du métabolisme par compétition avec les ions Ca2+. (CASAS, 2005).
1.3 Ecotoxicologie du plomb
L’écotoxicologie est une discipline scientifique qui étudie le comportement et les effets des substances toxiques, d’origine anthropique ou naturelle sur les écosystèmes et dont l’homme modifie la répartition dans les compartiments de l’environnement. Elle est à l’interface entre l’écologie et la toxicologie et est également définie comme étant la toxicologie appliquée à l’environnement. L’INERIS (Institut National de l’Environnement Industriel et des Risques), 2003 propose des valeurs moyennes de concentration sans effet prévisible pour l’environnement (en anglais PNEC : Predictive Non-Effect Concentration) pour les différents niveaux trophiques. Ces valeurs sont rassemblées dans le tableau 1.4.
10 Tableau 1.4 : Valeurs moyennes de concentration en plomb sans effet prévisible (PNEC) dans différents compartiments
Compartiments Valeurs de PNEC Organismes cibles
Eau douce : 5µg/L
28 espèces différentes (algues, poissons, mollusques, protozoaires, crustacés) insectes non représentés Aquatique
Eau marine:
5,4µg/L
Une seule valeur de poisson.
Algues, mollusques, crustacés Sédiments 6,8mg/kg de
sédiment sec
1 seul résultat d’essai (organismes benthiques)
Terrestre 12 mg/kg de poids sec
Micro-organismes, invertébrés et plantes
Prédateurs 1mg/kg de
nourriture –
Source : INERIS, 2003
1.3.1 Doses létales du plomb
Les doses létales du plomb, sous la forme de sel minéral, sont souvent supérieures à sa limite de solubilité dans l’eau de mer, c’est à dire 4 mg/L.
Le plomb inorganique peut donc être considéré comme toxique (concentration létale de 10 à 100mg/L) ou modérément toxique (concentration létale de 1 à 10mg/L). Les teneurs létales du plomb tétralkylé sont en revanche beaucoup plus faibles: les 96-h CL50 (concentration létale qui tue plus de 50% de la population exposée au bout de 96h) sont en effet généralement inférieures à 1 mg/L, c’est-à-dire que cette forme va de très toxique à l’extrêmement toxique (MARCHAND et KANTIN, 1997 in CASAS, 2005). Le seuil de qualité sanitaire réglementaire est de 1,5 mg/kg (p.h) du règlement européen CE 221/2002.
11 Chez le poisson la 96-h CL50 pour le plomb inorganique dans des espèces sensibles peut être aussi basse que 1mg de plomb dissout par litre;
les concentrations nominales sont jusqu’à 10 et 100 fois plus hautes que pour le plomb non organique. Le plomb organique est absorbé plus facilement que le plomb inorganique. L’exposition à long terme des poissons adultes au plomb inorganique provoque des effets létaux sur la morphologie, l’acide amino-levulinique déshydratasé (delta-ALAD) et autres activités enzymatiques, et un comportement d’évitement à des concentrations de plomb disponible de 10 à 100 mg/litre (MIRRALLES, 2004).
1.3.2 Bioaccumulation du plomb
La bioaccumulation est le processus par lequel un organisme vivant absorbe une substance à une vitesse plus grande que celle avec laquelle il l’excrète ou la métabolise. Elle désigne donc la somme des absorptions d’un élément par voie directe et alimentaire par les espèces aquatiques ou terrestres (RAMADE, 1992).
1.3.2.1 Bioaccumulation du plomb dans les végétaux
Le plomb total est souvent trouvé en fortes concentrations dans les plantes aquatiques particulièrement celles poussant dans les eaux douces et les eaux usées minières ou industrielles.
Selon BURTON et PETERSEN (1979), les résidus de plomb en six espèces macroscopiques dans les effluents venant des zones industrialisées de l’Allemagne de l’Est se trouvaient dans la gamme de 100 à 5300 mg/kg de poids sec, tandis que des concentrations supérieures à 16000 mg/kg avaient été mesurées dans les bryophytes aquatiques poussant dans les ruisseaux recevant les déchets miniers. Des résidus substantiellement faibles peuvent être détectés dans les fleuves et estuaires non ou faiblement pollués. MASON et MACDONALD en 1988, ont découvert des concentrations plus faibles de plomb de l’ordre de 22 mg/kg dans les tourbières aquatiques en zones non polluées du bassin Mawddach tandis que des concentrations s’élevant à près de 462mg/kg caractérisent les sites de décharges minières.
12 1.3.2.2 Bioaccumulation dans les invertébrés
Le plomb inorganique se concentre rarement dans les tissus des invertébrés. Dans les eaux non ou moyennement polluées, les résidus sont typiquement inférieurs à 5ng/kg de poids sec quelle que soit l’espèce (LOPEZ-ARTIGUEZ et al ; 1989). Cependant, parce que les résidus sont directement liés à la concentration d’exposition, les niveaux relativement élevés de Pb total sont périodiquement trouvés dans certaines conditions.
Par exemple, le plomb total peut atteindre 49mg/kg de poids sec dans les tissus mous de mollusque Mya arenia (SZEFR, 1986) et s’échelonner du non détectable à 39ng/kg de poids sec dans le mollusque d’eau douce Elliptio complanata d’une zone minière au Canada (TESSIER et al, 1984).
Peu d’information existe sur l’accumulation du plomb organique par les invertébrés. Bien qu’il soit admis que la plupart des composés alkylés proviennent de la combustion de l’essence, le métabolisme in vivo des composés parents apparaît vraisemblablement dans certaines espèces.
1.3.2.3 Bioaccumulation du plomb dans les poissons
Le plomb total n’est pas normalement un contaminant significatif dans le tissu du poisson, à l’exception des cas d’extrême pollution ambiante. Bien que des résidus de plomb total soient généralement faibles dans les poissons d’eau douce (SAIKI et MAY, 1988), des apports dus aux activités d’origine anthropique telles que les décharges minières peu traitées contiennent des teneurs supérieures à 8,7 mg/kg dépassant largement la concentration maximale admissibles dans les poissons par l’OMS et la FAO, qui est de 0,5mg/kg.
Notons qu’il n’est pas remarqué une bioamplification du plomb dans la chaîne alimentaire selon MIRRALLES, (2004).
13 1.3.3 Effets toxiques du plomb sur les organismes aquatiques
1.3.3.1 Sur les végétaux
Le plomb inorganique est modérément toxique vis-à-vis des plantes aquatiques. Plusieurs tests ont montré qu’il est plus toxique que le chrome, le manganèse, le baryum, le zinc et le fer, mais il est moins toxique que le cadmium, le mercure et le cuivre. Selon US-EPA, (1985) même si des limitations apparaissent dans la croissance des végétaux aux concentrations de 0,1 à 8mg/L, certaines espèces telles que les algues bleues Chlorella saccharophila, peuvent tolérer des teneurs excédant 63mg/L.
Le plomb agit en synergie avec des combinaisons de cuivre et zinc, et avec le cuivre, le zinc et l’ion hydrogène H+ (STARODUB et al ; 1987). Comme cela se passe avec la plupart des métaux, la complexation du plomb avec l’acide humique et d’autres molécules organiques et des ligands inorganiques, réduit la toxicité vis-à-vis de la plupart des espèces végétales étudiées. Il est généralement admis que le plomb organique particulièrement le plomb tétraéthyle, est plus toxique aux plantes aquatiques que les dérivés méthylés, soit les composés inorganiques.
1.3.2.2 Sur les invertébrés
Il existe une variabilité considérable parmi les espèces et selon les tests.
Cependant, la toxicité aiguë du plomb inorganique vis-à-vis des invertébrés d’eau de mer et d’eau douce est généralement plus faible que pour le Cd, le Cu, le Hg et le Zn. Les effets de toxicité aiguë sont enregistrés dans la gamme de concentrations de 0,5 à 5mg/L dans les espèces marines et d’eau douce (BODAR et al; 1989). Des espèces telles que les amphipodes sont les plus résistantes, montrant des CL50 comprises entre 28 et 124mg/L.
Des effets de toxicité chronique, telle la réduction du taux de fécondité, ont été rapportés dans les invertébrés marins et d’eaux douce aux concentrations aussi faibles que 0,019 -0,025mg/L (US-EPA, 1985).
Les invertébrés marins aux stades embryonnaires sont plus sensibles que les adultes. Ainsi, la concentration inhibitrice du développement
14 embryonnaire de la moule (Mytilus galloprovincialis) est d’environ 500 µg/L ; de plus, à cette concentration, un grand nombre de larves sont anormales.
L’effet toxique du plomb peut se traduire par une compétition avec des métaux essentiels. Chez la moule, Mytilus edulis, en présence de plomb (0,1 mg.L-1), il y a perturbation du métabolisme des autres métaux divalents:
notamment le calcium, le magnésium et le cuivre (MARCHAND et KANTIN, 1997 in CASAS, 2005).
1.3.3.3 Sur les poissons
Les stades juvéniles sont généralement plus sensibles que les stades adultes, mais les oeufs sont souvent moins sensibles parce que le plomb est adsorbé sur la surface de l’oeuf (MIRRALLES, 2004).
La CL50 pour les poissons d’eau douce exposés au plomb inorganique se situe dans la gamme de 0,5 à 10mg/L. Avec une augmentation de la dureté de l’eau, la résistance des poissons peut aller au-delà de 400mg/L, particulièrement lorsque la dureté de l’eau excède 350mg CaCO3/L.
15
2.1 Situation géographique et dimensions du chenal
Ouvert en 1885 par les Français, le chenal de Cotonou est situé dans le Sud-Est du Bénin à environ 1200m du port, entre les parallèles 2°26’30”
et 2°26’22’’ Nord et les méridiens 6°20’ et 6°23’ Est. Il partage la ville de Cotonou en deux portions et permet l’évacuation des eaux de pluie et du lac Nokoué dans la mer lors de la saison des pluies et des crues. Le chenal est traversé par trois ponts qui relient les deux rives (l’ancien pont, le troisième pont et le nouveau pont) et des pêcheries. Il couvre une superficie de 1,125km2 avec une longueur de 4500m et une largeur moyenne de 300m. Sa profondeur varie entre 5 et 10m. En 1979, un barrage de 420m de longueur a été construit avec une section comportant six (06) pertuis de 4,5m de largeur et un seuil en enrochement d’une longueur de 380m. Sa fonction étant de limiter l’intrusion saline en période sèche tout en évitant l’inondation de la ville de Cotonou lors des crues. Pendant la période de 1977-1980, l’équilibre du débouché du chenal et celui de la lagune ont été perturbés par ces travaux et interventions qui ont eu des réactions sur la géométrie du Chenal par dépôt ou par des érosions (TAWEMA, 2005).
Le chenal de Cotonou commence à la hauteur de Hindé (rive Ouest) et d’Agbato (rive Est) et traverse la ville de Cotonou avant de déboucher dans l’océan Atlantique au niveau de Placodji (rive Ouest) et Akpakpa Dodomey (rive Est).
16 Figure 2 : Situation de la zone d’étude
17
2.2 Climat
Sur le plan climatique, le chenal de Cotonou est essentiellement influencé par le climat sub-équatorial du sud - Bénin qui est caractérisé par quatre (04) saisons dont deux pluvieuses et deux sèches à savoir :
Une grande saison des pluies de mi-mars à juillet avec un maximum des précipitations en juin et parfois de fortes pluies en mars ;
Une petite saison des pluies de deux mois qui va de mi-septembre à mi-novembre avec un maximum des précipitations en octobre ;
Une grande saison sèche de quatre mois environ (de novembre à mars) et
Une petite saison sèche centrée sur le mois d’août qui s’intercale entre les deux saisons pluvieuses.
La pluviométrie annuelle moyenne est d’environ 1300mm d’eau.
Par ailleurs, il est également influencé par le climat soudanien qui règne au nord - Bénin avec les caractéristiques suivantes :
Une grande saison des pluies qui s’étend d’avril à septembre avec une pluviométrie annuelle moyenne variant entre 900 et 1000mm ; les plus fortes précipitations sont enregistrées dans le mois d’août ;
Une grande saison sèche d’Octobre à Mars. La pluviométrie annuelle moyenne est d’environ 1300mm d’eau.
La température moyenne des minima est de 25,07 °C correspondant à la baisse du rayonnement solaire (5h d’insolation en moyenne par jour de juin à août). Celle des maxima 30,97°C correspondant à l’augmentation des rayonnements solaires (7h07mn d’insolation en moyenne par jour de novembre à mars). (ASECNA Cotonou, 2002 cité par HOUNDENOU et ATINKPAHOUN, 2003)
2.3 Hydrologie
Le régime hydrologique du chenal de Cotonou est essentiellement contrôlé par le fleuve Ouémé et la rivière Sô. En effet, l’Ouémé et la Sô,
18 partageant le même champ d’inondation au niveau du lac Nokoué, sortent de leur lit respectif en période de crue et inondent une superficie parfois plus large que le lac. Une partie des eaux drainées par le fleuve Ouémé venant du nord - Bénin se déverse dans l’Océan Atlantique au Nigéria en passant par la lagune de Porto-Novo et l’autre partie se déverse directement dans le lac Nokoué comme le font d’ailleurs les eaux de la rivière Sô. Ces eaux regagnent l’océan Atlantique.
Le Chenal reçoit également des apports d’eaux pluviales et usées urbaines de Cotonou à travers des caniveaux qui débouchent sur ce dernier.
(TAWEMA, 2005).
2.4. Ressources floristiques et fauniques
2.4.1 Flore
La flore de la lagune de Cotonou se compose essentiellement de : Typha australis (Typhacée), Cyperus articulatis (Cypéracée), Rhizophora racemosa (Rhizophoracée) et Avicennia germinans (Avicenniacée) (LAWANI, 2007).
2.4.2 Faune
Sur le plan de la richesse faunique, la lagune de Cotonou présente une grande diversité à cause de l’influence alternée des eaux douces et des eaux marines. Elle est en effet, fréquentée par les espèces marines, continentales et estuariennes. On peut citer en exemple quelques espèces de poissons :
Comme espèces estuariennes strictes : Sarotherodon melanotheron, Tilapia guineensis, Hemichromis faciatus, chrysichthys nigrodigitatus
Comme espèces marines : Acanthurus monronviae, Lagocephalus laevigatus, Lutjanus goreensis
Comme espèces continentales : Schlibe intermedius, Clarias gariepinus, Gerres nigri
Il faut noter que la production en ressources halieutiques dans la lagune de Cotonou a progressivement chuté d’après les statistiques de la Direction des Pêches menées dans le cadre du projet Pêche Lagunaire. Cette
19 production qui était de 21779,90 tonnes en 1987, a diminué au fil des années et s’est retrouvée à 19061,43 tonnes en 1999.
2.5 Principales activités des riverains
Les riverains de la lagune sont essentiellement des « Toffin, des « Aïzo » dont les principales activités sont la pêche, le commerce, l’exploitation du sable lagunaire, le transport et l’artisanat.
2.5.1 Pêche
Cette activité est surtout pratiquée la nuit parce que le jour il y a un trafic important par des barques motorisées qui font assez de bruit. C’est donc la nuit que les pêcheurs enregistrent de bonnes prises.
Différents types de pêche sont utilisés :
• la pêche à la ligne
• la pêche au filet (filet “épervier’’ ; filet maillant)
• la pêche à la nasse 2.5.2 Commerce
Le commerce est une activité remarquable dans les abords du Chenal de Cotonou. Plusieurs centres commerciaux tels que Xanadu, Supermarché du Pont et autres, viennent s’ajouter au grand marché Dantokpa pour rendre très actif le secteur commercial. Les populations des villages lacustres passent par le chenal pour se rendre au marché Dantokpa. Il y a la vente en détails et en gros de presque toutes les catégories de produits. Des baraques de vente sont également construites sur les rives du chenal. Le commerce des produits pétroliers se fait aux environs du chenal.
2.5.3 Exploitation du sable lagunaire
L’exploitation et la vente du sable lagunaire sont d’actualité sur le chenal. Le sable lagunaire est l’une des potentialités minières de la lagune de Cotonou. Son extraction se fait dans les quartiers tels que Hindé et Djidjè à petite échelle de façon artisanale. Ceci favorise en même temps le draguage
20 de la lagune et réduit l’utilisation du sable marin dont l’exploitation provoque l’érosion côtière.
2.5.4 Transport
Il est souvent pratiqué par les hommes qui utilisent des barques motorisées pour le transport des riverains, des populations lacustres et des visiteurs d’une rive du chenal à l’autre. Certaines femmes et certains enfants conduisent aussi de petites pirogues aux pagaies. Le trafic des produits pétroliers en provenance du Nigéria vers le Bénin, passe par le chenal. Un autre circuit amène les trafiquants à aller chercher ces produits sur la mer en passant par le chenal. Il faut noter que cette activité peut causer des nuisances à l’eau.
Notons qu’avec la présence des trois ponts érigés sur la lagune, un trafic très important s’observe chaque jour.
2.5.5 Artisanat
Plusieurs activités artisanales sont menées par les populations riveraines du chenal.
Parmi les artisans, on peut citer : des couturiers, des coiffeurs, des soudeurs, des mécaniciens, des vulcanisateurs, des teinturiers, des peintres, des imprimeurs, etc.
Remarquons que les vulcanisateurs rejettent les batteries sur le sol, non loin des caniveaux, ou dans les caniveaux, ce qui parvient finalement au chenal. Des teinturiers installés derrière le lycée technique Coulibaly déversent directement leurs eaux usées dans le chenal. Ces différentes activités sont susceptibles d’apporter des résidus de plomb dans les eaux du chenal.
2.6 Problèmes d’assainissement sur la lagune de Cotonou
En dehors des multiples exutoires naturels entourant le chenal et qui apportent les eaux de toute nature, les infrastructures d’assainissement construites à travers la ville de Cotonou débouchent dans leur grande
21 majorité sur le chenal de Cotonou où elles drainent les eaux pluviales, les eaux usées industrielles et les eaux usées ménagères. C’est le cas :
- sur la rive Ouest, des caniveaux derrière le Lycée Technique, à Dantokpa, Hindé, Djidjè;
- sur la rive Est des caniveaux situés dans les environs de l’Hôtel du Lac, d’Aboki-Codji, de Sègbèya, de Midombo et d’Agbato.
Nos sorties sur le terrain nous ont permis de mieux apprécier les problèmes d’assainissement dans les abords de la lagune. Nous avons pu observer des dépotoirs sauvages tout au long des deux rives et des déversements d’eaux usées de toute nature dans les caniveaux.
Un autre problème d’assainissement, est celui des latrines sur pilotis érigées sur une sorte de mirador fait de branchages de bois et protégé des regards discrets par des palissades faites de claies ou de nattes ; le plan d’eau constitue ainsi pour les populations environnantes et surtout celles du marché Dantokpa, la "fosse de réception" des matières fécales et des urines.
Les figures 2.1 ; 2.2 ; 2.3 et 2.4 illustrent l’état physique de certains collecteurs débouchant sur le chenal, les berges et les latrines sur pilotis érigées sur le chenal.
22 Photo 2.3 : Berge derrière la maternité
Lagune : Rive Est (Cliché SOSSOUKPE, 2008)
Photo 2.4 : Latrine sur pilotis à Agbato : Rive Ouest (Cliché SOSSOUKPE, 2008) Photo 2.1 : Caniveau à ciel ouvert bourré
d’ordures à Midombo : Rive Ouest à Akpakpa (Cliché SOSSOUKPE, 2008)
Photo 2.2 : Collecteur débouchant sur le chenal avec une eau usée : Rive Est (Cliché SOSSOUKPE, 2008)
23
3.1 Matériel
3.1.1 Moyens de transport
• Véhicule (transport des chercheurs et du matériel de terrain)
• Barque motorisée (déplacement sur le plan d’eau) 3.1.2 Matériel de collecte des données sur le chenal
Appareil d’orientation et de repérage : un GPS (Global Positioning System) ;
Bouteilles de prélèvement d’eau (bouteilles de VANDOFF) et d’autres bouteilles d’échantillonnage étiquetées (en verre ou en plastique) ; Sonde multi paramètres de marque HORIBA ;
pH- mètre de marque WTW 330i/SET ;
Glacières contenant des accumulateurs de froid;
Appareil photographique numérique;
Benne schippeck;
Des sachets plastiques et du papier aluminium ; Filets à plancton de 90µm et 55µm de mailles
3.1.3 Matériel et équipement de laboratoire
Ionomètre de marque CONSORT D130 (photo 3.1), Spectrophotomètre DR/2500 (photo 3.2),
Four carbolite, Hotte
Réacteur DCO,
Balance analytique de type “SARTORIUS’’
Verrerie (béchers, pipettes, erlenmeyers, éprouvettes, fioles, ballons, etc.),
Série de tamis (63µm à 2mm) Minéralisateur
Mortier et pilon en porcelaine Divers réactifs chimiques.
24 3.1.4 Echantillons analysés
Eau
Sédiment Poisson Zooplancton
3-2 Méthodes
3-2-1 Recherche documentaire
Il s’agit de la collecte des informations sur les travaux déjà effectués dans le domaine de la pollution de l’eau de manière générale et plus spécifiquement sur la pollution des eaux due aux éléments traces métalliques.
Par ailleurs, cette recherche documentaire nous a permis de bien orienter nos investigations, puis de rédiger un protocole de recherche.
A cet effet, notre documentation a pris en compte des ouvrages disponibles au sein des bibliothèques du département du génie de l’environnement, de l’EPAC, de la FSA, de la bibliothèque centrale de l’UAC,
Photo 3.1 : Ionomètre D130 CONSORT avec un échantillon
sur agitateur mécanique
Photo 3.2 : Spectrophotomètre DR/2500
25 des centres de documentation du CREPA/Bénin, du Ministère de l’Environnement et de la Protection de la Nature, de la Direction des Pêches.
Des sites Internet ont été également consultés.
3-2-2 Visites de terrain
Dans le souci de mieux connaître notre milieu d’étude et de bien élaborer un plan d’échantillonnage et de mesures, nous avons effectué des sorties exploratoires qui ont visé les objectifs suivants :
Identifier les points de déversement des eaux usées des principaux caniveaux débouchant dans le chenal ;
Identifier les activités (artisanales et/ou industrielles) qui sont pratiquées aux abords de la lagune et surtout celles susceptibles de contribuer à la pollution en plomb du chenal.
Nous avons donc sillonné les deux rives du chenal ; ce qui a permis d’avoir une idée sur les sources éventuelles de pollution par le plomb. Nous avons constaté des déversements d’ordures ménagères par certaines ONG de la place ; des déversements d’eaux usées de peintures, de teinturerie, d’imprimerie et des déversements d’essence par les trafiquants illicites.
L’influence que pourrait avoir le transport routier par l’intermédiaire des trois ponts érigés sur le chenal n’est pas à négliger ; des brûlures de pneus sur les berges non plus.
Une sortie exploratoire a été effectuée sur le chenal pour choisir les sites d’échantillonnage suivant les critères ci-après:
Influence du transport routier
Existence éventuelle d’une pollution organique Existence d’une pollution ponctuelle au plomb
Ainsi les sites d’échantillonnage suivants ont été retenus :
• Ancien pont (CC1): gaz d’échappement des motos et véhicules
• 3è pont (CC2): idem
26
• Lycée Technique Coulibaly (CC3): teinturiers et déchets
• Gbogbanou (CC4): tas d’immondices
• Nouveau pont1 (CC5): gaz d’échappement des motos et véhicules
• Nouveau pont2 (CC6) : idem
• Dantokpa (CC7): tas d’immondices, débouché d’un caniveau
• Hindé (CC8): débouché d’un caniveau
• Djidjè (CC9) : idem
• Agbato (CC10) : débouché d’un caniveau, latrines sur pilotis L’appellation CC des sites désigne le chenal de Cotonou, CCe désigne l’eau du chenal et CCs le sédiment du chenal. L’ordre de numérotation des sites d’échantillonnage va dans le sens de la mer vers le lac Nokoué. Certains sites n’étaient parcourus qu’une seule fois juste pour avoir une idée de leur état de pollution, d’autres ont été répétés pour un suivi. Les coordonnées géographiques de ces sites sont présentées dans le tableau 3.1.
Tableau 3.1 : Coordonnées géographiques des sites d’échantillonnage Ecosystème
aquatique
Sites
d’échantillonnage Nom des sites Coordonnées géographiques
CC1 Ancien pont 06°21’480’’ N
002°26'464’’ E
CC2 3ème pont 06°21'535’’ N
002°26'466’’ E CC3 Lycée Technique Coulibaly 06°21'794’’ N 002°26'299’’ E
CC4 Gbogbanou 06°22'085’’ N
002°26'200’’ E CC5 Nouveau pont 1 06°22'251’’ N 002°26'221’’ E CC6 Nouveau pont 2 06°22'267’’ N 002°26'203’’ E CC7 Marché Dantokpa 06°22’536’’ N 002°26’130’’ E
CC8 Hindé 06°22'724’’ N
002°26’099’’ E
CC9 Djidjè 06°22'956’’ N
002°26’072’’ E CHENAL DE
COTONOU
CC10 Agbato 06°23'357’’ N
002°26’239’’ E
27 3-2-3 Campagnes d’échantillonnage
Au total cinq (05) campagnes d’échantillonnage ont été effectuées au cours de nos travaux pendant une période de cinq mois.
• Première sortie : 27 Mars 2008, échantillons prélevés : eau et sédiment ; sites CC3,CC8,CC9, CC10
• Deuxième sortie : 10 Avril 2008, échantillons prélevés: eau et sédiment ; sites : CC3,CC8,CC9, CC10
• Troisième sortie : 25 Avril 2008, échantillons prélevés : eau, sédiment ; sites : CC1, CC2, CC3, CC4, CC5, CC6, CC7, CC8, CC9, CC10.
• Quatrième sortie : 12 Mai 2008, échantillons prélevés : eau, sédiment, poisson et zooplancton ; sites : CC3, CC7, CC8, CC9, CC10
• Cinquième sortie : 03 Juillet 2008, échantillon prélevé:
zooplancton sur le site CC3
La figure 3 présente les différents sites d’échantillonnage sur le chenal de Cotonou.
28 Figure 3 : Sites d’échantillonnage
29 3.2.3.1 Techniques d’échantillonnage
Technique de prélèvement de l’eau
Le prélèvement d’un échantillon d’eau est une opération délicate à laquelle le plus grand soin doit être apporté ; il conditionne les résultats analytiques et l’interprétation qui en sera donné (J. RODIER, 1978). Pour cela, les contenants utilisés pour les prélèvements sont fonction des caractéristiques physico-chimiques de l’élément à analyser.
Dans le cadre de notre étude nous avons utilisé des bouteilles en verre teintées, préalablement lavées, rincées et séchées à l’étuve à 105°C.
L’eau a été prélevée à l’aide d’une bouteille plongée à 10cm environ en dessous de la surface. La bouteille est remplie à ras en vue d’éviter d’emprisonner des bulles d’air.
Technique de prélèvement des sédiments
Les échantillons de sédiment ont été prélevés à l’aide d’une benne schippeck. Il s’agit d’un instrument auquel on attache deux cordes aux extrémités et une au milieu. Les cordes d’extrémité permettent d’ouvrir la benne pour prélever du sédiment et celle du milieu permet de la refermer pour la sortir du fond de l’eau. Les sédiments sont ensuite emballés dans du papier aluminium propre, étiquetés et conservés dans une glacière contenant des accumulateurs de froid.
Technique de prélèvement des poissons
Nous avons acheté des poissons chez des pêcheurs sur le chenal.
Chaque échantillon est rincé à l’eau du site afin de garder le maximum d’humidité, immédiatement emballé dans des sachets plastiques, étiqueté et conservé dans la glacière.
Technique de prélèvement du zooplancton
La technique utilisée est celle de la pêche par filtration horizontale à travers un filet à plancton de forme conique. La petite ouverture du filet est munie d’un collecteur pourvu d’un robinet qu’on peut fermer et ouvrir à volonté.
