diagnostic d’une station d’épuration en centre hospitalier

Diagnostic d’une station d’épuration en centre

hospitalier : Cas de la ville de Koudougou

(Burkina Faso)

MEMOIRE POUR L’OBTENTION DU

MASTER EN EAU ET ASSAINISSEMENT

------------------------------------------------------------------

Présenté et soutenu publiquement le 30 juin 2017 par :

Ardjouma PAGABELEM

Dr. Mariam DAKOURE / SOU,

Enseignant - Chercheur à 2iE

Ing. Jean OUEDRAOGO, Chef du service de

l’exploitation de l’assainissement collectif à l’ONEA

Ing. Armel Stéphane COMPAORE, Service de

l’exploitation de l’assainissement collectif à l’ONEA

Promotion 2015/ 2016

Dr. Anderson ANDRIANISA

Dr. Yacouba KONATE

Dr. Mariam DAKOURE / SOU

Travaux dirigés par : Jury d’évaluation du stage

Diagnostic d’une station d’épuration en centre hospitalier : Cas de la ville de Koudougou (Burkina

Faso)

Master en ingénierie de l’eau et de l’assainissement/ PAGABELEM Ardjouma i

DEDICACE

Je dédie ce mémoire de fin de cycle à :

Mon épouse Alice KANFIRNI LOMPO

Nos enfants Esther, Rebecca et Samuel

Que ce mémoire soit la récompense du sacrifice que vous avez consenti pour me soutenir, le

fruit de vos efforts.


Faso)

Master en ingénierie de l’eau et de l’assainissement/ PAGABELEM Ardjouma ii

REMERCIEMENTS

Au terme de ce travail, je voudrais être reconnaissant à l’Eternel Dieu tout Puissant pour sa

protection, son assistance à mon égard. Que toute la gloire lui revienne au nom de notre

Seigneur Jésus.

Je tiens à témoigner toute ma reconnaissance et adresser mes remerciements à :

Madame DAKOURE /SOU, ma directrice de mémoire sans qui ce travail n’aurait pu

aboutir. Malgré ses responsabilités, elle a toujours été disponible, patiente pour

m’encadrer et m’encourager dans le travail.

Monsieur Jean OUEDRAOGO et Monsieur Stéphane Armel COMPAORE pour

leur encadrement, leurs conseils pour la réalisation de ce travail ;

Monsieur Pascal OUEDRAOGO, chef de service d’hygiène et d’assainissement du

Centre Hospitalier Régional de Koudougou pour son soutien et la bonne collaboration

tout au long du travail ;

Monsieur Robert BOUDA qui m’a encadré dans les travaux de laboratoire ;

Issouf OUEDRAOGO, Serges OGOU et Jérôme DIWA, mes camarades de classe

et compagnons d’études.

Monsieur Zacharia TOPAN qui a été une aide considérable pour l’obtention du

stage à l’ONEA ;

Messieurs Norègma OUEDRAOGO, Hilaire POODA et Olivier KEISTEIN de la

Belgique qui m’ont donné un coup de main pour la relecture du mémoire.

Aux amis du quartier Somgandé de Ouagadougou ;

Aux frères et sœurs de l’Eglise Yahvé Rapha et de l’Eglise des Assemblées de Dieu

de Gaoua pour leurs soutiens moral et spirituel ;

A tous ceux dont les noms n’ont pu être cités.


Faso)

Master en ingénierie de l’eau et de l’assainissement/ PAGABELEM Ardjouma iii

Résumé

La qualité du traitement des eaux usées du Centre Hospitalier Régional de Koudougou

au Burkina Faso est tributaire de l’état des infrastructures et des équipements du système de

collecte et de traitement. La présente étude se propose de faire un diagnostic global sur le

système de collecte et de traitement des eaux usées hospitalières afin de proposer des

solutions appropriées pour leur gestion efficace. Pour ce faire, des échantillons d’eaux ont été

prélevés à l’entrée et à la sortie de la station d’épuration en vue de caractériser les eaux usées

et d’apprécier la performance épuratoire de la station. Des concentrations moyennes de 330

mg/l de DCO, 226 mg/l de DBO5 et 169 mg/l de MES ont été trouvées dans les influents de la

station d’épuration contre 93,18mg/l de DCO, 59,1 mg/l de DBO5 et 29,62 mg/l de MES dans

les effluents de la station. Une concentration en coliformes fécaux de 9,48 x103

UFC/100 ml,

supérieure à la norme burkinabè relative au déversement des eaux usées dans les milieux

récepteurs, fixée à 2x 103 UFC/100 ml a été décompté dans les eaux usées traitées.

Un diagnostic sur les équipements et les infrastructures de la station et du réseau de

collecte des eaux usées a été ensuite réalisé à travers des inspections et des vérifications. Les

résultats montrent une détérioration avancée des ouvrages et de nombreuses pannes au niveau

des équipements.

Enfin, l’étude propose une réhabilitation du réseau de collecte et d’évacuation des

eaux usées ainsi qu’un traitement par lagunage à microphytes dans le but d’avoir une

meilleure qualité de traitement des effluents liquides du Centre Hospitalier Régional de

Koudougou

Mots Clés :

1 - Eaux usées Hospitalières

2 - Diagnostic

3 – Réseau de collecte

4 – Station d’épuration

5 – Lagunage à microphytes


Faso)

Master en ingénierie de l’eau et de l’assainissement/ PAGABELEM Ardjouma iv

Abstract

The quality of waste water treatment at the Regional Hospital of Koudougou in

Burkina Faso depends on the state of the infrastructures and equipments of the collection and

treatment system. The present study aims to make an overall diagnosis on the wastewater

collection and treatment system in order to propose appropriate solutions for an efficient

management of the structure’s wastewater. To do this, water samples were first taken at the

inlet and outlet of the wastewater treatment plant in order to characterize the wastewater and

to assess the removal efficience of the wastewater treatment plant. Mean concentrations of

330 mg / l COD, 226 mg / l BOD5 and 169 mg / l of Suspended Solids Detected were found in

sewage plant influents versus 93.18 mg / l COD, 59.1 mg / l BOD5 and 29.62 mg / l of

Suspended Solids Detected in the effluent from the station. A concentration of faecal

coliforms of 9.48 × 10 3 CFU / 100 ml, higher than the Burkinabe whichone set at 2 x 10

3

CFU / 100 ml was counted in the treated wastewater

A diagnosis of the equipments and infrastructures of the station and the wastewater

collection network was then carried out through inspections and audits. The results show an

advanced deterioration of the structures and numerous equipment failures.

Finally, the study proposes a rehabilitation of the network for the collection and

disposal of wastewater and a treatment by waste stabilization pond in order to have a better

quality of liquid effluent treatment of Koudougou’s Regional Hospital.

Key Words:

1- Hospital wastewater

2- Diagnosis

3- Collection network

4- Wastewater treatment plant

5- waste stabilization pond


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Master en ingénierie de l’eau et de l’assainissement/ PAGABELEM Ardjouma v

Liste des abréviations

C.CLIN : Centre de Coordination de la Lutte contre les Infections

Nosocomiales

CHR : Centre Hospitalier Régional

CHU : Centre Hospitalier Universitaire

COT : Carbone Organique Total

CP : Coefficient de pointe

DBO5 : Demande biochimique en Oxygène de cinq jours

DCO : Demande Chimique en Oxygène

E. coli : Escherichia coli

ECU : Effluents Classiques Urbains

EH : Effluents Hospitaliers

EPS : Etablissement Public de Santé

MES : Matières En Suspension

MEST : Matières En Suspension Totales

NH4+: Ammoniac

NTK: Azote Total Kjeldahl

ODD : Objectifs du Développement Durable

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

pH : Potentiel d’Hydrogène

PVC : Polychlorure de vinyle

PEHD:

SFHH

Polyéthylène Haute Densité

Société Française d’Hygiène Hospitalière

STEP: Station d’Epuration

US EPA: United States Environmental Protection Agency


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Table des matières

INTRODUCTION ...................................................................................................................... 1

CHAPITRE I : SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE ................................................................. 3

I. Généralités sur les effluents liquides hospitaliers ........................................................... 3

1.1. Origines des effluents liquides hospitaliers ............................................................. 3

1.2. Caractéristiques des eaux usées hospitalières .......................................................... 4

1.3. Risques sanitaires, environnementaux et normes de rejets des effluents liquides

hospitaliers .......................................................................................................................... 5

II. Réseaux de collecte et d’évacuation des eaux usées ....................................................... 7

III. Traitement des eaux usées hospitalières ...................................................................... 9

3.1. Traitement primaire................................................................................................ 10

3.2. Traitement secondaire des eaux usées ................................................................... 11

3.3. Traitement tertiaire ................................................................................................. 12

CHAPITRE II : MATERIELS ET METHODES .................................................................... 14

I. Site de l’étude ................................................................................................................ 14

1.1. Présentation du site de l’étude ............................................................................... 14

1.2. Description du système de collecte et de traitement des eaux usées du CHR ....... 15

II. Méthodologie générale de l’étude ................................................................................. 16

2.1. Echantillonnage ...................................................................................................... 16

2.2. Analyse des échantillons ........................................................................................ 17

2.3. Détermination des performances épuratoires ......................................................... 18

2.4. Diagnostic du réseau, des équipements et des infrastructures de la station ........... 18

III. Choix et dimensionnement d’un système optimisé de traitement des eaux usées du

CHR 18

3.1. Evaluation de la production des eaux usées du CHR. ........................................... 19

3.2. Démarche méthodologique pour le dimensionnement des bassins de lagunage ... 20

CHAPITRE III : RESULTATS ET DISCUSSION ................................................................. 22

I. Etat des lieux du procédé de traitement des eaux usées ................................................ 22

1.1. Production des eaux usées du CHR. ...................................................................... 22

1.2. Paramètres de pollution des eaux usées de la STEP .............................................. 22

1.3. Infrastructures et équipements de la station de traitement des eaux usées ............ 26

II. Etat des lieux du réseau de collecte des eaux usées ...................................................... 29

CHAPITRE IV: PROPOSITIONS DE SOLUTIONS ............................................................. 33


Faso)

Master en ingénierie de l’eau et de l’assainissement/ PAGABELEM Ardjouma vii

I. Réseau de collecte des eaux usées ................................................................................. 33

II. Procédé de traitement des eaux usées............................................................................ 34

III. Dimensionnement des ouvrages et estimation des coûts pour la mise en œuvre des

actions proposées. ................................................................................................................. 35

3.1. Dimensionnement des lagunes ............................................................................... 35

3.2. Estimation des coûts pour la mise en œuvre des actions proposées ...................... 37

CONCLUSION ........................................................................................................................ 39

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ................................................................................. 40

ANNEXES ............................................................................................................................... 44


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Master en ingénierie de l’eau et de l’assainissement/ PAGABELEM Ardjouma viii

Liste des tableaux

Tableau I: Normes de rejet des eaux usées dans le milieu naturel au Burkina Faso .................. 6

Tableau II: Comparaison entre assainissement par mini-égout décanté, mini-égout simplifié et

réseau conventionnel .................................................................................................................. 9

Tableau III: Paramètres et méthodes utilisés pour l'analyse .................................................... 17

Tableau IV: Quantité d'eau pour les différents usages dans une structure de soin .................. 19

Tableau V: démarche pour la détermination de la production d'eaux usées ............................ 19

Tableau VI: Démarche de dimensionnement du bassin facultatif ............................................ 20

Tableau VII: Démarche de dimensionnement du bassin de maturation ................................... 21

Tableau VIII: Estimation du débit d’eaux usées produites par le CHR de Koudougou .......... 22

Tableau IX: Caractéristiques des eaux usées entrant dans la STEP ......................................... 23

Tableau X: Caractéristiques des eaux usées traitée de la STEP ............................................... 25

Tableau XI: performances épuratoires de la STEP .................................................................. 26

Tableau XII. Synthèse des caractéristiques géométrique du dégrilleur ................................... 36

Tableau XIII. Synthèse du dimensionnement des bassins ....................................................... 36

Tableau XIV. Synthèse des caractéristiques géométriques des bassins de stabilisation .......... 36

Tableau XV: Evaluation des coûts des travaux de réhabilitation du réseau et de construction

d’une nouvelle STEP ................................................................................................................ 37

Tableau XVI: Budget du suivi du réseau et de la STEP .......................................................... 38


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Master en ingénierie de l’eau et de l’assainissement/ PAGABELEM Ardjouma ix

Liste des figures

Figure 1: fosse septique ........................................................................................................... 10

Figure 2: Cartographie de la commune de Koudougou ........................................................... 14

Figure 3: Schéma du principe de fonctionnement du système de traitement des eaux usées du

CHR. ......................................................................................................................................... 15

Figure 4: Station d’épuration des eaux et entretien du filtre anaérobie................................. 16

Figure 5: Dépôt de boues sur les dalles. ................................................................................... 27

Figure 6: Situation des boues après un an de curage du filtre anaérobie ................................. 27

Figure 7: L’agitateur et sa boite de commande électrique en panne. ....................................... 28

Figure 8: pompe de refoulement en panne. .............................................................................. 29

Figure 9: Regard de visite du point de rencontre des collecteurs ............................................. 31

Figure 10: Des racines de plantes bouchant les conduites ....................................................... 31

Figure 11: Conduite d’évacuation sous l’effet de la corrosion ................................................ 32

Figure 12: Schéma synoptique du système envisagé ............................................................... 35


Faso)

Master en ingénierie de l’eau et de l’assainissement/ PAGABELEM Ardjouma 1

INTRODUCTION

La cible six (06) des Objectifs du Développement Durable (ODD) consacrée à l’accès

universel à l’eau et à l’assainissement constitue un défi majeur pour les pays en

développement notamment ceux de l’Afrique subsaharienne dont le Burkina Faso. Selon les

statistiques du Ministère en charge de l’eau et de l’assainissement, seulement 12% des

ménages ont accès à l’assainissement en milieu rural (MEA, 2016). La situation est plus

préoccupante en ce qui concerne la gestion des effluents liquides en milieu hospitalier

d’autant plus que le constat actuel est que les établissements de santé sont partiellement

mobilisés sur la gestion environnementale. Les déchets solides sont majoritairement ceux qui

font l’objet d’une gestion de flux et d’un suivi jusqu’à leur destruction. Selon Diallo (2011)

sur 206 formations sanitaires que compte la ville de Ouagadougou, le Centre Hospitalier

Universitaire National Yalgado Ouédraogo est l’unique hôpital où une partie des eaux usées

est traitée, ce qui signifie que la plupart des effluents hospitaliers sont évacués dans la nature

avec les conséquences sanitaires éventuelles que cela engendre pour la population.

Des études déjà réalisées aboutissent pourtant à la conclusion que les hôpitaux sont de

grands producteurs d’eaux usées. L’Hôpital National de Niamey ainsi que l’Hôpital National

de Lamordé au Niger rejettent en moyenne respectivement 480m3/j et 178m3/j (Amadou, et

al., 2011). Le Centre Hospitalier Universitaire National Yalgado Ouédraogo quant à lui rejette

un volume d’effluent estimé selon Zongo et al., (2012) à 100 000m3/an soit 275m³/j. Il est

donc nécessaire que les établissements sanitaires cherchent à maîtriser leurs rejets liquides car

les hôpitaux pourraient être à l’origine d’une pollution dont il faut absolument tenir compte

dans une démarche générale d’évaluation du risque sanitaire et environnemental.

Cependant, force est de noter que s’il est nécessaire de disposer des infrastructures et

des équipements de collecte et de traitement des eaux usées, il est aussi requis que ces

ouvrages fassent l’objet d’un suivi et d’un entretien rigoureux afin d’assurer la qualité de

traitement souhaité. Le Centre hospitalier Régional (CHR) de Koudougou, l’un des neuf (9)

centres hospitaliers régionaux du Burkina Faso, possède un système de collecte et de

traitement des eaux usées depuis sa création en 1988. Suite à près de deux décennies de

fonctionnement, le système semble connaître des dysfonctionnements. Cela a amené les

responsables du CHR à solliciter un appui technique auprès de l’ONEA. C’est pour répondre

à cette demande que la présente étude a été proposée par l’ONEA. Elle a pour objectif général

de faire un diagnostic global du système de collecte et de traitement des eaux usées du CHR


Faso)


de Koudougou afin de proposer des solutions d’amélioration du réseau de collecte et des

performances épuratoires de la station de traitement. Plus spécifiquement il s’agira :

de faire un diagnostic de l’état des infrastructures et du fonctionnement du réseau de

collecte et d’évacuation des eaux usées ;

d’évaluer les performances épuratoires de la pollution organique et microbienne de la

station d’épuration;

de proposer des solutions techniques et économiques pour une amélioration du

système de collecte et de traitement des eaux usées.

La présente étude s’articule autour de quatre chapitres :

le premier chapitre passe en revue la littérature relative aux résultats et expériences

acquis dans le monde sur la caractérisation, le transport et le traitement des eaux usées

en milieu hospitalier ;

le deuxième chapitre traite des matériels et méthodes utilisés dans le but d’atteindre les

objectifs de l’étude ;

le troisième chapitre aborde les résultats et discussion ;

le quatrième chapitre présente des solutions permettant de résoudre les problèmes

identifiés à l’issue du diagnostic.


Faso)


CHAPITRE I : SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE

La synthèse bibliographique a pour objectif de faire le point sur les différents résultats,

notions, concepts et méthodes issus de la littérature concernant la gestion des eaux usées de

façon générale et en particulier les effluents liquides hospitaliers. Cette partie aborde les

généralités sur les effluents liquides hospitaliers, les réseaux de collecte de ces effluents ainsi

que leur traitement.

I. Généralités sur les effluents liquides hospitaliers

1.1. Origines des effluents liquides hospitaliers

Les origines des effluents liquides hospitaliers sont analysées sous deux aspects à savoir

l’aspect qualitatif et l’aspect quantitatif. D’un point de vue qualitatif, les eaux usées des

formations sanitaires peuvent être classées en trois grandes catégories (Deloffre-Bonnamour

1995, Emmanuel 2004):

les rejets d’origine domestique qui regroupent les eaux provenant des cuisines, les

rejets résultant de l’hygiène des patients non contagieux et du personnel ;

les rejets assimilables à des effluents industriels qui sont générés par certains

équipements spécifiques (blanchisseries, climatisations, ateliers, garages) ;

les effluents spécifiques aux établissements de santé qui sont générés par les activités

de soins, d’analyse et de recherche. Cette dernière catégorie, responsable de la

singularité des effluents hospitaliers contient principalement les produits désinfectants

et antiseptiques, les germes pathogènes, les médicaments et les métaux lourds tels que

le mercure et l’argent.

Les désinfectants et les antiseptiques sont utilisés en masse dans un hôpital pour la

désinfection des surfaces et celle du matériel médico-chirurgical. Les produits les plus utilisés

sont principalement des dérivés chlorés (eau de Javel…), la Bétadine (composé iodé).

L’hôpital rejette également des germes pathogènes issus des personnes malades

(Pseudomonas aeruginosa…) qui peuvent se retrouver dans les eaux vannes (Darsy et al.

2002, Boillot 2008)

En ce qui concerne l’aspect quantitatif, les hôpitaux consommeraient 400 à 1 200 litres

d'eau par jour et par lit (Deloffre-Bonnamour 1995, CCLIN 1999). La consommation d’eau

par lit serait ainsi approximativement deux fois supérieure de celle attendue sur la base de «

l’Équivalent-Habitant» estimé à 200litres par habitant et par jour dans les pays développés


Faso)


(Mansotte 2000). Cette importante consommation d’eau génère une production très

conséquente d’eaux usées. De ces spécificités qualitatives et quantitatives découlent des

caractéristiques physico-chimiques, microbiologiques et écotoxicologiques.

1.2. Caractéristiques des eaux usées hospitalières

Les activités spécifiques des centres hospitaliers génèrent des effluents liquides

chargés de micro-organismes (certains multi-résistants aux antibiotiques), des produits

chimiques toxiques (tels des résidus médicamenteux), des réactifs antiseptiques et des

détergents. Les travaux réalisés sur la microbiologie des effluents hospitaliers mettent en

évidence de façon systématique la présence de germes ayant acquis des caractères de

résistance aux antibiotiques (Leprat 1998). Cependant par comparaison à certains rejets

domestiques, les eaux usées hospitalières ont en général une charge microbiologique plus

faible. Les concentrations en coliformes fécaux sont évaluées en moyenne entre 104 et 10

6

UFC /100 ml selon Darcy et al. (2002) alors que la concentration moyenne est de 108 UFC /

100 ml dans les effluents urbains (Metcalf et Eddy, 1991; Barkay et al. 1995). Ces faibles

concentrations serraient le résultat de l’utilisation régulière de désinfectants. Ces bactéricides

peuvent avoir une influence négative sur le rendement des processus biologiques des stations

d’épuration (Evens et al. 2001, Darcy et al. 2002, Leprat 1998, Bernet and Fine 2000).

S’agissant de la pollution organique, plusieurs auteurs s’accordent à dire que les

effluents hospitaliers sont plus chargés que les eaux usées urbaines. (Evens et al. 2001,

Mansotte 2000). A titre d’exemple, Jehannin, (1999) a démontré que les effluents du CH de

Hyères avaient des concentrations importantes en DCO (1 900 mg/l) et en DBO5 (700 mg/l).

D’autres auteurs ne sont pas de cet avis. Pour Darcy et al., (2002), les effluents hospitaliers

présentent des caractéristiques globalement très proches de celles des eaux usées domestiques.

Selon US EPA (1989) cité par Boillot, (2008) « les eaux usées provenant des hôpitaux sont

essentiellement domestiques et peuvent être caractérisées par la mesure des paramètres

globaux dans les limites suivantes : DBO5 : 50 à 400 mg/l, DCO : 150 à 800 mg/l, MEST : 60

à 200 mg/l et COT : 50 à 300 mg/l ». Aussi, les polluants contenus dans les effluents de

certains centres hospitaliers présentent-ils un caractère faiblement biodégradable. Evens et al.

(2001) ont trouvé un rapport DCO /DBO5 égale à 2,02 au niveau des eaux usées d’un hôpital

français. Pour l’hôpital d’Hyères d’après les résultats trouvés par Jehannin (1999), le rapport

varie entre 2 et 3 dans la journée et entre 3 et 5 dans la nuit. Cela traduit une faible

biodégradabilité des polluants contenu dans les effluents surtout pendant la nuit. Il en est de


Faso)


même des eaux usées du Centre Hospitalier Universitaire National Yalgado Ouédraogo

d’après les résultats trouvés par Zongo et al., (2012).

A ces pollutions microbiologiques et organiques s’ajoutent aussi celles des métaux

lourds tels que le mercure et l’argent issus, pour l’un des thermomètres à mercure (qui tendent

à disparaître) et pour l’autre du service de radiologie. Les effluents liquides hospitaliers

présentent donc des caractéristiques très spécifiques et comportent de ce fait des risques

sanitaires et environnementaux certains.

1.3. Risques sanitaires, environnementaux et normes de rejets des effluents

liquides hospitaliers

Les effluents générés par l’activité hospitalière peuvent présenter un danger potentiel

pour l’homme et son environnement compte tenu de la nature et de l’importance des

substances spécifiques qu’ils contiennent (Darsy et al., 2002). On peut distinguer deux types

de risques provenant des effluents hospitaliers à savoir un risque biologique et un risque

chimique. Le risque biologique concerne le personnel, ceux qui fréquentent l’hôpital (risque

infectieux et de contamination) et l’environnement (risque de contamination du milieu

récepteur par des bactéries ou virus). Le risque chimique (ou toxique) concerne également la

santé publique et l’environnement ainsi que la flore biologique de la station d’épuration.

1.3.1. Risque infectieux

Le risque infectieux résiderait plus dans la présence de certaines bactéries multi

résistantes aux antibiotiques (Proteus vulgaris, Mycobactéries) et de certaines souches

typiquement hospitalières (Enterobacter sakazakii) (SFHH, 1993; Leprat, 1998; Emmanuel et

al., 2005). Les agents infectieux strictement pathogènes proviennent des patients atteints de

tuberculose, de la varicelle, d’infections à méningocoques, de salmonelloses … Certaines

bactéries telles que Pseudomonas aeruginosa et des staphylocoques pathogènes ont été

identifiés comme étant plus concentrées dans les eaux hospitalières (Schlosser, 1999).

Les fèces ainsi que les effluents biologiques des malades (sang…) provenant des blocs

opératoires, des maternités et des laboratoires d’analyse, présentent un risque infectieux non

négligeable. Ces effluents sont en effet chargés de matières organiques, de microorganismes,

d’antiseptiques, de détergents et de désinfectants ainsi que de solutions chlorées générant ainsi

un risque infectieux pour le personnel hospitalier ( Darcy et al., 2002).


Faso)


1.3.2. Risque toxique

Le risque toxique concerne à la fois l’environnement et la santé publique. Les eaux

hospitalières peuvent être contaminées par des métaux lourds (mercure, argent, chrome,

nickel, cobalt…) et par des molécules organiques (solvants, antibiotiques, désinfectants,

détergents, médicaments…). Une étude réalisée en 1994 par la Société Française d’Hygiène

Hospitalière (SFHH) a permis de confirmer la toxicité élevée des effluents hospitaliers et

d’émettre des hypothèses quant à son origine (Deloffre-Bonnamour, 1995) . Une de ces

hypothèses porte sur la présence de rejets contenant des produits détergents et des

désinfectants. Les principes actifs des médicaments présentent aussi plusieurs risques pour

l’homme et pour l’environnement. En effet, le contact direct avec ces principes actifs

provoque des risques d’ordre mutagène, tératogène et cancérigène ( Darcy et al., 2002).

En ce qui concerne les métaux lourds, leur rejet accidentel dans le réseau d’eau usée

contribue à la contamination diffuse de l’atmosphère et du milieu aquatique. Le mercure

métal par exemple est transformé en mercure organique par les bactéries dans les sédiments

des rivières où il est stocké. Il est alors absorbé par le plancton puis s’accumule dans les

poissons. Ce phénomène de bioaccumulation dans la chaîne alimentaire peut provoquer des

désordres neurologiques graves lorsqu’il y a une consommation régulière de poissons

fortement contaminés.

1.3.3. Normes de rejet des eaux usées

Pour minimiser les impacts liés à ces différents risques, la règlementation impose des

normes de rejet des eaux usées. Le décret N°2015- 1205/PRES- TRANS/PM/MERH/

MEF/MARHASA/MS/MRA/MICA/MME/MIDT/MATD portant normes et conditions de

déversements des eaux usées au Burkina Faso en son article 10 stipule que les normes de

déversement des eaux usées dans les eaux de surface sont fixées pour les MES, DBO5, DCO,

pH, Température et coliformes fécaux conformément au tableau I

Tableau I: Normes de rejet des eaux usées dans le milieu naturel au Burkina Faso

N° Paramètres Valeurs maximales admissibles

01 MES 60mg /l ou 150mg/l pour les déversements

provenant de procédés d’épuration par

lagunage

02 DBO5 40 mg/l


Faso)


03 DCO 150mg/l

04 pH 6,5 - 9

05 Température (°C) 40 °C

07 Coliformes fécaux 2000 UFC/100ml

Source : Extrait du décret N°2015- 1205

II. Réseaux de collecte et d’évacuation des eaux usées

La collecte et le transport des eaux usées dans l’assainissement collectif se fait à

travers un réseau d’égout. Par définition, un réseau d’égout est une technologie dont le rôle

est de convoyer les eaux usées des lieux de production (habitations, unités industrielles,

administrations…) vers un site de traitement ou de rejet approprié. On distingue généralement

deux types de réseau d’évacuation des eaux usées qui sont le réseau conventionnel et le réseau

non conventionnel. Les égouts conventionnels sont de grands réseaux de conduites souterrains

transportant les eaux vannes, les eaux grises et les eaux de drainage des ménages à une station

de traitement centralisé. Le réseau d’égout non conventionnel quant à lui, est une technologie

dont la particularité est l’évacuation des eaux usées par mini-égout. Il s’affranchit de certaines

contraintes des égouts conventionnels (diamètre des tuyaux réduit, mode de raccordement

simplifié, profondeur d’enfouissement réduite, etc.). Comparés aux égouts conventionnels,

ces particularités techniques réduisent le coût d’investissement (Ily et al. 2014).

Dans le contexte des pays en développement où les réseaux d’égout conventionnels

sont rares pour des raisons économiques, les petites et moyennes installations industrielles et/

ou administratives et les petites agglomérations font recours au réseau d’égout non

conventionnel qui convoient les eaux usées vers des systèmes de traitement décentralisé. Cette

option est une solution mise en œuvre depuis plusieurs décennies et qui fait l’objet d’un

intérêt croissant des acteurs de l’assainissement du continent africain (Ily et al. 2014). Il y a

deux types de réseau d’égout non conventionnel :

le réseau simplifié ;

le réseau décanté.

Le réseau d’égout simplifié sert à évacuer directement l’ensemble des eaux usées

(eaux noires et grises). Ses composantes et sa mise en œuvre s’appuient sur une faible pente,

une faible profondeur de pose ainsi que sur de petits diamètres des conduites ( Hamouni et

al. 2015).


Faso)


Le réseau décanté encore appelé réseau d’égout simplifié sans matières solides est un

réseau de petit diamètre transportant des eaux usées prétraitées (effluent d’une fosse septique

ou d’un bassin de décantation) à une station de traitement ou à un point de rejet au milieu

naturel. Une condition préalable pour les réseaux décantés est le traitement primaire efficace

au niveau des lieux de production des eaux usées (ménages, services). L’intercepteur, la fosse

septique ou le bassin de décantation enlève les particules décantables qui pourraient colmater

les petites conduites (Tilley et al. 2008). Comme il y a peu de risque de colmatage, les égouts

ne doivent pas être autonettoyants, c'est-à-dire qu’on n’a pas besoin d’exiger une vitesse

minimale d’écoulement et peuvent donc être réalisés à de faibles profondeurs. Cependant,

cette technologie exige un entretien régulier de la part des utilisateurs. La fosse septique doit

être régulièrement entretenue et vidangée pour assurer une performance optimale du réseau

décanté. Si le traitement primaire est efficace, le risque de colmatage dans les conduites est

bas, mais un entretien périodique sera exigé. Les égouts devraient être purgés une fois par an

en tant qu'élément d'entretien régulier indépendamment de leur performance. (Tilley et al.

2008, Ily et al. 2014). Le tableau II donne une comparaison des trois types de réseau

disponibles tout en mettant en exergue les particularités techniques du réseau d’égout non

conventionnel permettant de réduire les coûts d’investissement par rapport au réseau

conventionnel.

Pour le cas spécifique des eaux usées hospitalières, compte tenu de leurs

caractéristiques, la nature des canalisations est d’une importance capitale pour une bonne

évacuation des effluents. Les tuyaux en PVC et en PEHD sont majoritairement utilisés

aujourd’hui en raison de leur bonne résistance aux produits chimiques corrosifs. Tandis que

les tuyaux en acier ou en fonte sont de moins en moins préconisés à cause de leur sensibilité

aux produits corrosifs. (Breton, 2014) La corrosion est en effet causée par les effluents ayant

un faible niveau de pH ou par des fermentations septiques résultant d’une stagnation des

effluents dans le réseau pouvant conduire à des attaques acides (H2SO4).


Faso)


Tableau II: Comparaison entre assainissement par mini-égout décanté, mini-égout simplifié

et réseau conventionnel

Mini-égout décanté Mini-égout

simplifié

Réseau d’égout

conventionnel

Solution de prétraitement

au niveau du maillon amont

Décanteur domiciliaire

ou partagé

Pas de

prétraitement

Pas de

prétraitement

Diamètre des canalisations

du réseau tertiaire

40 à 100 mm 100 à 150 mm 150 mm


du réseau secondaire

40 à 100 mm 100 à 150 mm 250 mm


du réseau primaire

Un réseau de mini-égout ne dispose pas de

réseau primaire, mais il peut être raccordé

à un égout conventionnel

Jusqu’à 600 mm pour un

réseau séparatif,

plusieurs mètres pour un

réseau unitaire

Gradient de pente minimal 0,5 % 1 % 0,5 - 1 %

Profondeur

d’enfouissement

minimale

30cm (hors voies carrossables) 1 m (sous voies

carrossables)

Tracé du réseau En majorité dans l’espace privé ou sous les

trottoirs

En majorité sous les

routes

Mode de traitement Station de traitement décentralisée ou rejet

dans le réseau conventionnel

Station de traitement

centralisée

Source : (Ily et al. 2014)

Le tableau II fait ressortir les particularités techniques du réseau décanté (faibles diamètres,

faibles pentes, faibles profondeurs d’enfouissement) offrant un avantage particulier en terme

de coût d’investissement par rapport au réseau conventionnel.

III. Traitement des eaux usées hospitalières

La problématique de la pollution de l’environnement par les eaux usées est de plus en

plus préoccupante de nos jours notamment dans les pays en développement. La prise de

conscience des populations de la nécessité de protéger l’environnement, d’assainir le cadre de

vie, de même que l’existence des dispositions règlementaires obligent les grands producteurs

d’eaux usées comme les formations sanitaires à se tourner vers des systèmes de traitement des


Faso)


eaux usées. Dans les zones urbaines où la densité de la population est importante et les

ressources financières et humaines plus disponibles, les eaux usées sont canalisées vers des

ouvrages de traitement collectifs dont l’opération est encadrée par des exigences de rejet et un

suivi des performances en vue de maintenir le rendement attendu. Dans les villes moyennes,

par contre les unités de production d’eaux usées devront avoir recours à des systèmes de

collecte et de traitement décentralisés. D’une manière générale, les systèmes de traitement

sont basés sur des procédés physiques, biologiques et sont parfois complétés par un procédé

chimique. Les filières de traitement sont constituées de traitement primaire, de traitement

secondaire et de traitement tertiaire.

3.1. Traitement primaire

Le traitement primaire consiste à clarifier les eaux usées par la décantation des

matières en suspension et la digestion partielle des matières organiques décantées. Au niveau

des formations sanitaires de moyenne capacité des pays en développement à l’instar du CHR

de Koudougou, le traitement primaire est assuré par la fosse septique. Selon Boutin et al.,

(2003) la fosse septique et le bassin anaérobie assurent l’abattement de la DBO5 et des MES.

La fosse septique est la forme de station d'épuration décentralisée à petite échelle la plus

répandue dans le monde (Sasse, 1998). C’est une fosse imperméable comportant deux

compartiments (figure 1) et destinée à recevoir les eaux grises et les eaux vannes.

Figure 1: fosse septique (Tilley et al. 2008)


Faso)


Le premier compartiment assure la décantation et la digestion anaérobie de la matière

organique décantée tandis que le surnageant transite par le second compartiment. En terme de

performance épuratoire, on sait grâce aux travaux de Tilley et al., (2008), que la fosse

septique permet un abattement en MES de 50% et un abattement de 40% en DBO5.

Cependant, le taux d’élimination des MES est considérablement réduit lorsque les boues

accumulées occupent plus de 2/3 de la fosse (Sasse 1998). Cette situation doit être évitée

surtout lorsque la fosse septique est suivie d’un ouvrage de traitement secondaire comme le

filtre anaérobie à cause des risques de colmatage du filtre.

3.2. Traitement secondaire des eaux usées

Le traitement secondaire des eaux usées est un traitement biologique qui consiste à

mettre en contact les matières organiques dissoutes avec des micro-organismes présents

naturellement dans les eaux usées. Cette étape se déroule généralement dans le bassin

d’aération pour les stations à boues activées, dans les bassins facultatifs pour le lagunage à

microphytes et dans le lit bactérien, disque biologique ou les lits filtrants en ce qui concerne

les systèmes de traitement sur culture fixée.

3.2.1. Procédé à culture fixée

Dans le cas de petites installations où le traitement primaire est réalisé par des fosses

septiques, le traitement secondaire peut se faire à travers un filtre anaérobie. Dans le filtre, la

matière dissoute, non décantable, est mise en contact avec les bactéries actives qui assurent la

digestion car la pollution représente une source de nourriture pour les bactéries. Les filtres

anaérobies peuvent fonctionner en flux descendant ou ascendant. Le système ascendant est le

plus fréquent, parce qu'on réduit ainsi le risque de lessiver les bactéries actives. Par contre, le

nettoyage du filtre est plus aisé en flux descendant (Sasse 1998). Lorsque le bio film bactérien

devient trop important, il faut l’éliminer. Ceci peut être réalisé par lessivage ou en enlevant la

masse filtrante pour la laver ailleurs.

Le filtre anaérobie est particulièrement adapté au traitement des eaux usées

domestiques et industrielles ayant un faible taux de matière en suspension. C’est pourquoi un

bon traitement primaire dans un décanteur ou dans une fosse septique est indispensable. La

qualité épuratoire d’un filtre anaérobie bien entretenu varie entre 70% à 90% de réduction de

la DBO5 (Sasse 1998).


Faso)


3.2.2. Système de lagunage à microphytes

Les bassins de lagunage sont de grands plans d’eau artificiels. Les bassins sont remplis

d'eau usée qui est alors traitée par des processus naturels. L’épuration des eaux usées dans les

bassins se fait par des processus naturels avec des temps de séjours assez longs. Les bassins

de lagunage fonctionnent dans la plupart des climats, mais sont les plus efficaces dans les

climats chauds et ensoleillés (Tilley et al. 2008). Les effluents des formations sanitaires étant

proches des eaux usées domestiques, le lagunage peut être utilisé pour le traitement de ces

effluents. A titre d’exemple, le Centre Hospitalier Universitaire Blaise Compaoré et le CHR

de Dori au Burkina Faso utilisent des procédés par lagunage pour le traitement de leurs

effluents.

De manière classique, il y a trois types de bassins à savoir le bassin anaérobie, le

bassin facultatif et le bassin de maturation mais le traitement secondaire se réalise surtout

dans le bassin facultatif mais aussi dans le bassin de maturation. Le bassin facultatif est moins

profond (1 à 2,5m) que le bassin anaérobie et des processus aérobies et anaérobies s’y

produisent. La couche inférieure est privée d’oxygène et devient anoxique ou anaérobie. Les

solides décantables s’accumulent et sont digérés au fond du bassin. Les organismes aérobies

et anaérobies travaillent ensemble pour atteindre des réductions de DBO5 jusqu’à 75% (Tilley

et al., 2008). Après les bassins facultatifs peuvent être reliés à autant de bassins de maturation

que nécessaire pour un traitement de finition.

3.3. Traitement tertiaire

Pour des effluents des formations sanitaires, il y a un risque potentiel que les eaux

traitées par un filtre anaérobie contiennent toujours des agents pathogènes et surtout ayant

développé une résistance aux antibiotiques. Dans ces conditions, il est nécessaire d’avoir une

étape de désinfection. Plusieurs procédés de désinfection existent mais la plus ancienne

demeure la chloration. Le chlore est injecté directement dans les eaux usées. Il peut être utilisé

sous forme de chlore gazeux, d’hypochlorite de sodium et d’hypochlorite de calcium. Cet

oxydant très puissant permet l’élimination de la plupart des micro-organismes pathogènes

même à faible dose. Toutefois, la désinfection des eaux usées par chloration peut avoir un

impact négatif sur la faune et la flore aquatique à cause de la toxicité du chlore résiduel. De

plus, les réactions entre le chlore et les matières organiques restantes dans les eaux peuvent

former des sous-produits organochlorés, parfois cancérigènes (Bourbon et al., 2015).


Faso)


Dans le cas du lagunage à microphytes, les bassins de maturation jouent le rôle de

désinfection des eaux usées dans le traitement. Ils sont de faibles profondeurs (entre 0,8 m et

1,2 m) et permettent une désinfection des eaux. En effet, grâce à une faible profondeur, le

rayonnement solaire contribue à la désinfection. La durée de temps de séjour est un facteur

très important. Plus le temps de séjour est long, plus l’élimination des microorganisme est

notable (Boutin et al., 2009). Les bactéries pathogènes sont éliminées de 90 à 99 %. Par

contre, l’élimination des virus est moins efficace (Bourbon et al. 2015).

L’infiltration-percolation peut également être utilisée comme traitement de finition

(Boutin et al., 2009, Diallo, 2011). Dans certains cas, le traitement tertiaire visera aussi

l’élimination des nutriments comme le phosphore et l’azote.


Faso)


CHAPITRE II : MATERIELS ET METHODES

L’objet de cette partie est de présenter la démarche méthodologique ainsi que les

moyens matériels utilisés dans le cadre de ce travail de mémoire. Ce chapitre présente tout

d’abord le site de l’étude, ensuite la méthodologie générale de l’étude et enfin la démarche

méthodologique pour le choix et le dimensionnement d’un système optimisé de traitement des

eaux usées du CHR de Koudougou.

I. Site de l’étude

1.1. Présentation du site de l’étude

La ville de Koudougou, dans laquelle se trouve le CHR, est située au centre-ouest du

Burkina Faso, à 100 Km de la capitale Ouagadougou. Elle est reliée à Ouagadougou par une

bretelle de 36 Km sur la route nationale N°1 et par le chemin de fer Abidjan-Niger. Le climat

est de type soudano - sahélien, caractérisé par deux saisons. Une saison sèche et une saison

pluvieuse. La figure 2 présente la cartographie de la commune de Koudougou.

Le Centre Hospitalier Régional de Koudougou baptisé “ Hôpital de l’Amitié”, a été

construit grâce à la coopération entre la République Populaire de Chine et le Burkina Faso. Il

est implanté au secteur n°1 de la ville de Koudougou et a une superficie de 10,78 ha.

L’hôpital est fonctionnel depuis juillet 1988 et sa capacité d’accueil actuelle est de 200 lits.

C’est un établissement Public de Santé (EPS) et de ce fait, il assure une mission de service

public de santé. Il est aussi un hôpital de référence de sept districts sanitaires que sont les

districts sanitaires de Koudougou, de Réo, de Nanoro, de Sapouy, de Léo, de Sabou et de

Ténado.

Figure 2: Cartographie de la commune de Koudougou


Faso)


1.2. Description du système de collecte et de traitement des eaux usées du CHR

La collecte et le traitement des eaux usées sont réalisés au sein de la structure. Les

eaux usées sont produites au niveau des différents services et évacuées dans des fosses

septiques pour un traitement primaire. Un système d’égout non conventionnel de type réseau

décanté évacue les effluents des fosses septiques vers la station de traitement. Il est constitué

de collecteurs tertiaires reliés à un collecteur secondaire qui évacue l’eau dans la station de

traitement. La station est composée

- d’un dégrilleur pour le prétraitement ;

- d’un lit filtrant anaérobie supplanté d’un bassin aérobie apparent ;

- d’un bassin de chloration comportant un agitateur mécanique permettant

d’homogénéiser le produit de désinfection dans l’eau traitée ;

- de deux puits d’infiltration. Un trop-plein placé à l’entrée de chaque puits d’infiltration

permet d’évacuer les eaux traitées dans un canal qui les véhicule jusqu’à l’exutoire qui

est une mare situé à environ sept kilomètres de la ville ;

- d’une pompe de refoulement placée à la sortie de la station qui permet de refouler

l’eau traitée dans les deux puits d’infiltration. La pompe est menue d’un flotteur et

fonctionne de manière automatique ;

- d’un bâtiment abritant la boite de commande électrique de l’agitateur et les bacs de

préparation des produits de désinfection.

La station est dimensionnée pour une capacité d’accueil de 150 lits et un débit d’eaux usées

de 30m3/j

Figure 3: Schéma du principe de fonctionnement du système de traitement des eaux usées du

CHR.


Faso)


L’essentiel du traitement biologique a lieu dans le filtre anaérobie dont le massif

filtrant est constitué de pierres concassées et des gravillons de 5 à 10 mm de diamètre. Le

filtre mesure 12 m de longueur sur 6 m de largeur et une profondeur de 0,6m. Le massif

filtrant est recouvert par des dalles. La figure 4 donne un aperçu de la STEP.

Figure 4: Station d’épuration des eaux et entretien du filtre anaérobie

L’image de gauche présente le bassin aérobie contenant les eaux usées et le local

abritant les équipements électriques et les bacs de préparation des produits de désinfection.

L’image de droite présente le filtre anaérobie en entretien. On peut remarquer la présence des

dalles recouvrant le massif filtrant. D’autres images des ouvrages de la STEP sont en annexe

1.

II. Méthodologie générale de l’étude

2.1. Echantillonnage

Pour apprécier la qualité du traitement des eaux usées par la STEP, des échantillons

ont été prélevés deux fois par semaine sur une période allant du 14 octobre au 25 novembre.

Un premier prélèvement a porté sur les effluents issus des fosses septiques à l’entrée de la

STEP et un deuxième s’est effectué à la sortie de la STEP. Un échantillonnage composite a

été réalisé à l’entrée de la STEP à raison de cinq prélèvements d’un litre chacun espacé d’une

heure. Les cinq litres sont ensuite mélangés afin de prélever un échantillon d’un litre. Un

prélèvement manuel instantané a été effectué pour les eaux usées traitée à la sortie de la

STEP. Les prélèvements sont effectués dans des flacons en plastique pour l’analyse des

paramètres globaux et dans des flacons en verre stériles pour les analyses bactériologiques.

Les récipients sont rincés au moment de l’emploi avec l’eau à examiner. Ils sont


Faso)


soigneusement étiquetés, placés dans une glacière puis transportés jusqu’au Laboratoire

d’analyse de l’ONEA et conservés à 4 °C pour être analysés le lendemain.

2.2. Analyse des échantillons

Les paramètres physiques tels que la température, le potentiel hydrogène et la

conductivité ont été mesurés in situ au moyen d’un pH-mètre WTW et d’un

conductimètre Suber Scan PC 300.

La Demande Chimique en Oxygène (DCO) exprimée en mg/l a été déterminée par

oxydation des matières organiques au dichromate de potassium à chaud en milieu acide et en

présence de sulfate d’argent comme catalyseur. La lecture de la valeur de l’absorbance a été

faite par spectrophotométrie à la longueur d’onde de 600nm.

La Demande Biochimique en Oxygène en 5 jours (DBO5) a été évaluée par la méthode

des oxitops.

Pour les Matières En Suspension (MES), la méthode de mesure adoptée est celle de la

pesée différentielle par filtration sur filtre GFC et séchage à 105°C jusqu’à poids constant, ce

qui correspond à environ deux heures.

La recherche des Coliformes fécaux et E. coli a été faite par ensemencement de

l’échantillon au ChromoCult Agar ES à 44,5°C

Le tableau IV présente les paramètres évalués et les méthodes utilisées pour l’analyse.

Tableau III: Paramètres et méthodes utilisés pour l'analyse

Paramètres Unités Méthodes

PH AFNOR 90-008

Température °C AFNOR 90-008

Conductivité μs/cm AFNOR T 90-031

Matière En Suspension mg/L AFNOR T90-105

Demande Chimique en Oxygène (DCO) mgO2/L Standard méthode

Demande Biologique en Oxygène (DBO5) mgO2/L Méthode aux Oxitop

Coliformes fécaux UFC/100m

Etalement sur gélose spécifique Chromocult

Agar ES pour coliforme

Escherichia coli UFC/100m

Etalement sur gélose spécifique Chromocult

Agar ES pour coliforme


Faso)


2.3. Détermination des performances épuratoires

A partir des résultats d’analyse, les performances épuratoires peuvent être déterminées

à travers la formule suivante.

Rendement épuratoire en % = 𝑉𝑎𝑙𝑒𝑢𝑟 𝑝𝑜𝑙𝑙𝑢𝑡𝑖𝑜𝑛 𝑒𝑛𝑡𝑟 é𝑒−𝑣𝑎𝑙𝑒𝑢𝑟 𝑝𝑜𝑙𝑙𝑢𝑡𝑖𝑜𝑛 𝑠𝑜𝑟𝑡𝑖𝑒

𝑉𝑎𝑙𝑒𝑢𝑟 𝑝𝑜𝑙𝑙𝑢𝑡𝑖𝑜𝑛 𝑒𝑛𝑡𝑟 é𝑒∗ 100

Quant à l’abattement microbien, il s’obtient à travers l’application de la formule :

A (ULOG) = −𝐿𝑜𝑔10 1−

𝑅

100 avec R = rendement épuratoire en %

2.4. Diagnostic du réseau, des équipements et des infrastructures de la station

Les travaux de diagnostic du réseau de collecte des eaux usées, des équipements et des

infrastructures de la station se sont réalisés à travers les visites de terrain. Il s’est agi de faire :

une inspection du réseau de collecte des eaux usées en vue de comprendre son

fonctionnement et déceler des dysfonctionnements éventuels ;

une inspection des regards de branchement ;

une vérification de l’arrivée de l’eau au niveau de la station et sa sortie de la station ;

une évaluation des pentes et des diamètres des conduites sur la base du

dimensionnement existant, les débits d’eaux usées actuels et par rapport aux données

de la littérature sur les réseaux similaires.

une vérification du fonctionnement des équipements de la station de traitement des

eaux usées ;

une inspection des infrastructures de la station de traitement des eaux usées.

Ces travaux ont permis de faire l’état des lieux du réseau de collecte des eaux usées ainsi que

les équipements et infrastructures de la station.

III. Choix et dimensionnement d’un système optimisé de traitement

des eaux usées du CHR

Le CHR de Koudougou dispose de 20 fosses septiques assurant le traitement primaire des

eaux usées. La station de traitement dispose des équipements qui fonctionnent avec de l’énergie

électriques et des pannes sont fréquemment constatées. Sur la base de la caractérisation des effluents

issus des fosses septiques qui présente des polluants fortement biodégradables et la disponibilité de


Faso)


l’espace dans la zone de l’actuelle STEP, nous proposons de réaliser un système de traitement par

lagunage à microphytes qui offre un meilleur rendement et dont l’entretien est plus aisé.

3.1. Evaluation de la production des eaux usées du CHR.

Le CHR de Koudougou est alimenté par deux sources d’eau potable à savoir l’ONEA

et un forage. Les eaux usées proviennent essentiellement des activités menées dans les

services médico-techniques, dans les services administratifs, la cuisine, la morgue et les eaux

vannes provenant des latrines à chasse utilisées par le personnel. En l’absence de données sur

l’indice de consommation de l’eau en milieu hospitalier au Burkina Faso, nous avons

considéré les directives de l’Organisation Mondiale de la Santé relatives à la quantité

minimale d’eau qui doit être mise à disposition pour les différents usages dans une structure

de soins. Le tableau V indique la quantité d’eau nécessaire pour la réalisation des activités

dans une formation sanitaire. Sur la base de la consommation d’eau potable, la production

d’eaux usées peut être estimée en appliquant un coefficient de rejet de 0,80.

Tableau IV: Quantité d'eau pour les différents usages dans une structure de soin

Désignation Quantité minimale d’eau nécessaire

Patients ambulatoires 5 litres par consultation

Patients hospitalisés 400 litres par patient et par jour

Salle d’opération ou service de maternité 100 litres par intervention

Centre d’alimentation thérapeutique pour des

patients hospitalisés

30 litres par patient par jour

Source : extrait directives OMS (2008, 2010)

Les démarches pour la détermination de la quantité journalière d’eaux usées produites sont

résumées dans le tableau V.

𝐶𝑝 = 1,5 +2,5

𝑄𝑚

Avec 𝐶𝑝 = Coefficient de pointe

𝑄𝑚 =Débit moyen exprimé en l/s

Tableau V: démarche pour la détermination de la production d'eaux usées


Faso)


Désignation nombres Débits eau de

consommation

Facteur de

rejet

Débits eaux usées Débits max

eaux usées

Patients en

consultation

n1 5 × 𝑛1 0,80 5 × 𝑛1 × 0,8 5 × 𝑛1 × 0,8

× 𝐶𝑝

Interventions

chirurgicales

n2 100 × 𝑛2 0,80 100 × 𝑛2 × 0,8 100 × 𝑛2 × 0,8

× 𝐶𝑝

Patients

hospitalisés

n3 400 × 𝑛3 0,80 400 × 𝑛3 × 0,8 400 × 𝑛3 × 0,8

× 𝐶𝑝

Alimentation

des patients

hospitalisés

n4 30 × 𝑛4 0,80 30 × 𝑛4 × 0,8 30 × 𝑛4 × 0,8

× 𝐶𝑝

Total ∑

3.2. Démarche méthodologique pour le dimensionnement des bassins de

lagunage

Les bassins de stabilisation sont dimensionnés de forme trapézoïdale. La formule de

Mara (1987) a été utilisée pour la détermination de la charge admissible de DBO5 par unité de

surface. Les eaux usées à la sortie des fosses septiques sont facilement biodégradables et

peuvent être traité par lagunage à microphytes.

Les démarches de dimensionnement des bassins sont résumées dans les tableaux VI et VII :

Tableau VI: Démarche de dimensionnement du bassin facultatif

Paramètres Unités Formules

Charge admissible de DBO5 Kg/ha/j λs = 350(1,107 − 0,002T)T−25

Volume journalier m3/j A estimer

Concentration en DBO5 g/m3 Déterminée par la caractérisation

des eaux

Charge totale en DBO5 Kg/j 𝐶𝐷𝐵𝑂5 =

𝑉𝑜𝑙 . 𝐽𝑜𝑢𝑟 𝑥 𝐷𝐵𝑂5

1000

Surface du bassin m² 𝑆 =

10 000𝑥𝐶𝐷𝐵𝑂5

λs


Faso)


Profondeur fixée m 𝐻 = Valeur fixée à 1.5

Volume du bassin m3 𝑉 = 𝑆𝑥𝐻

Temps de séjours jours 𝑇𝑟 =

𝑉

𝑉𝑗

Tableau VII: Démarche de dimensionnement du bassin de maturation

Paramètres Unités Formules

Constante de vitesse du premier ordre

pour l'élimination des bactéries

J-1

Kb = 2,6 (1,19)T−20

Nombre moyenne de coliformes

fécaux à la sortie

UFC/100ml Fixé par la norme à 1000

UFC/100ml

Volume du bassin m3 𝑉 = 𝑇𝑥𝑉𝑗

Hauteur moyenne considérée m 𝐻 = 𝑓𝑖𝑥é𝑒 à 1

Surface du bassin m² 𝑆 =

𝑉

𝐻

Temps de rétention du nième bassin jrs 𝑇𝑟 =

𝑁𝑒

𝑁𝑠 1 + Kb ∗ Tbf

1/𝑛

− 1 /Kb


Faso)


CHAPITRE III : RESULTATS ET DISCUSSION

Ce chapitre est consacré à la présentation des résultats auxquels l’étude a permis

d’aboutir. Les résultats suivis de discussion se présentent en deux parties. Une première partie

qui traite des résultats du diagnostic du système de traitement des effluents liquides

hospitaliers et une deuxième partie qui aborde les résultats du diagnostic du réseau de collecte

des eaux usées.

I. Etat des lieux du procédé de traitement des eaux usées

1.1. Production des eaux usées du CHR.

Selon les statistiques rapportées dans le plan d’action 2016 du CHR de Koudougou, le

nombre de consultants en 2014 était de 35 951, celui des hospitalisés était de 14 467 avec un

taux d’occupation moyen des lits de 75%. Ce qui correspond à une occupation moyenne de

150 lits par jour. Mais dans le cadre de cette étude, la capacité d’accueil du CHR qui est de

200 lits sera considérée. Le nombre d’interventions chirurgicales (chirurgie générale et

gynéco-obstétrique) était de 1824. En appliquant les directives de l’OMS relatives à la

quantité d’eau pour les activités dans les centres de santé, les quantités d’eaux usées produites

peuvent être estimées comme l’indique le tableau VIII.

Tableau VIII: Estimation du débit d’eaux usées produites par le CHR de Koudougou

Désignation Nombre Directives OMS débit d'éau

(m3/jr) débit d'eaux usées

(m3/jr)

Patients en consultation 35 951 5 L/patient 0,49 0,39

Patients hospitalisés 200 400 L/Patient/Jr 80 64

Interventions chirurgicales 1824 100 L/intervention 0,50 0,40 Alimentation des patients hospitalisés 200 30 L/Patient/Jr 6 4,80

Total 86,99 69,59

1.2. Paramètres de pollution des eaux usées de la STEP

1.2.1. Caractéristiques des eaux usées entrant dans la STEP

La caractérisation des eaux usées entrants dans la STEP s’est effectuée au travers des

analyses sur les échantillons prélevés à l’entrée de la station. La synthèse des résultats issus de

ces analyses est consigné dans le tableau IX. Les détailles sont en annexe 2


Faso)


Tableau IX: Caractéristiques des eaux usées entrant dans la STEP

Paramètres (n=16) Unités Moyennes Minima Maxima

Température °C 30,4 30,1 31,2

Conductivité (μS/cm) 428 334 608

pH

6,56 6,46 6,77

MES mg/l 169 75 260

DBO5 mg/l 226 184 282

DCO mg/l 330 286 398

DCO / DBO5 1,46 1,55 1,41

Coliformes fécaux (n=8) (UFC/100ml) 9,45 E+05 1,4 E+05 50 E+05

E. Coli (n=8) (UFC/100ml) 1,84 E+04

0,1 E+04 2 E+04

n= nombre d’échantillons

Les résultats des analyses permettent de constater que les eaux usées du CHR de

Koudougou présentent en terme de pollution chimique organique des concentrations

moyennes de 226 mg/l de DBO5 et 330 mg/l de DCO. Le rapport DCO/DBO5 qui est de 1,46

traduit une pollution facilement biodégradable. La faible concentration des polluants peut

s’expliquer par un bon fonctionnement des fosses septiques consécutif au curage réalisé deux

mois avant les prélèvements d’échantillons. En effet, les fosses septiques et la STEP font

l’objet d’un curage une fois par an et cela a été réalisé deux mois avant le prélèvement des

échantillons. Nonobstant ces résultats, la charge polluante évaluée à 15,73 kg/j de DBO5 est

largement supérieure à la charge nominale qui est de 6,78 kg/j de DBO5 si l’on considère le

débit nominal de 30 m3/j. Cette charge polluante qui est environ deux fois plus élevée que la

charge nominale indique que la station est actuellement sous-dimensionnée pour assurer un

bon traitement des effluents.

S’agissant de la pollution physique, l’analyse des paramètres physico-chimiques

permet de constater que les eaux usées issues des fosses septiques présentent des pH variant

entre 6,56 et 6,77 avec un PH moyen de 6,46. Ces valeurs de pH attestent que les eaux usées

sont légèrement acides. La valeur moyenne du pH est très proche des valeurs de pH de


Faso)


l’Hôpital National de Niamey (pH = 6,8) et de l’Hôpital Lamordé (pH = 6,5) mesuré par

Amadou et al., (2011) ainsi que celui du Centre Hospitalier Universitaire National Yalgado

Ouédraogo d’après Zongo et al., (2012) qi est de 7,3.

La conductivité, quant à elle, varie entre 334 μS/cm et 608 μS/cm avec une valeur

moyenne de 428 μS/cm. Cette valeur est inférieure à celle des eaux usées du Centre

Hospitalier Universitaire National Yalgado Ouédraogo qui est de 786 μS/cm d’après Zongo et

al. (2012) mais proche de la conductivité des eaux usées du CHR de Dori qui est en moyenne

de 564,4 μS/cm. La conductivité d’une eau exprime le degré de minéralisation de l’eau. On

pourrait ainsi dire que les eaux usées du CHR de Koudougou présentent une faible

minéralisation. Les valeurs mesurées des MES varient entre 75 mg/l et 260mg /l avec une

valeur moyenne de 160mg /l et la température moyenne est de 30,4 °C.

De manière générale, les eaux usées du CHR de Koudougou présentent des

caractéristiques proches des eaux usées de l’hôpital Lamordé au Niger et du CHR de Dori

qu’il s’agisse des paramètres organiques (DCO, DBO5) ou physico-chimiques (MES,

Température et pH). Ces établissements présentant des similitudes comme la taille et les

plateaux techniques, on pourrait dire que la pollution des eaux est fonction de la taille et des

activités des structures sanitaires.

Sur le plan bactériologique, les eaux usées provenant des fosses septiques présentent

des résultats variant entre 1,4 E+05 et 50 E +05 UFC/100ml pour les Coliformes fécaux et

entre 0,1 E+04 et 2 E+04 UFC/100ml pour E. coli. Comparativement aux eaux usées

urbaines, ces eaux usées sont faiblement chargées en microorganismes comme l’ont démontré

plusieurs auteurs (Darcy et al. 2002 ; Metcalf et Eddy, 1991 ; Barkey et al. 1995). Cette faible

charge s’expliquerait par l’emploi de l’hypochlorite de sodium dans les activités hospitalières

pour assurer principalement la désinfection du matériel médico-technique et des locaux.

1.2.2. Caractéristiques des eaux usées issues de la STEP

Comme dans le cas des influents de la STEP, La caractérisation des effluents de la

STEP s’est effectuée à travers les analyses des échantillons prélevés à la sortie de la station.

Les résultats issus de ces analyses sont consignés dans le tableau X.


Faso)


Tableau X: Caractéristiques des eaux usées traitée de la STEP

Paramètres

(n=16) Unités Moyennes Minima

Maxima

Normes de

rejet

Température °C 29,7 28,9 30,5

40

Conductivité (μS/cm) 500 482 511

-

pH

6,81 6,49 7,12

6,5 - 9

MES mg/l 29,62 19 40

60 ou150

DBO5 mg/l 59,1 33,8 82,5

40

DCO mg/l 93,18 67 124

150

Coliformes

fécaux (n=8) (UFC/100ml) 8,49 E+03 2 E+03 18 E+03

2 E+03

E. coli (n=8) (UFC/100ml) 2,79 E+03 0,6 E+03 6,8 E+03

-

n = nombre d’échantillons

Les résultats des analyses permettent de constater que les eaux usées issues du processus

de traitement présentent des concentrations moyennes de 29,62 mg/l, 59,1 mg/l et 93,18 mg/l

respectivement en MES, DBO5 et DCO. Ces résultats sont globalement conformes aux

normes de rejet édictées par le Burkina Faso excepté la DBO5 qui est un peu au-dessus des

normes. Ce n’est pas le cas pour la charge bactériologique (8,49 E+03 UFC/100ml de

Coliformes fécaux) qui est supérieure à la norme nationale de rejet qui est fixée à

2000UFC/100 ml. Ce résultat traduit la nécessité de procéder à une désinfection à la sortie de

la STEP. La panne de l’aérateur mécanique associée souvent à des ruptures de stocks de

produits ne favorise pas une bonne désinfection. La température (29,7 °C) et le pH (6,81) sont

aussi conformes aux normes de rejet.

1.2.3. Performances épuratoires de la STEP

Les résultats des analyses permettent d’évaluer les performances épuratoires de la

STEP. Elles sont résumées dans le tableau XI.


Faso)


Tableau XI: performances épuratoires de la STEP

paramètres Moyenne entrée

(mg/l)

Moyenne sortie

(mg/l)

Rendement

(%)

Abattement

(ULOG)

DBO5 226 59,1 73,84 -

DCO 330 93,18 71,76 -

MES 169 mg/l 29,62 82,47 -

Coliformes fécaux 9,45 E+05 8,49 E+03 99,1015 2,046

Les performances épuratoires sont estimées à 71,76% pour la DCO, 73,84% pour la

DBO5 et 82,47% pour les MES. Ces performances apparemment satisfaisantes restent

trompeuses car les temps de séjour de l’eau dans les bassins sont largement dépassés et

l’arrivée de l’eau brute est par moment impossible à cause de la panne de la pompe de

refoulement. Il en résulte donc une décantation de l’eau occasionnant ainsi un dépôt important

de boues. Les performances du filtre anaérobie dépendent aussi d’un bon entretien des fosses

septiques. Le curage des fosses septiques et du filtre anaérobie qui a été réalisé deux mois

seulement avant les prélèvements des échantillons a contribué à l’obtention de ces résultats.

Le rendement épuratoire en microbiologie est de 99,1015% et un abattement de 2,046 ULOG

pour les Coliformes fécaux.

1.3. Infrastructures et équipements de la station de traitement des eaux usées

L’investigation sur les infrastructures de la STEP, notamment celle du filtre anaérobie, a

révélé un dépôt énorme de boues sur le massif filtrant en dessous des dalles mais aussi dans le

fond du bassin d’aération (figures 5 et 6). Ce dépôt important de boue représente une

accumulation des boues d’une année seulement car le curage de la station se fait chaque année

selon le responsable du service d’hygiène du CHR. Or en général, un filtre anaérobie qui

fonctionne normalement doit faire l’objet d’un curage une fois tous les trois ans (Sasse, 1998).

La présence d’une grande quantité de boues sur le massif filtrant et sur les dalles pourrait

s’expliquer d’une part par le fait qu’il y a une décantation des matières consécutives à une

stagnation prolongée de l’eau. La hauteur d’eau au niveau du bassin d’aération atteint un(1)

mètre et prouve de ce fait que l’eau stagne dans ce bassin. D’autre part, cela peut être dû à la

charge polluante élevée par rapport à la charge nominale et une mauvaise décantation dans les

fosses septiques à un moment donné de l’année. En effet, lorsque les boues accumulées


Faso)


occupent plus de 2/3 de la fosse, l’élimination des MES est considérablement réduite, surtout

que la vidange des fosses septiques se fait seulement une fois par an.

Figure 5: Dépôt de boues sur les dalles.

Figure 6: Situation des boues après un an de curage du filtre anaérobie

Au niveau du bassin de chloration, il y a un agitateur mécanique (figure 7) dont le rôle

est de permettre une homogénéisation du produit de désinfection (hypochlorite de calcium)

dans l’eau à désinfecter. Cet agitateur est en panne depuis plus de trois ans. Il est vrai qu’avec

l’utilisation des produits chlorés au niveau des hôpitaux, la flore bactérienne au niveau des

eaux usées hospitalières est réduite par rapport aux eaux usées domestiques mais il est aussi


Faso)


prouvé qu’il y a souvent une présence de bactéries résistantes aux antibiotiques, donc plus

virulentes, dans les eaux usées hospitalières. Ces bactéries peuvent passer à travers la

filtration mais la chloration permet de les détruire ou du moins, de réduire considérablement

leur nombre de sorte que la contamination ne peut plus être effective. La désinfection est

d’autant plus nécessaire dans le cas du CHR de Koudougou que les eaux usées traitées sont

évacuées dans des puits d’infiltration de 12 mètres de profondeur, compte tenu du risque de

contamination de la nappe phréatique qui est élevé. La panne de l’agitateur associée aux

ruptures souvent des désinfectants ont mis fin au processus de désinfection. Cette situation

explique la forte charge en coliformes fécaux dans l’eau traitées qui est de 8,45 E+03

UFC/100ml par rapport à la norme nationale fixé à 2 E+3 UFC/100ml ; ce qui constitue un

risque potentiel pour la population et l’environnement.

Figure 7: L’agitateur et sa boite de commande électrique en panne.

La pompe de refoulement joue un rôle très important dans le fonctionnement de la

station. Le fonctionnement automatique de la pompe permet d’évacuer l’eau de manière

périodique en fonction de la quantité d’eau traitée. Cela permet d’éviter la stagnation

prolongée de l’eau car le temps de séjour de l’eau est plus ou moins respecté. Le constat

révèle que cette pompe est aussi en arrêt pour raison de panne, ce qui explique la stagnation

de l’eau dans le bassin d’aération. Pour pallier à la panne de la pompe, une motopompe est de

temps en temps utilisée pour évacuer l’eau mais cela se fait de façon arbitraire. L’évacuation

s’effectue lorsque l’on constate une grande quantité d’eau dans le bassin d’aération et aussi

quand il y a un fort dégagement d’odeurs.


Faso)


Figure 8: pompe de refoulement en panne.

II. Etat des lieux du réseau de collecte des eaux usées

Le réseau de collecte des eaux usées comporte des canalisations d’alimentation en

acier galvanisé et des canalisations d’évacuation en fonte. Sa mise en service date de 1988,

année d’ouverture du CHR. Les effluent partent des fosses septiques et sont évacués à travers

des collecteurs de diamètre 200 mm et 150 mm. C’est un mini réseau décanté qui ne nécessite

pas de vitesse minimale assurant l’auto-nettoyage car les risques de colmatage sont en

principes minimes. Pourtant, le réseau rencontre d’énormes problèmes de fonctionnement se

caractérisant par un débordement des eaux usées au niveau de certains regards de visites.

Cette situation pourrait s’expliquer soit par un manque d’entretien du réseau, soit par une

défaillance de certaines caractéristiques du réseau (pentes minimales, diamètres de

conduite…). En se référant au dimensionnement du réseau (annexe 3), il ressort que les pentes

des canalisations varient de façon générale entre 0,5% et 1% avec une majorité comprise entre

0,7% et 1%. Plusieurs auteurs préconisent une pente minimale de 0,5% suffisante dans le cas

des réseau d’égout décanté (Tilley et al., 2008 ; PS Eau, 2014, Hamouni et al., 2015). Les

pentes du réseau d’égout du CHR de Koudougou sont en principe suffisantes pour assurer une

bonne évacuation des eaux usées de la structure.

En ce qui concerne les diamètres, une des caractéristiques du réseau décanté est

l’utilisation des conduites de faibles diamètres. En général, les réseaux décantés ont des

diamètres compris entre 100 mm et 200 mm pour des eaux usées des structures similaire au

CHR de Koudougou. A titre d’exemple, le réseau de collecte des eaux usées du Centre

National Hospitalier Hubert Koutoukou Maga de Cotonou (Bénin) est constitué de collecteurs


Faso)


de diamètre 100 mm ; 150mm et 200mm pour l’évacuation d’environ 774 m3/j (O. Touré,

1989). Celui du CHR de Dori au Burkina Faso est de 100 mm pour une eau usée estimée à

55m3/j (Wéthé et al., 2004) Au Maroc, le réseau d’égout décanté du village de Toug El Khir,

Commune de l’Ouneine, Haut Atlas, pour un débit d’eau usée de 0,25l/s, utilise des

collecteurs de diamètre 110.

Au regard de ces expériences réussies, les collecteurs du réseau du CHR de

Koudougou sont largement suffisants pour évacuer les 69,59 m3 d’eau usées journalier. Ces

diamètres assez grands peuvent se justifier par un souci de lutter contre d’éventuelles

obstructions par des intrusions des eaux pluviales ou autres déchets solides comme c’est le cas

aussi à Salvador de Bahia (Brésil), où le diamètre des canalisations a été porté de 100 à 150

mm dans le but de réduire le risque de bouchons dus aux déchets solides et non pas pour des

raisons de capacité hydraulique. (Ily et al. 2014).

De la vérification des pentes minimales et des diamètres des conduites, il ressort

clairement que le dimensionnement du mini réseau décanté permet toujours d’assurer une

bonne évacuation des eaux usées. Les problèmes rencontrés pourraient trouver leurs causes

dans l’état même des ouvrages consécutif à un problème de maintenance

En effet, un réseau d’égout comporte des ouvrages qui doivent faire l’objet d’un

entretien régulier. Le réseau d’égout du CHR de Koudougou comporte des regards de visite

qui doivent servir de points d’inspection et de maintenance. L’état actuel de ces regards

présente plusieurs défectuosités. Ces détériorations dénotent d’un manque d’entretien. Selon

le responsable du service d’hygiène de la structure, les rares travaux de maintenance se

résument à la vidange des fosses septiques et au curage des bassins de traitement des eaux

usées qui se font une fois par an.

Plusieurs regards, par leur détérioration sont devenus des points d’intrusion des eaux

de pluies, des matières solides qui occasionnent des obstructions des canalisations, ce qui

justifie que les regards et les fosses septiques se remplissent de fois d’eaux et débordent. A

titre illustratif, le regard situé au bout des tronçons 113-141 ; 135-141 et 75-141(cf annexe 3)

où les trois collecteurs convergent est à moitié couvert par une dalle de fortune comme le

montre la figure 9.


Faso)


Figure 9: Regard de visite du point de rencontre des collecteurs

A certains endroits, les canalisations traversent des espaces verts où se trouvent des

arbres. L’inspection des regards placés en ces endroits a révélé que les racines des plantes ont

envahi ces regards et bouchent une grande partie des conduites. Cette situation réduit

également l’évacuation des eaux et la conséquence qui en découle est le remplissage des

regards en amont et le déversement des eaux usées dans la cour du CHR avec pour corollaire,

un risque élevé d’infections nosocomiales et une pollution de l’environnement. La figure 10

montre l’intérieur de deux regards où l’on peut remarquer la présence des racines bouchant les

conduites des canalisations. Cette situation s’explique par le fait que les regards ne sont pas

construits en béton armé mais une simple maçonnerie à partir des agglos.

Figure 10: des racines de plantes bouchant les conduites

Aussi, la nature même des canalisations constitue- t- elle un problème. Avec le temps,

le phénomène de la corrosion a eu raison des tuyaux en acier galvanisé et en fonte constituant

un handicap de plus pour l’évacuation correcte des effluents. La figure 11 montre une


Faso)


conduite d’évacuation dans un état de corrosion avancée et cela traduit la situation de

l’ensemble des canalisations.

Figure 11: conduite d’évacuation sous l’effet de la corrosion

Un autre problème non moins important a été constaté au niveau de la station

d’épuration. Si la pompe de refoulement de l’eau traitée ne fonctionne pas correctement, l’eau

stagne en quantité dans la station et est refoulée dans la canalisation d’amenée de l’eau. En ce

moment, les eaux usées issues des fosses septiques sont bloquées dans la canalisation et

logiquement des déversements à travers les regards sont constatés.

Pour conclure sur les résultats du diagnostic du réseau de collecte des eaux usées, il

faut retenir que les caractéristiques techniques du réseau (pentes et diamètres) permettent

toujours d’assurer une évacuation des eaux usées du CHR. Les problèmes constatés résultent

d’un manque de suivi et d’entretien des ouvrages qui sont plus que nécessaires. De nombreux

regards sont cependant placés pour faciliter l’entretien du réseau.


Faso)


CHAPITRE IV: PROPOSITIONS DE SOLUTIONS

Le quatrième chapitre a pour objet de présenter des propositions de solutions pour

résoudre les problèmes identifiés par l’étude. Il se base donc sur les résultats obtenus et les

propositions de solutions concernent le réseau de collecte des eaux usées ainsi que le système

de traitement de ces eaux usées.

I. Réseau de collecte des eaux usées

Le diagnostic du réseau a révélé des problèmes mécaniques marqués par la

détérioration des regards de visites et des conduites d’eaux usées mais aussi des problèmes

hydrauliques à travers des bouchons fréquents. Plusieurs actions peuvent être entreprises pour

résoudre ces problèmes.

la réhabilitation du réseau

La réhabilitation consiste à rétablir dans son état ou dans sa condition un égout

détérioré afin qu’il puisse à nouveau remplir sa fonction, c'est-à-dire véhiculer des eaux usées

dans certaines conditions d’écoulement sans qu’il y ait de fuites ou d’infiltrations. Plusieurs

méthodes de réhabilitation existent mais la plus utilisée est la reconstruction en lieu et place

du réseau existant. Pour prévenir l’effet de la corrosion, les tuyaux des canalisations seront en

PVC. Les PVC font partie des thermoplastiques qui ont la propriété de ne pas subir de

transformations chimiques sous l’effet de la chaleur, mais plutôt des transformations

physiques réversibles. Ils ont l’avantage de résister à la corrosion et d’avoir une densité faible.

l’entretien du réseau

L’entretien du réseau est d’une importance capitale. Un curage complet du réseau est

nécessaire. Pour éviter des problèmes futurs, le réseau doit être curé une fois par an (Tilley et

al. 2008). Il peut se faire par système à chasse d'eau dans les tuyaux. Cette technique consiste

à créer dans le tuyau un flux d'eau important et une variation instantanée de la vitesse d'eau

qui favorise l'auto-curage. Le débouchage des canalisations peut se faire avec un câble

électrique rigide. Le câble sera introduit dans la conduite au niveau du regard de départ et

servira à repousser les obstacles éventuels dans le regard d’arrivée.

Le renforcement des capacités des acteurs

La gestion des eaux usées au CHR est une activité dévolue au service d’Hygiène et

d’Assainissement. Pour bien suivre les performances du réseau, il faut que les techniciens et


Faso)


les plombiers aient des compétences à même de détecter à temps les dysfonctionnements qui

surviendraient. Il faut donc renforcer leurs capacités en surveillance du réseau

d’assainissement et en gestion de station de traitement des eaux usées.

II. Procédé de traitement des eaux usées

Le diagnostic du procédé de traitement a montré que la station actuelle, bien que les

résultats paraissent satisfaisants, est sous-dimensionnée par rapport au volume d’eaux usées

produites et aussi par rapport à la charge polluante. Il faut donc envisager soit

l’agrandissement de la STEP soit procéder à son remplacement par un autre système de

traitement. Il faut cependant noter qu’une des difficultés majeure qu’a connue le

fonctionnement de la STEP a non seulement été les pannes fréquentes et les arrêts prolongés

des équipements mais aussi une insuffisance d’entretien des ouvrages. Les équipements

utilisent de l’énergie électrique pour leur fonctionnement et la ville de Koudougou comme

partout ailleurs dans le pays connaît d’énormes déficits énergétiques et les coupures

fréquentes peuvent les endommager facilement.

Les systèmes extensifs et plus spécifiquement le lagunage à microphytes sont les

mieux adaptés dans le contexte des pays en développement comme l’ont démontré plusieurs

auteurs ( Koné, 2002 ;Wéthé et al., 2003). Le lagunage naturel est un procédé qui ne nécessite

pas de consommation énergétique. Les coûts d’investissement et d’exploitation sont très

réduits comparativement à ceux du système à boues activées. La difficulté majeure réside

dans le fait que le lagunage à microphytes occupe une grande superficie. Dans le cas du CHR

de Koudougou, ce problème peut trouver une solution car il existe toujours suffisamment

d’espace dans la zone de la STEP actuelle pouvant abriter des bassins de stabilisation. Le

traitement primaire se réalisant déjà au niveau des fosses septiques, et compte tenu de la faible

charge des effluents à la sortie des fosses septiques associée au caractère biodégradable des

polluants (DCO/DBO5 = 1,46), il serait nécessaire de construire un bassin facultatif et un

bassin de maturation. La figure 12 présente le schéma synoptique du système envisagé .


Faso)


Figure 12: Schéma synoptique du système envisagé

III. Dimensionnement des ouvrages et estimation des coûts pour la mise en

œuvre des actions proposées.

3.1. Dimensionnement des lagunes

Les bassins de stabilisation sont dimensionnés de forme trapézoïdale. La formule de

Mara (1987) a été utilisée pour la détermination de la charge admissible de DBO5 par unité de

surface. Les hypothèses et les données de base suivantes ont été considérées :

- le volume journalier est de 69,59 m3

;

- la température moyenne mensuelle du mois le plus froid est de 20°C ; selon les

données de Koné (2002), la température minimale moyenne mensuelle pour la ville de

Ouagadougou est de 23 ±4 °C. sur cette base et par comparaison aussi au

dimensionnement de la Step du CHR de Dori où la température a été prise à 20°C

d’après Wéthé et al., (2004), nous avons choisi de prendre la température moyenne

mensuelle du mois le plus froid à 20°C.

- les profondeurs du bassin facultatif et des bassins de maturation seront respectivement

de 1,5 m et 1 m ;

- l’évaporation a été supposée nulle au passage des effluents dans les lagunes ;

- la concentration en DBO5 est prise égale à la moyenne obtenue par la caractérisation

des influents de la STEP actuelle (226mg/l) ;

- la revanche est égale à 0.5m ;

- la pente I = 1/2 ;


Faso)


- la charge en coliformes fécaux est de 9,45*105 UFC/100 ml tandis que la norme de

rejet dans le milieu naturel est de 103 UFC/100 ml.

Le détail des calculs sont en annexe 4 et les plans en annexe 5

Tableau XII. Synthèse des caractéristiques géométrique du dégrilleur

Su Sm L0 l H e b

0,0057m2 0,082m

2 23,55Cm 40, 50Cm 20,25 Cm 3 mm 10 mm

Su = Section utile ; L0 = Longueur oblique immergée de la barre ; l = largeur du canal ;

H = tirant d’eau

Sm = Section mouillée ; e = écart des barreaux ; b = épaisseur des barres

Tableau XIII. Synthèse du dimensionnement des bassins

Bassin Facultatif

Charge totale en DBO5 (kg/j)

15,73

Temps de rétention Tr (jours) 13,39

Charge admissible de DBO5 (kg /ha/j) 253,07

Bassin de maturation

Constante de vitesse du premier ordre pour

l’élimination des bactéries en J-1

2.6

Temps de rétention Tr (jours) 9.76

Nombre de bassin de maturation 1

Tableau XIV. Synthèse des caractéristiques géométriques des bassins de stabilisation

Désignation Dimension (Longueur x largeur) profondeur

Fond Plan d’eau crête Bassin Eau

Bassin

facultatif

33m x15m 39m x21m 41m x23m 2m 1,5

Bassin de

maturation

36m x17m 40m x21m 42m x23m 1,5 1


Faso)


3.2. Estimation des coûts pour la mise en œuvre des actions proposées

Pour permettre une bonne gestion des eaux usées du CHR de Koudougou qui prendra en

compte la protection de la santé publique et de l’environnement il est impératif que les actions

de réhabilitation du réseau et les travaux de construction d’une station de lagunage à

microphytes soient réalisées. L’estimation des coûts de réalisation de ces travaux est résumée

dans le tableau XV. Les détails sont en annexe 6. Le tableau XVI donne le budget du suivi du

réseau et de la STEP.

Tableau XV: Evaluation des coûts des travaux de réhabilitation du réseau et de construction

d’une nouvelle STEP

N° Désignation Montant %

Réhabilitation du réseau

I Terrassement 5 642 000 25,71

II Fourniture de canalisations et accessoire de raccordement 15 255 000 69,52

III Divers et imprévus 1 044 850 4,76

TOTAL RESEAU 21 941 850 100

Bassins de stabilisation

IV Installation de chantier 1 050 000 4,64

V Terrassement 11 990 600 52,97

VI Eléments en béton arme et en maçonnerie 8 520 000 37,63

VII Divers et imprévus 1 078 030 4,76

TOTAL BASSINS DE STABILISATION 22 638 630 100

Degrilleur

VIII TOTAL DEGRILLEUR 80 400

TOTAL GENERAL 44 660 880


Faso)


Tableau XVI: Budget du suivi du réseau et de la STEP

Désignation Unités Quantités

Prix

unitaires Coût total

INVESTISSEMENT (pour 3ans)

Câble électrique 50 m m 50 2000 100000

Paires de gants U 4 1250 5000

Paires de bottes U 2 7500 15000

Masques U 4 2500 10000

2 blouses (combinaisons) pour l'exploitant U 2 15000 30000

3 vêtements à fermeture boutonnée U 3 10000 30000

Glacière U 1 20000 20000

Brouettes U 1 20000 20000

Multimètre U 1 1000000 1000000

Frigo U 1 200000 200000

Formation des agents U 1 1300000

Total investissement 2730000

COÛT D'EXPLOITATION ANNUELLE

Flacon d'échantillonnage en PET transparent U 20 300 6000

Bouteilles d'échantillonnage d’1 litre U 20 300 6000

transport des échantillons sur Ouaga U 6 40000 240000

Analyse au laboratoire U 6 47500 285000

Total exploitation 537000


Faso)


CONCLUSION

Notre étude dont l’objet est de faire un diagnostic du système de collecte et de

traitement des eaux usées du CHR de Koudougou a révélé des dysfonctionnements tant au

niveau du réseau de collecte des eaux usées qu’au niveau de la station d’épuration. Les

canalisations en acier galvanisé et en fonte sont dans un état de corrosion très avancé et il y a

un dépôt de matières dans ces canalisations consécutif à une insuffisance d’entretien du

réseau.

La station de traitement des eaux usées, quant à elle, est actuellement sous-

dimensionnée par rapport aux flux d’eau qui y pénètrent et par rapport à la charge polluante.

Les différents équipements de la station sont en arrêt pour des raisons de panne.

Au regard de toutes ces difficultés, des solutions ont été proposées et leur mise en

œuvre contribuera à résoudre les problèmes que rencontrent les acteurs du CHR de

Koudougou dans la gestion des eaux usées. Le traitement par lagunages à microphytes permet

d’avoir un bon résultat en terme de performance épuratoire, et des perspectives de valorisation

des eaux traitées peuvent être envisagées. Toutefois, compte tenu du caractère spécifique des

eaux usées hospitalières, il est important que d’autres études portant notamment sur

l’évaluation des risques sanitaires et écotoxicologiques liés aux rejets des eaux usées du CHR

de Koudougou soient réalisées.


Faso)


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Faso)


ANNEXES

Annexe 1 : Images de quelques ouvrages et équipement du réseau et de la STEP………......I

Annexe 2 : Résultats de la caractérisation des eaux usées du CHR de Koudougou…………II

Annexe 3 : Dimensionnement du réseau d’évacuation des eaux usées …………………… III

Annexe 4 : Résultats du dimensionnement des bassins de stabilisation……………………...IV

Annexe 5 : Vue en coupe des bassins………………………………………………………V

Annexe 6 : Devis estimatif des travaux de réhabilitation du réseau et de construction d’une

STEP………………………………………………………………………………………….VI


Faso)


Annexe 1 : Images de quelques ouvrages et équipement du réseau et de la STEP

1. Station d’épuration 2. opération de nettoyage des dalles et du gravier

3. Fond de regard encombré par des morceaux 4. Canal d’évacuation des eaux usées traitées

de pierres


Faso)


5. Massif filtrant grossier 6. Opération de curage des boues du bassin


Faso)


Annexe 2 : Résultats de la caractérisation des eaux usées du CHR de Koudougou

Résultats des caractéristiques physico-chimiques des eaux usées entrant dans la STEP

N° échantillon DCO

(mg/L)

DBO5

(mg/L)

MES

(mg/L)

Cond

(μS/cm) PH T° (°C)

01 305 212 140 608 6,57 30,1

02 398 282 260 485 6,46 30,2

03 301 184 140 389 6,53 30,2

04 298 143 75 356 6,61 30,8

05 354 270 258 357 6,6 30,9

06 311 221 140 459 6,53 31,2

07 317 229 260 482 6,65 30,9

08 375 267 152 334 6,59 29,5

09 380 278 255 395 6,67 30,1

10 303 214 145 378 6,68 29,7

11 345 235 192 457 6,24 30,2

12 299 195 101 434 6,65 30

13 286 198 140 412 6,53 30,1

14 321 219 137 451 6,59 31

15 357 243 140 423 6,63 31,1

Valeurs

moyennes 330 226 169 428 6,56 30,4

Résultats des caractéristiques physico-chimiques des eaux usées traitées

N° échantillon DCO

(mg/L)

DBO5

(mg/L)

MES

(mg/L)

Cond

(μS/cm) PH T° (°C)

01 115 59,1 19 511 6,68 30,5

02 84 61,9 30 508 6,49 30,1

03 87 56,3 26 482 6,79 30

04 112 33,8 40 483 6,65 29,3

05 98 82,5 10 493 6,66 30,4

06 83 50,9 40 505 7,12 29,3

07 67 72,5 30 504 6,91 29,3

08 92 45,2 40 505 7,06 28,9

09 77 54 30 505 6,87 30,1

10 104 76,5 20 504 6,89 30

11 124 60 25 500 6,82 29,2

12 87 57 38 509 6,58 30,3

13 95 68,7 29 490 6,87 29,4

14 101 59,1 30 486 6,76 28,9

15 79 63,2 27 507 6,95 30,1

16 86 44,9 40 503 6,89 29,7

Valeurs

moyennes 93,18 59,1 29,62 499,68 6,81 29,71


Faso)


Résultats des paramètres microbiologiques

Entrée STEP Sortie STEP

N°

échantillon

Coliformes

fécaux

(UFC/100ml)

E. coli

(UFC/100ml)

N°

échantillon

Coliformes

fécaux

(UFC/100ml)

E. coli

(UFC/100ml)

01 1,40E+05 2,30E+03 01 1,20E+04 6,80E+03

02 2,00E+05 5,00E+03 02 5,80E+03 3,40E+03

03 1,20E+06 1,00E+03 03 3,70E+03 1,40E+03

04 5,00E+06 1,00E+04 04 1,10E+04 1,30E+03

05 3,50E+05 1,00E+05 05 1,80E+04 5,00E+03

06 1,60E+05 6,00E+03 06 2,00E+03 8,00E+02

07 3,30E+05 2,00E+04 07 1,30E+04 3,00E+03

08 1,80E+05 2,50E+03 08 2,40E+03 6,00E+02

Valeurs

moyennes 9,45E+05 1,84E+04

Valeurs

moyennes 8,49E+03 2,79E+03

Diagnostic d’une station d’épuration en centre hospitalier : Cas de la ville de Koudougou (Burkina Faso)


Annexe 3 : Dimensionnement du réseau d’évacuation des eaux usées

Tronçon

Longueur

tube(m)

diamètre

tube(mm) Cote TN(m) Cote canalisation (m)

Pente

canalisation

(m/m)

Profondeur canalisation

(m)

Du AU Amont Aval Amont Aval Amont Aval

1 2 1 150 307,4 307,4 306,55 306,54 0,01 0,85 0,86

2 3 40 150 307,4 307,4 306,54 306,26 0,007 0,86 1,14

3 4 39 150 307,4 307,5 306,26 305,99 0,0365 1,14 1,51

4 6 40 150 307,5 305,5 305,99 304,53 0,01 1,51 0,97

5 6 12 150 305,5 305,5 304,65 304,53 0,007 0,85 0,97

6 8 27 150 305,5 305,5 304,53 304,34 0,007 0,97 1,16

8 36 10 150 305,5 305,5 304,34 304,27 0,01 1,16 1,23

9 36 4 150 305,5 305,5 304,65 304,61 0,01 0,85 0,89

10 11 13 150 305,5 305,5 304,7 304,57 0,008 0,8 0,93

11 12 12 150 305,5 305,5 304,47 304,37 0,007 1,03 1,13

12 15 46 150 305,5 305,5 304,37 304,05 0,007 1,13 1,45

15 30 22 150 305,5 305,2 304,05 303,9 0,007 1,45 1,3

16 17 11 150 305,2 305,2 304,35 304,27 0,007 0,85 0,93

17 21 14 150 305,2 305,2 304,27 304,17 0,007 0,93 1,03

19 21 18 150 305,2 305,2 304,3 304,17 0,007 0,9 1,03

21 30 19 150 305,2 305,2 304,17 304,04 0,007 1,03 1,16

22 23 3 150 305,5 305,5 304,65 304,63 0,026 0,85 0,87

23 30 23 150 305,5 305,2 304,63 304,04 0,007 0,87 1,16

24 28 16 150 305,5 305,5 304,65 304,54 0,028 0,85 0,96

28 31 23 150 305,5 305,2 304,54 303,89 0,007 0,96 1,31

31 37 14 150 305,2 305,2 303,89 303,79 0,007 1,31 1,41

32 33 10 150 306,5 306,5 305,65 305,58 0,007 0,85 0,92

33 35 42 150 306,5 306,3 305,58 305,29 0,007 0,92 1,01



34 35 21 150 307 306,3 306,2 305,29 0,043 0,8 1,01

35 36 34 150 306,5 305,5 305,29 304,27 0,03 1,21 1,23

37 38 7 150 305,2 305,2 303,79 303,74 0,007 1,41 1,46

38 55 30 150 305,2 305,2 303,74 303,53 0,007 1,46 1,67

42 46 22 150 306,5 306,5 305,75 305,53 0,01 0,75 0,97

46 47 6 150 306,5 306,5 305,53 305,47 0,01 0,97 1,03

47 50 9 150 306,5 306,5 305,47 305,28 0,01 1,03 1,22

50 51 9 150 306,5 306,5 305,28 305,19 0,01 1,22 1,31

51 53 12 150 306,5 306,5 305,09 304,97 0,01 1,41 1,53

52 53 13 150 306,5 306,5 305,6 305,34 0,02 0,9 1,16

53 54 41 150 306,5 306 304,97 304,56 0,01 1,53 1,44

54 55 40 150 306 305,2 304,56 303,53 0,0258 1,44 1,67

55 56 21 150 305,2 305,2 303,53 303,38 0,007 1,67 1,82

56 59 21 150 305,2 305,2 303,38 303,23 0,007 1,82 1,97

57 58 13 150 305,2 305,2 304,35 304,22 0,01 0,85 0,98

58 59 2 150 305,2 305,2 304,12 304,02 0,05 1,08 1,18

59 61 13 150 305,2 305,2 303,23 303,14 0,007 1,97 2,06

60 61 6 150 305,2 305,2 304,35 304,05 0,05 0,85 1,15

61 63 23 150 305,2 305,2 303,14 302,98 0,007 2,06 2,22

62 63 6 150 305,2 305,2 304,35 303,75 0,1 0,85 1,45

63 66 7 150 305,2 305,2 302,98 302,93 0,007 2,22 2,27

64 66 32 150 305,2 305,2 304,35 303,39 0,03 0,85 1,81

66 73 33 150 305,2 304,4 302,93 302,7 0,007 2,27 1,7

71 72 5 150 304,4 304,4 303,55 303,5 0,01 0,85 0,9

72 73 19 150 304,4 304,4 303,5 303,31 0,01 0,9 1,09

70 73 7 150 304,4 304,4 303,4 303,33 0,01 1 1,07

69 73 13 150 304,4 304,4 303,4 303,27 0,01 1 1,13

67 68 42 150 304,75 304,25 303,75 303,33 0,01 1 0,92

68 73 45 150 304,25 304,4 303,33 302,88 0,01 0,92 1,52



73 75 18 150 304,4 304,4 302,7 302,57 0,007 1,7 1,83

74 75 19 150 304,4 304,4 303,4 303,21 0,01 1 1,19

75 141 27 150 304,4 303,8 302,57 302,38 0,007 1,83 1,42

76 77 19 150 305,8 305,8 304,95 304,76 0,01 0,85 1,04

77 82 50 150 305,8 304,7 304,76 303,56 0,024 1,04 1,14

78 79 22 150 304,7 304,7 303,85 303,7 0,007 0,85 1

79 82 20 150 304,7 304,7 303,7 303,56 0,007 1 1,14

82 83 22 200 304,7 304,7 303,51 303,4 0,005 1,19 1,3

83 85 16 200 304,7 304,7 303,4 303,32 0,005 1,3 1,38

84 85 13 150 304,7 304,7 303,85 303,72 0,01 0,85 0,98

85 100 64 200 304,7 304,2 303,32 303,06 0,004 1,38 1,14

93 99 58 150 304,7 304,3 303,95 303,54 0,007 0,75 0,76

99 100 48 150 304,3 304,2 303,54 303,2 0,007 0,76 1

100 109 72 200 304,2 303,8 303,06 302,77 0,004 1,14 1,03

102 103 7 150 303,8 303,8 303 302,93 0,01 0,8 0,87

103 109 44 200 303,8 303,8 302,77 302,59 0,004 1,03 1,21

110 112 12 150 303,8 303,8 302,95 302,87 0,007 0,85 0,93

111 112 15 150 303,8 303,8 302,95 302,84 0,007 0,85 0,96

112 113 20 150 303,79 303,8 302,84 302,7 0,007 0,95 1,1

109 113 18 200 303,8 303,8 302,59 302,52 0,004 1,21 1,28

113 141 45 200 303,8 303,8 302,52 302,34 0,004 1,28 1,46

114 115 5 150 304,3 304,3 303,45 303,41 0,007 0,85 0,89

115 133 49 150 304,3 304,3 303,41 303,07 0,007 0,89 1,23

120 133 8 150 304,3 304,3 303,45 303,37 0,01 0,85 0,93

128 131 51 150 304,85 304,85 304 303,49 0,01 0,85 1,36

129 130 14 150 304,4 304,4 303,55 303,45 0,007 0,85 0,95

130 131 17 150 304,4 304,85 303,45 303,33 0,007 0,95 1,52

131 133 25 150 304,85 304,4 303,33 303,14 0,0076 1,52 1,26

133 135 24 150 304,4 304,4 303,14 302,97 0,007 1,26 1,43



132 133 10 150 304,4 304,3 303,55 303,45 0,01 0,85 0,85

134 135 17 150 303,8 304,4 303,02 302,9 0,007 0,78 1,5

135 141 50 150 304,4 303,8 302,9 302,4 0,01 1,5 1,4

141 143 64 200 303,8 302,9 302,34 301,96 0,006 1,46 0,94

143 144 5 200 302,9 302,9 301,96 301,91 0,01 0,94 0,99

Source : extrait dimensionnement réseau Hôpital de l’Amitié (1984)


Faso)


Annexe 4 : Résultats du dimensionnement des bassins de stabilisation

Dimensionnement des bassins de stabilisation

Bassin facultatif

Charge admissible de DBO5 :

𝜆 = 350 1,107 − 0,002T T−25 = 350 1,107 − 0,002 ∗ 20 20−25

𝜆 = 253,07 Kg/ha/j

Charge total en DBO5

𝐶𝐷𝐵𝑂5 = 𝑉𝑜𝑙 .𝐽𝑜𝑢𝑟 𝑥 𝐷𝐵𝑂5

1000=

69,59∗226

1000= 15, 73 (kg/j)

Surface du bassin

𝑆 =10 000𝑥𝐶𝐷𝐵𝑂5

λs=

10 000𝑥15,73

253,07

𝑆 = 621,57 𝑚2

Volume

𝑉 = 𝑆𝑥𝐻 = 621,57 ∗ 1.5 = 932,35 m3

L/l = 2

Largeur

𝑙 = 𝑆

2= 17,63 ⋍ 18 m

Longueur 𝐿 = 2 ∗ 𝑙 = 18 ∗ 2 = 36 𝑚

Temps de séjour

𝑇𝑟 =𝑉

𝑉𝑗=

932,35

69,59= 13,39 𝑗𝑟𝑠

Dimensions constructives du bassin (forme trapézoïdale)

La pente est de ½

Longueur au fond

𝐿𝑓 = 𝐿 − 2 𝑑 ∗𝐻

2= 36 − (2 ∗ 1,5) = 33 m

Longueur niveau plan d’eau

𝐿𝐸 = 𝐿 + 2 𝑑 ∗𝐻

2= 36 + (2 ∗ 1,5) = 39 m

Longueur niveau crête

𝐿𝐶 = 𝐿𝐸 + 2 𝑑 ∗ 𝑅 = 39 + (2 ∗ 2 ∗ 0,5) = 41 𝑚


Faso)


Largeur au fond

𝑙𝑓 = 𝑙 − 2 𝑑 ∗𝐻

2= 18 − (2 ∗ 1,5) = 15 𝑚

Largeur au niveau plan d’eau

𝑙𝐸 = 𝑙 + 2 𝑑 ∗𝐻

2= 18 + (2 ∗ 1,5) = 21 𝑚

Largeur au niveau Crête

𝑙𝐶 = 𝑙𝐸 + 2 𝑑 ∗ 𝑅 = 21 + (2 ∗ 2 ∗ 0,5) = 23 𝑚

Bassin de maturation

Constante de vitesse du premier ordre pour l'élimination des bactéries

Kb = 2,6 1,19 T−20 = 2,6 J-1

Temps de rétention du nième bassin

Pour n=1

𝑇𝑟 = 𝑁𝑒

𝑁𝑠 1+Kb ∗Tbf 1/n −1 /Kb =

9,45𝐸+05

1𝐸+03 1+2,6∗13,39 −1 /2,6 = 9,76 jrs

Pour n =2, 𝑇𝑟 = 1,55 𝑗𝑟𝑠

Le nombre de bassins à considérer est d’un bassin de maturation

Volume du bassin

𝑉 = 𝑇𝑟𝑥𝑉𝑗 = 9,76 ∗ 69,59 = 679,20 𝑚3

Surface

𝑆 = 𝑉

𝐻= 679,20 m

2

Largeur

𝑙 = 𝑆

2= 18,43 ⋍ 19 m

Longueur

𝐿 = 2 ∗ 𝑙 = 19 ∗ 2 = 38 m

Dimensions constructives du bassin (forme trapézoïdale)

La pente est de ½

Longueur au fond


Faso)


𝐿𝑓 = 𝐿 − 2 𝑑 ∗𝐻

2= 38 − (2 ∗ 1) = 36m

Longueur niveau plan d’eau

𝐿𝐸 = 𝐿 + 2 𝑑 ∗𝐻

2= 38 + (2 ∗ 1) = 40 m

Longueur niveau crête

𝐿𝐶 = 𝐿𝐸 + 2 𝑑 ∗ 𝑅 = 40 + (2 ∗ 2 ∗ 0,5) = 42 𝑚

Largeur au fond

𝑙𝑓 = 𝑙 − 2 𝑑 ∗𝐻

2= 19 − (2 ∗ 1) = 17𝑚

Largeur au niveau plan d’eau

𝑙𝐸 = 𝑙 + 2 𝑑 ∗𝐻

2= 19 + (2 ∗ 1) = 21𝑚

Largeur au niveau Crête

𝑙𝐶 = 𝑙𝐸 + 2 𝑑 ∗ 𝑅 = 21 + (2 ∗ 2 ∗ 0,5) = 23 m

Récapitulatif

Désignation Dimension (Longueur x largeur) profondeur

Fond Plan d’eau crête Bassin Eau

Bassin

facultatif

33m x15m 39m x21m 41m x23m 2m 1,5

Bassin de

maturation

36m x17m 40m x21m 42m x23m 1,5 1

Dimensionnement du dégrilleur

Hypothèses :

La vitesse de passage de l’eau entre les barreaux est de 0,6 m/s ;

L’écartement des barreaux est 𝑒 = 3𝑚𝑚 car il s’agit d’une grille fine ;

Epaisseur des barres est 𝑏 = 10𝑚𝑚

L’angle d’inclinaison de la grille est de 60° car nettoyage manuel ;

Le Coefficient de colmatage dû aux eaux usées est 𝐶 = 0,7;

La largeur du canal est égale à 2 fois le tirant d’eau : 𝑙 = 2𝐻

Le débit d’eaux usées considéré est le débit de pointe évalué à 0,0034m3/s soit 3,4l/s

Détermination du coefficient de colmatage dû à l’encombrement des barres :

𝜃 =𝑒

𝑒+𝑏=

3

3+10= 0,23


Faso)


Détermination de la section mouillée

𝑆𝑚 =𝑄

𝑉 ∗ 𝜃 ∗ (1 − 𝐶)=

0,0034

0,6 ∗ 0,23 ∗ (1 − 0,7)= 0,082 𝑚2

Détermination de la section utile

𝑆𝑢 = 𝑆𝑚 ∗ 𝜃 ∗ 1 − 𝐶 = 0,082 ∗ 0,23 ∗ 0,3 = 0,0057 𝑚2

Détermination du tirant d’eau et de la largeur du canal

𝑆𝑚 = 𝐻 ∗ 𝑙 ↔ 𝐻 = 𝑆𝑚

2=

0,082

2= 20,25 𝐶𝑚

𝑙 = 2 ∗ 𝐻 = 2 ∗ 20,25 = 40,50 𝐶𝑚

Détermination de la longueur oblique immergée de la barre de la grille

sin 𝛼 =𝐻

𝐿0 ↔ 𝐿0 =

𝐻

sin 𝛼 =

20,25

0,86= 23,55 𝐶𝑚

Récapitulatif

Su Sm L0 l H e b

0,0057m2 0,082m

2 23,55Cm 40, 50Cm 20,25 Cm 3 mm 10 mm


Faso)


Annexe 5 : Vues en coupe des bassins


Faso)


Annexe 6 : Devis quantitatif et estimatif des travaux de réhabilitation du réseau et de

construction d’une STEP

Devis quantitatif pour la construction des bassins de stabilisation

bassin

facultatif

Désignation dimensions

surface

latérale surface radier volume

crête 41x23x0,5

224

495

1886

plan d'eau 39x21x1,5

fond 33x15

Bassin de

maturation

Désignation dimensions

surface

latérale surface radier volume

crête 42x23x0,5

177 612 1449

plan d'eau 40x21x1

fond 36x17

TOTAL 401 1107 3335

DEVIS ESTIMATIF

N° DESIGNATION DES TRAVAUX UNITE QUANTITE PRIX MONTANT

UNITAIRE

RESEAU

I TERRASSEMENTS

I-1 Installation du chantier ff 1 200 000 200 000

I-2 Déblais pour tranchée de canalisation m3 1633,000 2 000 3 266 000

I-3 Remblais des fouilles m3 1088,000 2 000 2 176 000

Sous total I 5 642 000

II Fourniture de canalisations et accessoire de raccordement

II-1 Fourniture et pose de conduite 200 mm ml 548,000 7 500 4 110 000

Fourniture et pode de conduite de 150 mm ml 1629,000 5 000 8 145 000

II-2 Regard de visite et accessoires u 20 150 000 3 000 000

Sous total II 15 255 000

III DIVERS ETIMPREVUS

III-1 Imprévus et divers % 5% 20 897

000 1 044 850

Sous total III 1 044 850

Total Réseau 21 941 850

BASSINS DE STABILISATION

IV INSTALLATION DE CHANTIER

IV-1 Aménagement des zones de stockage des

matériaux Ensemble 1,000 200 000 200 000

IV-2 Décapage de l'emprise du site Ensemble 1,000 650 000 650 000

IV-3 Amené et replis des matériaux Ensemble 1,000 200 000 200 000

Sous total IV 1 050 000

V TERRASSEMENT


Faso)


V-1 Déblais pour la réalisation des bassins de

stabilisation m3 3335 2 500 8 337 500

V-2 Couche de la fondation (20cm) en latérite

compacté m3 221,4 7 500 1 660 500

V-3 Couche de base en argile compactée

(20cm) m3 221,4 9 000 1 992 600

Sous total V 11 990 600

VI ELEMENTS EN BETON ARME ET EN

MACONNERIE

VI-1 Perrés maçonnerie pour les bassins m2 401 20 000 8 020 000

VI-2

Fourniture et pose des joints bitumineux dans les bassins de stabilisation tous les 5m le long de la circonférence jusqu'au radier Ensemble 1,000 500 000 500 000

Sous total VI 8 520 000

VII DIVERS ETIMPREVUS

VII-1 Imprévus et divers % 0,050

21 560 600 1 078 030

Sous total VII 1 078 030

Total bassins de stabilisation 22 638 630

VIII Dégrilleur

VIII-1 grille pour le dégrilleur Ensemble 1,000 50 000 50 000

VIII-2 fouille pour le dégrilleur m3 2,000 5 000 10 000

VIII-3 béton de propreté dosé à 150kg/m3 m3 0,020 60 000 1 200

VIII-4 béton armé dosé à 350Kg/m3 m3 0,16 120000 19200

Sous total VIII 80 400


RECAPUTILATIF

N° Désignation Montant %

Réhabilitation du réseau

I Terrassement 5 642 000 25,71

II Fourniture de canalisations et accessoire de raccordement 15 255 000 69,52

III Divers et imprévus 1 044 850 4,76

TOTAL RESEAU 21 941 850 100

Bassins de stabilisation

IV Installation de chantier 1 050 000 4,64

V Terrassement 11 990 600 52,97

VI Eléments en béton arme et en maçonnerie 8 520 000 37,63

VII Divers et imprévus 1 078 030 4,76

TOTAL BASSINS DE STABILISATION 22 638 630 100

Degrilleur

VIII TOTAL DEGRILLEUR 80 400


diagnostic d’une station d’épuration en centre hospitalier

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