******* **********
MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
************
UNIVERSITE D’ABOMEY-CALAVI ************
ECOLE POLYTECHNIQUE D’ABOMEY-CALAVI
************
Département de Génie de l’Environnement
************
Option : Aménagement et Protection de l’Environnement ***************
RAPPORT DE STAGE DE FIN DE FORMATION POUR L’OBTENTION DU
DIPLOME DE LICENCE PROFESSIONNELLE
THEME
CARACTERISATION PHYSICO-CHIMIQUE ET
MICROBIOLOGIQUE DES EAUX USEES DE LA CIMENTERIE CIMBENIN S.A. A SEME-PODJI
Présenté et soutenu par
Sous la Direction de :
Année Universitaire : 2012-2013
6
èmePromotion
ASSANGBE Bidossessi Marius et AVOCEFOHOUN Daniel
Superviseur :
Prof Martin Pépin AINA,
Enseignant chercheur EPAC/UAC, Maître de Conférences (CAMES)
Maître de stage :
Mme Latifath SALOUFOU- ALIDOU, Chef Service Qualité, Sécurité et Environnement
DEDICACE
A mes chers parents :
ASSANGBE Réné et GBEGLO Abertine
Merci pour tous les efforts consentis depuis mon enfance jusqu’à ce jour, c’est le lieu et le moment de vous témoigner ma profonde gratitude pour le soutien.
ASSANGBE B. Marius
Je dédie cette œuvre à mes chers parents : - AVOCEFOHOUN Kpopkogbe
- DANSOU Elisabeth
Merci pour tous les sacrifices que vous avez consentis pour moi depuis ma naissance jusqu’à ce jour. C’est le moment de trouver dans cette œuvre, l’expression pour vous de ma profonde gratitude.
A mon grand frère AVOCEFOHOUN Louis Qui m’a beaucoup aidé…
Qui m’a tout donné…
Qui m’a tant donné…
AVOCEFOHOUN Daniel
REMERCIEMENTS
Nous adressons nos sincères remerciements :• à Mr Alfonso RODRIGUEZ, Directeur Général de la société CIMBENIN S.A. ;
• à Mr Djibril IDRISSOU GADO, Directeur Technique de la société CIMBENIN S.A.,
• à Mme Latifath SALOUFOU-ALIDOU, Chef Service Qualité, Sécurité, Environnement de la CIMBENIN S.A., notre tutrice de stage : les mots nous manquent pour vous exprimer notre reconnaissance à votre égard, merci tout simplement ;
• à Mr BADAROU Moubachirou, Ingénieur en Aménagement et Protection de l’environnement pour sa contribution à la réalisation de ce travail ;
• à Tout le personnel de la CIMBENIN S.A. et plus particulièrement celui du Service Qualité, Sécurité, Environnement : merci pour l’accueil chaleureux et l’amitié manifestée à notre égard ;
• au Dr CHOUGOUROU Daniel, Chef Département de Génie de l’environnement pour la disponibilité et pour les grands efforts dont vous faites preuve pour la promotion du département ;
• au professeur Martin Pépin AINA, pour avoir supervisé ce travail de recherche ;
• aux enseignants de l’EPAC, en l’occurrence ceux du département génie de l’environnement ;
• aux aînés Ingénieurs de conception Mauras AKAKPO, Mohamed, Ange ZOCLANCLOUNON
• à mes parents Kpokpogbe AVOCEFOHOUN et Elisabeth DANSOU pour avoir assuré mon éducation scolaire et sociale ;
• à Mr Pierre hounwanou et son épouse Victorine YEDEDJI pour m’avoir accueilli, considéré et aimé comme votre fils ;
• à Mr ANKI-DOSSO Ibrahim et son épouse pour votre aide à mon égard depuis qu’on s’est connu.
• à mes grands frères Louis AVOCEFOHOUN, Sourou AVOCEFOHOUN et Olivier AVOCEFOHOUN : je rends grâce à Dieu pour votre présence dans ma vie ;
• à mes grandes sœurs chéries, Mesdames Mahoussi AVOCEFOHOUN et Martine AVOCEFOHOUN pour votre soutien et conseils que vous ne cessez de m’apporter jour et nuit ;
• à mes neveux Samuel, Arnaud, Boris, Rodrigue, Augustin, Marius, Elisabeth, Esther, Estelle, Vladimir pour le soutien et la parfaite harmonie qui a toujours entre nous ;
• à tous mes amis du Groupe Secret de la Connaissance (GSC) en particulier Serge HOUNWANOU, Rodrigue DJOSSOU ; Claude AHOLOU, Yacoubou MAMADOU ;
• à mes amis Wakili ADEGBIDIN, Etienne DJOSSOU, Yacoubou ADEKPO, Moctadir AMOUSSA ;
• à ma très chère amie Carine HOUNDAGNON ;
• à Mr SINA Ilyass pour son soutien ;
• à mon oncle Mr ASSANGBE Firmin ;
• à mes grands frères ASSANGBE Gustave et ASSANGBE Gildas pour leur soutien moral et matériel qu’ils ne cessent de m’apporter ;
• à Mr SODONON Odilon et à Mme COCO Noëllie pour leurs soutiens et conseils
• à mes amis Lionel, Carmel, Joachim, Fidèle, Romuald, Samuel pour leur soutien moral
• à la sixième promotion des Techniciens du département ‘’Génie de l’Environnement’’ en particulier Vadel, Constant, Nazyath, Armelia, Amal, Bill, Serge, Synauque, Marc et Thiburce pour ces trois années de combats, de joie et d’amitié passées ensemble ;
TABLES DES MATIERES
DEDICACE ... i
REMERCIEMENTS ...ii
TABLES DES MATIERES ... iv
LISTE DES ABREVIATIONS ET SIGLES ... vi
LISTE DES FIGURES ... vii
LISTE DES TABLEAUX ... vii
RESUME ... viii
ABSTRACT ... ix
INTRODUCTION ... 2
1.1. Contexte et justification ... 2
CHAPITRE I : ... 4
2.1. CLARIFICATION CONCEPTUELLE... 5
2.1.1-Assainissement ... 5
2.1.2-Réseau d’assainissement ... 5
2.1.3-Eaux usées ... 6
2.1.4-Fosses septiques ... 6
2.1.5-Station d’épuration ... 6
2.1.6-Epuration ... 6
2.2-DIFFERENTES EAUX USEES ET LEURS ORIGINES ... 6
2.2.1-Eaux résiduaires urbaines ... 6
2.2.2-Eaux résiduaires industrielles ... 7
2.3- COMPOSITION DES EAUX USEES... 7
2.4-DEFINITION DE QUELQUES PARAMETRES DE MESURE DE LA POLLUTION ... 8
2.5. LES COLIFORMES FECAUX ET STREPTOCOQUES FECAUX ... 13
2.6. LES TRAITEMENTS PRELIMINAIRES ... 13
CHAPITRE II : ... 15
3.1. SITUATION GEOGRAPHIQUE ... 16
3.2-PRESENTATION DE LA CIMBENIN S.A. ... 16
3.2.1-Historique ... 16
3.2.2-Organigramme de la cimbenin s.a. ... 17
3.2.3-Service Qualité, Sécurité , Environnement ... 18
CHAPITRE III... 20
4.1-MATERIEL ... 21
4.1.1. Matériel de terrain ... 21
4.1.2. Matériel de laboratoire ... 21
4.2-METHODES ... 21
4.2.1. Etude de terrain et observation du site... 21
4.2.2. Méthode d’analyse de l’échantillon représentatif ... 24
CHAPITRE IV : ... 27
5.1- RESULTATS ... 28
5.1.1-Approvisionnement et bilan de l’utilisation de l’eau ... 28
5.1.2-Sources de pollution de l’eau à LA CIMBENIN S.A. ... 30
5-2-DISCUSSION ... 35
CONCLUSION ET SUGGESTIONS ... 37
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ... 38
ANNEXE ... 39
LISTE DES ABREVIATIONS ET SIGLES
Mots DéfinitionsABE Agence Béninoise pour l’Environnement
DBO5 Demande Biochimique en Oxygène après 5 jours DCO Demande Chimique en Oxygène
DHAB Direction de l’Hygiène et de l’Assainissement de Base DGEn Département Génie de l’Environnement
EAA Eau et Assainissement pour l’Afrique
ENGEES Ecole Nationale d’Ingénierie de l’Eau et de l’Environnement de Strasbourg
EPAC Ecole Polytechnique d’Abomey-Calavi ERI Eau Résiduaire Industrielle
ERU Eau Résiduaire Urbaine FSTE Fosse Septique Toutes Eaux IGN Institut Géographique National
LCQEA Laboratoire de Contrôle de Qualité des Eaux MES Matière En Suspension
MMEE Ministère de Mines, de l’Eau et de l’Energie N-NH4+ Azote ammoniacal
N-NO3- Nitrates N-NO2- Nitrites
NTK Azote Total Kjedhal
OMS Organisation Mondiale de la Santé PED Pays En Développement
P-PO43- Ortho-phosphates
PGUD-2 Projet de Gestion Urbaine Décentralisée 2 QSE Qualité Sécurité Environnement
SEE Sécurité, Santé et Environnement
SME Système de Management Environnemental STEP Station d’Epuration
UAC Université d’Abomey-Calavi
LISTE DES FIGURES
Titres Pages Figure 1: Carte de la Commune de Sèmè-Podji………16 Figure 2: Organigramme de la CIMBENIN S.A………...17 Figure 3: Prélèvement des eaux usées des différents puisards de la CIMBENIN S.A………...22 Figure 4: Constitution de l'échantillon représentatif au laboratoire d'essai chimique de la CIMBENIN S.A………23 Figure 5: Consommation d'eau à CIMBENIN S.A de juin 2012 à mai 2013………..28 Figure 6: Proportion relative des différentes sources de production d'eaux usées…...31 Figure 7: Evolution de la production d'eaux usées de juin 2012 à mai 2013………...32
LISTE DES TABLEAUX
Titres Pages Tableau 1: Source et utilisation de l'eau à CIMBENIN ………...……27 Tableau 2: Consommation d'eau potable et de forage de juin 2012 à mai 2013……..28 Tableau 3: Sources des eaux usées considérées dans le cadre de l'étude……….29 Tableau 4: débits journaliers d'eaux usées produites………31 Tableau 5: Sources et quantités d'eaux usées produites mensuellement sur la période de juin 2012 à mai 2013………34 Tableau 6: Résultats des paramètres physico-chimiques de l'échantillon d'eau
analysé………34 Tableau 7: Résultats des paramètres microbiologiques de l'échantillon d'eau
analysé………35 Tableau 8: Normes de rejet des eaux usées domestiques fixées par le décret 2001-109 du 04 avril……….xi Tableau 9: Normes de réutilisation mise en œuvre par l'OMS ………..xii Tableau 10: Extrait de l'analyse environnementale de CIMBENIN S.A…………..xiii
RESUME
Le présent travail s’inscrit dans le cadre de la réalisation d’un système de traitement des eaux usées de la CIMBENIN S.A, il a eu pour but la caractérisation physico- chimiques et microbiologiques des eaux usées de la ladite société.
Pour parvenir aux résultats attendus, des prélèvements ont été effectués au niveau de cinq sources différentes en tenant compte de la diversité des activités menées au sein de l’entreprise. Il s’agit des puisards de laboratoire, de la cantine, des toilettes, des vestiaires et du parking de lavage des engins. Ces différents prélèvements ont permis de constituer l’échantillon représentatif en fonction des proportions relatives calculées préalablement.
Différentes analyses ont été effectuées sur l’échantillon à savoir l’analyse des paramètres physico-chimiques et celle des paramètres microbiologiques.
Les paramètres physico-chimiques recherchés dans l’eau sont la DBO5, la DCO, la conductivité, le pH, les Matières En Suspension, azote kjedhal et le phosphore. Ceux retrouvés dans l’analyse microbiologique sont les coliformes fécaux, totaux, les streptocoques fécaux et les Escherichia- coli.
Cette caractérisation des eaux usées a révélé que la DBO5, l’azote et le phosphore obtenu ne respecte pas la norme de rejet fixée par le décret N° 2001-109 du 04 avril 2001 fixant la norme de qualité des eaux résiduaires en République du Bénin. Par contre, les autres paramètres physico-chimiques (pH, DCO, MES) sont tous en conformité avec cette norme de rejets. En ce qui concerne les paramètres microbiologiques, ils sont tous non conformes aux exigences de la norme de réutilisation des eaux usées fixées par l’OMS, ce qui justifie une très forte contamination des eaux par les agents microbiens.
Le rapport DCO/DBO5 indique que les effluents sont biodégradables et ce ratio est conforme avec celui des eaux usées domestiques qui est inférieur à 3.
Mots clés
: caractérisation, eaux usées domestiques, cimenterie, paramètres physico- chimiques et microbiologiques.ABSTRACT
The current work is writing in the frame of the realization of the system of treatment of dirty water of the CIMBENIN LTD, it has had for aim the physical/chemical and microbiological characterization of the dirty water of the company.
In order to achieve the expected results, dirty water was taken at five different places where it was brought up according to the variety of activities in the factory. Those places are: laboratory, canteen, shower, changing-room pits of dirty water and washed engines water. Those different sorts of taking waste water could lead to sample according to the beforehand calculated relative proportions.
Different analyses are made of the sample: analysis of physical and chemical and the one of microbiological parameters.
The physical and chemical parameters of the water are: DBO5, DCO, the conductivity, pH, the hanging materials, kjedhal nitrojen and phosphorus. The ones of microbiological analysis are: excrement and total coliforms, excrement streptocoques and the coli-Escherichia.
This characterization of waste water showed that the produced DBO5,azote and phosphorus value are not in accordance with the standards expressed in the decree N°2001- 109 of April, 04 th,2001 which determines the quality standards in Republic of Benin. On the other hand the other physical and chemical parameters (pH, DCO, MES) are in accordance with standards of bringing-up and norm used withing the framework of this research. According to the microbiological parameters, they are all in un-accordance with the OMS, exacting nature of the use of waste water standards, which justify the contamination of waste water by the microbiological agents.
The ratio DCO/DBO5 shows that the components are biodegradable and it is in accordance with one of the domestic dirty water which is inferior to 3.
Keywords
: Characterization, domestic dirty (waste) water, cement factory, physical/chemical and microbiological parameters.INTRODUCTION
INTRODUCTION
1.1. Contexte et justification
La qualité de l’environnement est altérée par diverses activités anthropiques. Les activités industrielles de par leur ampleur s’inscrivent au premier rang de cette dégradation de l’environnement. La fabrication du ciment engendre toutes formes de pollution à savoir la pollution atmosphérique occasionnée par les émissions de poussières, les gaz d’échappement des engins ; la pollution hydrique provenant des activités indirectement liées à la production du ciment comme la restauration du personnel, la maintenance des machines, le service administratif, le lavage des engins, les analyses physico-chimiques en laboratoire ; la pollution sonore liée aux émissions de bruit par les machines ;la pollution du sol liée au stockage des matières premières et huiles de vidange provenant de la réparation des engins.
La CIMBENIN S.A. est une société industrielle spécialisée dans la fabrication et la commercialisation du ciment CPJ 35.Ce ciment est obtenu par broyage du clinker, du calcaire et du gypse dans les proportions suivantes clinker (70%), calcaire (25%), gypse (5%). La réalisation de ces activités nécessite la mise en œuvre de divers
services à savoir : la maintenance, l’approvisionnement, la comptabilité, le contrôle de qualité, production et ressource humaine.
Les aspects environnementaux significatifs des activités de la CIMBENIN S.A.
identifiés par une récente analyse environnementale générale de la société sont : les émissions atmosphériques (poussière, gaz de combustion), la production d’eaux usées et de déchets solides, l’utilisation des ressources naturelles, la production de bruit, etc.
Dans l’optique de réduire ou de prévenir ces problèmes environnementaux, la société à travers son système de management environnemental a élaboré des plans de
réduction comportant des procédures opérationnelles, différents programmes et plans de gestion de l’eau, des déchets solides et liquides.
Les eaux usées produites par les différentes sources de la société présentent des risques sanitaires pour l’homme et écologiques pour la microflore et la microfaune du sol car
elles ne respectent pas les normes de rejet fixées par les législations béninoise et internationale selon les analyses effectuées sur l’eau des puisards dans le cadre de la mise en place du Système de Management Environnemental (SME).
Afin de réutiliser ces eaux usées et de réduire de façon significative la contamination des eaux de surface et souterraines par les substances chimiques, minérales et organiques qu’elles apportent, la société s’investit actuellement dans un projet visant le traitement in situ des eaux usées qu’elle produit.
Pour contribuer à la réalisation de ce projet, nous nous sommes intéressés à la caractérisation physico-chimique et microbiologique de ces eaux usées produites par la cimenterie. Le présent rapport est structuré en quatre (04) chapitres. Le premier chapitre aborde la revue de littérature. Le deuxième est consacré à la présentation du milieu d’étude. Le chapitre trois prend en compte les matériels et les méthodes utilisés et enfin le quatrième chapitre présente les résultats suivis de discussion. Après la conclusion, des suggestions sont alors faites pour l’amélioration de la qualité des eaux usées produites par ladite société.
1.2- Objectifs et Hypothèses
ObjectifsL’objectif général de ce travail est de caractériser les eaux usées de la CIMBENIN S.A. et il s’agit plus spécifiquement de :
o Analyser les paramètres physico-chimiques des eaux usées ; o Analyser les paramètres microbiologiques des eaux usées ;
o Comparer ces résultats aux normes de rejet des eaux usées en République du Bénin.
Hypothèses
o Les eaux usées de la CIMBENIN sont chargées en matière organique et sont encore biodégradables ;
o Les eaux usées de la CIMBENIN ne respectent pas les normes de rejet en République du Bénin.
CHAPITRE I :
REVUE DE LITTERATURE
2.1.
CLARIFICATION CONCEPTUELLE
2.1.1-Assainissement
L’assainissement est un processus d’agrémentation du cadre de vie des personnes afin de leur assurer un mieux- être. D’après (DJARIRI, 2009) cité par (KPONDJO, 2011), il vise d’une part à assurer l’évacuation et le traitement des eaux usées et des excréta, en minimisant les risques pour la santé, et d’autre part, à collecter et à éliminer les déchets solides contribuant à maintenir un environnement salubre.
En matière de gestion des eaux usées et excréta, on peut faire recours à des systèmes d’assainissement individuel et ou à des systèmes d’assainissement collectif.
o Système d’assainissement individuel
C’est tout système d’assainissement effectuant la collecte, le traitement et le rejet des eaux usées domestiques des habitations non raccordées à un réseau d’égouts collectif (CAP/PROJET NUFFIC/NPT/BEN 132 , 2009).
o Système d’assainissement collectif L’ensemble des eaux usées et excréta sont acheminés au travers d’un système de collecte, système de canalisation vers des unités de traitement.
L’assainissement collectif est réalisé dans les agglomérations : zones dans lesquelles la population ou les activités économiques sont suffisamment concentrées pour qu’il soit possible de collecter les eaux usées pour les acheminer vers un ou des systèmes d’épuration selon des conditions techniques et économiques viables.
2.1.2-
Réseau d’assainissement
Un réseau d’assainissement est un ensemble composé de canalisations appelées aussi collecteurs, qui assure le transport des eaux usées des agglomérations vers un exutoire, après un éventuel traitement. L’exutoire peut être soit un milieu naturel ou une station d’épuration (RENOU, 2006).
2.1.3-
Eaux usées
Ce sont des eaux chargées de résidus solubles ou non, provenant des activités anthropiques. En fonction des divers usages, quatre catégories d’eaux usées se distinguent : eaux usées domestiques (chargées en matières organiques), industrielles, agricoles et pluviales (TARMOUL, 2007).
2.1.4-
Fosses septiques
La fosse septique est un dispositif de prétraitement des eaux vannes généralement construites en béton armé. Elle fonctionne conventionnellement comme un digesteur (AKAPO, 2012).
2.1.5-
Station d’épuration
La station d’épuration (STEP) est une installation d’un système de dépollution des eaux usées (KPONDJO, 2011) cité par AKAKPO (2012).
2.1.6-
Epuration
L’épuration est le traitement des eaux usées, qui vise la production d’une eau respectant les normes ou réutilisable à partir des eaux brutes plus ou moins polluées (WETHE, 2007).
2.2-
DIFFERENTES EAUX USEES ET LEURS ORIGINES
On distingue deux types d’eaux usées : eaux résiduaires urbaines et eaux résiduaires industrielles
2.2.1-
Eaux résiduaires urbaines
Les eaux résiduaires urbaines regroupent les eaux usées domestiques et les eaux de ruissellement.
o Eaux usées domestiques
Les eaux usées domestiques comprennent les eaux de ménage, qui proviennent des cuisines, des salles de bains et des buanderies. Elles comprennent aussi toutes celles qui peuvent être accidentellement ou intentionnellement déversées dans les égouts. Les eaux porteuses de pollution organique sont généralement chargées de
détergents, de graisses, de solvants, de débris organiques. Il en existe deux types : Les eaux usées ménagères (salle de bains, cuisines) et celles des toilettes ou eaux vannes (organiques, azotés et germes fécaux) (CAP/ Projet NUFFIC/NPT/BEN 132, 2009).
o Eaux de ruissellement
Elles sont obtenues lorsque l’eau de pluie se charge d’impuretés au contact de l’air (fumées industrielles) puis en ruisselant, se charge des résidus déposés sur les toits et les chaussées des villes (huile de vidange, essence, résidus pneumatiques et métaux lourds) (CAP/ Projet NUFFIC/NPT/BEN 132, 2009).
2.2.2-
Eaux résiduaires industrielles
Les eaux usées industrielles sont vraiment différentes des eaux usées domestiques.
Mais leurs caractéristiques varient d’une industrie à l’autre. En plus de matières organiques, elles peuvent également contenir des produits toxiques, solvant, métaux lourd…etc. Certaines d’entre elles font l’objet d’un prétraitement avant d’être mises dans les réseaux de collecte. Elles sont mélangées aux eaux domestiques quand elles ne sont plus dangereuses et ne dérangent pas le fonctionnement des usines de nettoyage (CAP/ Projet NUFFIC/NPT/BEN 132, 2009).
2.3-
COMPOSITION DES EAUX USEES
Dans les eaux usées, nous retrouvons généralement deux formes de pollution : la pollution par les diverses matières organiques en solution ou en suspension dans l’eau et la pollution toxique par des produits tels que les métaux, les métalloïdes, les composés organochlorés de synthèse etc.… (OUEDRAOGO, 2004) cité par (MEGNIKPA, 2011).
Ces pollutions sont présentes dans les eaux résiduaires urbaines et eaux résiduaires industrielles à travers trois catégories d’impuretés :
o Les matières en suspension (MES) o Les matières colloïdales (MC)
o Les matières dissoutes (MD)
Les matières en suspension (MES) et les matières colloïdales (MC) sont responsables de la turbidité. Les matières colloïdales (MC) et les matières dissoutes (MD) sont responsables de la couleur. Les matières dissoutes (MD) sont responsables de la salinité et de diverses autres caractéristiques des ERI (DEGREMONT, 2005 ; AKAPKO ,2012).
2.4-
DEFINITION DE QUELQUES PARAMETRES DE MESURE DE LA POLLUTION
o Les paramètres conventionnels : Ce sont : la Demande Chimique en Oxygène (DCO) ; Demande Biochimique en Oxygène sur jours (DBO5) ; les Matières En Suspension (MES) ; le Potentiel Hydrogène (PH) ; la température et les coliformes fécaux.
o Les paramètres non conventionnels : azote, phosphore.
o Autres paramètres : oxygène dissout et conductivité.
Matières en suspension (MES)
Les matières en suspension représentent la quantité de pollution organique et minérale non dissoute dans l’eau, c'est-à-dire les matières décantables et colloïdales (REJSEK ,2002). Elles constituent alors une bonne partie de la pollution carbonée.
Leur abattement grâce à l’utilisation d’un décanteur par exemple permettra de réduire les valeurs de DBO5 et de DCO.
Les MES confèrent à l’eau un aspect trop gros ; ce qui entraîne une réduction de la luminosité avec pour conséquence la réduction des phénomènes de photosynthèse, la réduction de la concentration en oxygène dissous à cause de l’accroissement de la température de l’eau, la réduction des possibilités de développement des végétaux.
Demande chimique en oxygène (DCO)
La DCO constitue une mesure globale d’appréciation de la pollution organique (MANDI ET AL., 1992). Elle est représentative de la majeure partie des composés
organiques mais également de sels minéraux oxydables (sulfures, chlorures,…) (HASSOUNE ET AL., 2006).
La DCO reste le paramètre composite le plus fiable pour la mesure de l’oxydabilité, de la dégradabilité et de la pollution organique des eaux usées parce qu’elle mesure indirectement l’oxygène nécessaire pour oxyder tous les composés présents dans l’eau, tant ceux organiques qu’inorganiques. A la différence de la DBO5, qui ne prend en compte que les matières organiques biodégradables, la DCO est une mesure globale des matières organiques et de certains sels minéraux oxydables (pollution organique totale)
La DCO exprime la quantité d’oxygène nécessaire à l’oxydation de la matière organique présente dans l’eau (biodégradable ou non) au moyen d’un oxydant (bichromate de potassium).
La charge polluante des eaux usées, telle que mesurée par sa DCO, est l’un des plus importants critères utilisés dans la conception du traitement des eaux usées afin de déterminer le degré de traitement nécessaire (BELGHYTI et al, 2009)
Demande Biochimique en Oxygène (DBO5)
La DBO5 mesure la quantité d’oxygène nécessaire pour oxyder les matières organiques de l’eau avec l’aide des bactéries à 20°C. La DBO5 donne une bonne idée de quantité de matières organiques biodégradables contenues dans les eaux usées. En pratique on mesure la DBO5 sur cinq jours puisqu’au-delà de ce temps le processus de nitrification aérobie commence. Cette mesure caractérise la capacité d’un effluent à l’autoépuration ou la biodégradabilité.
La mesure de la demande biochimique en oxygène est le paramètre traditionnel de la charge organique des eaux (LACAZE, 1996). C’est à partir de la valeur de la DBO5 que se fait le dimensionnement des stations d’épuration devant fonctionner sur la base d’une dégradation de la pollution par les microorganismes de l’effluent.
Dans son principe la mesure de la DBO5 permet d’intégrer les constituants suivants susceptibles d’être oxydés dans les conditions opératoires de la méthode (THOMAS, 1995) :
-la matière organique carbonée utilisée comme substrat pour les microorganismes présents dans le flacon ;
-la matière azotée réduite, ammoniacale et même nitreuse qui peut être prise en compte dans certaines conditions par des bactéries spécifiques (nitrosomonas et nitrobacter par exemple), si elles existent dans le milieu.
-certains constituants minéraux présents sous forme réduite qui peuvent réagir spontanément avec l’oxygène dissout comme les sulfures, les sulfites, le fer ferreux.
Les rejets à DBO5 élevée précipitent l’apparition de faibles niveaux d’oxygène ; ce qui peut avoir des conséquences dommageables sur le biote aquatique (mortalité massive des poissons) et la décomposition anaérobie qui entraîne la libération de gaz nocifs, comme le méthane (CH4), le sulfure d’hydrogène (H2S) et l’ammoniac (NH3).
Le potentiel hydrogène (pH)
La valeur du pH d’une eau résiduaire urbaine est souvent proche de la neutralité donc la mesure est souvent réalisée pour les effluents industriels qui ont des variations de pH souvent fortes nécessitant une neutralisation avant rejet dans le réseau d’assainissement.
Dans les eaux naturelles, un pH compris entre 6 et 8,5 permet un développement normal de la faune et de la flore aquatique (REJSEK, 2002), de même une épuration biologique est possible entre pH compris entre 6,5 et 7,5 vu que les micro-organismes ont généralement un pH optimum variant de 6,5 à 7,5. Lorsque le pH est inférieur à 5 ou supérieur à 8,5, la croissance des micro-organismes est directement affectée (BELGHYTI et al, 2009). Le pH est utilisé pour calculer le pouvoir d’oxydoréduction (rH) de l’eau.
Température
La température est un paramètre physique qui affecte les différents échanges air-eau, en influençant le pH, la conductivité électrique et les vitesses de réactivité des différentes activités métaboliques dans l’eau (KPONDJO, 2011).
L’augmentation de la température a un effet bénéfique pour le traitement des eaux usées parce qu’elle permet de développer les micro-organiques responsables de la réduction de la pollution. Elle est également un élément important dans le processus biologique d’élimination de l’azote parce qu’en dessous de 10°C et au-dessus de 30°C, l’activité nitrifiante chute rapidement (NDIOUCK, 2006) cité par AKAKPO (2012).
La connaissance de la température est donc essentielle pour les réactions physico- chimiques et biologiques régies par leurs caractéristiques thermodynamiques et cinétiques (THOMAS, 1995).
Azote
L’azote est retrouvé dans l’environnement sous cinq formes : l’azote minéral (NH3), l’azote ammoniacal (NH4+), les nitrites (NO2-), les nitrates (NO3-) et l’azote gazeux (N2).
L’azote présent dans l’eau usée peut avoir un caractère organique ou minéral. Dans les eaux usées brutes l’azote se présente essentiellement sous forme d’azote organique (urées, protéines) et d’azote ammoniacal (NH4+) (SATIN et SELEMI, 1999). En effet l’azote provient principalement des urines (80% d’azote uréique), les selles ne représentant qu’environ le dixième de la quantité totale (RODIER, 2009) cité par (AKAKPO, 2012).
Phosphore
Le phosphore est l’un des composants essentiels de la matière vivante. Il peut être présent dans les eaux usées soit sous forme d’ortho-phosphate, soit sous forme de poly-phosphate ou de phosphore organique. Le phosphore total représente la somme de toutes les formes de phosphore.
Les composés phosphorés ont deux origines : le métabolisme humain et les détergents.
Dans les eaux usées, le phosphore se trouve sous forme d’ions ortho-phosphates isolés, soit sous forme d’ions phosphates condensés ou sous forme d’ions condensés avec des molécules organiques. Les ortho-phosphates correspondent au groupement PO43-. Ces phosphates sont fixés facilement par le sol, leur présence dans les eaux souterraines est souvent liée à la nature des terrains traversés, à la décomposition de la matière organique, aux engrais phosphatés industriels entraînés par lessivage ou par infiltration.
o Autres paramètres
Oxygène dissous
L’oxygène dissous est un composé essentiel de l’eau, car il permet la vie aquatique et conditionne les réactions biologiques qui ont lieu dans les écosystèmes aquatiques.
L’oxygène dissous intervient dans le processus de biodégradation de la matière. En effet les microorganismes qui sont des cellules vivantes oxydent les matières organiques et les dégradent en composés minéraux (SATIN et SELMI, 1999 ; AKAKPO, 2012). Sa concentration est très faible et le plus souvent proche de zéro dans les eaux résiduaires brutes, compte tenu des concentrations élevées en composés réducteurs (oxydables) et de l’activité des microorganismes présents (THOMAS, 1995) qui se chargent de dégrader la matière organique lorsque la concentration en oxygène dissous est en dessous de 1,5 mg/l (LACAZE, 1996).
La présence d’oxygène dissous conditionne les réactions de dégradation aérobie de la matière organique et favorise l’élimination de la pollution azotée par un procédé de nitrification-dénitrification (REJSEK, 2002). Cependant, sa présence inhibe les activités de dénitrification de la flore spécialisée (THOMAS, 1995) qui a besoin d’un milieu anaérobie pour s’opérer. Il faut alors retenir que pour l’élimination de l’azote, la nitrification s’opère à des concentrations d’oxygène dissout compris entre 0,8 à 3 mg/l tandis que la dénitrification nécessite des concentrations allant de 0,3 à 1 mg/l (REJSEK, 2002).
Conductivité
La conductivité est la mesure de la capacité d’une eau à conduire un courant électrique puisque la plupart des matières dissoutes dans l’eau se trouvent sous forme d’ions. La mesure de la conductivité permet donc d’apprécier la quantité de sels dissous dans l’eau.
La conductivité varie en fonction de la température. Elle est plus importante lorsque la température augmente. Ce phénomène s’explique par le fait que la mobilité des ions augmente à cause de la diminution de la viscosité. La mesure de la conductivité permet d’évaluer rapidement la minéralisation globale de l’eau.
Cependant le calcul ne permet pas d’avoir une valeur exacte. La minéralisation globale déterminée au moyen de ces formules est inférieure à celle obtenue par pesée de l’extrait sec et ne s’en rapproche que pour les eaux de minéralisation moyenne ayant une conductivité comprise entre 333 et 833 µs/cm (RODIER, 2009) cité par (AKAKPO, 2012).
Les mesures de conductivité en laboratoire sont utilisées d’une part pour établir le degré de minéralisation (dont on peut déduire l’effet physiologique sur les plantes et les animaux, une estimation pour la corrosion) et d’autre part évaluer la concentration en matières minérales dissoutes dans les eaux brutes et usées. L’unité de mesure est : Siemens/cm ou mho/cm.
2.5.
LES COLIFORMES FECAUX ET STREPTOCOQUES FECAUX
Ils font partie des paramètres microbiologiques recherchés dans les eaux usées .Ce sont des germes qui renseignent sur la contamination microbienne des eaux usées. Ils sont généralement étudiés sur les stations d’épuration des eaux usées.2.6.
LES TRAITEMENTS PRELIMINAIRES
Dégrillage
L’eau brute passe à travers des grilles composées de barreaux placés verticalement inclinés de 60 à 80° sur l’horizontal. L’espacement des barreaux varient de 6 à 100 mm. La vitesse moyenne de passage entre les barreaux est comprise entre 0,6 et 1 m/s.
Le nettoyage de la grille est généralement mécanique. Il est réalisé par un râteau solidaire d’un chariot qui se déplace de bas en haut le long d’une crémaillère ou entrainé par deux câbles.
Le fonctionnement du dispositif de nettoyage peut être commandé par une temporisation et/ ou à partir d’un indicateur de perte de charge différentiel.
Dessablage
Le dessablage s’effectue sur des particules de dimensions supérieures à 200mm. La vitesse de sédimentation se calcule par la loi de stokes (chute libre). On calcule la section du déssableur de manière que la vitesse de l’eau ne descende pas en dessous de 0,30 à 0,20 m/s ; on évite ainsi que les matières organiques se déposent en même temps que les sables.
Les ouvrages à prévoir pour obtenir une vitesse d’écoulement de 0,30 m/s sont, par ordre d’importance :
o les déssableurs couloirs (à écoulement rectiligne), dont la vitesse d’écoulement est variable ou constante ;
o les déssableurs circulaires à alimentation tangentielle ou à brassage mécanique ou à insufflation d’air (pour éviter le dépôt de matières organiques, en heures creuses, avec faible débit) ;
o les déssableurs rectangulaires à insufflation d’air.
Déshuilage-dégraissage
Le déshuilage-dégraissage se rapporte à l’extraction de toutes les matières flottantes d’une densité inférieure à celle de l’eau. Ces matières sont de nature très diverses et leurs quantités s’estiment par la mesure des matières extractibles par solvants. La teneur des eaux usées en matières extractibles est de l’ordre de 30 à 75 mg/l.
CHAPITRE II :
PRESENTATION DU
MILIEU D’ETUDE
3.1
. SITUATION GEOGRAPHIQUE
Située entre les parallèles 6°22’ et 6°28’ de latitude Nord et les méridiens 2°28’ et 2°43’ de longitude Est, la commune de Sèmè-Podji est située dans le Département de l’Ouémé, au Sud-Est de la République du Bénin sur la côte atlantique. Elle s’étend sur une superficie, de 218 km2 soit environ 0,19% de la superficie de la République du Bénin. La commune de Sèmè-Podji est limitée au Nord par la ville de Porto-Novo et les Aguégués, au Sud par l’Océan Atlantique, à l’Est par la République Fédérale du Nigeria et à l’Ouest par la ville de Cotonou. (AFRIQUE CONSEIL, 2006).
Figure 1 : Carte de la commune de Sèmè-Podji Source : IGN, 2006
3.2-
PRESENTATION DE LA CIMBENIN S.A
. 3.2.1-HistoriqueCrée en 1978 sous le nom de SO.NA.CI. (Société Nationale de Ciment), elle prend la dénomination de CIMBENIN S.A. en 1991 suite à sa privatisation. Elle fait partie depuis lors du groupe allemand HeidelbergCement. Outre le Bénin, ce groupe est installé dans d’autres pays du monde notamment africains dont le Togo, le Ghana, le
Gabon, la Sierra Léone, le Libéria, la République Démocratique du Congo, la Tanzanie et bientôt au Burkina Faso.
Située dans la commune de Sèmè-Podji (département de l’Ouémé), plus précisément dans le village de Sèkandji CIMBENIN S.A. est une usine spécialisée dans la fabrication et la commercialisation du ciment CPJ35 à partir des matières premières que sont: le clinker, le gypse et le calcaire.
3.2.2-Organigramme de la cimbenin s.a.
La structure organisationnelle de CIMBENIN S.A. à travers ses différents services se présente comme suit (figure 2).
Figure2 : Organigramme de CIMBENIN S.A
Notre stage s’est déroulé au sein du service Qualité, Sécurité et Environnement(QSE)
3.2.3-
Service Qualité, Sécurité , Environnement
Le service Qualité, Sécurité, Environnement (QSE) est l’un des services de la Direction Technique de la CIMBENIN S.A. Cheville ouvrière dans le respect des exigences relatives à la double certification (ISO 14001 ; 2004 et OHSAS 18001;
2007) auxquelles la société est assujettie ; il assure la gestion des aspects sécurité, santé, environnement des activités de l’entreprise. Il assure également le contrôle de la qualité des matières premières et du produit fini.
3.2.3.1-Environnement
De par ses prérogatives, le service QSE mène des actions diverses avec pour but la conformité à la législation environnementale en République du Bénin et à la politique environnementale du groupe Heidelberg Cement. Ainsi, le service assure
régulièrement :
o la mesure des taux d’émission de poussières et la surveillance des concentrations en polluant, des gaz d’échappement, de la qualité physico- chimique, des eaux usées, etc. ;
o l’élaboration des procédures opérationnelles pour les activités à impacts significatifs sur l’environnement ;
o l’élaboration des programmes environnementaux ;
o la formation et la sensibilisation du personnel et des prestataires de la CIMBENIN S.A. ;
o l’identification des non-conformités et la mise en œuvre de mesures préventives et correctives ; et
o l’inspection du site dans son ensemble au quotidien.
Afin d’assurer une gestion efficace de l’environnement, CIMBENIN à travers le service QSE, a mis en place un Système de Management Environnemental (SME). Il a pour rôle d’une part l’identification et la maitrise des aspects environnementaux des activités de la CIMBENIN S.A. et d’autre part la recherche de l’amélioration continue de ses performances environnementales. Ce système de Management a été certifié ISO 14001 : 2004 en juin 2012. Elle s’inscrit de ce fait dans une perspective de
développement durable en intégrant la qualité de l’environnement au développement économique (AKAKPO, 2012).
3.2.3.2-
Sécurité et Santé au travail
Les risques les plus significatifs en matière d’hygiène et de sécurité santé au travail associé à la fabrication de ciment rentrent dans les catégories poussière, chaleur, bruit et vibrations, traumatisme corporel, risque et autres questions en matière de sécurité industrielle.
A l’instar de l’environnement un système de management de la sécurité (SMS) est mis en place pour gérer les problèmes de sécurité santé au travail
Ce système a permis d’aboutir à la certification OHSAS 18001 :2007.
3.2.3.3-
Qualité
Le contrôle de la qualité du ciment se fait au laboratoire. Le laboratoire de la CIMBENIN S.A. garanti l’excellence du produit final. Ce contrôle intervient à toutes les étapes de la fabrication du ciment. Des analyses chimiques et des essais physiques sont réalisés sur les matières premières et sur le ciment par des techniciens spécialisés avec tous les équipements et les appareils de mesure exigés par la norme française et celle de l’union européenne (UE).
CHAPITRE III
MATERIELS ET METHODES
4.1-
MATERIEL
Pour atteindre les objectifs énumérés ci-dessus, un certain nombre de matériels a été utilisé aussi bien sur le terrain lors du prélèvement des échantillons d’eau qu’au laboratoire pour l’analyse de ces derniers. On peut citer :
4.1.1.
Matériel de terrain
Il est constitué :Des flacons et des bouteilles de 1,5 l pour le prélèvement des échantillons d’eau D’un appareil photo numérique pour la prise de différentes vues
Des étiquettes pour étiqueter les bouteilles de prélèvement 4.1.2.
Matériel de laboratoire
Pour la constitution de l’échantillon représentatif, un matériel a été utilisé et est constitué :
d’une éprouvette graduée de l’erlenmmeyer
d’une burette graduée
d’un appareil photo numérique 4.2-
METHODES
Pour mieux orienter notre étude, nous avions procédé à une étude diagnostique de la pollution de l’eau dans la société. Il s’ensuit alors des analyses physico- chimiques et microbiologiques des eaux des puisards des sources de production d’eaux usées.
4.2.1.
Etude de terrain et observation du site
4.2.1.1. Etude diagnostique de la pollution de l’eau à CIMBENIN S.A.
Cette étude a consisté à nous rapprocher des responsables de l’entreprise pour
recueillir leurs avis et leurs propositions sur le problème d’assainissement notamment
la gestion des eaux usées. Elle a visé entre autres la collecte des informations nécessaires à la caractérisation des eaux usées et à la mise en place d’une station d’épuration (STEP). En fait, il s’est agi de connaître les activités menées à
CIMBENIN S.A., le bilan de l’utilisation de l’eau, les sources de production d’eaux usées de la société, les débits d’eaux consommées par entité de production d’eaux usées, les modes de collecte, le traitement et l’évacuation d’eaux usées.
Pour y arriver nous avons :
mené des échanges avec les responsables de l’entreprise à divers niveaux à savoir le Directeur Technique, la Chef Service Qualité, Sécurité et Environnement, le Chef Service Maintenance
procédé à des visites de terrain qui nous ont permis de faire l’état des lieux de la gestion des eaux usées et d’identifier les ouvrages d’assainissement déjà en place dans l’usine.
Consulté des documents officiels de l’entreprise tels que le rapport d’analyse environnementale générale, le plan de gestion de l’eau, les procédures opérationnelles, les rapports et mémoires de précédents stagiaires ayant travaillé sur des thèmes similaires au nôtre.
4.2.1.2. LES PRELEVEMENTS
Le choix des points de prélèvement s’est fait en fonction des sources de production d’eaux usées prises en compte par le projet de traitement. Ces prélèvements ont été effectués au niveau des puisards ci-après :
-puisard du bloc administratif, -puisard des vestiaires,
-puisard du laboratoire, -puisard de la cantine ;
-Puisard de l’atelier de lavage des engins.
Figure 3 : Prélèvement des eaux usées des différents puisards de la CIMBENIN S.A 4.2.1.3.
La constitution de l’échantillon représentatif
Figure 4 : Constitution de l’échantillon représentatif au laboratoire d’essai chimique de la CIMBENIN S.A.
Les sources de production d’eaux usées étant diverses, il s’est agi à cette phase de notre étude de calculer la proportion relative de chaque source de production dans notre échantillon représentatif selon la formule ci-après : Débit journalier au niveau de chaque source / Débit total journalier * 100
4.2.1.3. La caractérisation
Le but de ce travail étant de concevoir un système de traitement des eaux usées produites pour leur réutilisation à d’autres fins (arrosage des espaces verts), nous nous sommes intéressés aux paramètres mentionnés ci-dessous :
• Paramètres conventionnels : la Demande Biochimique en Oxygène sur 5 jours (DBO5), la Demande Chimique en Oxygène (DCO), les Matières En Suspension (MES), le pH.
• Paramètres non conventionnels : phosphore total et l’azote total kejdhal.
4.2.2.
Méthode d’analyse de l’échantillon représentatif
Ces diverses analyses ont été effectuées au laboratoire de la Direction de l’Hygiène et de l’Assainissement de Base (DHAB). Elle a pour but de connaître les caractéristiques physico-chimiques et microbiologiques de l’effluent devant permettre le choix des options de traitement.
L’analyse de l’échantillon s’est déroulée en deux étapes à savoir : - L’analyse physico-chimique
- L’analyse microbiologique 4.2.2.1. Analyse physico-chimique
Pour la détermination des paramètres physico-chimiques tels que la conductivité ; les solides totaux dissout, le pH, la turbidité, les Matières En Suspensions, la demande biochimique en oxygène, la demande chimique en oxygène, l’azote kjeldhal et le phosphore, les méthodes appropriées ont été utilisées.
o La conductivité et les solides totaux dissous ont été mesurés avec l’électromètre.
o Le pH a été mesuré avec le potentiomètre en introduisant les électrodes dans l’eau prélevée.
o La turbidité a été mesurée avec le photomètre.
o Les Matières En Suspension ont été évaluées par la lecture directe de spectrophotomètre d’absorption moléculaire DR 2800.
o La demande biochimique en oxygène (DBO5) a été mesurée par la méthode respirométrique. Elle est réalisée dans un flacon à DBO5 (bouteille
d’incubation) fermée par un bouchon muni d’un manomètre qui convertit la diminution de pression dans le flacon en valeur de DBO5.
o La demande chimique en oxygène (DCO) a été dosée par la méthode colorimétrique .Elle consiste à utiliser deux oxydants forts et aussi des
catalyseurs (le sulfate mercurique et le sulfate d’argent) pour éliminer l’interférence des chlorures et hydrocarbures aliphatiques.
o Le préalable avant de doser l’azote kjeldhal et le phosphore total est de faire dans un premier temps la minéralisation puisque c’est le minéralisat obtenu qui servira à doser les deux paramètres.
o Le NTK revient à mesurer l’ammonium dans le minéralisât par la méthode au Nessler.
o La méthode utilisée pour le dosage des phosphates totaux est celle de l’acide ascorbique.
4.2.2.2.
Analyses microbiologiques
Dans ce cas, cinq germes ont été dénombrés. Il s’agit des germes banals, des coliformes fécaux et totaux, d’Escherichia-coli, des streptocoques fécaux et les Pseudomonas aeruginosa.
o Les germes banals ont été ensemencés dans un milieu de culture PCA pour permettre la multiplication des germes. Après cette étape, on introduit ces germes banals dans un incubateur pendant une journée (24h-48h) à une température de 37°C.
o Les coliformes fécaux et totaux ont été ensemencés dans un même milieu de culture Rapid-E Coli pour permettre la prolifération des bactéries pendant 24h à des températures respectives 37° C et 44°C.
o L’Escherichia-coli a été ensemencé dans un milieu Rapid- E Coli pendant une durée de 24h à 44°C puis après introduit dans un incubateur pour la prolifération des germes.
o Les streptocoques fécaux sont introduits dans un incubateur pour la prolifération des germes après avoir suivi l’étape d’ensemencément dans un milieu SLANETZ pendant une journée (24h-48h) à 37° C.
o Les Pseudomonas aeruginosa ont été ensemencés dans un milieu cétrimide pendant une durée de 24h-48h à une température de 37°C pour permettre la multiplication des bactéries.
CHAPITRE IV
:
RESULTATS ET DISCUSSION
5.1- RESULTATS
Cette étude qui consiste à caractériser les eaux usées de la CIMBENIN S.A., s’inscrit dans une politique d’amélioration des performances environnementales de la société qui s’est engagée à travers sa politique de Sécurité, Santé et Environnement à respecter la réglementation béninoise en matière de rejet d’eaux usées.
Les informations collectées tiennent lieu des divers entretiens avec les responsables de la société, la consultation de document officiels et des visites de terrain effectuées dans cette étude.
5.1.1-
Approvisionnement et bilan de l’utilisation de l’eau
Au total, la CIMBENIN S.A. dispose de trois sources d’approvisionnement d’eau à savoir l’eau potable (SONEB), l’eau de forage et l’eau de puits. Ces sources d’eaux sont utilisées par le personnel, les prestataires selon chaque besoin. Le tableau suivant résume les différentes sources d’eau et leurs usages.
Tableau 1 : Source et utilisation de l’eau à CIMBENIN
Sources d’eau Usages
Eau de la SONEB Consommation
Cantine
Activités de l’infirmerie Activités du laboratoire
Activités au niveau du groupe électrogène Alimentation du circuit d’eau de refroidissement
Eau de forage Travaux de maçonnerie
Les douches et sanitaires, station de lavage des véhicules
Entretien des locaux
Eau de puits Arrosage et entretien des jardins
Afin de contrôler et de régulariser la consommation d’eau, un projet intitulé « water management » a été initié par le groupe Heidelberg Cément dans toutes ces filiales. A cet effet la consommation d’eau potable et d’eaux de forage est relevée quotidiennement sur des compteurs d’eau installés à cet effet.
Tableau 2 : Consommation d’eau potable et de forage de juin 2012 à mai 2013
Mois et Année
Consommation d'eau en m3
Total Eau potable Eau de forage
juin-12 91 773 864
juil-12 99 854 953
août-12 66 587 653
sept-12 67 579 646
oct-12 80 584 664
nov-12 83 849 932
déc-12 54 715 769
janv-13 75 709 784
févr-13 62 666 728
mars-13 155 494 651
avr-13 279 270 549
mai-13 216 279 495
Figure 5 : Consommation d’eau à CIMBENIN S.A. de juin 2012 à mai 2013
Cette figure présente la consommation d’eau au niveau de chaque source d’approvisionnement. L’analyse de cette figure montre qu’il y a eu plus de
consommation d’eau potable dans le mois d’avril et plus de consommation d’eau de forage dans le mois de juillet.
5.1.2-
Sources de pollution de l’eau à LA CIMBENIN S.A.
L’analyse environnementale générale de la CIMBENIN S.A. du 02/02/2012 nous permet d’identifier les aspects environnementaux de ces activités, leurs impacts sur l’environnement et leur plan de réduction. Lesdites activités sont consignées dans le tableau 10 (annexe).
5.1.3-
Les débits de production d’eaux usées
Dans le cadre de notre étude, nous avons pu identifier cinq sources de production d’eaux usées qui sont : les toilettes, le laboratoire, la cantine, les vestiaires et le lavage des véhicules.Tableau 3 : Sources d’eaux usées considérées dans le cadre de l’étude
Sources Types d’eaux usées Toilettes Eaux usées vannes
Vestiaires Eaux usées vannes + Eaux usées domestiques Cantine Eaux usées vannes + Eaux usées domestiques
Laboratoire Eaux usées de laboratoire
Atelier de Lavage des engins Eaux usées issues du lavage des engins
Tableau 4 : Débits journaliers d’eaux usées produites Sources (m 3/j) Quantité annuelle Proportion
relative (%)
Débit moyen (m3/j)
Toilettes 3235 36 ,13 8,86
Vestiaire 2991 33,4 8,19
Cantine 321 3,54 0,87
Laboratoire 767 8,56 2,10
Lavage engins 1636 18,27 4,48
Total 8950 100 24,52
Le tableau ci- dessus montre les débits journaliers d’eaux usées produites au niveau de chaque source. De son analyse, il ressort que les toilettes constituent la plus grande source de production et la cantine la source qui produit moins d’eaux usées.
Figure 6: Proportion relative des différentes sources de production d’eaux usées
Le tableau 5 présente les sources et la quantité d’eaux usées produites mensuellement en m3 sur la période de juin 2012 à mai 2013.
SOURCES juin-12 juil-12 août-12 sept-12 oct-12 nov-12
TOILETTES 253 240 250 276 266 327
VESTIAIRES 185 218 277 247 227 401
CANTINE 38 47 32 43 73 78
LABORATOIRE 25 29 26 28 26 33
LAVAGE ENGINS 257 230 214 248 230 32
PRODUCTION TOTALE
758 764 799 842 822 871
SOURCES déc-12 janv-13 fév-13 mars-13 avr-13 mai-13
TOILETTES 338 300 274 296 221 194
VESTIARES 316 235 297 234 132 222
CANTINE 75 154 45 53 67 62
LABORATOIRE 26 23 27 29 27 22
LAVAGE ENGINS 27 20 23 26 152 177
PRODUCTION TOTALE
782 732 666 638 599 677
Figure 7: Evolution de la production d’eaux usées de juin 2012 à mai 2013 Le tableau 5 et la figure 7 présentent l’évolution de la production d’eaux usées au
niveau de chaque source de juin 2012 à mai 2013. On constate après analyse que le
mois de novembre a été le mois qui a enregistré la plus grande production d’eaux usées et les toilettes la source première de production d’eaux usées à CIMBENIN.
5.2-
RESULTAT DE L’ANALYSE DE L’ECHANTILLON REPRESENTATIF
Le tableau 6 présente les paramètres physico-chimiques
PARAMETRES UNITES SYMBOLES METHODES
UTILISEES
RESULTATS
Température - Electrométrique -
Potentiel d’hydrogène
- pH Potentiométrique 6,59
Conductivité Electrométrique 3250
Solides totaux dissous
mg/L TDS Electrométrique 1640
Turbidité NTU - Photométrique 15,39
Matières en Suspension
mg/L MES Directe 21
Phosphores totaux
mg/L P Acide
ascorbique
6,26
Ammonium mg/L
N-NH3
Nessler 35,62
Azote Kjedhal Totaux
mg/L NTK Nessler 44,57
Demande Biochimique en
Oxygène
mg/L de O2
DBO520 Respirométrique 37
Demande Chimique en
Oxygène
mg/L deO2 DCO Colorimétrique 80,66
Huiles et graisses mg/L - D’extraction Traces
Le tableau ci-dessus présente les résultats des paramètres physico-chimiques obtenus après l’analyse. Il ressort de cette analyse que la DBO5, l’azote et le phosphore sont les paramètres qui ne respectent pas les normes de rejets des eaux usées fixées par le décret n° 2001- 109 du 04 avril 2001.
Tableau 7 : Résultats des paramètres microbiologiques de l’échantillon d’eaux analysé RECHERCHES
EFFECTUEES
TECHNIQUES UTILISEES
RESULTATS
Dénombrement total des germes banals par ml
NFT 90401. Milieu PCA.
(24-48h à 37° C)
13.105
Colimétrie par ml : Coliformes totaux
NFV-08-05. Milieu Rapid- E Coli (24h à37° C)
220.103
Colimétrie par ml : Coliformes fécaux
NFV-08-05. Milieu Rapid- E Coli (24h à 44° C)
130.103
Colimétrie par ml : Escherichia coli
NFV-08-05. Milieu Rapid- E Coli (24h à 44° C)
90.103
Streptocoques fécaux par ml NFT-90416.Milieu SLANETZ. (24h-48h à
37°C)
60
Pseudomonas aeruginosa par ml
NF.EN 12780. Milieu cetrimide. (24h-48h à
37°C)
00
5-2-
DISCUSSION
La valeur 6,59 obtenue pour le pH est proche de la neutralité et respecte celle fixée par la norme de rejet en vigueur au Bénin qui recommande un pH compris entre 6 et 9.Elle est également conforme aux exigences de la norme de réutilisation des eaux fixée par l’OMS qui est comprise entre 6,5 et 8,5. Elle confirme celle obtenue par REJSEK en 2002 qui a travaillé sur les eaux naturelles. De même REJSEK en 2002 trouve
qu’un tel pH permet un développement normal de la faune et de la flore aquatique, ce qui faciliterait l’abattement par une épuration biologique de la DBO5 qui dans cette étude excède légèrement celle fixée par la norme Béninoise de rejet des eaux usées qui est de 25mg/l. Par contre la DCO qui est une mesure globale d’appréciation de la pollution organique (MANDI et al, 1992) à la différence de la DBO5 qui ne prend en compte que les matières organiques biodégradables, respecte celle fixée par la norme de rejet en république du Bénin qui recommande que la DCO soit inférieure ou égale à 125mg/l. En ce qui concerne les matières en suspension dont l’abattement permet de réduire la DCO et la DBO5, la valeur obtenue est nettement en dessous de celle fixée par la norme de rejet en vigueur en République du Bénin qui exige qu’elle soit inférieure ou égale à 35mg/l.
Ces résultats relativement faibles obtenus sont dû à l’infiltration de l’eau de pluie dans les différents puisards.
Concernant les paramètres microbiologiques les résultats obtenus sont tous largement supérieurs aux exigences de la norme de réutilisation des eaux usées en agriculture fixée par l’OMS. Ces valeurs sont respectivement de 130.103/ml pour les coliformes fécaux, 220.103 /ml pour les coliformes totaux et de 90.103 pour les Escherichia coli contrairement à l’OMS qui recommande 1000/100ml pour les coliformes fécaux et103à 104/100ml pour les Escherichia coli.
Le rapport DCO/DBO5 permet de déduire si les eaux usées rejetées directement dans le milieu récepteur ont des caractéristiques des eaux usées domestiques (DCO/DBO5 inférieur à 3) (RODIER, 1996). Les résultats de ce rapport constituent une indication de l’importance des matières polluantes peu ou pas biodégradables (ONEP, 1998). Les eaux usées de la CIMBENIN S.A. présentent un ratio DCO/DBO5 égal à 2,18. Le mélange des eaux usées de la CIMBENIN S.A. présente donc un ratio conforme avec celui des eaux usées domestiques. On peut donc conclure que les eaux usées sont encore biodégradables.
