Option : EAU

THEME : « EVALUATION DES PERFORMANCES ET

OPTIMISATION TECHNIQUE DE LA STATION

D’EPURATION DE BOBO DIOULASSO, (BURKINA FASO) »

MÉMOIRE POUR L’OBTENTION DU MASTER EN

INGÉNIERIE DE L’EAU ET DE L’ENVIRONNEMENT

Option : EAU

Présente et soutenu publiquement par :

ONIFADE Taofik A.O.Ulrich

Travaux dirigés par : M. Yacouba KONATE (Enseignant chercheur au 2iE)

Mlle Magalie Bassan (EAWAG/SANDEC)

Promotion [2009/2011]

Année académique 2010 – 2011

EVALUATION DES PERFORMANCES ET OPTIMISATION TECHNIQ UE DE LA STATION D’EPURATION DE BOBO DIOULASSO, (BURKINA FAS O)

Présenté par ONIFADE Taofik Alao Olatoundji Ulrich Page III

Remerciements

Le présent rapport a été rendu possible grâce à l’aide de plusieurs personnes.

Je remercie DIEU, le TOUT PUISSANT pour m’avoir accordé la grâce d’effectuer cette

étude dans les meilleures conditions possibles.

Aussi je remercie très sincèrement toutes les personnes qui ont mis à ma disposition leurs

conseils, efforts et savoir-faire pour le bon déroulement de ce stage et par la suite la rédaction

de ce rapport de Mémoire de fin de cycle de Master.

Je saisis donc cette opportunité pour exprimer ma profonde gratitude à tout le personnel du

Laboratoire ONEA (Ouagadougou et Bobo-Dioulasso) et du Département Eau et

Assainissement dans les Pays en Développement de l'Institut Fédéral Suisse de Recherche

Aquatiques (EAWAG/SANDEC) et en particulier à :

- Magalie BASSAN (Coordonnatrice Locale de la Mission d’Assistance à Maîtrise

d’Ouvrage ONEA - EAWAG/SANDEC), mon maître de stage qui en dépit de ses multiples

contraintes a su ménager son temps pour m’encadrer dans l’exécution du travail.

- M. Yacouba KONATE (Enseignant Chercheur), mon encadreur au 2iE.

-M. Tetouehaki TCHONDA pour m’avoir facilité la prise de contact avec les acteurs

de Bobo-Dioulasso.

-M. S.SODRE pour m’avoir permis de maitriser et de me familiariser avec les produits

de laboratoire.

-M. Adama SANOU et Mlle Rachelle BABINE pour leur collaboration primordiale et

leurs encouragements.

Que tous mes parents, camarades et amis en l’occurrence ma maman (Mme ONIFADE

TAIBATOU ALICE) qui ont manifesté un intérêt particulier à la réussite de ce stage,

reçoivent l’expression renouvelée de mes profondes gratitudes.

Je remercie également le 2iE (Institut International d’Ingénierie de l’Eau et de

l’Environnement), particulièrement l’ensemble du corps professoral pour leur enseignement

qui m’a servi de guide pour évoluer et comprendre sans difficultés majeures les réalités et les

contraintes liées aux études sur le terrain.


Présenté par ONIFADE Taofik Alao Olatoundji Ulrich Page IV

RESUME

L’épuration des eaux usées constitue une problématique cruciale dans les pays en

développement, caractérisés par une forte urbanisation. Le lagunage naturel, technique

naturel d’épuration des eaux usées reste une alternative convenable en Afrique d’une part, par

la souplesse qu’offre son exploitation nécessitant peu de technicité et d’autre part, par les

avantages socio-économiques et environnementaux associés. Cependant la qualité de

l’effluent traité dépend de la maîtrise des processus biologiques responsables de l’épuration

de la pollution des eaux. C’est dans ce cadre que s’inscrit la présente étude dont l’objectif

général est d’évaluer la performance du lagunage de Bobo-Dioulasso afin de faire des

propositions pour l’optimisation technique en vue de sa durabilité.

L’interprétation des résultats d’analyses au laboratoire ont donné les résultats

d’abattements suivants pour l’ensemble de la filière : -82% pour les MES, 83% pour la

DBO5, 60% pour la DCO, 54% pour les nitrates, 17% pour le phosphore total, 20% pour

l’azote NTK, 50% pour l’azote ammoniacal, 68% pour les coliformes fécaux et 27% pour les

coliformes totaux. Les effluents d’entrée et de sortie de la station d’épuration de Dogona ne

respectent pas les normes du décret n°2001-185 /PRES PME/MEE du 7mai 2001 (Burkina

Faso). Les performances de la station d’épuration de Bobo-Dioulasso peuvent être améliorées

si les structures raccordées (surtout les industries) traitaient correctement leurs eaux avant le

rejet dans le réseau d’égouts.

Mots clés : Eaux usées /Lagunage naturel/Epuration/Climat soudano-sahélien


Présenté par ONIFADE Taofik Alao Olatoundji Ulrich Page V

ABSTRACT

The wastewater treatment is a crucial issue in developing countries, characterized by

high urbanization. The natural lagoon, rustic technology for the wastewater treatment, is a

suitable alternative in Africa thanks to the flexibility of its operation that requires little

technical means to the socio economic and environmental advantages. However, the quality

of the treated effluent depends on the control of biological processes responsible for purifying

water pollution. It is in this context that this study was conducted, with the general objective

of evaluating performance of the lagoon of Bobo-Dioulasso to make proposals for technical

optimization of the treatment plant for its Sustainability.

The interpretation of the results of laboratory analysis yielded the following rebates: -

82% for TSS, 83% for BOD5, 60% for COD, 54% for nitrates, 17% for total phosphorus ,

20% for nitrogen TKN, 50% for ammonia nitrogen, 68% for fecal coliform and 27% for total

coliform. Effluent inlet and outlet of the lagoon of Dogona do not meet the standards of

Decree No. 2001-185 / PRES SME / MEE of 7 May 2001 (Burkina Faso). The performance

of the lagoon of Bobo-Dioulasso can be improved if the structures connected (mainly

industries) treated properly before discharging their waters into the sewer system.

Key words: Wastewater / Waste stabilization ponds / Treatment/Sudanese-sahelian climate


Présenté par ONIFADE Taofik Alao Olatoundji Ulrich Page VI

Table des matières

Remerciements .................................................................................................................................. III

RESUME .............................................................................................................................................. IV

Liste des figures ................................................................................................................................ VIII

Liste des tableaux ............................................................................................................................... IX

Liste des images................................................................................................................................... X

Liste des acronymes ........................................................................................................................... XI

I. Introduction générale ...................................................................................................................... 1

II. Problématique de l’étude ................................................................................................................ 3

III. Cadre de l’étude .............................................................................................................................. 4

IV. Présentation de la zone d’étude et des institutions d’accueil ........................................................ 5

A. Ville de Bobo-Dioulasso ............................................................................................................... 5

1. Situation géographique – végétation – climatique – hydrogéologique ...................................... 5

2. Mode d’évacuation des eaux usées ............................................................................................ 6

3. Situation de la station d’épuration de Bobo-Dioulasso .............................................................. 8

B. Institutions d’accueil ................................................................................................................. 10

1. EAWAG/Sandec ......................................................................................................................... 10

2. ONEA ......................................................................................................................................... 10

V. Objectifs de l’étude ....................................................................................................................... 11

A. Objectif général ......................................................................................................................... 11

B. Objectifs spécifiques.................................................................................................................. 11

VI. Synthèse bibliographique .............................................................................................................. 12

A. Généralité sur les eaux usées .................................................................................................... 12

B. Pollution de l’eau ....................................................................................................................... 13

1. Pollution physique ..................................................................................................................... 13

2. Pollution chimique..................................................................................................................... 14

3. Pollution biologique .................................................................................................................. 15

C. Normes de rejets des eaux usées au Burkina Faso ................................................................... 17

D. Traitement par lagunage ........................................................................................................... 18

VII. Méthodologie ................................................................................................................................ 21

Phase préliminaire : ........................................................................................................................... 22

Phase des travaux de terrain ............................................................................................................. 22

Phase de Traitement et analyse des données ................................................................................... 22


Présenté par ONIFADE Taofik Alao Olatoundji Ulrich Page VII

A. Evaluation du fonctionnement de la station d’épuration ......................................................... 23

B. Performances de la station d’épuration .................................................................................... 23

C. Bilan de fonctionnement de la station sur les deux ans de fonctionnement ........................... 25

D. Caractérisation et explication des principaux dysfonctionnements enregistrés ...................... 26

VIII. Résultats & Discussions ................................................................................................................. 26

Phase préliminaire : ........................................................................................................................... 26

Phase des travaux de terrain ............................................................................................................. 26

Phase de Traitement et analyse des données ................................................................................... 27

A. Evaluation du fonctionnement de la station d’épuration ......................................................... 27

B. Performances de la station d’épuration .................................................................................... 29

1. Evolution des paramètres de pollution par bassin .................................................................... 31

2. Abattement des paramètres de pollution par bassin ............................................................... 37

3. Abattements des paramètres entre l’entrée de la station d’épuration et le bassin facultatif 39

4. Evaluation des débits de la station de Dogona ......................................................................... 41

5. Evaluation de la hauteur des boues dans les bassins anaérobies ............................................. 41

C. Bilan de fonctionnement de la station sur les deux premières années de fonctionnement .... 44

D. Caractérisation et explication des principaux dysfonctionnements enregistrés ...................... 46

IX. Proposition pour l’amélioration du fonctionnement de la STEP................................................... 47

X. Conclusion générale ...................................................................................................................... 49

XI. Bibliographie .................................................................................................................................. 50

XII. ANNEXES ........................................................................................................................................ 52


Présenté par ONIFADE Taofik Alao Olatoundji Ulrich Page VIII

Liste des figures FIGURE 1 : REPRESENTATION DE LA COMMUNE URBAINE DE BOBO-DIOULASSO (RGPH, 2006).............................. 5

FIGURE 2 : RESEAU D’ASSAINISSEMENT COLLECTIF DE LA VILLE DE BOBO-DIOULASSO (ONEA-DRB, 2008) ........ 8

FIGURE 3 : VUE EN PLAN DE LA STATION D’EPURATION DE DOGONA (BOBO-DIOULASSO : BURKINA FASO) ........... 9

FIGURE 4 : SCHEMA D’UN LAGUNAGE NATUREL (SOURCE : CEMAGREF, 2001) .................................................. 20

FIGURE 5 : RECAPITULATIF DES DIFFERENTES ETAPES DE L’ETUDE ....................................................................... 21

FIGURE 6 : TEMPERATURE MOYENNE DE CHAQUE BASSIN ..................................................................................... 31

FIGURE 7 : PH MOYEN DE CHAQUE BASSIN ............................................................................................................. 32

FIGURE 8 : MOYENNE DE LA CONDUCTIVITE ET DE L’OXYGENE DISSOUS PAR BASSIN ............................................ 32

FIGURE 9: EVOLUTION DES MES PAR BASSIN ........................................................................................................ 33

FIGURE 10: EVOLUTION DES NITRATES PAR BASSIN ............................................................................................... 34

FIGURE 11 : EVOLUTION DU PHOSPHORE TOTAL PAR BASSIN ................................................................................. 34

FIGURE 12: EVOLUTION DE L'AZOTE NTK ET DE L'AZOTE AMMONIACAL PAR BASSIN ............................................ 35

FIGURE 13: EVOLUTION DE LA DBO5 ET DE LA DCO PAR BASSIN ......................................................................... 36

FIGURE 14: EVOLUTION DES COLIFORMES FECAUX ET TOTAUX PAR BASSIN .......................................................... 36

FIGURE 15 : ABATTEMENTS DES MES, NITRATE ET DU PHOSPHORE TOTAL PAR BASSIN ........................................ 37

FIGURE 16 : ABATTEMENTS DE L’AZOTE NTK ET DE L’AZOTE AMMONIACAL PAR BASSIN .................................... 38

FIGURE 17 : ABATTEMENTS DES COLIFORMES FECAUX ET TOTAUX PAR BASSIN .................................................... 38

FIGURE 18: ABATTEMENTS DE LA DBO5 ET DE LA DCO ....................................................................................... 39

FIGURE 19 : ABATTEMENTS DES PARAMETRES DE POLLUTION DE LA STATION ...................................................... 40

FIGURE 20 : VARIATIONS DU DEBIT SUIVANT LE JOUR ........................................................................................... 41

FIGURE 21: VUE EN PLAN DES BASSINS ANAEROBIES AVEC LA HAUTEUR DES BOUES A CHAQUE NŒUD ................ 42

FIGURE 22 : PROFIL MONTRANT LA VARIATION DE LA HAUTEUR DES BOUES AU FOND DU BA N°1 ........................ 43

FIGURE 23 : PROFIL MONTRANT LA VARIATION DE LA HAUTEUR DES BOUES AU FOND DU BA N°2 ........................ 43

FIGURE 24 : ABATTEMENTS DES PARAMÈTRES DE LA STATION DE BOBO-DIOULASSO EN 2009, 2010 ET LA PÉRIODE

DE NOTRE ÉTUDE ........................................................................................................................................... 45

FIGURE 25 : EVOLUTIONS DES ABATTEMENTS DES MES, DE LA DCO ET DE LA BDO5 ENTRE L’ENTREE DE LA

STATION ET LA SORTIE DU BASSIN FACULTATIF SUIVANT LES MOIS DE L’ANNEE 2010 .................................. 45


Présenté par ONIFADE Taofik Alao Olatoundji Ulrich Page IX

Liste des tableaux TABLEAU 1 : REPARTITION (%) DES UNITES D’HABITATION PAR MODE D’EVACUATION DES EAUX USEES (RGPH,

2006) .............................................................................................................................................................. 7

TABLEAU 2 : CARACTERISTIQUES HYDRAULIQUES DES BASSINS .............................................................................. 9

TABLEAU 3 : NORMES DE DEVERSEMENT DES EAUX USEES DANS LES RESEAUX D'EGOUTS [SOURCE ONEA] ........ 17

TABLEAU 4: NORMES DE REJET DES EAUX USEES DANS LES EAUX DE SURFACE [SOURCE ONEA] ......................... 18

TABLEAU 5 : VALEURS MOYENNES (EN GRAS) ET ECARTS TYPES (EN ITALIQUE) DES PARAMETRES DE POLLUTION A

L’ENTREE ET A LA SORTIE DE LA STATION ET NORMES DE DEVERSEMENT DES EAUX USEES DANS LES

RESEAUX D’EGOUTS ET DANS LES EAUX DE SURFACE (VALEURS HORS NORME EN ROUGE) ........................... 29

TABLEAU 6 : ABATTEMENTS DES DIFFERENTS PARAMETRES DE POLLUTION ENTRE L’ENTREE DE LA STATION ET LA

SORTIE DU BASSIN FACULTATIF. .................................................................................................................... 40

TABLEAU 7: MOYENNES DE QUELQUES PARAMETRES DE POLLUTION DE LA STATION D’EPURATION DE BOBO-DIOULASSO DES MOIS DE MARS ET AVRIL 2009, 2010 ET 2011 .................................................................... 44


Présenté par ONIFADE Taofik Alao Olatoundji Ulrich Page X

Liste des images IMAGE 1: DETECTEUR DE VOILE DE BOUE PONSEL DE TYPE PONAPW-VB ........................................................ 25

IMAGE 2 : DEBITMETRE DE LA STATION D’EPURATION DE BOBO-DIOULASSO ........................................................ 25

IMAGE 3 : EROSION DU PIED DES TALUS DU BF ET PRESENCE DE MAUVAISES HERBES LE LONG DE LA CLOTURE EST

DE LA STATION. ............................................................................................................................................. 27

IMAGE 4 : DEGRADATION DES TALUS INTERIEURS DU BASSIN FACULTATIF AVANT REPARATION ........................... 28

IMAGE 5 : REAMENAGEMENT DES PORTIONS DE TALUS DEGRADES DU BASSIN FACULTATIF .................................. 28

IMAGE 6: ASPECT DE LA SURFACE DE L’EAU DANS LES BA IMAGE 7 : ASPECT DE LA SURFACE DE L’EAU DANS

LE BF ............................................................................................................................................................ 29

IMAGE 8 : RÉSULTATS D’ANALYSE DES COLIFORMES FÉCAUX ET TOTAUX DANS CHAQUE BASSIN ......................... 36

IMAGE 9 : OBSTRUCTION DES MAILLES DU SYSTEME DE DEGRILLAGE ................................................................... 46

IMAGE 10: REPARTITEUR DE DEBIT DE LA STATION D'EPURATION DE BOBO-DIOULASSO ....................................... 46


Présenté par ONIFADE Taofik Alao Olatoundji Ulrich Page XI

Liste des acronymes

2iE : Institut International d’Ingénierie de l’Eau et de l’Environnement

ONEA : Office National de l’eau et de l’Assainissement

EAWAG/SANDEC : Département Eau et Assainissement dans les Pays en Développement

de l'Institut Fédéral Suisse de Recherche dans le domaine de l’Eau

AEPA : Approvisionnement en Eau Potable et Assainissement

BA : Bassin Anaérobie

BF : Bassin Facultatif

BM : Bassin Maturation

CSLP : Cadre Stratégique de Lutte contre la Pauvreté

EB : Eau Brute

ISO : International Standardisation Organization (Organisation Internationale de la

normalisation)

OMD : Objectifs du Millénaire pour le Développement

OMS : Organisation Mondiale de la Santé

PN-AEPA : Programme National pour l’Approvisionnement en Eau Potable et

Assainissement

PNUD : Programme des Nations Unies pour le Développement

PSAO : Plan Stratégique d’Assainissement de la ville de Ouagadougou

PVC : polyvinyle cyclique

SNE : Société Nationale des Eaux

STEP : Station d’Epuration


Présenté par ONIFADE Taofik Alao Olatoundji Ulrich Page XII

Paramètres et formules chimiques

DBO5 : Demande Biochimique en Oxygène

DCO : Demande Chimique en oxygène

DTO : Demande Totale en Oxygène

H2O : Eau

MES : Matières en Suspension

MVS : Matières volatiles Sèches

NH3: Ammoniac

NH4+: Ammonium

NO2- : Nitrite

NO3- : Nitrate


Présenté par ONIFADE Taofik Alao Olatoundji Ulrich Page 1

I. Introduction générale

Les pays de l’Afrique en général et ceux de l’Afrique de l’Ouest en particulier, se sont

toujours confrontés aux problèmes d’assainissement, notamment celui des eaux usées

urbaines. Chaque année, le manque d'eau et d'assainissement entraîne 1,8 million décès

d'enfants, liés à la diarrhée, en Afrique subsaharienne [PNUD, 2006]. Les difficultés

rencontrées par ces pays s’expliquent par :

Une forte croissance démographique des populations des villes, résultant d’un

fort taux de natalité et de l’exode rural, qui pousse chaque année, des milliers de jeunes ruraux

vers les centres urbains à la quête d’emploi et de bien-être social [INSD, 1998]. Ce

phénomène draine chaque année des dizaines de milliers de nouvelles personnes à loger ;

Un manque de services formels d’évacuation et de traitement des eaux usées ;

Un manque d’ouvrages de traitement efficace des eaux usées urbaines ;

La faible capacité matérielle, humaine et financière des autorités locales à

pouvoir satisfaire les besoins sans cesse croissants des citadins et à anticiper dans l’offre des

parcelles viables dotés de réseaux techniques urbains de base, dont l’eau et l’assainissement

des eaux usées ;

L’inorganisation du secteur de l’assainissement des eaux usées avec des

intervenants agissant sans coordination ni concertation ainsi que le manque de régulation.

Cette situation est encore aggravée par la prédominance des systèmes autonomes construits

par des ouvriers non qualifiés du secteur informel.

Les eaux usées issues des industries et des grandes agglomérations sont directement

versées dans la nature sans traitement préalable. La pollution qui en découle est dommageable

pour la nature et a des impacts négatifs la santé publique.

Bobo-Dioulasso, deuxième ville du Burkina Faso, n’échappe pas à ce constat. A

l’instar des autres grandes villes africaines au sud du Sahara, Bobo-Dioulasso a connu une

rapide croissance lors des trois dernières décennies. Cette croissance implique d’une part la

prolifération des industries et l’augmentation de la production des eaux usées urbaines.

La nécessité d’épurer les eaux usées s’impose à tout pollueur au Burkina Faso depuis

2001, année de la signature du décret N°2001-15/PRES/PM/MEE du 19 avril 2001 portant

fixation des normes de rejets de polluants dans l’air, l’eau et le sol. Ces normes listent des



paramètres de contrôle des eaux usées et polluées permettant d’estimer la qualité des effluents

qui en découlent. D’un autre côté les équipements collectifs et les industries basées au

Burkina Faso sont astreints à prétraiter leurs eaux usées de manière à les rendre compatibles

aux normes en vigueur pour le rejet dans le réseau d’égout communal ou dans le réseau

hydrographique.

Face aux difficultés rencontrées par l’Office Nationale de l’Eau et de l’Assainissement

(ONEA) dans le respect de ces normes et la gestion des infrastructures d’assainissement

collectif, l’opérateur a mis en place une Mission d’Assistance à Maîtrise d’Ouvrage menée

par l’Institut Fédéral Suisse de Recherche dans le domaine de l’Eau (EAWAG / SANDEC).

Ce projet vise entre autres au renforcement des capacités d’exploitation et de suivi des

stations à lagunage de Ouagadougou et Bobo-Dioulasso. Il est à noter qu’à Bobo-Dioulasso,

où la STEP a été construite en 2008, 5 industries ainsi que le bâtiment administratif de

l’ONEA, un hôpital, le marché central, etc. rejettent leurs eaux usées dans une station

constituée de deux(2) lagunes anaérobies et une(1) lagune facultative.

Afin d’obtenir des informations précises sur le fonctionnement de cette station et

d’optimiser son exploitation et son suivi, le Projet d’Assistance à Maitrise d’Ouvrage

(EAWAG / Sandec) a proposé une étude portant sur :

‘’ EVALUATION DES PERFOMANCES ET OPTIMISATION TECHNIQUE DE LA STATION

D’EPURATION DE BOBO DIOULASSO, (BURKINA FASO) ‘’ et faisant l’objet de ce travail

de mémoire.

Cette étude a permis dans un premier temps d’évaluer le fonctionnement global de la

station dans le but de caractériser et d’expliquer les principaux dysfonctionnements

enregistrés par le biais d’observations, d’entretiens et d’analyses en laboratoire. Les

performances ont ensuite été évaluées par une série d’analyses au laboratoire dans le but de

faire des propositions d’amélioration pour permettre à l’ONEA d’en optimiser l’exploitation

et le suivi et de capitaliser une expérience utile pour de futures constructions.



II. Problématique de l’étude

Dans les pays en développement, particulièrement en Afrique, seuls 153 millions de

personnes sur une population urbaine de 239 millions (soit 64%) ont accès à un système

d’approvisionnement en eau potable, contre 55 % qui bénéficient d’un système

d’assainissement (OMS, 2000) sans compter le monde rural où les problèmes

d’assainissement se posent avec acuité (Baldé et Ndiouck, 2005). Les caractéristiques de ces

pays à l’origine de ce problème sont essentiellement l’urbanisation accélérée et le taux élevé

de la croissance démographique ainsi que le manque de considération de a problématique de

l‘assainissement.

Le Burkina Faso, à l’instar de tous les pays sahéliens, fait face à un défi de taille, qui est la

lutte contre la pauvreté. L’un des aspects prioritaires de cette lutte est l’approvisionnement en

eau potable pour tous, surtout pour les populations les plus démunies. L’assurance d'un

service d’Approvisionnement en Eau Potable (AEP), aussi performant soit-il, ne peut être

durable que si elle est accompagnée d’un système d’assainissement adéquat qui assure non

seulement la protection de la santé humaine mais aussi celle des ressources en eau [Document

de référence du secteur Eau et Assainissement au Burkina Faso, 2002].

L'assainissement vise à assurer l’évacuation et le traitement des eaux usées et des

excréments en réduisant les risques pour la santé et pour l‘environnement. En effet la

proximité avec les eaux usées peut engendrer des maladies à transmission fécale-orale

(diarrhée, typhoïde, hépatite, cholera), ou liées à un vecteur (paludisme, filariose). D'autres

maladies sont également liées à un mauvais assainissement de base et en particulier à des

latrines défectueuses ou inexistantes.

La gestion des équipements des systèmes collectifs d’épuration des eaux usées constitue

un problème important auquel doivent faire face les autorités politiques chargées de la gestion

de l’assainissement et les organismes publics ou privés associés. Compte tenu du contexte

socioéconomique et urbanistique des villes africaines, l’un des rôles principaux de ces acteurs

est de développer les systèmes collectifs d’épuration des eaux usées répondant aux normes

techniques d’hygiène de ce contexte.

La station de Dogona construite pour permettre l’assainissement de la ville de Bobo-

Dioulasso et notamment les effluents industriels, a du mal à répondre à l’attente car les eaux

usées lui parvenant (l’ABATTOIR, la BRAKINA, la SN – CITEC, la SOFIB, la SITAB (pour



le moment n’émet pas), le marché central etc.) sont souvent très chargées ; ceci rend le

traitement difficile et joue négativement sur la performance de la station.

Pour gérer le fonctionnement de son installation, l’évaluation de ce système tant sur les

plans scientifique que technique apparaît comme un facteur de succès à l’atteinte de l’objectif

de développement de l’assainissement au Burkina Faso.

III. Cadre de l’étude

Conscient de l’importance de l’enjeu de l’assainissement collectif, l’Office National de

l’Eau et de l’Assainissement (ONEA) du Burkina Faso a élaboré un plan stratégique

d’assainissement (PSA) pour sa deuxième grande ville qui est Bobo-Dioulasso (PSAB). Il

était important que des efforts consentis soient optimisés pour renforcer les acquis en matière

d’assainissement collectif. C’est dans ce cadre que le Projet assainissement collectif de la ville

de Bobo-Dioulasso conduit par l’Office National de l’Eau et de l’Assainissement (ONEA) a

vu le jour en 2008 avec la construction de la station d’épuration des eaux usées de Dogona.

Les travaux ont été exécutés par l’entreprise DYWIDAG International, avec comme bureau

d’ingénieur conseil, GKW Consult. D’un coût de 3 462 857 659 FCFA, ce projet a été financé

par la KFW (83%) et l’ONEA (17%). Notons que cette station d’épuration des eaux usées sert

à exécuter la première phase du projet qui concerne le traitement des eaux usées provenant de

la SITAB, de la SN-CITEC, de la BRAKINA, de la SOFIB, du Centre Hospitalier

Universitaire Sourô-Sanou (CHUSS) et de l’abattoir. Cette première phase a été suivie d’une

seconde, à savoir celle de la densification du réseau de la zone industrielle connectée à celui

du centre-ville.

Le présent travail de mémoire entre en ligne droite dans la stratégie de maîtrise des

ouvrages d’assainissement collectif afin de permettre à l’ONEA de capitaliser une expérience

importante et utile pour de futures constructions. Il aborde essentiellement le volet de

traitement des eaux usées industrielles et domestiques.



IV. Présentation de la zone d’étude et des institutions

d’accueil

A. Ville de Bobo-Dioulasso

1. Situation géographique – végétation – climatique –

hydrogéologique

Bobo-Dioulasso est la deuxième ville en population après Ouagadougou. Située au

sud-ouest du Burkina, ancienne capitale coloniale et encore appelée capitale économique,

Bobo-Dioulasso couvre une superficie de 13 678 ha et comptait, au recensement de 1985,

231 162 habitants. Le taux de croissance est de 7,23%, ce qui donne pour 1995, 412 000

habitants. Au recensement de 2006, la ville comptait 435 543 habitants. Les taux de natalité et

de mortalité sont respectivement de 49,6 % et 17, 5 %. La figure n°1 ci-dessous nous montre

la représentation de la commune urbaine de Bobo-Dioulasso.

Figure 1 : Représentation de la commune urbaine de Bobo-Dioulasso (RGPH, 2006)



a- Relief et sols

Le relief est peu accidenté et se caractérise par une chaîne rocheuse au sud, des bas

fonds et des plaines aménageables.

Quant aux sols, ils sont en majorité hydromorphes sur cuirasse ancienne et sont très

favorables à l'agriculture.

b- Climat

Le climat est de type Sud Soudanien et se caractérise par une longue saison sèche

(octobre à avril) et une saison pluvieuse d'une durée de 5 mois (mai à septembre). La saison

sèche se compose d'une période froide (novembre à janvier) et d'une période chaude (février à

avril). Les pluies sont relativement abondantes mais inégalement réparties dans le temps et

dans l'espace. Il tombe annuellement environ 1. 100 mm d'eau [ONEA, 2008]

c- Végétation

La végétation est de type Sud Soudanien constituée de savanes boisées, de savanes

arborées et arbustives. Dans cette ville de Bobo-Dioulasso, il existe des forêts classées et de

multiples galeries forestières surtout le long des cours d'eau. Cependant on note de plus en

plus une dégradation de l'environnement due à l'action entropique. Les espèces fauniques sont

en nette régression.

d- Hydrographie

C'est dans la zone de Bobo-Dioulasso que le Mouhoun (un des principaux cours d'eau

du pays) prend sa source. Une vingtaine de sources y ont été dénombrées dont la plus

importante est celle de la Guinguette. Les eaux souterraines sont relativement abondantes et

peuvent donner aux forages des débits importants de l'ordre de 10 à 100 m3/heure avec des

pics réalisés par l'ONEA pouvant atteindre 800 m3/heure. L'approvisionnement en eau potable

de la ville de Bobo-Dioulasso se fait à partir du captage des sources ONEA à Nasso.

2. Mode d’évacuation des eaux usées

Dans la ville de Bobo, les eaux usées domestiques sont principalement déversées dans

les rues et les cours. En effet, plus de la moitié des ménages (55,2 %) jettent les eaux usées

dans la rue, et 21 % en jettent dans la cours (RGPH, 2006). A travers ces chiffres, il est facile

pour nous de déduire qu’il n’y a pas beaucoup de ménages raccordés au réseau



d’assainissement collectif. Le tableau n°1 ci-dessous nous montre les proportions suivant le

type du mode d’évacuation des eaux usées.

Tableau 1 : Répartition (%) des unités d’habitation par mode d’évacuation des eaux usées (RGPH, 2006)

Evacuation des eaux usées Proportion (%) Rue 55,2 Cour 21,0

Fosse septique 9,7 Caniveau 6,9

Puits 3,6 Autres 1,1

ND 2,5 Total 100

Face à cette situation alarmante par rapport à la gestion des eaux usées dans la ville et

surtout pour le grand danger quelle représente pour la santé publique, l’assainissement

collectif a vu le jour grâce à l’ONEA en 2008. Il consistait dans sa première phase au

traitement des eaux usées industrielles et dans sa deuxième phase à densifier le réseau de la

zone industrielle en le connectant à celui du centre ville. A ce jour, l’assainissement collectif

de la ville de Bobo-Dioulasso ne prend en charge qu’une partie des eaux usées domestiques ;

la majeure partie étant prise en compte par l’assainissement autonome. Quant aux usées

industrielles, elles sont entièrement prises en compte par le réseau d’assainissement collectif.

La figure 2 ci-dessous présente le réseau d’assainissement collectif de la ville de Bobo-

Dioulasso avec quelques structures raccordées.



Figure 2 : Réseau d’assainissement collectif de la ville de Bobo-Dioulasso (ONEA-DRB, 2008)

3. Situation de la station d’épuration de Bobo-Dioulasso

Le programme d’approvisionnement en eau potable et assainissement dans la ville de

Bobo-Dioulasso a permis de disposer d’un réseau d’assainissement collectif conséquent et en

phase avec les standards internationaux. Cette réalisation comprend la construction d’environ

17 km de collecteurs primaires et secondaires de même que 12 km de collecteurs tertiaires.

Elles concernent également l’amélioration de la voierie urbaine sur environ 17 km. Ces

ouvrages qui bénéficient à 150 000 personnes permet de mieux sécuriser les biens ainsi que

la vie des populations par la diminution voire l’élimination des fréquentes inondations

[Kaboré, 2006].

La station de traitement des eaux usées de Dogona est située à 10 km environ du

centre ville et à 14 km environ de la zone industrielle de Bobo-Dioulasso. Ce système

collectif d’assainissement vise à assurer la préservation de la nappe phréatique, à

l’amélioration des conditions d’hygiène et de l’environnement de la ville de Bobo-Dioulasso

et plus précisément dans sa partie centrale, les quartiers administratifs, universitaires et la

zone industrielle.

Station d’épuration des eaux usées

Station de Pompage

(JOSSIRA)

BRAKINA

SN - CITEC

SOFIB

HOPITAL

ABATTOIR



La station d’épuration de Dogona comprend un système de prétraitement composé

d’un dégrilleur et d’un déssableur/déshuileur, deux bassins anaérobies, un bassin facultatif et

deux séries de 31 lits de séchage comme l’indique la figure 3.

Les deux bassins facultatifs fonctionnent en parallèle et tous deux en série avec le

bassin facultatif. Les caractéristiques hydrauliques des bassins sont présentées dans le tableau

n°2 ci-dessous.

Tableau 2 : Caractéristiques hydrauliques des bassins

Désignation BA BF

Côte radier du bassin (m) 383,02 384,52

Côte de niveau d’eau normal (m) 387,02 386,02

Profondeur d’eau (m) 4 1,5

Nombre de bassin (U) 2 1

Figure 3 : Vue en plan de la station d’épuration de Dogona (Bobo-Dioulasso : Burkina Faso)



B. Institutions d’accueil

1. EAWAG/Sandec

Sandec est le département Eau et Assainissement dans les Pays en Développement à

l'Institut Fédéral Suisse de Recherche dans le domaine de l’Eau (Eawag). Il vise à:

Développer, fournir et faciliter la mise en œuvre de nouveaux concepts et technologie

d’approvisionnement en eaux et assainissement de l’environnement ;

Accroitre la capacité de recherche et la compétence professionnelle dans les pays à

revenu faible et intermédiaire dans le domaine de l’approvisionnement en eau et

assainissement de l’environnement ;

Sensibiliser et renforcer les compétences professionnelles dans les pays à revenu élevé

dans l’approvisionnement en eau potable et assainissement de l’environnement, aussi

bien dans les pays à revenu faible et intermédiaire ;

Dans cette perspective et avec l’appui financier de l’AFD, EAWAG / Sandec,

accompagne l’ONEA à travers la Mission d’assistance à maitrise d’ouvrage auprès de

l’ONEA pour la mise en œuvre, le suivi et l’exploitation des stations de traitement des boues

de vidange et des eaux usées à Ouagadougou et Bobo-Dioulasso. Le projet a commencé en

janvier 2010 et vise, pour sa partie concernant les eaux usées, le renforcement des capacités

de l’ONEA en termes d’exploitation, de maintenance et de suivi des infrastructures. Sa durée

est prévue à trois ans.

2. ONEA

L'Office national de l'eau et de l'assainissement (ONEA) a été créé par décret

n°85/387/CNR/PRES/EAU du 28 juillet 1985 sous la forme d'un Etablissement Public de

l'Etat à caractère Industriel et Commercial (EPIC). Il a été transformé en société d'Etat le 2

novembre 1994 (décret N°94-391/PRES/MICM/EAU). Les missions assignées à l'ONEA sont

:

d’une part, la création, la gestion et la protection des installations de captage,

d'adduction, de traitement et de distribution d'eau potable pour les besoins urbains et

industriels ;



et d’autre part, la création, la promotion de la création et l'amélioration ainsi que la

gestion des installations d'assainissement collectif industriel ou autonome pour

l'évacuation des eaux usées et les excrétas.

V. Objectifs de l’étude

A. Objectif général

L’objectif général de cette étude est d’évaluer les performances du lagunage à

microphytes de Bobo-Dioulasso 2 ans après sa mise en service afin de faire des propositions

pour l’optimisation technique de la station d’épuration. Dans le souci de mener à bien cette

étude des objectifs spécifiques ont été dégagés.

B. Objectifs spécifiques

Les objectifs spécifiques sont les suivants :

1- Evaluer le fonctionnement général du système et caractériser les

principaux dysfonctionnements enregistrés :

- Comprendre le fonctionnement global de la station

- Vérifier le débit d’écoulement

- Evaluer l’état des digues, la présence des matières flottantes (lentille d’eau,

déchets solides et écumes) et des moustiques, les odeurs et couleur, l’intégration

paysagère

- Apprécier l’étanchéité des parois et du fond des bassins

- Caractériser et expliquer les dysfonctionnements enregistrés

2- Evaluer les performances épuratoires du système et établir le bilan de

fonctionnement sur les deux ans de fonctionnement :

- Prélever et analyser les eaux usées à l’entrée et à la sortie de chaque bassin

- Effectuer l’analyse statistique des résultats des analyses effectuées par le

laboratoire de l’ONEA au cours des deux premières années de fonctionnement de

la station



3- Quantifier la hauteur et le volume de boues sédimentés dans un bassin

anaérobie

4- Faire des propositions pour l’amélioration du fonctionnement de la

station d’épuration :

VI. Synthèse bibliographique

A. Généralité sur les eaux usées

Les eaux usées sont des eaux altérées par les activités humaines à la suite d’un usage

domestique, industriel, artisanal, agricole ou autre. Elles sont considérées comme polluées et

doivent être traitées. Elles peuvent être parfois qualifiées d'eaux grises lorsqu’il s'agit d'eaux

peu chargées en matières polluantes par exemple des eaux d'origine domestique, résultant du

lavage de la vaisselle, des mains, des bains ou des douches. On parle d'eaux noires

lorsqu’elles contiennent diverses substances plus polluantes ou plus difficiles à éliminer tels

que des matières fécales, des produits cosmétiques, ou tout type de sous-produit industriel

mélangé à l'eau. Il peut également s'agir d'eau d'écoulement de surfaces imperméables ; ainsi

les eaux de ruissellement des parcs de stationnement sont considérées comme des eaux usées

par la présence de divers polluants comme les hydrocarbures ou les poussières d'usure des

pneumatiques.

Au Burkina Faso et en particulier dans la ville de Bobo-Dioulasso, les eaux usées sont

collectées et acheminées par un réseau d'égout (ou réseau d'assainissement) jusqu’à une

station de traitement. En effet, plusieurs études, notamment celle de El Hamouri et al. (1996)

et Ouazzani et al. (1995) ont démontré l’adéquation des stations de traitement par lagunage

dans le contexte des pays en voie de développement. Le cas particulier du Burkina Faso a été

notamment étudié par Koné (2002) et Maiga et al (2006).

Dans le cas d'habitat collectif, l'épuration de ces substances est assurée par des stations

d'épuration d'effluents d'eaux usées. Lorsqu’il est impossible de raccorder l'habitat à un tel

réseau, on installe un système d’assainissement autonome. Si ces installations n'existent pas,

le milieu naturel recevant ces effluents n'est pas en mesure d'assurer son autoépuration. En

milieu liquide, ce sont les micro-organismes qui assurent l'épuration en biodégradant la

matière organique contenue dans les eaux usées. En situation d’assainissement autonome

(fosses toutes eaux), les filtres à sable (tertre d'épandage) se colmatent très souvent au bout de



plusieurs années d'utilisation. C'est bien la preuve que le sol n'a pas vocation d'épurer les eaux

usées domestiques.

B. Pollution de l’eau

1. Pollution physique

i. Température

Pour évaluer le fonctionnement d’une station d’épuration, la température vient comme

un paramètre non négligeable. En effet l’activité biologique d’une station varie selon les

périodes de l’année. Ainsi on note qu’en période sèche l’activité biologique est plus élevée

qu’en période humide. La température joue de façon considérable sur la cinétique des

réactions.

ii. Conductivité

La conductivité est un paramètre permettant de caractériser le degré de minéralisation

d’un effluent. Elle est d'autant plus grande que la solution contient plus de sel, d'acide ou de

base. Dans notre cas, la mesure de la conductivité sert à surveiller le système et à déterminer

la salinité de l'eau de la station d’épuration.

iii. Potentiel hydrogène pH

Ce paramètre indique l’acidité ou la basicité du milieu. Il représente un facteur

limitant dans plusieurs processus rencontrés lors de l’épuration. Il sert également à évaluer

l’aptitude d’un milieu à la prolifération des microorganismes et à la dégradation de la

charge polluante.

iv. Matières en suspension MES

Les matières en suspension (ou MES) est le terme employé pour désigner l'ensemble

des matières solides insolubles présentes dans un liquide. Ce terme, utilisé généralement dans

le traitement de l'eau, comprend toutes les formes de sable, de boue, d'argile, de roche sous

forme de débris, de matières organiques, dont la taille est comprise entre 1 micromètre et 1

centimètre (à noter que des variances existent selon les sources). On différencie les matières

en suspension des colloïdes (taille comprise entre 10 nm et 1 µm) et des matières dissoutes

(taille inférieure à 10 nm). Les particules fines en suspension dans une eau sont soit d’origine

naturelle, en liaison avec les précipitations, soit produites par les rejets urbains et industriels.

Leur effet néfaste est mécanique, par formation de sédiments et d’un écran empêchant la

bonne pénétration de la lumière (réduction de la photosynthèse).



v. Oxygène dissous

La concentration de l’oxygène dissous est un paramètre important pour caractériser la

qualité de l’eau. La concentration réelle en oxygène croît avec la pression atmosphérique et à

température décroissante. C’est un paramètre significatif à mesurer pour la consommation en

oxygène occasionnée par les processus de décompositions microbiologiques ou une

production d'oxygène (algues). La concentration en oxygène est très décisive pour les

animaux et organismes vivants dans l'eau et aussi pour l'épuration biologiques des eaux usées

communales et industrielles.

2. Pollution chimique

i. Demande Chimique en Oxygène (DCO en mgO2/l)

La demande chimique en oxygène (DCO) est la consommation en dioxygène par les

oxydants chimiques forts pour oxyder les substances organiques et minérales de l'eau. Elle

permet d'évaluer la charge polluante des eaux usées. La DCO est une des mesures principales

des effluents pour les normes de rejet. Si on souhaite être plus précis, il est recommandé

d'utiliser le COT (carbone organique total) qui est beaucoup plus fiable. La DCO mesure la

totalité des substances oxydables, ce qui inclut celles qui sont biodégradables.

ii. Demande Biologique en Oxygène (DBO en mgO2/l)

La DBO, ou Demande Biologique en Oxygène correspond à la quantité de dioxygène

nécessaire aux micro-organismes aérobies de l’eau pour oxyder les matières organiques,

dissoutes ou en suspension dans l’eau. Il s’agit donc d’une consommation potentielle de

dioxygène par voie biologique. Ce paramètre constitue un bon indicateur de la teneur en

matières organiques biodégradables d’une eau (toute matière organique biodégradable

polluante entraîne une consommation de l'oxygène) au cours des procédés d’autoépuration. La

DBO est mesurée au bout de 5 jours (=DBO5), à 20 °C (température favorable à l’activité des

micro-organismes consommateurs d’O2) et à l’obscurité (afin d’éviter toute photosynthèse

parasite).

iii. Azote NTK et l’azote ammoniacal

L'azote peut se trouver sous forme minérale ou organique à différents niveaux

d'oxydation. On distingue :

l'azote ammoniacal : NH4+qui est une forme réduite pouvant provenir de l'action de

bactéries anaérobies (réduction des nitrates)



l'azote Kjeldahl (NTK) mesure l'azote ammoniacal et organique.

L’azote Kjeldhal (NTK) correspond à la teneur en azote ammoniacal (NH4+) et en

azote organique (protéines…). Le dosage ne prend pas en compte les autres formes oxydées

de l’azote (nitrates, nitrites) qui sont mesurées par chromatographie ionique.

iv. Phosphore total

Le phosphore total est un paramètre cumulatif qui englobe les composés phosphorés

organiques et inorganiques. La plus grande partie du phosphore total présent dans les eaux

usées revêt une forme inorganique dissoute; une petite partie est sous forme organique

(dissoute et non dissoute).

3. Pollution biologique

Par définition, une pollution biologique est issue du milieu lui-même. C'est par le

surdéveloppement de micro-organismes ou de végétaux micro ou macroscopiques qu'un

déséquilibre du milieu environnant peut entraîner une mortalité élevée chez les autres

organismes présents. Ce surdéveloppement est généralement la conséquence d'une action

humaine: enrichissement en nitrates d'un milieu (rejets organiques), développement de virus,

de bactéries, modification de la température d'un milieu (rejet d'eau chaude), introduction

d'espèces invasives, etc.

Dans ce cas, notre travail se penchera essentiellement sur les bactéries plus

précisément les coliformes fécaux et totaux.

Les coliformes fécaux donnent une bonne idée de la contamination microbiologique

des eaux usées. Il est surtout utilisé pour calculer le temps de séjour nécessaire dans le bassin

de maturation dans le système de traitement par lagunage.

Les coliformes totaux constituent un groupe hétérogène de bactéries d’origine fécale

(dont les bactéries E. coli) et environnementale. En effet, la plupart des espèces peuvent se

trouver naturellement dans le sol et la végétation. Leur présence dans l’eau n’indique

généralement pas une contamination fécale ni un risque sanitaire, mais plutôt une dégradation

de la qualité bactérienne de l’eau. L’analyse des coliformes totaux permet donc d’obtenir de

l’information sur la vulnérabilité possible des eaux usées de la station d’épuration.



4. Les boues d’épuration :

Les boues d’épuration (urbaines ou industrielles) sont les principaux déchets produits

par une station d'épuration à partir des effluents liquides. Ces sédiments résiduaires sont

surtout constitués de bactéries mortes et de matière organique minéralisée. Une installation

moyenne produit environ un excès de 40 g de matière sèche par jour et par habitant.

On distingue différents types de boues selon les traitements appliqués pour épurer l’eau

dans un milieu boueux.

• Les boues primaires : Ce sont les dépôts récupérés par une simple décantation des

eaux usées (dans les décanteurs-digesteurs par exemple). Elles présentent des concentrations

élevées en matières minérales (sable, terre…) mais aussi en matière organique pouvant

évoluer.

• Les boues physico-chimiques : elles ressemblent aux boues primaires sauf que durant

le traitement de l’eau usée, il a été rajouté un réactif (sels de fer, d’aluminium, et autres agents

floculant) pour agglomérer les fines particules et améliorer la décantation.

• Les boues biologiques : elles sont aussi appelées boues secondaires, elles proviennent

d’une épuration biologique des eaux (boues activées, disques biologiques, lits bactériens…).

Ces boues, de concentrations médiocres (10 g/l), sont très organiques car elles sont

principalement constituées de corps bactériens et de leurs sécrétions.

On distingue aussi :

• Les boues mixtes constituées d’un mélange de boues primaires et biologiques, elles

proviennent de la plupart des stations de traitement complètes.

• Les boues d'aération prolongée, obtenues sans décantation primaire avec des matières

polluantes intensivement aérées. Les boues sont peu concentrées, moins organiques et donc

moins susceptibles de produire des nuisances.



C. Normes de rejets des eaux usées au Burkina Faso

L'environnement a acquis une valeur de bien commun à cause de sa dégradation, et a été

compris comme étant aussi le support de vie nécessaire à toutes les autres espèces que

l'Homme. L'ONU rappelle dans son rapport GEO-4 que sa dégradation « compromet le

développement et menace les progrès futurs en matière de développement » (...) et

« menace également tous les aspects du bien-être humain. Il a été démontré que la

dégradation de l'environnement est liée à des problèmes de santé humaine, comprenant

certains types de cancers, des maladies à transmission vectorielle, de plus en plus de

zoonoses, des carences nutritionnelles et des affectations respiratoires ».

C’est dans le souci de préserver l’environnement que le Burkina Faso s’est fixé des

normes sur les rejets des eaux usées. Ces normes utilisées proviennent essentiellement du

décret n°2001-185 /PRES PME/MEE du 7mai 2001 portant fixation des normes de rejets de

polluants dans l’air, l’eau et le sol. Ses normes nationales portent sur le déversement des eaux

usées dans les réseaux d’égouts et le rejet des eaux usées dans les eaux de surface.

Les normes de raccordement aux égouts visent d’une part à assurer la qualité de l’eau traitée

et d’autre part éviter que cette eau provoque un dysfonctionnement des systèmes de traitement

mis en places. Le tableau 3 ci-dessous résume ces normes suivant le paramètre.

Tableau 3 : Normes de déversement des eaux usées dans les réseaux d'égouts [Source

ONEA]

Pollutions physiques

Pollutions chimiques Pollutions biologiques

Paramètres pH T NO3- Pt PO4

3- Na+ MES DBO5 DCO Coli F

Unités - °C mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l /100mg

Normes 6,4 – 10,5

18 – 40

90 50 5 1000 100 800 2000 2000

Les eaux usées traitées ou non avant d’être rejetées dans la nature ou dans les eaux de

surface doivent également répondre à certaines normes pour tenir compte de la recevabilité du

milieu, de la capacité d’autoépuration des eaux de surface, sans compromettre le bon



fonctionnement et l’équilibre des écosystèmes naturels. Le tableau 4 ci-dessous résume ces

normes suivant le paramètre.

Tableau 4: Normes de rejet des eaux usées dans les eaux de surface [Source ONEA]

Pollutions physiques

Pollutions chimiques Pollutions biologiques

Paramètres pH T NO3- Pt PO4

3- Na+ MES DBO5 DCO Coli F

Unités - °C mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l /100mg

Normes 6,4 – 10,5

18 – 40

50 0.8 5 300 200 50 150 2000

D. Traitement par lagunage

Le traitement par lagunage se fait sous deux procédés à savoir : le lagunage aéré (avec

apport artificiel d’oxygène) et le lagunage naturel (sans apport artificiel d’oxygène).

Le lagunage aéré :

Le lagunage aéré se fait sous deux formes :

Les lagunes aérées homogènes, au sein des quelles est produit une oxygénation et un

brassage artificiels. Le brassage est déterminé de façon à éviter tout dépôt de fond, et par voie

de conséquence le développement d’une fermentation anaérobie. Le lagunage aéré est très

sensible aux variations climatiques et le taux d’élimination de l’azote et du phosphore reste

limité à l’assimilation bactérienne de l’ordre de 25 à 30 selon Satin et al. (1999). Ces

conditions sont difficilement réalisables sur le plan économique au Burkina Faso, compte tenu

des puissances à mettre en jeu.

Les lagunes aérées facultatives, au sein des quelles est effectué une

oxygénation artificielle mais avec un brassage limité. Il en résulte qu’en plus de l’action

aérobie, se développe une fermentation anaérobie dans des dépôts de fond.

Le lagunage naturel :

Le principe du lagunage naturel est basé sur l’apport naturel de l’oxygène par la

photosynthèse des algues (microphytes) ou de la racine des plantes (macrophytes).



Lagunage naturel à microphytes, tire son oxygène de la photosynthèse des

micro- algues. La microfaune et la flore qui se développent, contribuent à la dégradation de la

pollution organique en favorisant la formation de boues minéralisées piégées dans le fond des

ouvrages, ce qui nécessite un curage des bassins au bout de quelques années environ.

Lagunage naturel à macrophytes, il se situe en général en position finale d’un système

épurateur lagunaire. Les macrophytes utilisés sont des plantes immergées ou émergées,

flottantes ou enracinées. Ils servent de support à une culture fixée pour optimiser l’épuration

des eaux usées. Parmi les macrophytes plantés on peut citer : les scribes, les phragmites

(roseaux), les typhas. Les principaux macrophytes flottants sont, les lentilles d’eau, les

jacinthes, le Pistia stratiotes. Le traitement est aérobie autour des plantes. Les performances

intrinsèques des bassins à macrophytes en Afrique sont très peu étudiées jusqu’à ce jour, et la

laitue d’eau demeure le plante la plus utilisée dans les bassins d’épuration selon Charbonnel

et al. (1986) et KONE D. (2002).

Fonctionnement des bassins :

L’épuration des eaux usées est assurée grâce à un long temps de séjour, dans deux bassins

anaérobies en parallèle et ces derniers en série avec un bassin facultatif.

Le nombre de bassin le plus communément rencontré est de 3 (BA, BF, BM) mais dans le

cas de la station de Bobo-Dioulasso nous avons deux bassins anaérobies et un bassin

facultatif. Cependant, utiliser une configuration avec 4 voire 6 bassins permet d’avoir une

désinfection plus poussée.

Bassin anaérobie (BA)

Le bassin anaérobie est utilisé pour la décantation et la dégradation des matières

organiques. Il réduit la charge en DBO et modifie la nature des matières solides qui se

déposent pour former une couche de boues dont la décomposition anaérobie semble être

identique que dans les fausses septiques. Dans ce bassin on peut s’attendre à une élimination

de 30 à 40% de l DBO du seul fait de l sédimentation biologique (GLOYNA, 1972). Sa

profondeur varie entre 2 et 5m.

Bassin facultatif (BF)

Les bassins facultatifs sont ceux dans lesquels la couche supérieure est aérobie, la zone

centrale peuplée de bactéries facultatives et la zone inférieure (zone de boues). Le bassin

facultatif est oxygéné principalement grâce à l’activité photosynthétique des algues, sous



l’influence du rayonnement solaire, encore que, dans les très grands bassins, l’aération par la

surface, grâce à l’action du vent, contribue de manière importante à l’apport total d’oxygène.

La lumière solaire, le vent, la température influent sur le fonctionnement des bassins

facultatifs. Sa profondeur est entre 1 et 1,5m (Gbaguidi E, 2003).

Schémas de principe de la filière :

Le lagunage naturel est le procédé se rapprochant le plus du procédé d'autoépuration

naturelle présent dans les rivières. Après prétraitements, les eaux usées transitent par une

succession de 3 bassins de profondeur variable comme l’indique la figure 4.

Figure 4 : schéma d’un lagunage naturel (Source : CEMAGREF, 2001)

Avantages et inconvénients de la filière :

Les systèmes de traitement des eaux usées domestiques et industrielles par lagunage

naturel présentent les avantages suivants (Kiemde, 2006) :

- l’exploitation reste légère, mais si le curage global n’est pas réalisé au moment

convenable, les performances de la lagune chutent très sensiblement ;

- l’élimination d’une grande partie des nutriments : azote et phosphore ;

- une très bonne élimination des germes pathogènes ;

- une bonne adaptabilité aux fortes variations de charge hydraulique ;

- l’absence de nuisances sonores ;

- une bonne intégration paysagère.



Les systèmes de traitement des eaux usées domestiques et industrielles par lagunage

naturel présentent également certains inconvénients qui sont (Kiemde, 2006):

- une forte emprise au sol ;

- des performances moindres que les procédés intensifs sur la matière organique.

- Cependant, le rejet de matières organiques s’effectue sous forme d’algues, ce qui

moins néfaste qu’une matière organique dissoute pour l’oxygénation du milieu aval ;

- la qualité du rejet est variable selon les saisons.

VII. Méthodologie

Pour atteindre les objectifs fixés et travailler dans de bonnes conditions, nous avons jugé

utile d’élaborer un planning (figure 5).

Figure 5 : Récapitulatif des différentes étapes de l’étude

Début du Stage

Du 7 Février au 11 Mars

Phase préliminaire

-Recherche documentaire - Entretien avec les acteurs -Visite du laboratoire ONEA – Bobo -Visite de la STEP

Du 14 Mars au 6 Mai

Travaux de Terrain

-Observation de l’état général du système -Prélèvements et analyses des échantillons provenant de la STEP -Entretien avec le personnel exploitant -Evaluation de la hauteur des boues

Du 6 Mai au 31 Mai

Phase rédactionnelle

-Traitement des données et interprétation des résultats -Rédaction et correction du rapport

4 Juin Dépôt du Rapport



Phase préliminaire :

Elle s’est effectuée en trois phases à savoir : La recherche documentaire, le contact avec

les responsables du projet et la visite des sites.

1- Recherche documentaire

Cette recherche a été axée particulièrement sur des revues, des articles, thèses, mémoires

d’étude, travaux de recherche portant sur le lagunage en général et naturel en particulier. La

recherche a été effectuée principalement dans le centre documentaire et d’information du 2iE

et sur Internet.

2- Contact avec les responsables du projet

L’analyse, la compréhension des TDR, l‘élaboration du cadre logique et du planning

constituent une phase importante pour la suite du travail. En effet les TDR permettent de

cerner les objectifs attendus.

3- La visite des sites

La visite des sites a permis de prendre connaissance des réalités auxquelles la station

d’épuration est soumise afin d’évaluer son fonctionnement global et sa performance.

Phase des travaux de terrain

Cette étape consiste à :

1- Evaluer le fonctionnement général de la station d’épuration ;

2- Effectuer des prélèvements d’échantillons d’eau usée à l’entrée et à la sortie de chaque

bassin de la station d’épuration. A l‘entrée de la station, nous avons fait un

échantillonnage composite et à la sortie des prises ponctuelles d’échantillon.

Phase de Traitement et analyse des données

Elle permet après dépouillement des données, d’analyser et d’interpréter les résultats

obtenus en, calculant le rabattement de chaque paramètre étudié au niveau de chaque bassin et

en les interprétants par des graphiques et des courbes. Globalement, cette étape constitue le

but essentiel de notre étude à l’issue de laquelle, nous pouvons tirer les leçons portant sur :

1- les différents mécanismes qui interviennent dans l’épuration biologique des eaux usées

domestiques et industrielles traitées par lagunage ;

2- la qualité de l’eau traitée à la sortie de la station ;



A. Evaluation du fonctionnement de la station d’épuration

Un état des lieux de la station a été nécessaire pour pouvoir évaluer son état général et

aussi faire des observations. Cette évaluation a consisté à apprécier d’un point de vue global,

l’aspect intérieur et extérieur de la station, à évaluer l’état des digues en tenant compte de

l’érosion, de la présence de galeries de rongeurs et des reptiles, à apprécier l’aspect de la

surface des eaux pour faire sortir la présence ou non de matières flottantes (corps grossier,

lentille, déchets solides, écumes), la prolifération de moustiques, la couleur et l’odeur des

eaux et enfin évaluer l’intégration paysagère de la station qui entre en adéquation avec le

milieu environnant.

L’étude a été déroulée dans la période de Mars à Mai qui est une période chaude. Les

observations faites peuvent alors être différentes si on se mettait dans une autre période de

l’année car la température joue un rôle très important dans le processus épuratoire des bassins

de lagunage.

B. Performances de la station d’épuration

La présente étude a été menée sur une période de quatre mois (Février à Mai). Durant

cette période, il a été adopté un échantillonnage composite à l’entrée et des mesures

ponctuelles bihebdomadaires pour la station d’épurations des eaux usées de Dogona (Bobo-

Dioulasso). Les échantillons ont été prélevés à l’entrée et à la sortie de chaque lagune de la

station afin de connaître la capacité épuratoire du système. Pour l’échantillon composite, les

prélèvements sont faits après le système de prétraitement (dessableur/déshuileur) à 8h, 12h et

16h pour constituer un échantillon composite moyen journalier. Les échantillons ponctuels

sont prélevés à la sortie des bassins anaérobies, à l’entrée et à la sortie du bassin facultatif au

niveau des regards. Ces échantillons sont souvent prélevés entre 8h et 9h.

Ces paramètres physico-chimiques (T°, pH, O2 dissous, conductivité) ont été

mesurés au moyen d’une sonde multi paramètre sur les échantillons ponctuels (sortie des

bassins anaérobies, entrée et sortie du bassin facultatif), et sur l’échantillon composite à

l’entrée de la station.

Les paramètres de pollution chimique (les MES, la DBO5, la DCO, l’azote kjeldal et

ammoniacal et le phosphore total) ont été également mesurés sur l’échantillon composite à

l’entrée et sur les échantillons ponctuels. Nous précisons que l’échantillon composite à

l’entrée est constitué en proportions égales d’échantillons ponctuels prélevés à l’entrée au

cours de la journée (8h – 12h – 16h).



La DBO5 a été mesurée par la méthode des OXYTOP. La DCO a été analysée par

oxydation en excès au dichromate de potassium à chaud (150°C) pendant 2 heures en milieu

acide (méthode AFNOR). Les nitrates sont mesurés sur des échantillons filtrés tandis que le

phosphore total est mesuré sur des échantillons bruts après minéralisation par la méthode

calorimétrique au moyen du spectrophotomètre (HACH) DR/2010)

Les coliformes fécaux et totaux comme paramètre de pollution biologique ont

été également analysés sur les échantillons.

La demande biologique en oxygène à 5 jours (DBO5) a été mesurée par la

méthode des OXYTOP.

Le calcul de la charge organique journalière (COj) est déterminé selon la formule

suivante :

- [DBO5]j : concentration journalière

- COj : charge organique journalière appliquée (COj)

- Qo : débit moyen journalier en eau usée

La charge organique moyenne journalière (CO) pour la période de notre étude (mars – avril)

est déterminée par la relation suivante :

Cette étude nous a permis d’évaluer l’accumulation des boues dans les bassins

anaérobie (lagune 1 & 2). Pour évaluer ces boues, nous avons faits des mailles de 5m² et

avons évalué les hauteurs des boues avec ‘’un détecteur de voile de boue’’ : PONSEL de

type PONAPW-VB à chaque nœud (Image n°1). Pour les mesures de la hauteur de boue,

nous avons immergé le capteur jusqu’à l’obtention d’une chute rapide du pourcentage de

transmission (phase eau/boue) et mesuré ensuite la hauteur d’eau au dessus de la boue à l’aide

des repères graduées sur le câble. Cette hauteur est soustraite de la hauteur du bassin pour

obtenir la hauteur de boue au fond du bassin.

COj = Qo *[DBO5]j

CO = moyenne des COj sur la période

considérée



Image 1: Détecteur de voile de boue PONSEL de type PONAPW-VB

Pour les mesures de débits, nous avons utilisé un débitmètre de type

« PULSAR »installé à l’entrée de la station comme indiqué sur l’image n°2.

Image 2 : Débitmètre de la station d’épuration de Bobo-Dioulasso

C. Bilan de fonctionnement de la station sur les deux ans de

fonctionnement

Il s’agit dans cette partie d’interpréter statistiquement les résultats des analyses des deux

premières années afin d’établir des courbes évolutives et comparatives des performances au

cours des années passées de fonctionnement de la station.

Pour que la station d’épuration de Bobo soit efficace comme les autres procédés plus

traditionnels, il faudrait s’assurer que la conception et le dimensionnement respectent les

recommandations établies par les enseignements de la recherche et développement. L’effluent

à l’entrée de la station d’épuration doit être en respect avec les normes en vigueur. L’entretien

et le suivi de la station doit se faire de façon régulière et comme il se doit.

Si l’une de ces conditions n’est pas respectée, la station d’épuration aura du mal à

afficher une performance compatible avec les exigences réglementaires. La durée de vie de

l’installation risque fort d’être réduite.



D. Caractérisation et explication des principaux

dysfonctionnements enregistrés

Les multiples visites effectuées à la station d’épuration nous a permis de faire des

observations sur les infrastructures de traitement, d’enregistrer des dysfonctionnements, de les

comprendre et de pouvoir les caractériser afin de donner une bonne explication aux différents

problèmes. La caractérisation et l’analyse des dysfonctionnements de la station d’épuration

des eaux usées de Bobo-Dioulasso a permis d’identifier les insuffisances par rapport aux

problèmes liés essentiellement à l’exploitation qu’à la conception.

L’étude de cas de cette station a permis d’estimer le grand manque à gagner par rapport à

cette technologie. Pourtant si l’exploitation est maîtrisée, ce cas montrera une bonne insertion

environnementale de ce type de procédé qu’est le lagunage naturel.

VIII. Résultats & Discussions

Phase préliminaire :

La phase préliminaire de cette étude nous a permis d’acquérir beaucoup de connaissances

sur le lagunage naturel à travers la recherche documentaire, le contact avec les responsables

du projet et la visite de la station d’épuration de Dogona. La compréhension des TDR et

l’élaboration du cadre logique (voir annexe 7) nous ont permis d’atteindre nos objectifs.

Phase des travaux de terrain

La performance de la station dépuration de Dogona a été évaluée durant les mois de Mars

et Avril 2011. Ces mois correspondent à des périodes de chaleur au Burkina-Faso. Les

observations sur le fonctionnement générales de la station ont également été faites au cours de

la période de prélèvements. Il y a total 10 jours de prélèvements avec un pas

d’échantillonnage bihebdomadaire durant les deux mois mars – avril). Les mesures de débits

ont été prises trois fois par jour à chaque jour de prélèvement. L’évaluation de la hauteur des

boues au niveau des bassins anaérobies a clôturé l’étude et s’est déroulée sur 3 jours. Cette

étape nous a permis d’évaluer le fonctionnement général de la station d’épuration. A ce effet,

nous avons enregistré beaucoup de dysfonctionnement tant au niveau des bassins qu’au

niveau des ouvrages de prétraitements. Les prélèvements d’échantillon à la station nous ont

permis de qualifier l’effluent d’entrée et de sortie de la station. Nous avons aussi remarqué

que l’échantillonnage composite effectué sur l’échantillon d’entrée est plus représentatif que



l’échantillonnage ponctuel car il prend en compte les différentes variations de la composition

des échantillons de la journée.

Phase de Traitement et analyse des données

Après le traitement et l’analyse des données, nous avons pu identifier les différents

mécanismes qui interviennent dans l’épuration biologique des eaux usées domestiques et

industrielles traitées par lagunage. Nous avons établi les différentes performances au niveau

de chaque bassin ainsi que celle de la station d’épuration de façon globale. Ceci nous a amené

à juger de la qualité de l’eau traitée à la sortie de la station et puis nous avons fait des

recommandations pour améliorer cette qualité.

A. Evaluation du fonctionnement de la station d’épuration

1- Aspect général de la station :

Malgré son jeune âge, des dégradations ont été observées. Le pied des talus,

principalement celui du bassin facultatif (côté Est et Ouest) est érodé par les eaux de

ruissellement. Aussi, il y a la présence des mauvaises herbes le long de la clôture Est de la

station comme l’indique l’image n°3. De gros ravinements ont également été observés sur le

bord externe du bassin facultatif.

Image 3 : Erosion du pied des talus du BF et présence de mauvaises herbes le long de la clôture Est de la station.

2- Aspect des digues et talus

Des dégradations importantes sont observées à la surface des digues qui sont fissurées

par endroit. Cela entraine un risque d’infiltration des eaux dans le sol. Les talus intérieurs du

bassin facultatif sont les plus gravement atteints. Cette dégradation a été observée au niveau

des regards de prise d’échantillon vers l’entrée et la sortie du bassin facultatif comme

l’indique l’image n°4. Les portions dégradées présentées à l’image ont été stabilisées à l’aide

de ciment pendant la période de stage (Image n°5).

Erosion pieds de Talus

Mauvaises herbes



Image 4 : Dégradation des talus intérieurs du bassin facultatif avant réparation

Image 5 : Réaménagement des portions de talus dégradés du bassin facultatif

3- Aspect de la surface des bassins

A la surface de des bassins anaérobies, nous avons pu constater la présence d’insectes

probablement causée par les dépôts de déchets des ouvrages de prétraitement (dégrillage –

déshuilage). Le développement d’une couche de boues flottantes est aussi observé comme

indiqué sur l’image n°6. La présence d’une petite quantité de boues flottantes au niveau des

bassins anaérobies indique le bon fonctionnement des bassins.

Des boues flottantes et déchets ont pu être observés à la surface du bassin facultatif

(Image n°7) dont l’eau avait une couleur rose. La remontée de boue dans un bassin facultatif

en bon fonctionnement devrait être réduite ainsi que la présence de papiers et de plastiques à

la surface de l’eau. La croute de boue n’est pas désirable pour les bassins facultatifs car leur

présence empêche la pénétration du rayonnement solaire limitant ainsi l’activité

photosynthétique et par conséquent le développement de la charge algale nécessaire à la

dégradation de la pollution. La couleur rose et la remontée de boues attestent d’un

dysfonctionnement du bassin facultatif, probablement dû à la prolifération des rhodophycées

(algues rouges) et de bactéries pourpres témoignant des conditions des anaérobies avec

réduction des sulfates. En revanche, la présence d’huile et de graisse atteste que le

Sortie du Bassin Facultatif Entrée du Bassin Facultatif



prétraitement des eaux industrielles est insuffisant. Tout matériel pouvant empêcher les

radiations solaires sur les bassins facultatifs peut réduire les capacités de traitement de ces

bassins.

Image 6: Aspect de la surface de l’eau dans les BA Image 7 : Aspect de la surface de l’eau dans le BF

B. Performances de la station d’épuration

Le tableau n°5 ci-dessous résume les valeurs moyennes des paramètres de pollution à

l’entrée et à la sortie de la station d’épuration de Dogona et les normes nationales de

déversement des eaux usées dans les réseaux d’égouts et les eaux de surface. Les valeurs

marquées en rouge dans le tableau n°5 indiquent les paramètres qui sont hors norme.

Tableau 5 : Valeurs moyennes (en gras) et écarts types (en italique) des paramètres de pollution à l’entrée et à la sortie de la station et normes de déversement des eaux usées dans les réseaux d’égouts et dans les eaux de surface (valeurs hors norme en rouge)

Normes-

rejet dans les égouts

Entrée composite

SBA1 SBA2 EBF SBF Normes-

rejet eaux de surface

Température (°C)

18 - 40 31,00 1,6

29,90 1,9

30,10 1,7

29,70 2,0

29,50 2,0

18 - 40

pH 6,4 -10,5 7,9 1,5

7,05 0,3

6,95 0,4

7,6 0,6

8,05 0,3

6,4 - 10,5

MES (mg/l) 100 437,6 154,6

232 54,6

230,9 60,1

536,1 174,3

795,4 122,1

200

DBO5 (mgO2/l)

800 966,7 242,2

466,7 157,1

566,7 129,1

475 206,2

166,7 230,7

50

Nitrate (mg/l) 90 46,32 22,1

4,52 13,7

5,12 15,5

20,6 30,4

21,21 18,9

50

DCO (mgO2/l) 2000 1590,8 376,6

868 309,4

1150 615,8

923,2 311

640,8 192,9

150

Coliformes fécaux

(UFC/100ml) 2000 300000

- 300000

- 300000

- 300000

- 97000

57190,7 2000

Phosphore total (mg/l)

50 14,24 3,8

10,42 4,9

10,245 3,6

11,15 2,7

11,81 2,2

0,8



En comparant les valeurs moyennes des paramètres d’entrée composite avec les

normes de rejets des eaux usées dans les réseaux d’égouts, nous avons pu constater que les

paramètres physiques comme la température et le pH respectent les normes fixée au Burkina-

Faso tandis que les matières en suspensions (MES) et la demande biologique en oxygène

(DBO5), paramètres de pollution chimique et organiques, ne respectent pas les normes. Pour

ce qui concerne la pollution biologique (coliformes fécaux), les normes sont largement

dépassées. Le cas des MES est à souligner aussi car leur concentration à l’entrée de la station

est inférieure à celle à la sortie ; ce qui est très anormal du point de vue fonctionnement de la

station. Ceci nous amène donc à dire que les eaux usées qui arrive à la station de traitement de

Dogona sont trop chargées en pollution chimique, organique et microbienne.

En comparant les valeurs moyennes de paramètres de sortie du bassin facultatif avec les

normes de rejets des eaux usées dans les eaux de surface, nous avons remarqué que les

paramètres de pollution chimique et organique, à l’exception du nitrate ne respectent pas la

norme de rejets des eaux usées dans les eaux de surface (tableau n°5). Cette situation est

surement due au fait que les industries disposent d’un système de prétraitement non

performant ou mal dimensionné.

Le tableau n°5 présente les encarts types des différents paramètres de pollution (Mars –

Avril 2011) de la station d’épuration de Dogona au niveau de chaque bassin. Les différentes

valeurs des écarts types nous montrent qu’il y a une légère variation au niveau des bassins

pour ce qui concerne les paramètres comme la température le pH et le phosphore total. Cette

variation est petite mais à des effets considérables sur le fonctionnement de la station. Par

exemple la variation brusque de la température et du pH agit sur le comportement des

bactéries et la croissance des algues. Ce qui peut contribuer à un abaissement du rendement

épuratoire. Quant aux paramètres comme la DBO5, la DCO, les MES, les nitrates et les

coliformes fécaux, les écarts types observés au niveau des bassins sont trop grands. Ce qui

nous amène à dire que le degré de pollution de l’effluent qui arrive à la station d’épuration de

Dogana varie considérablement d’un jour à l’autre. Ceci est peut être dû au fait que les

industries n’ont pas des activités constantes durant les jours de la semaine.

Les charges organiques moyennes journalières admises à l’entrée et à la sortie de la

station d’épuration de Bobo-Dioulasso pendant la période de notre étude, sont respectivement

1097167 g DBO5/j et 285642 g DBO5/j avec un débit moyen journalier en eau usée de 1135



m3/j (voir annexe 6 pour les détails de calcul). Ces charges sont assez élevé et prouve le degré

de pollution de l’effluent d’entrée et de sortie de la station de traitement de Dogona.

1. Evolution des paramètres de pollution par bassin

a- Température

Les températures maximale et minimale enregistrées au cours de la période de notre

étude (mars – avril) sont respectivement 35°C et 28°C. La figure n°6 montre la variation de la

température suivant le bassin. Nous remarquons que la température à l’entrée de la station est

la plus élevée tandis que celle dans le bassin facultatif est la plus faible (voir plus de détail en

annexe1). Ce qui est favorable à l’activité microbienne de la station.

Figure 6 : Température moyenne de chaque bassin

b- Potentiel hydrogène : pH

Au niveau de la station d’épuration de Dogona, les valeurs moyennes du pH fluctuent

entre 7,5 et 8,5 ce qui est en concordance avec les normes nationales de rejet. Les pH

maximal et minimal enregistrés sont respectivement 11,50 et 6,60 (voir annexe 1). Ces

valeurs extrêmes sont très éloignées des autres valeurs et peuvent être dues à une fausse

manipulation du pH-mètre ou à une activité extraordinaire de l’une des structures raccordées

(par exemple la BRAKINA). En fait, les brasseries lavent souvent leurs tanks et leurs

bouteilles avec de la soude ce qui peut être à la base des pH très basiques observés. Il faut

également souligner que le pH moyen dans les bassins anaérobies est proche du pH neutre

(pH=7) à savoir 7,05 pour le bassin anaérobie n°1 et 6,95 pour le bassin anaérobie n°2 comme

indiqué sur la figure n°7. Le pH sensiblement neutre au niveau des bassins anaérobies est un

indicateur témoignant des conditions anaérobies qui y règnent et constituent également des

milieux tampons favorables à la dégradation anaérobie de la matière organique.

28,529

29,530

30,531

31,5

EC BA1 BA2 BF

mg/

l

Température Moyenne



Figure 7 : pH moyen de chaque bassin

c- Conductivité et l’oxygène dissout

La conductivité moyenne au niveau de chaque bassin est comprise entre 1900 µs/cm et

2100 µs/cm comme le montre la figure n°8. Nous avons aussi remarqué que les plus fortes

valeurs sont prises à l’entrée de la station avec la valeur extrême de 3450 µs/cm (voir annexe

1). Ceci indique que l’effluent qui arrive à la station d’épuration de Dogona est très

minéralisé.

Les valeurs d’oxygène dissout obtenues au niveau de chaque bassin sont faibles et

sont comprises entre 0,075 mg/l et 0,1 mg/l (figure n°8). Ces valeurs sont prises pendant la

journée entre 8h et 9h. Les plus grandes valeurs sont enregistrées dans le bassin facultatif

(annexe 1). Ceci s’explique par l’activité photosynthétique des algues qui fournissent de

l’oxygène le jour et en consomme la nuit. Le phénomène de transfert d’oxygène à l’interface

air-eau contribue également à ce résultat.

Figure 8 : Moyenne de la conductivité et de l’oxygène dissous par bassin

66,5

77,5

88,5

EC BA1 BA2 BF

pH moyen

1700

1800

1900

2000

2100

2200

EC BA1 BA2 BF

µs/

cm

Conductivité Moyenne

0,0000,0200,0400,0600,0800,1000,120

EC BA1 BA2 BF

mg/

l

Oxygène dissous Moyen

EVALUATION DES PERFOSTATION D’EPURATION DE BOBO DIOULASSO, (BURKINA FAS O)

Présenté par ONIFADE Taofik Alao Olatoundji Ulrich

d- Matières en suspension (MES)

La concentration des matières en suspensions (MES) est très élevée dans les eaux usées

de la station de Dogona. Comme l’indique la figure n°9, la concentration des MES à l’entrée

(438mg/l) est moins élevée que celle

élimination des MES dans les bassins anaérobies. On se serait attendu à une décroissance des

concentrations des MES, mais on remarque à l’entrée du bassin facultatif une forte

concentration (536mg/l). Cette situation est probablement due à l’accumulation de boue dans

les bassins anaérobies ce qui fait que l’effluent entrant dans le bassin facultatif est trop chargé

en MES. Ceci est très mauvais pour le fonctionnement du bassin facultatif.

concentration des MES à la sortie du bassin facultatif reste très supérieure à la

Décret n°2001-185 PRES/PM/MEE au Burkina Faso

Figure 9: Evolution des MES par bassin

e- Nitrates

La concentration en nitrate à l’entrée

(90 mg/l). Néanmoins, elle est très élevée et inhabituelle par rapport aux données courantes

rencontrées sur les eaux usées brutes municipales.

observe un fort taux d’élimination

indiqué sur la figure n°10. Les valeurs les plus faibles ont été observées dans ces bassin (< 0,3

mg/l). Dans le bassin facultatif, nous avons une augmentation du taux des nitrates

valeur extrême de74,7mg/l. Cela s’explique par la

dénitrification. Rappelons que c’est dans le bassin facultatif

grandes valeurs d’oxygène dissous. En effet les bactéries responsable

matière organique se développent plus rapidement que les bactéries nitrifiantes si la charge

organique est élevée [Déronzier et al, 2003].

facultatif (21,2 mg/l) reste en dessous

0

200

400

600

800

mg

/l

EVALUATION DES PERFO RMANCES ET OPTIMISATION TECHNIQUESTATION D’EPURATION DE BOBO DIOULASSO, (BURKINA FAS O)


Matières en suspension (MES)



(438mg/l) est moins élevée que celle à la sortie (795 mg/l). Par ailleurs on assiste à une



Cette situation est probablement due à l’accumulation de boue dans


ci est très mauvais pour le fonctionnement du bassin facultatif.

concentration des MES à la sortie du bassin facultatif reste très supérieure à la

185 PRES/PM/MEE au Burkina Faso.

Evolution des MES par bassin

La concentration en nitrate à l’entrée de la station est de 46mg/l et respectent la norme

Néanmoins, elle est très élevée et inhabituelle par rapport aux données courantes

rencontrées sur les eaux usées brutes municipales. Au niveau des bassins anaérobies, on

’élimination des nitrates (dénitrification en milieu anaérobie)

Les valeurs les plus faibles ont été observées dans ces bassin (< 0,3

ultatif, nous avons une augmentation du taux des nitrates

. Cela s’explique par la présence d’oxygène dissous qui inhibe

Rappelons que c’est dans le bassin facultatif qu’il a été observé les

d’oxygène dissous. En effet les bactéries responsables de la dégradation de la


organique est élevée [Déronzier et al, 2003]. La concentration des nitrates à la sortie du bassin

facultatif (21,2 mg/l) reste en dessous de la norme (50mg/l). Nous pouvons alors conclure que

MES

MANCES ET OPTIMISATION TECHNIQUE DE LA STATION D’EPURATION DE BOBO DIOULASSO, (BURKINA FAS O)

Page 33



ailleurs on assiste à une



Cette situation est probablement due à l’accumulation de boue dans


ci est très mauvais pour le fonctionnement du bassin facultatif. Cependant la

concentration des MES à la sortie du bassin facultatif reste très supérieure à la norme du

46mg/l et respectent la norme

Néanmoins, elle est très élevée et inhabituelle par rapport aux données courantes

Au niveau des bassins anaérobies, on

(dénitrification en milieu anaérobie) comme

Les valeurs les plus faibles ont été observées dans ces bassin (< 0,3

ultatif, nous avons une augmentation du taux des nitrates avec une

ésence d’oxygène dissous qui inhibe la

qu’il a été observé les plus

s de la dégradation de la


a concentration des nitrates à la sortie du bassin

Nous pouvons alors conclure que



la station d’épuration de Dogona répond bien aux traitements des nitrates

étudiée.

Figure 10: Evolution des nitrates par bassin

f- Phosphore total

La concentration en phosphore total varie très peu de l’entrée de la station jusqu’à la

sortie. La figure n°11 montre l’élimination lente et progressive du phosphore au cours du

traitement. Aussi nous remarquons que le phosphore total est éliminé en majorité

bassins anaérobies. L’élimination du phosphore total au niveau des bassins anaérobies est

probablement due à celle de particules organophosphorés séquestrées dans les matières qui se

décantent. Par contre, la concentration du phosphore total

toujours supérieure à la norme (0,8mg/l). Cela s’explique par le fait que

très lentement les nutriments

procédé pour avoir une bonne élimin

Figure 11 : Evolution du phosphore total par bassin

0

20

40

60

mg

/l

0

5

10

15

mg

/l



la station d’épuration de Dogona répond bien aux traitements des nitrates

Evolution des nitrates par bassin

concentration en phosphore total varie très peu de l’entrée de la station jusqu’à la

montre l’élimination lente et progressive du phosphore au cours du

traitement. Aussi nous remarquons que le phosphore total est éliminé en majorité

L’élimination du phosphore total au niveau des bassins anaérobies est


décantent. Par contre, la concentration du phosphore total (11,8mg/l) à la sortie du BF reste

upérieure à la norme (0,8mg/l). Cela s’explique par le fait que le lagunage

très lentement les nutriments. Il faut alors coupler d’autres techniques de traitement à ce

procédé pour avoir une bonne élimination du phosphore total.

Evolution du phosphore total par bassin

Nitrates

Phosphore …


Page 34

la station d’épuration de Dogona répond bien aux traitements des nitrates pour la période

concentration en phosphore total varie très peu de l’entrée de la station jusqu’à la

montre l’élimination lente et progressive du phosphore au cours du

traitement. Aussi nous remarquons que le phosphore total est éliminé en majorité dans les

L’élimination du phosphore total au niveau des bassins anaérobies est


(11,8mg/l) à la sortie du BF reste

le lagunage élimine

. Il faut alors coupler d’autres techniques de traitement à ce



g- Azote Kjeldhal (NTK) et l’azote ammoniacal

L’élimination de l’azote Kjeldh

ammoniacal par la station d’épuration de Bobo

progressive (figure n°12). Les plages de variations données par les valeurs extrêmes

période de notre étude montrent que la concentration de l’azote NTK fluctue de façon plu

notable que celle de l’azote ammoniacal. Les phénomènes qui participent à l’élimination de

l’azote sont la décantation, la nitrification

bactéries [Sarr, 2006].

Figure 12: Evolution de l'azote NTK et de l'azote ammoniacal par bassi

h- DBO5 et DCO

La demande biologique en oxygène (DBO5) et la demande chimique en oxygène

(DCO) ont également des valeurs toujours élevées dans les eaux usées de la station de Bobo

Dioulasso avec des valeurs moyennes

respectivement. Les rapports DCO / DBO qui en découle sont de 3,64 à l’entrée et de 3,84 à

la sortie. Dans notre cas le rapport

chimique pour rabattre la DCO avant d’appliquer un traitement biologique

concentrations de la DBO5 et de la DCO

la norme burkinabè : 167 mgO

mgO2/l pour la DCO contre 150 mgO

due au temps de séjour très court dans le

aux eaux trop chargées provenant

0

10

20

30

40

50

60



Azote Kjeldhal (NTK) et l’azote ammoniacal

l’azote Kjeldhal (azote organique + azote ammoniacal)

épuration de Bobo-Dioulasso est assez faible et se fait de

). Les plages de variations données par les valeurs extrêmes

étude montrent que la concentration de l’azote NTK fluctue de façon plu


l’azote sont la décantation, la nitrification-dénitrification, l’assimilation par les algues et les

Evolution de l'azote NTK et de l'azote ammoniacal par bassin


(DCO) ont également des valeurs toujours élevées dans les eaux usées de la station de Bobo

des valeurs moyennes à l’entrée de 967 mgO2/l et 1591mgO2/l

Les rapports DCO / DBO qui en découle sont de 3,64 à l’entrée et de 3,84 à

la sortie. Dans notre cas le rapport ��

�� 2,5 donc il est nécessaire d’appliquer un traitement

chimique pour rabattre la DCO avant d’appliquer un traitement biologique

concentrations de la DBO5 et de la DCO à la sortie de la station restent toujours

: 167 mgO2/l pour la DBO5 contre 50 mgO2/l fixé par la norme et 641

/l pour la DCO contre 150 mgO2/l fixé par la norme. Cette situation insatisfaisante est

temps de séjour très court dans les bassins anaérobies (< 3jours) et aussi

provenant des industries.

Azote ammoniacal Azote NTK


Page 35

(azote organique + azote ammoniacal) et de l’azote

est assez faible et se fait de façon

). Les plages de variations données par les valeurs extrêmes sur la

étude montrent que la concentration de l’azote NTK fluctue de façon plus


dénitrification, l’assimilation par les algues et les


(DCO) ont également des valeurs toujours élevées dans les eaux usées de la station de Bobo-

/l et 1591mgO2/l

Les rapports DCO / DBO qui en découle sont de 3,64 à l’entrée et de 3,84 à

donc il est nécessaire d’appliquer un traitement

chimique pour rabattre la DCO avant d’appliquer un traitement biologique. Les

à la sortie de la station restent toujours supérieures à

/l fixé par la norme et 641

Cette situation insatisfaisante est

s bassins anaérobies (< 3jours) et aussi à cause des



Figure 13: Evolution de la DBO5 et de la DCO par bassin

i- Coliformes fécaux et coliformes totaux

Les concentrations des coliformes fécaux et totaux (> 300000 CF/100ml) à l’entrée de

la station sont très élevées et restent très supérieures à la norme du Décret n°2001

PRES/PM/MEE. La figure n°14 nous montre que l’élimination des coliformes à lieu dans le

bassin facultatif car au niveau des bassins anaérobies la station n’affiche aucune perform

en matière d’élimination des coliformes.

contraignante à la sortie du bassin facultatif (

par la norme). L’image n°8 montre les résultats d’analyse des coliformes à l’entrée et à la

sortie de chaque bassin.

Figure 14: Evolution des coliformes fécaux et totaux par bassin

Image 8 : Résultats d’analyse des coliformes fécaux et totaux dans chaque bassin

0

1000

2000

mg

O2/l

100000

200000

300000

CF

/10

0m

l

Entrée de la station



Evolution de la DBO5 et de la DCO par bassin

Coliformes fécaux et coliformes totaux


sont très élevées et restent très supérieures à la norme du Décret n°2001


bassin facultatif car au niveau des bassins anaérobies la station n’affiche aucune perform

en matière d’élimination des coliformes. La situation de la pollution microbienne reste très

contraignante à la sortie du bassin facultatif (97000 CF/100ml contre 2000 CF/100ml

montre les résultats d’analyse des coliformes à l’entrée et à la

Evolution des coliformes fécaux et totaux par bassin

sultats d’analyse des coliformes fécaux et totaux dans chaque bassin

DBO5 DCO

0

100000

200000

300000

Coli.fécaux Coli.totaux

Entrée et sortie du bassin facultatif

Sorties des bassins anaérobies


Page 36


sont très élevées et restent très supérieures à la norme du Décret n°2001-185


bassin facultatif car au niveau des bassins anaérobies la station n’affiche aucune performance

La situation de la pollution microbienne reste très

2000 CF/100ml prévus

montre les résultats d’analyse des coliformes à l’entrée et à la

sultats d’analyse des coliformes fécaux et totaux dans chaque bassin

Entrée et sortie du



2. Abattement des paramètres de

Les abattements des paramètres de pollution de la station

de façon significative suivant le paramètre considéré. Nous avons observé des abattements

positifs et négatifs. Les abattements négatifs on été observés au niveau du bassin facultatifs

pour les MES, les nitrates et le phospho

D’une façon générale, les abattements obtenus ne sont pas très satisfaisants du point de vue

fonctionnement des bassins.

a- MES, Nitrate et Phosphore total

Les bassins anaérobies (BA1 &

l’abattement du phosphore total (28% environ), une performance moyenne en matière

d’abattement des matières en suspensions (47%) et une forte performance pour l‘abattement

du nitrate (90% environ) comme l’indique

abattements négatifs pour l’ensemble de ces trois paramètres, donc une performance quasi

nulle pour l’abattement du nitrate, du phosphore total et surtout des matières en suspension.

Ceci représente un grand dysfonctionnement dans le fonctionnement du bassin facultatif.

Cette situation peut être due à la concentration très élevée des MES qui

traitement des autres paramètres comme les nitrates et le phosphore total.

Figure 15 : Abattements des MES, nitrate et du phosphore total par bassin

b- Azote NTK et Azote ammoniacal

La figure n°16 montre

abattements partiels de l’azote au niveau des trois bassins montrent qu’il y’a eu

nitrification au cours de la période de notre étude. L’abattement élevé

-50%

0%

50%

100%

47%



Abattement des paramètres de pollution

Les abattements des paramètres de pollution de la station d’épuration de Dogona varient



pour les MES, les nitrates et le phosphore total (pour les détails de calcul voir annexe 2


, Nitrate et Phosphore total :

Les bassins anaérobies (BA1 & BA2) affichent une faible performance pour



du nitrate (90% environ) comme l’indique la figure n°15. Le bassin facultatif présente des



nd dysfonctionnement dans le fonctionnement du bassin facultatif.

Cette situation peut être due à la concentration très élevée des MES qui

traitement des autres paramètres comme les nitrates et le phosphore total.

Abattements des MES, nitrate et du phosphore total par bassin

Azote NTK et Azote ammoniacal :

6 montre un faible taux d’abattement pour les trois bassins. Les

abattements partiels de l’azote au niveau des trois bassins montrent qu’il y’a eu

nitrification au cours de la période de notre étude. L’abattement élevé (33%)

BA1 BA2 BF

47% 47%

-48%

90% 89%

-3%

27% 28%

-6%

MES Nitrate P. Total


Page 37

pollution par bassin

d’épuration de Dogona varient



de calcul voir annexe 2).


BA2) affichent une faible performance pour



la figure n°15. Le bassin facultatif présente des



nd dysfonctionnement dans le fonctionnement du bassin facultatif.

Cette situation peut être due à la concentration très élevée des MES qui déstabilise le

un faible taux d’abattement pour les trois bassins. Les

abattements partiels de l’azote au niveau des trois bassins montrent qu’il y’a eu une légère

(33%) obtenu au niveau



du bassin facultatif pour l’azote ammoniacal peut s’expliquer par l’incorporation de

l’ammonium par les algues dans leur biomasse lorsque s’effectue l’activité photosynthétique.

Figure 16 : Abattements de l’azote NTK et de l’azote ammoniacal

c- Coliformes fécaux et totaux

Le cas des coliformes fécaux et totaux est plus que criard surtout pour les bassins

anaérobies car aucun abattement n’est observé

les conditions physico-chimiques qui y règnent ne favorisent pas l’élimination des coliformes.

Ce qui n’est pas le cas au niveau du bassin facultatif.

abattement de 68% pour les coliformes fécaux et 27% pour les coliformes totaux (figure

n°17). Bien que la présence de coliformes fécaux témoigne habituellement d’une

contamination d’origine fécale, plusieurs colifo

provenant plutôt d’eaux enrichies en matière organique, tels les effluents industriels du

secteur des pâtes et papiers ou de la transformation alimentaire (Barthe

notre cas, cette grande quantité

des activités de l’abattoir. Ce résultat montre également le degré de pollution produite par les

matières fécales provenant des eaux usées domestiques.

Figure 17 : Abattements des coliformes fécaux et totaux

0%

10%

20%

30%

40%

0%10%20%30%40%50%60%70%



acultatif pour l’azote ammoniacal peut s’expliquer par l’incorporation de


Abattements de l’azote NTK et de l’azote ammoniacal par bassin

Coliformes fécaux et totaux :


anaérobies car aucun abattement n’est observé. Cette situation peut s’explique

chimiques qui y règnent ne favorisent pas l’élimination des coliformes.

Ce qui n’est pas le cas au niveau du bassin facultatif. Quant au bassin facultatif, on observe un



contamination d’origine fécale, plusieurs coliformes fécaux ne sont pas d’origine fécale,


secteur des pâtes et papiers ou de la transformation alimentaire (Barthe

notre cas, cette grande quantité des coliformes dans les eaux de la station provient surement


matières fécales provenant des eaux usées domestiques.

ttements des coliformes fécaux et totaux par bassin

BA1 BA2 BF

20%28%

8%13%

19%

33%

Azote NTK Azote ammoniacal

BA1 BA2 BF

0% 0%

68%

0% 0%

27%

Coliformes fécaux


Page 38

acultatif pour l’azote ammoniacal peut s’expliquer par l’incorporation de


par bassin


Cette situation peut s’expliquer par le fait que

chimiques qui y règnent ne favorisent pas l’élimination des coliformes.

Quant au bassin facultatif, on observe un



rmes fécaux ne sont pas d’origine fécale,


secteur des pâtes et papiers ou de la transformation alimentaire (Barthe et al, 1998). Dans

des coliformes dans les eaux de la station provient surement




d- DBO5 et DCO

Le bilan de l’épuration des bassins pour les matières organiques exprimée par la

demande biologique en oxygène (DBO

donné par la figure n°18. Pour l’ensemble des trois bassins, les abattements de la DBO

la DCO observés sont plus ou moins moyens. De façon globale l’abattement de la DBO

plus élevé que celui de la DCO comme l’indique la figure n°18 ci

reste faible par rapport à la norme. Ceci montre que les eaux usées de la station d’épuration de

Bobo-Dioulasso se prêtent à une épuration biologique difficile, sauf si des dispositions sont

prises pour réduire la DCO à l’entrée du bassin facultatif où on note une

mg02/l.

Figure 18: Abattements de la DBO5 et de la DCO

3. Abattements

Le tableau n°6 exprime pollution entre l’entrée de la station et la sortie du bassin facultatifl’abattement des paramètres est donnée par l’expression

0%10%20%30%40%50%60%70%

BA1

52%

Abattement �X� �




demande biologique en oxygène (DBO5) et la demande chimique en oxygène (DCO) est

Pour l’ensemble des trois bassins, les abattements de la DBO

la DCO observés sont plus ou moins moyens. De façon globale l’abattement de la DBO

plus élevé que celui de la DCO comme l’indique la figure n°18 ci-dessus. Mais cet abattement

ible par rapport à la norme. Ceci montre que les eaux usées de la station d’épuration de

Dioulasso se prêtent à une épuration biologique difficile, sauf si des dispositions sont

prises pour réduire la DCO à l’entrée du bassin facultatif où on note une concentration de

Abattements de la DBO5 et de la DCO

Abattements des paramètres entre l’entrée de la

d’épuration et le bassin facultatif

exprime les valeurs d’abattement des différents paramètres de pollution entre l’entrée de la station et la sortie du bassin facultatif. La formule de l’abattement des paramètres est donnée par l’expression :

X étant le paramètre

BA1 BA2 BF

52%41%

65%

45%

28% 31%

DBO5 DCO

��é� � �� ∗ 100

��é�


Page 39


) et la demande chimique en oxygène (DCO) est

Pour l’ensemble des trois bassins, les abattements de la DBO5 et de

la DCO observés sont plus ou moins moyens. De façon globale l’abattement de la DBO5 et

dessus. Mais cet abattement

ible par rapport à la norme. Ceci montre que les eaux usées de la station d’épuration de

Dioulasso se prêtent à une épuration biologique difficile, sauf si des dispositions sont

concentration de 923

des paramètres entre l’entrée de la station

et le bassin facultatif

paramètres de . La formule de

X étant le paramètre



Tableau 6 : Abattements des différents paramètresla sortie du bassin facultatif.

Matière en suspension (mg/l)

DBO5

Nitrate (mg/l)

DCO (mgO2/l)

Coliforme fécaux (CF/100ml)

Coliformes totaux (CF/100ml)

phosphore total (mg/l)

Azote Ammoniacal

Azote kjedahl (mg/l N)

Figure 19 : Abattements des paramètres de pollution de la station

Bien que les eaux usées traitées de la station de Dogona ne respectent pas les normes,

on observe quand même des abattements considérables des para

n°19). Pour les paramètres de pollution comme la DB05, la DCO, les nitrates, les coliforme

fécaux et l’azote ammoniacal, on observe d

montre que la station fonction

eaux de surface n’est pas atteint. Pour les matières en suspension (M

observe un abattement négatif qui est de

fonctionnement de la station d’épuration en matière d’élimination de la matière en suspension.

Cela est dû au fait que l’effluent qui sort des

donc augmenter la concentration des matières en suspens

-100

-50

0

50

100

-82

83



des différents paramètres de pollution entre l’entrée de la statio

E composite SBF

Matière en suspension (mg/l) 437,6 795,4

966,7 166,7

(mg/l) 46,32 21,21

DCO (mgO2/l) 1590,8 640,8

(CF/100ml) 300000 97000

totaux (CF/100ml) 300000 220000

phosphore total (mg/l) 14,24 11,81

(mg/l N) 40,96 32,87

kjedahl (mg/l N) 52 26,17

Abattements des paramètres de pollution de la station

les eaux usées traitées de la station de Dogona ne respectent pas les normes,

on observe quand même des abattements considérables des paramètres de pollution (figure

Pour les paramètres de pollution comme la DB05, la DCO, les nitrates, les coliforme

fécaux et l’azote ammoniacal, on observe des abattements supérieurs à 50% (figure 19)

montre que la station fonctionne même si l’objectif de respect des normes de rejet dans les

atteint. Pour les matières en suspension (MES) en particulier, on

observe un abattement négatif qui est de -82 % (figure n°19) traduisant donc un mauvais


au fait que l’effluent qui sort des bassins anaérobies est chargés de boues et fait

donc augmenter la concentration des matières en suspensions dans le bassin facultatif

8354 60 68

27 17 20

Paramètres


Page 40

entre l’entrée de la station et

Abattement (%)

-82

83

54

60

68

220000 27

17

20

50

les eaux usées traitées de la station de Dogona ne respectent pas les normes,

mètres de pollution (figure

Pour les paramètres de pollution comme la DB05, la DCO, les nitrates, les coliformes

supérieurs à 50% (figure 19). Ceci

ne même si l’objectif de respect des normes de rejet dans les

ES) en particulier, on

) traduisant donc un mauvais


bassins anaérobies est chargés de boues et fait

ions dans le bassin facultatif. Aussi,

50



il faut s’assurer que le prétraitement des eaux au niveau des industries se fait correctement et

suivant les normes prescrites.

4. Evaluation des débits de la station de Dogona

Les débits enregistrés à l’entrés de la station de Bobo-Dioulasso ont été mesurés dans

la journée entre 8 heures et 16 heures les 1es 10 jours de prélèvements (Voir annexe 5).

Les valeurs maximales et minimales de débits enregistrées durant notre étude sont

respectivement 115,65 m3/h et 50,12 m3/h. Les débits les plus élevés ont été lus à 12 heures

comme l’indique la figure n°20. Le volume total écoulé durant le mois de Mars est 34045 m3

soit un volume moyen journalier de 1135 m3. Les débits les plus faibles sont enregistrés vers

16h (figure n°20).

Figure 20 : Variations du débit suivant le jour

5. Evaluation de la hauteur des boues dans les bassins

anaérobies

La figure n°21 nous montre les valeurs des hauteurs de boue à chaque nœud dans les

bassins anaérobies. La hauteur moyenne de boue dans le bassin anaérobie n°1 est H1=0,791m

et celle dans le bassin anaérobie n°2 est H2=0,765m. Les hauteurs maximales et minimales

de boue est 2,16m et 0,12m pour le bassin anaérobie n°1 et 2,30m et 0,20m pour le bassin

anaérobie n°2 comme l’indique la figure n°21 (cercles rouges).

En nous appuyant sur les travaux de Mara, 2004, le curage des bassins anaérobies devrait

se faire lorsque le volume d’accumulation des boues atteint 1/3 du volume du bassin. En

raisonnant en termes de hauteur de boues, et en considérant que le curage doit se faire lorsque

le volume atteint 1/3 de la hauteur des bassins anaérobie (4m), on remarque qu’il n’est pas

nécessaire de curer les bassins anaérobies car notre étude a révélé une hauteur moyenne de

0

20

40

60

80

100

120

140

8h30 12h 16h

m3/h

jour1 jour2 jour3 jour4 jour5 jour6



0,791m (largement différent de 4/3=1,33) pour le bassin n°1 et 0,765m (largement différent

de 4/3=1, 33) pour le bassin n°2. Nous pouvons alors conclure que les volumes

d’accumulation des boues dans les bassins anaérobies ne sont pas importants pour curer les

bassins.

Figure 21: Vue en plan des bassins anaérobies avec la hauteur des boues à chaque nœud



Les figures n°22 et n°23 indiquent les variations des hauteurs de boues au fond des bassins anaérobie 1 et 2.

Figure 22 : Profil montrant la variation de la hauteur des boues au fond du BA n°1

Figure 23 : Profil montrant la variation de la hauteur des boues au fond du BA n°2



C. Bilan de fonctionnement de la station sur les deux premières

années de fonctionnement

Le tableau n°8 ci-dessous présente les moyennes des mois de Mars et Avril des années

2009, 2010 et 2011 de quelques paramètres de pollution de la station d’épuration de Bobo-

Dioulasso.

Tableau 7: Moyennes de quelques paramètres de pollution de la station d’épuration de Bobo-Dioulasso des mois de Mars et Avril 2009, 2010 et 2011

Mars-Avril 2009 Mars-Avril 2010

Présente étude (Mars-Avril 2011)

Paramètres Unité

Normes- rejet

eaux de surface

Normes- rejet

dans les égouts

Entrée Station

Sortie Station

Abatteme

nt (%)

Entrée Station

Sortie Station

Abatteme

nt (%)

Entrée Station

Sortie Station

Abatteme

nt (%)

Température

°C 18-40 18-40 32 29 33 32 31 30

PH ….. 6,4-10,5 6,4-10,5 7,8 9,0 6,7 7,8 7,9 8,1

Nitrates mg/l 50 90 360 171 53 46 21 54

DCO mg/l 150 2000 1418 476 66 3297 762 77 1591 641 60

DBO5 mg/l 50 800 1078 138 87 1539 125 92 967 167 83

MES mg/l 200 100 929 274 71 1958 632 68 438 795 -82

En comparant les abattements des différents paramètres des mêmes mois (Mars et Avril)

de l’année 2009, 2010 et 2011, nous avons remarqué que la station d’épuration, a présenté les

meilleures performances en 2010 (figure n°24). Ainsi nous avons :

- 77% pour la DCO en 2010 contre 66% en 2009 et 60% en 2011

- 92% pour la DBO5 en 2010 contre 87% en 2009 et 83% en 2011

- 68% pour les matières en suspension en 2010 contre 71% en 2009 et -82% en 2011

Par ailleurs, lorsque nous comparons la performance de la station de 2009 et 2010 à celle

de 2011 durant la période, nous remarquons que la station affiche une performance beaucoup

plus faible actuellement (figure n°24). Cette diminution drastique des performances est

alarmante et atteste d’un mauvais fonctionnement de la station. Ceci peut être à la base du fort

taux de concentration des MES dans les bassins et empêchant le bon fonctionnement de la

station d’épuration.



Figure 24 : Abattements des paramètres de la station de Bobopériode de notre étude

La figure n°25 nous montre que les abattements de la DBO5 évoluent de façon

quasiment constante au cours des mois de l’année

Pour ce qui concerne les abattements de la DCO durant les mois, nous remarquons une

légère variation allant de 61% à 88%.

Le cas des abattements des MES est plus remarquables avec trois mois où les

abattements sont négatifs. Il s’agit du mois de Mai (

11%) comme indiqué sur la figure n°25

période de notre étude (Mars et Avril) nous avons aussi eu un abattement négatifs pour les

MES qui est de -82%. Ceci montre que les eaux usées sont très mal traitées par les industries

avant leurs rejets dans le réseau d’égout.

Figure 25 : Evolutions des abattements desla station et la sortie du bassin facultatif

-100

-50

0

50

100

2009

Po

urc

en

tag

e (

%)

-40

-20

0

20

40

60

80

100

Po

urc

en

tag

e (

%)



Abattements des paramètres de la station de Bobo-Dioulasso en 2009, 20


s des mois de l’année et tourne généralement autour de 90%.


légère variation allant de 61% à 88%.


. Il s’agit du mois de Mai (-21%), d’Août (-15%) et de Décembre (

comme indiqué sur la figure n°25. Il donc important de faire la remarque que durant la


montre que les eaux usées sont très mal traitées par les industries

avant leurs rejets dans le réseau d’égout.

abattements des MES, de la DCO et de la BDO5la station et la sortie du bassin facultatif suivant les mois de l’année 2010

2009 2010 2011

DCO DBO5 MES

MES DCO DBO5


Page 45

Dioulasso en 2009, 2010 et la


et tourne généralement autour de 90%.



15%) et de Décembre (-

. Il donc important de faire la remarque que durant la


montre que les eaux usées sont très mal traitées par les industries

MES, de la DCO et de la BDO5 entre l’entrée de



D. Caractérisation et explication des principaux

dysfonctionnements enregistrés

1- Ouvrages de prétraitement (dégrilleur – déssableur/déshuileur):

Les principaux problèmes rencontrés au niveau de ces ouvrages sont notamment la

montée des eaux dans le canal d’amenée et le remplissage rapide du canal de dessablage. Ces

problèmes proviennent de l’obstruction des mailles du dégrilleur par les matières solides en

suspensions grossières (image n°9).

Image 9 : Obstruction des mailles du système de dégrillage

2- Ouvrage de partage des débits :

Dans le cas de la station de Dogona, on note des débits différents au niveau des

bassins anaérobies. Ceci est dû au fait que le répartiteur de débits a été mal dimensionné ou

mal conçu. Pour essayer d’avoir approximativement les mêmes débits au niveau de chaque

bassin, une solution rudimentaire a été adoptée en utilisant des parpaings pour rediriger les

eaux vers chaque bassin anaérobie (image n°10).

Image 10: Répartiteur de débit de la station d'épuration de Bobo-Dioulasso



3- Bassins anaérobies :

Les bassins anaérobies sont particulièrement soumis à des problèmes de mauvaise odeur,

la présence d’insectes et à une faible élimination de la DBO5 d’environ 50%. Nous pouvons

expliquer ces problèmes par :

- La présence des substances toxiques et de graisses dans les eaux usées

- La variation brusque de la température

- Les déchets dans les ouvrages de prétraitement

- La présence d’une couche flottante d’écumes

- Le temps de séjours très court (< 3 jours)

- La surcharge organique

4- Bassin facultatif :

Au niveau du bassin facultatif, on a également des problèmes d’odeurs et de présence

d’insectes pour les mêmes raisons évoquées plus haut au niveau des bassins anaérobies. A ces

problèmes s’ajoutent le très faible abattement observé pour l’azote NTK (8%), l’azote

ammoniacal (33%), le phosphore total (%) et la DCO (31%) causé par l’absence de l’activité

bactérienne et algale et la surcharge hydraulique. Aussi nous assistons à un court circuit au

niveau du bassin facultatif avec des écarts de pH et de l’oxygène dissous comme l’indique le

tableau n°6 (voir annexe1 pour plus de détail). En fait la détection des courts circuits se fait

par simple mesure de l’oxygène dissous et du pH à différents points du bassin ; la différence

des valeurs est un indicateur de courts circuits. Dans notre cas cela est dû à une mauvaise

conception d’ouvertures d’entrée et à un mauvais positionnement de ces ouvertures.

IX. Proposition pour l’amélioration du fonctionnement de

la STEP

Pour améliorer le fonctionnement de la station d’épuration de Bobo-Dioulasso, nous

avons beaucoup de solutions à proposer vu l’importance des dysfonctionnements enregistrés.

1°/ En premier lieu, il faudra mener des enquêtes et des études auprès des structures

(surtout les industries) raccordées au réseau d’égout pour s’assurer qu’elles respectent les

normes du décret n°2001-185 /PRES PME/MEE du 7mai 2001 au Burkina-Faso. Les

industries qui ne respectent pas ces normes devront être soumises à des sanctions sévères car

de l’effluent à la sortie de la station de Dogona doit être d’une qualité respectant les normes

de rejets des eaux usées dans les eaux de surface au Burkina-Faso afin de préserver la santé



de l’environnement mais surtout celle de l’Homme. Et comme notre étude l’a si bien montré

la station de Bobo-Dioulasso fonctionne bien avec des abattements de plus de 50% pour la

majorité des paramètres de pollution. De ce qui précède, nous pouvons alors conclure que la

qualité de l’effluent à la sortie de la station s’améliorera si l’effluent d’entrée de la station

d’épuration respecte les normes prescrites.

2°/ Pour ce qui concerne les ouvrages de prétraitement, il est nécessaire de procéder

régulièrement au nettoyage du système de dégrillage pour enlever les déchets qui obstruent

ses mailles ainsi que d’augmenter la fréquence de curage du canal de dessablage pour éviter

son remplissage.

3°/ Les bassins anaérobies affichent également des dysfonctionnements à leur sein. Notre

étude à montrer des abattements assez faibles pour certains paramètres (phosphore total~25%,

DBO5 et DCO~45%). Pour pallier à cela et favoriser un bon fonctionnement des bassins

anaérobies, il faut contrôler les charges entrantes et se situer dans la gamme des cherges

admises pour un bassin anaérobie (100 à 350 ou 400 g/DBO5/m3/j). Par ailleurs pour lutter

contre la présence des insectes à la surface des bassins, il faut procéder systématiquement à

l’enlèvement des mauvaises herbes et plantes aquatiques dès qu’elles apparaissent.

4°/ Au niveau du bassin facultatif, il faut noter que les cas des matières en suspensions est

inquiétant en ce sens où l’abattement observé est -6% alors qu’au niveau des bassins

anaérobies nous un abattement de 28% ; ceci nous amène à confirmer que le problème se

trouve au niveau du bassin facultatif. Comme solution à ce problème, nous proposons un

traitement par filtration sur gravier à la sortie des bassins anaérobies pour retenir les MES

contenues dans l’influent chargé de boue à l’entrée du bassin facultatif. Ce système permettra

aussi d’améliorer les rendements des paramètres comme la DBO5 et la DCO du bassin

facultatif. Pour ce qui concerne le problème de courts circuits, il est nécessaire d’ajuster et de

changer la structure des entrées du bassin facultatif afin de permettre une bonne distribution

des débits provenant des bassins anaérobies. Pour le faire, il va falloir malheureusement

modifier la géométrie du bassin facultatif.



X. Conclusion générale

Le lagunage est un procédé rustique et extensif. Ceci lui confère des caractéristiques

intéressantes comme une épuration bactérienne performante et une grande simplicité. Dans les

pays en voie de développement, la simplicité, l’investissement modéré et les valorisations

possibles, rendent le lagunage très compétitif. Ainsi, après une analyse des différents procédés

d’épuration, il ressort que le lagunage naturel est la technologie la plus adaptée au climat et

aux conditions socio-économique du Burkina Faso.

La présente étude réalisée sur la station d’épuration de Dogona (Bobo-Dioulasso), a

permis d’évaluer les performances. La charge enrante ainsi que la hauteur des boues dans les

bassins anaérobies. Notre étude a montré d’une manière générale que la station présente une

performance moyenne avec des abattements de plus de 50% pour la majorité des paramètres

analysés. Nous avons eu, en termes d’abattement 83% pour la DBO5, 60% pour la DCO, 54%

pour les nitrates, 68% pour les coliformes fécaux et 50% pour l’azote ammoniacal. Le bassin

facultatif présente des dysfonctionnements importants surtout en terme d’abattement des

Matières en Suspension. Les eaux usées arrivant à la station d’épuration de Dogona sont

constituées en majeure partie des rejets industriels. Malheureusement, le prétraitement au

niveau de ces industries se fait très mal et sans respect des normes en vigueur. Il est important

pour le fonctionnement de la STEP et sa durabilité que les acteurs concernés réagissent

sérieusement face à ce problème afin d’assurer la protection de la santé de l’environnement et

surtout celle de l’Homme. Des études complémentaires devraient donc être menée pour

évaluer l’impact des eaux mal prétraitées arrivant à la STEP sur son fonctionnement, ainsi que

pour évaluer les raisons et voies d’améliorations des dysfonctionnement observés sur la

station.



XI. Bibliographie

- ZIDA et BANGRE. Monographie de la commune urbaine de Bobo-Dioulasso.

Décembre 2009. 107p.

- M. BASSAN. Evaluation des procédures d’exploitation et de suivi des STEP de

Ouagadougou et de Bobo-Dioulasso. Février 2011. 12p.

- KONE D. Épuration des eaux usées par lagunage à microphytes et à macrophytes

(Pistia Stratiotes) en Afrique de l’ouest et du centre : état des lieux, performances

épuratoires et critères de dimensionnement. Thèse de Doctorat ès Sciences et

Techniques dans les domaines de Sciences et Ingénierie de l’Environnement. N° 2653

– EPFL (Suisse) 2002.193 p.

- MAIGA, KONATE, WETHE, ZOUGRANA, TOGOLA, 2006 : Performance

épuratoire d’une filière de trois étages de bassins de lagunage à microphytes sous

climat sahélien : cas de la station de traitement des eaux usées de l’EIER dans SUD

ET SCIENCE n°14. Janvier 2006

- CEMAGREF (2001) : Les procédés extensifs d’épuration des eaux usées adaptées

aux petites et moyennes collectivités. 44p.

- D.SPULHER et al. Evaluation des performances épuratoires de rois systèmes

d’épuration biologiques des aux usées domestiques à Ouagadougou – Burkina Faso.

2007. 6p.

- Bilan de fonctionnement des procédés de traitement des eaux usées pour les stations

d’épuration de petite capacité du bassin Loire-Bretagne. Limoges. Juin 2008. 131p.

- W. KIEMDE. Épuration des eaux usées par lagunage a grande échelle sous climat

sahélien : bilan de la station de lagunage de la ville de Ouagadougou a Kossodo après

un an de fonctionnement et perspectives d’avenir. Juillet 2006.131p

- O. OUEDRAOGO. Evaluation et optimisation technique du lagunage de Kossodo,

Ouagadougou (Burkina Faso). Octobre2010.82p.

- S. CISSOKO. Traitement écologique des eaux usées industrielles et domestiques et

valorisation des sous-produits de l’épuration : Cas de TAN’ALIZ-2 et de la MACO

en zone périurbaine de Ouagadougou.2003. 110p.

- WETHE Joseph. Cours d’assainissement, volet collecte, Evacuation et traitement des

eaux usées, EIER. 78p.



- E. GBAGUIDI. Conception d’un système de traitement des eaux usées par lagunage à

Cotonou (BENIN) : Diagnostic de la situation actuelle et propositions. Juin 2003.

122p.

- W.KIEMDE. Épuration des eaux usées par lagunage a grande échelle sous climat

sahélien : bilan de la station de lagunage de la ville de Ouagadougou a Kossodo après

un an de fonctionnement et perspectives d’avenir.2006.131p.

- SATIN M., SELMI B. Guide technique de l’assainissement. 2ème édition. 1999.

680p.



XII. ANNEXES

ANNEXE I : Tableau des moyennes des paramètres de pollution des eaux usées de la station de Dogona au cours de l’étude (Mars –Avril 2011)

E composite SBA1 SBA2 EBF SBF Abattement (%)

Température (°C) 31,00 29,90 30,10 29,70 29,50

pH 7,9 7,05 6,95 7,6 8,05

Conductivié (µs/cm) 2096 1905 1881 1916 1995 Oxygène Dissout (mg/l) 0,09 0,08 0,075 0,09 0,1

Matière en suspension (mg/l) 437,6 232 230,9 536,1 795,4 -82

DBO5 966,7 466,7 566,7 475 166,7 83

Nitrate (mg/l) 46,32 4,52 5,12 20,6 21,21 54

DCO (mgO2/l) 1590,8 868 1150 923,2 640,8 60 Coliforme fécaux(E.Coli)

(CF/100ml) 300000 300000 300000 300000 97000 68

Coliformes totaux (CF/100ml) 300000 300000 300000 300000 220000 27

phosphore total (mg/l) 14,24 10,42 10,245 11,15 11,81 17

Azote kjedahl (mg/l N) 40,96 32,8 29,64 35,67 32,87 20

Azote Ammoniacal (mg/l N) 52 45,05 42,35 39,26 26,17 50

ANNEXE II : Tableau des abattements des paramètres de pollution au niveau de chaque

bassin de la station d’épuration (Mars – Avril 2011)

MES Nitrate P.total Azote NTK

Azote Ammoniacal

DBO5 DCO Coli.fécaux Coli.totaux

BA1 47% 90% 27% 20% 13% 52% 45% 0% 0%

BA2 47% 89% 28% 28% 19% 41% 28% 0% 0%

BF -48% -3% -6% 8% 33% 65% 31% 68% 27%



ANNEXE III : Tableau de comparaison des paramètres de l’échantillon composite avec les

normes de rejets dans les égouts

Pramètres Température (°C) pH MES

(mg/l) DBO5

(mgO2/l) DCO

(mgO2/l) Nirate (mg/l)

Coliformes fécaux (CF/100ml)

Entrée Composite

31,00 7,9 437,6 966,7 1590,8 46,32 > 300000

Normes de rejets

(égouts) 40 10,5 100 800 2000 90 2000

ANNEXE IV : Tableau de comparaison des paramètres de sortie de la station avec les normes

de rejets dans les eaux de surface

Pramètres Température (°C) pH MES

(mg/l) DBO5

(mgO2/l) DCO

(mgO2/l) Nitrate (mg/l)

Coliformes fécaux (CF/100ml)

Sortie Station

29,50 8,05 795,4 166,7 640,8 21,21 97000

Normes de rejets (eaux de surface)

40 10,5 200 50 150 50 2000



ANNEXE V : Tableaux des mesures de débits

Mesures de Débits à l'entrée de la STEP (m3/h) 8h30 12h 16h

14-mars 58,27 74,54 50,12

17-mars 88,78 115,65 76,14

22-mars 89,35 114,34 79,21

25-mars coupure de courant

30-mars 79,98 81,51 53,17

04-avr 56,15 90,74 84,17

13-avr coupure de courant

21-avr 76,29 80,23 70,86

Débitmètre Dates Index (m3) volume écoulé durant le

mois de mars (m3)

01-mars 104617 34045

03-avr 138662

ANNEXE VI : Tableau de calcul de la charge organique journalière

[DBO5]j à l'entrée

(g/l)

[DBO5]j à la

sortie (g/l)

Débit moyen journalier des

eaux usées (Qo)

Charge organique journalière (Coj) à

l'entrée de la station (g/j)

Charge organique journalière (Coj) à la

sortie de la station (g/j)

1,3 0,34

1135000

1475500 385900 0,8 0,1 908000 113500 0,7 0,1 794500 113500 1 0,09 1135000 102150

1,2 0,2 1362000 227000 0,8 0,68 908000 771800 CO (Charge organique moyenne

journalière appliquée à l'entrée de la STEP) =

1097167

CO (Charge organique moyenne journalière appliquée à la sortie de la STEP) = 285642

ANNEXE VII : Cadre logique

Documents

Option : EAU