Developpement d’une Zone Humide
Simulee Plantee avec Amaranthacea etCapri: Aridacea Pour le Traitement desEaux Usees Domestiques

Jacques Kouakou

ATPS Working Paper Series No. 50

Published by the African Technology Policy Studies Network, P.O. Box 10081, 00100 General Post
Office, Nairobi, Kenya© 2008 African Technology Policy Studies Network (ATPS)

PUBLISHED BY ATPS COMMUNICATIONS DEPARTMENT
Printed by Newtec Concepts
P.O. Box 00800, Westlands
14180 Nairobi, Kenya
Tel: 4449849, Fax: 4450399
newtec@mitsumi.net

ISBN: 9966-916-

ABOUT THE AFRICAN TECHNOLOGY POLICY STUDIES NETWORKThe African Technology Policy Studies Network (ATPS) is a multi-disciplinary network of researchers,
policymakers, actors in the private sector and other end users interested in generating, promoting
and strengthening innovative science and technology policies in Africa. With a regional secretariate
in Nairobi, the network operates through national chapters in 23 countries, with an expansion plan tocover the entire sub-Saharan Africa.
One of the objectives of the network is to disseminate research results to policy makers, legislators,
the organized private sector, civil society, mass media and farmers’ groups through publications,dialogue and advocacy. Among its range of publications are the Working Paper Series (WPS),
Research Paper Series (RPS), Special Paper Series (SPS) and the Technopolicy Briefs.
Papers published under the Working Paper Series (WPS) are those produced from the
ATPS small grants process or from regional projects. The WPS are not subjected to thestrict requirements of the RPS but this does not suggest that they do not have significant
policy or methodological contribution to make to the work of ATPS. The Board supports all
efforts aimed at improving the WPS, such as building skills that will make most of the ATPS
research outputs to be published under the RPS. Researchers are encouraged to produce
their final drafts in a publishable manuscript form that is shorter and easier to read.
ATPS is supported by a growing number of donors including the International Development ResearchCentre (IDRC), the Carnegie Corporation of New York, the Rockefeller Foundation, the World Bank,
the OPEC Fund, Ford Foundation, Coca-Cola Eastern Africa, the African Development Bank, InfoDev
and the Royal Dutch Government.

Table of Contents

LIST OF FIGURESRESUMEI

CHAPTER 1: INTRODUCTION

1CHAPTER 2:
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6

3
3
4
5
5
7
10

GENERALITIESZone Humide
Description de la Plante D’etude
Role des Plantes dan un Lit
Eaux Usees
Filtration sur des Zones Humides
Climat de la Region D’etude

II

CHAPTER 3: MATERIEL
3.1 Presentation des Reacteurs
3.2 Methodes

11
11
14

CHAPTER 4:
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5

18
18
21
23
25
40

RESULTATS
Caracteristiques Hydrodynamiques des Sables
Croissance des Plantes
Fonctionnement Hydraulique des Systemes
Performances Epuratoires des Systemes
Discussion

CHAPTER 5: CONCLUSION47ACKNOWLEDGMENT

52

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

53

List of Figures
Description du réacteur
Volume d‘eau cumulée à la sortie du lit non planté
Volume d’eau cumulée à la sortie du lit de Corchorus à forte densité (CHOf)
Volume d’eau accumulée à la sortie du lit Corchorus à basse densité (CHOb)
Volume d’eau accumulé à la sortie du lit Amaranthus forte densité (AMAf)Volume d’eau accumulé à la sortie du lit Amaranthus basse densité (AMAb)
Croissance des feuilles (A) et de la tige d’Amaranthus (B)Croissance des feuilles (A) et de la tige de Chorchorus (B)Evolution temporelle du débit d’écoulement dans les lits Plantés et le lit non planté
Evolution temporelle du débit d’écoulement dans les lits Plantés LNP : Lit nonplanté (témoin)
Figure 10 A: Evolution temporelle du pH à la sortie des lits plantés et du lit non planté
Figure 10 B: Evolution temporelle du pH à la sortie des différents lits plantés
Figure 11:
Comparaison d’échantillon brute avec ceux à la sortie des lits plantés et nonplantés
Figure 12 A: Evolution temporelle de la conductivité à la sortie des lits plantés et du témoin
Figure 12 B: Evolution temporelle de la conductivité à la sortie des lits plantés
Figure 13 A: Evolution temporelle des TDS à la sortie des lits plantés et du lit non planté
Figure 13 B: Evolution temporelle des TDS à la sortie des lits plantés
Figure 14 A: Evolution temporelle de la dureté totale à l’entrée et à la sortie des lits plantés
et du témoin
Figure 14 B: Evolution temporelle de la dureté totale à l’entrée et à la sortie des lits plantés
Figure 15 A: Evolution temporelle de la DCO à l’entrée et à la sortie des lits plantés et du sol
non planté
Figure 15 B: Evolution temporelle de la DCO à l’entrée et à la sortie des lits plantés
Figure 16 A: Evolution temporelle de la teneur en ions ammoniums à l’entrée et à la sortie
des lits plantés et du lit non planté
Figure 16 B: Evolution temporelle de la teneur en ions ammoniums à l’entrée et à la sortie
des lits plantés
Figure 17 A: Evolution temporelle de la teneur en orthophosphates à l’entrée et à la sortie
des lits plantés et du lit non planté
Figure 17 B: Evolution temporelle de la teneur en orthophosphates à l’entrée et à la sortie
des lits plantés
Figure 1:
Figure 2:
Figure 3:
Figure 4:
Figure 5:
Figure 6:
Figure 7:
Figure 8:
Figure 9 A:
Figure 9 B:

i

12
18
19
19
20
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39

ResumeL’utilisation des végétaux dans l’épuration des eaux usées est un procédé récent qui reprend lestechniques naturelles d’auto épuration. Cette nouvelle technologie, facile à réaliser, coûtd’investissement largement inférieur à celui d’une station d’épuration classique contribue à laprotection de l’environnement et la santé humaine.
La présente étude consiste à tester les potentialités d’Amaranthus et de Chorcourus à épurer leseaux usées domestiques sous un climat tropical dans pilote expérimental. Celui-ci a une capacitéde 630 L de capacité, remplis sur une épaisseur de 0.27m de sable blanc prélevé en zone lagunaire
et de 0.1m de gravier en granite de dimension 15/25 mm. Deux bacs sont plantés de jeunes tiges
d’Amaranthus; l’une de forte densité (60 tiges/ 1.5m²) et l’autre de faible densité (15 tiges/ 1.5m²).
Deux autres bacs sont plantés de jeunes tiges de Chorcorus; l’une de forte densité (60 tiges/ 1.5 m²)
et l’autre de faible densité (15 tiges/ 1.5 m²) et enfin un lit témoin non planté. Tous ces bacs ont une
hauteur de 0.42m chacun.
Le pH des filtrats des lits plantés diminue par rapport au lit témoin non planté. Les lits plantésassurent une élimination importante de la DCO, notamment pour Corchorus (basse densité = 84%,
forte densité = 80%) et Amaranthus (basse densité = 82%, forte densité = 86%) par rapport au lit
témoin (60%). La densité des plantes a une influence positive sur l’enlèvement de la DCO. Concernantl’élimination de NH4+, le rendement des lits plantés avec Corchorus (basse densité = 59%, forte
densité = 71%) et Amaranthus (basse densité = 68%, forte densité = 70%) par rapport au lit témoin.
L’élimination de l’orthophosphate sur les lits plantés est respectivement pour Corchorus (basse
densité = 67%, forte densité = 66%) et Amaranthus (basse densité = 75%, forte densité = 65%) et letémoin (46%). L’augmentation de la densité des plantes a un effet négatif sur l’élimination del’orthophosphate.
Les résultats obtenus montrent que le système de lit développé est capable d’épurer les eaux usées
domestiques. C’est Amaranthus qui donne les meilleurs rendement d’épuration des eau usées
domestiques.
Mot clés : eaux usées domestiques, traitement, zone humide, Amaranthus,ii

Chorcorus.

Chapter One
Introduction
Dans la plupart des pays du monde, l’on assiste à un intérêt croissant pour la protection del’environnement compte tenu de l’impact écologique considérable que peut présenter lesdéversements d’effluents. La pollution des eaux est de moins en moins tolérée et l’utilisation desvégétaux dans l’épuration des eaux usées est un procédé récent qui reprend les techniques naturelles
d’auto épuration et bénéficient d’une attention croissante. La technologie du traitement des eauxusées par marais artificiels a commencé à prendre de l’ampleur à partir des travaux de SEIDEL
dans les années 1950-1960. En effet, les potentialités épuratoires du roseau ont été mises enévidence par cet auteur dès 1946 pour traiter des effluents industriels contenant des substanceschimiques tels que les phénols, les chlorophénols et les métaux lourds. Cette nouvelles technologie
extensive à été exploitée avec succès par plusieurs auteurs (Finlayson et Chick, 1983; Brix, 1993 ;Biddlestone et al., 1991) pour le traitement de plusieurs types d’effluents (effluent de laiterie, d’abattoir,
domestique, urbain).
Depuis 1970, la jacinthe d’eau a été utilisée avec un double objectif : épurer les eaux polluées
responsable de l’eutrophisation et exploiter la biomasse produite (Sauze, 1983). Les travaux deOswald et de ses collaborateurs (Oswald et Gotaas, 1957; Oswald et al., 1957) sur les étangsd’oxydation destinés à l’épuration des effluents domestiques et industriels, travaux qui ont menésplus tard OSWALD et ses collaborateurs à développer des systèmes plus intensifs.
De nombreux travaux ont été menés sur le traitement des eaux usées par différents groupes derecherche, tout spécialement aux Etats-Unis, en Allemagne, en Israël, en Tchécoslovaquie et au
Japon. Shelef et Soeder (1990b) donnent la plupart des références importantes sur le sujet. Demême, de Pauw et van Vaerenbergh (1981) et de la Noue et de Pauw (1988) font un examen critiquedes différentes dimensions de la question. Le traitement des eaux usées par marais artificiels, qui
peut prendre différentes formes selon le mode d’écoulement, les types de plantes, le milieu etautres, s’est par la suite répandu en Europe. En Amérique du Nord, cette technologie s’est répandue
surtout depuis le milieu des années 1980. Il y aurait plus de 500 installations de traitement d’eauxusées par marais en Europe et plus de 600 en Amérique du Nord (Cole, 1998). Cette technologie est
aussi en forte demande en Amérique centrale, en Europe de l’Est et en Asie (Cole, 1998). Les marais
artificiels ont été introduits au Québec à partir du début des années 1990.
Ces dernières années ont été marquées par un développement important de la gestion des eauxusées et ce, tant au niveau du traitement que de l’implantation de nombreux ouvrages

1

2

ATPS WORKING PAPER SERIES NO. 50

d’assainissement. Cependant, on estime seulement qu’un tiers de la population mondiale (environ
1,8 milliards d’individus), est desservie par une installation de traitement des eaux usées (L’HERMITE,
1991 ; USEPA, 1990). Ce faible taux s’explique par le fait que le coût d’installation des systèmescollectifs de traitement des eaux usées est très onéreux. Cette situation entraîne des pollutions
aquatiques dans les pays en développement. En effet, le système lagunaire d’Abidjan est pollué parles rejets domestiques et industriels. La station d’épuration à boues activées de Koumassi Digue qui
est sensée épurer les eaux usées de la ville d’Abidjan dysfonctionne.
Au vu de toutes ces difficultés, il convient de rechercher des méthodes alternatives simples detraitement des eaux usées domestiques. Les systèmes de marais simulés pourraient contribuer au
traitement des eaux usées. Ces systèmes sont moins onéreux, faciles à réaliser et à suivre. Par
ailleurs, ces systèmes supportent de fortes charges organiques (200 kg ha-1 j-1) et donnent d’excellent
rendement d’épuration. Le rendement d’épuration de la DCO, DBO, TSS, TN TP et des coliformes
fécaux sont respectivement de l’ordre de 86, 90, 89, 34, 56 et 99% (BADKOUBI et al., 1998). Parmi
les plantes identifiées dans les marais naturelles qui ont été expérimentés dans l’épuration deseaux, il y a l’Amaranthus et le Chorcorus.
L’objectif général de cette étude est de mettre au point un procédé de protection de l’environnement
et la santé de la population par l’épuration des eaux usées domestiques à l’aide d’un procédé demarais simulé planté avec Amaranthus et Corchorus. Le travail consistera à déterminer la capacitéd’amaranthus et le chorchorus à forte et basse densité, à épurer les eaux usées domestique sousun régime d’écoulement vertical. Ensuite, il s’agira de comparer les rendements obtenus à ceuxd’un sol non planté placé sous les mêmes conditions expérimentales.
L’ensemble de ces travaux va s’articuler autour de trois chapitres: le premier fait l’état des lieux surl’épuration des eaux usées domestiques, le deuxième présente le matériel et méthodes utilisés etenfin le troisième rend compte des résultats obtenus et leurs interprétations.

Chapter Two
Generalities
2.1

Zone Humide

Définition
Les zones humides se caractérisent par la présence permanente ou temporaire, en surface ou à
faible profondeur dans le sol, d’eau disponible, douce, saumâtre ou salée. Souvent en positiond’interface ou de transition entre milieux terrestre et milieux aquatique proprement dits, elles se
distinguent par des sols hydromorphes ou évolués, une végétation dominante composée de plantes
hygrophiles au moins pendant une partie de l’année. Enfin, elles nourrissent et abritent de façon
continue ou momentanée des espèces animales inféodées à ces espaces.
Principe de fonctionnement
Les zones humides construites pour le traitement des eaux usées s’appuient sur les principes
suivants :1. l’installation des plantes aquatiques dans un substrat entièrement minéral irrigué par leseaux usées permet d’obtenir leur épuration autour des rhizomes des plantes où vivent desmicroorganismes.
2. le substrat permet la rétention d’une partie des polluants par tamisage.
3. les plantes contribuent à l’épuration des eaux par l’enlèvement des nutriments contenus
dans les eaux et par l’apport d’oxygène au niveau des rhizomes où se trouvent les
microorganismes.
Les stations à filtres plantés sont généralement un assemblage de lits en parallèle et/ ou en série.
Intérêt
Les zones humides contribuent au maintien et à l’amélioration de la qualité de l’eau en agissantcomme un filtre épurateur :- filtre physique, car elles favorisent les dépôts de sédiments y compris le piégeaged’éléments toxiques tels que les matériaux lourds, la rétention des matières en suspension,- filtre biologique, car elles sont aussi le siège privilégié de dégradations biochimiques, dedésinfection, d’absorption et de stockage par les végétaux, de substances indésirables
ou polluantes tels que les nitrates (dénitrification) et les phosphates à l’origine del’eutrophisation des milieux aquatiques, de certains pesticides et métaux.

3

4

ATPS WORKING PAPER SERIES NO. 50

Les marais sont considérés comme une option durable pour le traitement des eaux usées etpermettent d’éliminer le nitrate, la DBO, la DCO, le virus entérique (Michael et al., 1999). Les
systèmes de marais simulés sont faciles à construire et à entretenir et ne consomment pas d’autreénergie que celle du soleil. Ils sont indiqués pour traiter les effluents non industriels comme ceux depetites et moyennes municipalités, des fermes laitières et des abattoirs.

2.2 Description de la Plate d’etude
Amaranthus
Présentation
Amaranthus est de la famille des Amaranthaceae, du genre Amaranthus. On distingue environ 2000
à 2400 espèces dont hybridus, viridis et spinosus. Le nom commun de hybridus est l’Amarante
hybride. Quant à l’espèce viridis, c’est l’épinard vert. Enfin l’espèce spinosus est l’épinard piquant.
A. hybridus est une plante herbacée à cotylédons elliptiques avec sommet arrondi, en massue etplus ou moins pétiolé. La plante adulte a une taille variant de 0.15 à 1.5 m (Berhaut, 1967). Quant à
A. viridis, la taille de la tige est comprise entre 0.1 et 0.9 m. Les tiges sont grêles et érigées, peu ou
fortement ramifiées, glabres ou pubescents (Fournet, 1978). Enfin, A. spinosus a à l’état adulte unetige érigée ou ascendante de 0.3 de 1.2 m, très ramifiée, un peu pubescent en haut et garnie d’une
paire d’épines axillaires rigides à chaque nœud.
Biologie et Ecologie
A. hybridus, A. spinosus et A. viridus sont des plantes annuelles cosmopolites et thérophytes(Guillaumet, 1967 ; Ake, 2001a ; Robbrecht et al., 2001). Elles se reproduisent par graine seulement
à des températures moyennes supérieurs à 15°C sur un sol sableux, alcalins ou argileux et dans lesjachères. Les amarantes réduisent le rendement des cultures à cause de l’effet compétitif qu’elles
exercent au niveau de la nutrition et des éléments nutritifs. Certaines amarantes peuvent mêmeemmagasiner dans les tiges et les ramifications.
Utilisation
Les feuilles d’A. hybridus sont consommées en épinards (Ake, 2001a; Berhaut, 1967). Cette planteest également utilisée dans la parfumerie et pour la confection de teintures. Quant aux feuilles de A.
viridis, riches en protéines (34.2 %), en fibres (10.04%) et en cendre (22.72%), sont comestibles. Demême que les grains qui contiennent 14 à 16% de protéines et 4.7 à 7% de matières grasses. Cette
plante possède des propriétés émolliente et vermifuge. Elle traite les acnés, les tumeurs, la dysenterieet les inflammations. Elle est également utilisée en teinture. Enfin, les feuilles, les fruits et les tiges
d’A. spinosus sont consommées. Par ailleurs, elle est utilisée pour traiter diverses maladies(cardiovasculaires, dermatologiques, hépatiques etc.), facilite l’accouchement, améliore ladigestion et possède des vertus énergétiques (Guenookpati, 1994).

DEVELOPPEMENT D’UNE ZONE HUMIDE SIMULEE PLANTEE AVEC AMARANTHACEA ET CAPRI

5Corchorus olitorius L.
Présentation
Corchorus olitorus L. est de la famille des Tiliaceae, du genre Corchorus et de l’espèce olitorius.
Son nom commun est le jute. C. olitorius est une plante herbacée de 0.9 à 4 m. Ses tiges sontglabres (Fournet, 1978) et très ramifiées. Quant aux feuilles, elles sont lancéolées ou elliptiqueslancéolées.
Biologie et écologie
A. olitorus est une plante annuelle et cultivée (Ake, 2001b). Elle se reproduit par graines, en semi
direct sur un sol alluvial ou argilo sableux à une température de 16.8 à 27.5°C, des précipitations de4 à 42.9 dm et un pH de 4.5 à 8.2. Elle a besoin d’azote et sa production double pour un apport de 80
kg d’azote par hectare.
Utilisation
Les feuilles et les jeunes pousses de C. olitorius sont comestibles. Elle est connue également pourêtre demulcent, deobstruent, lactagogue, diurétique, purgatif et tonique. C. olitorius est un remèdecontre diverses maladies (dysenterie, douleurs pectorales, hémorroïdes, infections urinaires etinsuffisances cardiaques etc.). De plus, sa fibre de jute représentant environ 6% du poids sec de laplante, est utilisée pour fabriquer des fils, des ficelles, des cordes, des plastiques, du papier et dessacs. Ceux-ci sont préférés pour le transport des fèves (cacao, café, noisette) aux sacs en
polypropylène.

2.3

Role des Plantes dans un Lit

Les plantes contribuent de manière indirecte à la dégradation de la matière organique par lacroissance des bactéries nitrifiantes (Gesberg et al., 1986). La croissance des racines et des rhizomes
permet le maintien ou la régulation de la conductivité hydraulique initiale. Le rhizome assure aussi
avec les racines une forte perméabilité du sol et une grande surface de contact entre le sol et leseaux usées (Radoux et Kemps, 1988). La faible granulométrie du sable ainsi que l’apport importantde matières organiques sont propices au colmatage du filtre. La croissance des racines limites ces
risques en formant des pores tubulaires le long des racines qui se développent. Elle accroît égalementla surface de fixation des microorganismes. La couverture foliaire préserve la surface du filtre. Elleprocure également un ombrage qui permet aux bactéries de se développer, contribuant ainsi à laminéralisation de la matière organique. D’une façon générale, le milieu filtrant grâce à la présence
des racines, possède une grande diversité d’espèce (bactéries, protozoaires, invertébrés) dont laprésence dépend étroitement de la charge organique et des conditions de renouvellement del’oxygène. Tous ces organismes participent également, comme prédateurs, à la diminution despopulations de bactéries fécales. Les racines qui poussent dans le substrat aérèrent mécaniquementet dégagent de l’oxygène en profondeur. Elles secrètent également des acides organiques qui
permettent ainsi le développement des bactéries dans la rhizosphère.

ATPS WORKING PAPER SERIES NO. 50

6

2.4

Eaux Usees

Définition
Les eaux usées sont les eaux qui proviennent des activités humaines (domestiques, industriels,
agricoles) et les eaux pluviales qui contiennent des polluants.
Dans cette étude, nous allons nous intéresser seulement aux eaux usées domestiques.
Eaux usées domestiques
Définition
Selon Edeline (1996), les eaux usées domestiques proviennent des eaux vannes (eaux des W.C) et
des eaux ménagères (eaux de cuisines, de salles de bain et de buanderie). La pollution d’origine
domestique peut être estimée à :- 60 à 70 g (hab.j)-1 de charge organique dissoute exprimée en DBO5, ou 120 à 140 g(hab.j)-1 en DCO, dont 5 à 10 (hab.j)-1 non biodégradable ;- 70 g (hab.j)-1 de matière en suspension, dont un tiers est d’origine organique ;- 13 à 15 g (hab.j)-1 d’azote kjeldahl, dus pour un tiers à l’azote ammoniacal et pour deux
tiers à l’azote organique.
Cette charge polluante peut être transportée par un volume d’effluent plus ou moins important selon
le degré d’urbanisation et le niveau de vie du pays considéré.
Composition
Les eaux usées domestiques contiennent des microorganismes contenus dans les matières fécales.
Cette flore entérique normale est accompagnée d’organismes pathogènes. L’ensemble de cesorganismes peut être classé en quatre grands groupes : virus, bactéries, protozoaires et les helminthes(FABY et BRISSAUD, 1997). Les eaux usées domestiques renferment aussi des matières organiques
et des substances nutritives.
Impacts
Lorsque les eaux usées domestiques sont mal gérées, elles polluent l’environnement et présentent
des dangers pour la santé humaine.
Impacts environnementaux
Le rejet de nutriments (N, P) dans le milieu aquatique peut entraîner à certaines concentrations,l’eutrophisation de ce milieu. En milieu anoxique, il pourrait avoir une réduction du sulfate en sulfured’hydrogène (H2S) (LEROY, 1986). Lorsque l’eau usée utilisée en irrigation contient un excès d’azote,on peut observer une contamination de la nappe phréatique, la perturbation de certaines productions,

DEVELOPPEMENT D’UNE ZONE HUMIDE SIMULEE PLANTEE AVEC AMARANTHACEA ET CAPRI

7

un retard de maturation de certaines cultures, la limitation du développement de certaines racines
et l’accentuation de la sensibilité des cultures aux maladies.
La pollution organique prive les espèces aquatiques d’oxygène. Le manque progressif d’oxygène
entraîne la disparition ou la modification des peuplements aquatiques sensibles à l’oxygène (Dufour
et al., 1994). Par contre, la pollution microbiologique par les germes pathogènes affecte moins leseaux souterraines que les eaux de surface. Les déchets solides contenus dans les eaux usées
inhibent la ré-oxygénation des milieux aquatiques récepteurs et influencent la biodiversité (Dufour
et Slepoukha, 1975; ARFI et al., 1989). L’eutrophisation et l’anoxie restent un facteur inquiétant àcourt et à long terme (Metongo et al., 1993).
Impacts sanitaires
L’OMS estime que 80% des maladies qui affectent la population mondiale sont directement associéesà l’eau (Desjardin, 1990). Les eaux usées domestiques contiennent des agents pathogènes tels
que les virus, les bactéries, les protozoaires et les helminthes (Faby et Brissaud, 1997). Ceux-ci sontà la base de plusieurs maladies hydriques dont les plus courant restent les affections diarrhéiques
et dysentériques (choléra, fièvre typhoïde et poliomyélite) (Leroy, 1986). Les pays développés ont pu
ralentir la mortalité causée par ces maladies hydriques grâce à la mise en place des systèmes detraitement des eaux usées. En revanche, dans les pays sous développés, la situation est grave àcause du manque de système d’épuration des eaux usées.
La contamination des eaux par des agents chimiques (métaux, pesticides, nitrates etc.) se manifeste
à long terme (plusieurs mois ou décennies) et fait suite à une intoxication lente. Tous les métaux
contenus dans l’eau ne sont pas nécessairement toxiques. En effet, certains sont indispensables àl’organisme à des doses infimes (oligoélément). D’autres par contre comme le plomb sont toxique.

2.5

Filtration sur des Zones Humides

Le traitement des eaux usées domestique se fait à travers plusieurs systèmes tels que les systèmesde traitement par lagunages, boues activées, marais construits etc.
Principe de filtration
La filtration consiste à faire passer de l’eau usée de façon discontinue à travers un lit planté. Cetteépuration a pour but d’éliminer le taux de nutriment (N et P), de charges organiques (MES, DBO et
DCO) et la charge parasitaire. La surface du lit planté retient l’essentiel des matières en suspensions.
Celles-ci sont retenues par la couche du sable lorsque le diamètre des particules solides est
supérieur aux diamètres du sable. L’eau polluée qui s’infiltre dans le massif filtrant est dégradée ou
transformée par les microorganismes qui se développent au sein du milieu poreux. C’est une
technique de séparation et de fractionnement de substances. Elle sépare la phase liquide de laphase solide (Masschelein, 1996).

8

ATPS WORKING PAPER SERIES NO. 50

Mécanismes épuratoires
Les principaux mécanismes d’épuration s’appuient sur la combinaison de plusieurs processus encondition aérobies. Par exemples, l’élimination de la charge organique se fait par simple filtration
physique en plus des processus biologiques dus à la flore bactérienne et aux plantes (Abissy etMandi, 1998). Les mécanismes prédominants dans l’élimination de l’azote dans les lits plantés sontla conversion microbienne sous forme gazeuse et le stockage dans le sol, les détritus et la biomasse
végétale. La volatilisation directe de l’ammonium est généralement négligeable à moins que le pHdépasse 8 (Tanner et Cooke, 1993). La séquence nitrification - dénitrification est considérée commele processus majeur d’élimination d’azote à long terme (Reddy et Debusk, 1987; Reddy et D’angelo,1996). En conditions anaérobies, les nitrates peuvent être éliminés par dénitrification microbienne.
La litière des plantes dans les systèmes plantés peut favoriser cette dénitrification en fournissant dessubstrats carbonés dégradables. Les plantes aquatiques ont l’aptitude de transférer l’oxygène àtravers les feuilles, les tiges et les racines vers les rhizosphères (Brix, 1993). A ce niveau, l’oxygène
joue un rôle important en stimulant la croissance des bactéries aérobies, en particulier les bactéries
nitrifiantes (Reddy et Debusk, 1987; Gesberg et al., 1986; Amstrong et Amstrong, 1988 ; 1990).
L’absorption de l’azote par les plantes résulte en une élimination temporaire d’une portion disponible
de nitrate et d’ammonium. Cependant, à moins que les plantes ne soient faucardées, une portion
non négligeable d’azote fixé peut retourner dans le système sous forme dissoute (Reed, 1990). Lesprincipales voies d’élimination du phosphore se déroulent au niveau du sol. Le phosphore peut êtreenfoui sous forme organique ou adsorbé chimiquement sous forme complexée aux oxydes ethydroxydes de fer et d’aluminium et au calcium normalement présent dans le sol (Nichols, 1983;
Reddy et Debusk, 1987; Reed, 1990). L’élimination du phosphore à long terme est généralement
limitée par la capacité d’absorption du substrat y compris la litière (Reed, 1990). Il s’effectueégalement une adsorption du phosphore inorganique dissous par la plante. Cette absorption est
rapide mais temporaire vu qu’une partie du phosphore peut retourner dans le système à la mort deces végétaux (Reed, 1990).
L’élimination de la charge parasitaire, plus précisément les œufs d’helminthes est faite parsédimentation et filtration par le sol (Abissy et Mandy, 1998).
Etude hydrodynamiqueL’étude hydrodynamique permet de vérifier la porosité et de caractériser le modèle de circulation del’eau dans le massif filtrant. Elle consiste à appliquer de l’eau sur le lit de filtration à travers un réseau
de distribution et de tracer à la sortie du système, la courbe de volume cumulé d’eau restituée.
L’écoulement de l’eau dans le milieu poreux non saturé est régi par la vitesse de Darcy. Cette vitesse
est fonction de la porosité du matériau filtrant.
Mécanismes physiques
Ces mécanismes consistent à clarifier un liquide qui contient des matières solides en suspension
en le faisant passer à travers un milieu poreux et des systèmes racinaires. Ensuite, il va avoir lasédimentation des matières en suspension et de colloïdes dans le système de marais. Le massif

DEVELOPPEMENT D’UNE ZONE HUMIDE SIMULEE PLANTEE AVEC AMARANTHACEA ET CAPRI

9contribue à l’élimination en grande partie des matières en suspension relativement grossières.
D’après Corpcioglu et Hardie (1984) in Schmitt (1989), la rétention dans les pores du massif filtrant
est un phénomène efficace lorsque le diamètre moyen des matières en suspension est proche decelui des pores du milieu granulaire. Les particules retenues entre les pores des grains ou interceptées
sur les grains ne seront maintenues que si elles sont fixées (Teutsch et al., 1991 in Gnagne, 1996).
Le phénomène de fixation est du à a force d’attraction de Van Der Waals et à l’adsorptionélectrostatique. Cependant, elle ne s’opère qu’entre les particules ayant des charges électriques
opposées.
Mécanismes biologiques
Les mécanismes biologiques sont dus aux bactéries libres ou fixées. Ils permettent la dégradationde la matière organique, la nitrification en zone aérobie et la dénitrification en zone anaérobie. Pourles systèmes à tranche d’eau libre, l’épuration biologique se fait par des processus aérobie près dela surface de l’eau et éventuellement anaérobies près des dépôts en profondeur. Le développementd’algues fixées ou en suspension dans l’eau (phytoplancton) apporte l’oxygène par la photosynthèse.
Cette présence d’oxygène est nécessaire aux bactéries épuratrices aérobies.
Mécanismes chimiques
En plus des processus physiques et biologiques, les processus chimiques sont impliqués dansl’élimination des contaminants dans les marais. Le processus chimique le plus important dansl’élimination de la charge polluante dans les marais est l’absorption sur les sols. L’absorption décrit
un groupe de processus, qui incluent les réactions d’adsorption et de précipitation. Elle concerne
l’attachement des ions aux particules du sol, par échange de cation ou par absorption chimique.
Dans les processus chimiques qui se déroulent dans les marais, il y a les précipitations.
Caractéristiques du massif filtrant
Le matériau filtrant est très important. En effet, il conditionne la fiabilité et les performances dumécanisme. Les principales caractéristiques du milieu filtrant sont : le diamètre effectif, le coefficientd’uniformité, la diversité, la densité relative, la masse unitaire et la porosité (Desjardin, 1990). Le
diamètre effectif et le coefficient d’uniformité sont deux caractéristiques importantes du matériau
filtrant. Il faut trouver un compromis entre les contraintes hydrodynamiques qui nécessitent une
granulométrie grossière et l’épuration des eaux qui nécessite une granulométrie fine. Cela renddélicat le choix de la granulométrie du massif filtrant (Guilloteau, 1992).
Granulométrie
Le sable doit avoir une taille appropriée, sans argile et poussières et exempte de fragments(Masschelein, 1996). Selon cet auteur, les caractéristiques granulométriques du sable sontparticulièrement importantes pour la percolation de l’eau dans la masse filtrante. La taille effective,
la diversité à 60% et le coefficient d’uniformité (Correspond au rapport entre le diamètre qui laisse
passer 60% des particules et celui qui en laisse passer 10%, soit D60 / D10). La taille effective

10

ATPS WORKING PAPER SERIES NO. 50

correspond à la grosseur des mailles du tamis qui laissent passer 10% de la masse de l’échantillon.
Quant à la diversité à 60%, elle décrit la variété des classes granulométriques qui constituent 60%
de la masse du sable et donne des renseignements sur l’homogénéité du matériau de filtration.
Diminution de l’espace poral par colmatage
Les matières en suspension des eaux usées peuvent entraîner un colmatage du massif filtrant.
Celui-ci réduit l’efficacité de l’installation. Deux types de colmatage peuvent survenir. Ce sont lecolmatage externe (lié à l’accumulation de dépôt essentiellement organique) et le colmatage interne(lié à une forte croissance du biofilm et provient des charges excessives en matière organique ou undéficit d’oxygène). Pour éviter le colmatage interne, le substrat doit être apporté à des doses et à une
fréquence permettant le maintien du biofilm dans un équilibre dynamique (égalité entre le taux decroissance et celui de destruction des microorganismes) (Schmitt, 1989). Lorsqu’il y a colmatage,l’eau pénètre difficilement dans le lit, ce qui réduit l’aération du milieu.
Influence de la température
La température joue un rôle important dans la qualité de l’épuration et elle réduit le colmatage. En
effet, Makni (1995) a montré que la capacité d’épuration dépend de la température qui semble
influencée les cinétiques d’oxydation de la pollution dissoute. Une basse température ralentie l’activité
bactérienne et favorise l’accumulation des matières organiques influence. Par contre, unetempérature élevée augment l’activité microbienne, permet la dégradation des polluants, augmentel’évaporation de l’eau du massif filtrant. L’évaporation de l’eau du massif permet de dégager lespores, ce qui empêche le développement du colmatage interne. Pour contrôler le colmatagesuperficiel, il faut observer le séchage de la surface d’infiltration qui s’obtient par un arrêt del’alimentation du lit pendant quelques jours, le temps que la matière organique accumulée seminéralise ou s’assèche. La durée du séchage est fonction des conditions climatiques. Celui-ci est
moins rapide en période froide et humide et rapide en période chaude et sèche.
La maîtrise parfaite du colmatage est importante et permet d’obtenir un traitement efficace car lesrendements hydrauliques et la nitrification sont affectés quand il y a anoxie du système (Barraque,1993).
Climat de la Region D’etude
La connaissance du climat (température, insolation, pluie) oriente le dimensionnement des systèmesd’épuration. La ville d’Abidjan appartient à un climat attiéen qui se caractérise par quatre saisons(Dufour et al., 1994) dont une grande saison sèche qui s’étend de décembre et prend fin le mois demars ; une grande saison des pluies qui dure d’avril à juillet ; une petite saison sèche d’août à
septembre et une petite saison de pluie qui part d’octobre à novembre.

Chapter Three
Materiel
Presentation des Reacteurs
Présentation
Les travaux ont été effectués sur un pilote expérimental de 0.63 m3, rempli sur une épaisseur de 0.27
m de sable blanc de lagune et de 0.1 m de gravier en granite de dimension 15/25 mm. Deux bacs
sont plantés de jeunes tiges d’Amaranthus (1 bac à forte densité (60 tiges/ 1.5m²), 1 bac à faible
densité (15 tiges/ 1.5m²)). Deux autres bacs sont plantés de jeunes tiges de Chorcorus (1 à forte
densité (60 tiges/ 1.5 m²), 1 à faible densité (15 tiges/ 1.5 m²)) et enfin un bac non planté qui a servi
de témoin.
Description des réacteurs
Le bac a une forme rectangulaire et est réalisé à partir des briques en ciment. Il a une surface de 1.5
m². Le réacteur présenté dans la figure 1 est une coupe longitudinale d’un pilote. Il se compose de :- 1 embout de sortie des eaux traitées en PVC : diamètre 0.032 m,- du gravier en granite de dimension 15/25 mm sur une hauteur de 0.1 m,- un tissu géotextile de séparation du sable et du gravier,- un massif filtrant constitué de sable dont la hauteur est de 0.27 m,- une pente est dirigée vers l’avant, afin de permettre l’écoulement des eaux appliquéesvers le point de sortie,- un système de tuyauterie d’irrigation goutte à goutte est posé sur la couche de sable. Il est
composé de 8 tuyaux de longueur 1.8 m et de diamètre 0.08 m. Chaque tuyau est perforé
de 60 trous latéraux environ qui permettent l’épandage des eaux dans le lit.

11

12

ATPS WORKING PAPER SERIES NO. 50

Figure 1: Description du réacteur

Mise en place des élément des réacteurs
La mise en place en place des matériaux commence d’abord par le gravier, le tissu géotextile et lesable. Ensuite, un système de tuyauterie d’irrigation goutte à goutte est disposé à la surface du sol.
Enfin, les jeunes tiges d’Amaranthus et de Chorcorus sont plantées suivant la densité étudiée. Les
photographies allant de 1 à 4 illustrent les différentes étapes de mise en place du filtre.
Dispositif expérimental
Il se compose de cinq réacteurs dont quatre sont des lits plantés et un constitue le témoin. Leur
longueur est de 0.63 m de long chacun. Cinq cubitainers de 1m³ chacun permettent de stocker leseaux usées pour l’alimentation des réacteurs. Il y a un système de tuyauterie qui draine les eauxusées vers les lits de traitement. Ces tuyaux sont en PVC avec un diamètre de 0.032 m. Des flaconsde 250 ml chacun, pour prélever l’eau brute et recueillir les filtrats. Un chronomètre a été utilisé pourl’étude hydrodynamique et le temps d’infiltration de l’eau usée dans le lit. Les illustrations physiquesde l’étude ont été prises avec un appareil photo.
Alimentation du dispositif en eau
Deux types d’eau ont été utilisés durant l’étude. Il s’agit des eaux usées prélevées dans un réseau
principal des communes de Koumassi-Sicogi 1 et de celle d’Abobo-Sogephia pour effectuer son
traitement dans le réacteur. Tandis que l’eau de robinet est utilisée pour l’étude hydrodynamique.
Les alimentations des réacteurs se font deux fois par semaine. Avant d’appliquer de l’eau usée surles lits, celle-ci est homogénéiser dans les cubitainers afin d’éviter manuellement la décantation.
50 L d’eau son appliqué sur chaque lit et le temps d’infiltration des 50 L dans la matrice filtrante est
noté. Enfin, une fois l’effluent atteint le lit, ce dernier est absorbé par le sable pour aboutir au gravier
et drainé par la suite vers l’exutoire où un échantillon est prélevé pour l’analyse. Ces échantillons
sont prélevés une fois par semaine.
Matériel d’analyse
Le matériel utilisé pour les analyses se compose de :- un pH- mètre AQUALYTIC pH 24 pour la mesure du pH,- un conductimètre AQUALYTIC CD 24 pour la détermination de la conductivité,- une tamiseuse vibrante (marque D407-020) avec une colonne de 16 tamis AFNOR pourtamiser les sables,

Photograpie 3: Mise en place du sable

Photographie 1: Mise en place du gravier

Photographie 4: Tuyau de drainage et planting des jeunes tiges

Photographie 2: Positionnement du tissu géotextile

DEVELOPPEMENT D’UNE ZONE HUMIDE SIMULEE PLANTEE AVEC AMARANTHACEA ET CAPRI
13

ATPS WORKING PAPER SERIES NO. 50

14

-

3.2

une balance électronique SARTORUIS (211D) de précision 0.1 mg destinée à peser leséchantillons.

MethodesPiquetage des jeunes tiges
Les jeunes tiges plantées ont fait l’objet d’une pépinière. De petits trous ont été faits et remplis desable arable (30 g environ). Ensuite, les jeunes tiges ont été plantées à des distances moyennes de37.5 cm pour l’Amaranthus et le Chorcorus à faible densité et de 26 cm pour l’Amaranthus et le
Chorcorus à forte densité.
Croissance des plantes
La croissance des plantes a été évaluée par mesure du diamètre des tiges, la longueur et la largeur
des feuilles à l’aide d’une règle graduée au millimètre près. Les mesures ont été effectuées sur deséchantillons de cinq plantes prises respectivement à l’angle et au centre des parcelles durant toutel’étude. Pour chaque plante, cinq mesurent ont été réalisées desquelles la moyenne a été calculée.
Analyses physico-chimiques
La demande chimique en oxygène (DCO) a été mesurée selon la méthode 8000 de l’USEPA. On
ajoute 1 ml d’échantillon à une solution digestive (oxydant) de DCO qui est le dichromate depotassium (0-1500 ppm). Lorsque la concentration dépasse 1500ppm, une dilution est effectuée.
Les échantillons sont ensuite portés dans un incubateur à DCO à 150°C pendant 2 h. Lesabsorbances sont lues à 620 nm dans un spectrophotomètre qui permet une conversion de cellesci en concentration.
L’ammonium (NH4+) a été déterminé par la méthode spectrométrique au bleu d’indophénol selon lanorme NF T90-015. On ajoute à une prise d’essais de 20 ml d’échantillon, 1ml de solution dephénol et de nitropuissiate, puis 1ml de solution alcaline. L’ensemble est agité et placé à l’obscurité
pendant au moins 6 h. Les absorbances sont ensuite lues à 630 nm dans un spectromètre UV–160
A/SHIMAZU (Danida, Danemark) qui permet une conversion de celles-ci en concentration. Un
essai témoin est effectué et sert au réglage de l’appareil au zéro d’absorbance.
Les nitrites (NO2-) ont été déterminés par colorimétrie selon la méthode 8 153 de l’USEPA. Selon
cette méthode, on introduit 50 mL de l’échantillon dans une fiole jaugée de 50 mL. Ensuite, on
ajoute 1 mL du réactif de diazotation. On homogénéise et puis on laisse reposer. Au moins 30 min
après l’ajout du réactif, mesurer l’absorbance de la solution à la longueur d’onde d’environ 540 nm
dans une cuve de même longueur de parcours optique que celles utilisées pour l’étalonnage.
Les nitrates (NO3-) ont été déterminés par colorimétrie selon la norme NF T90-012. Selon cetteméthode, on ajoute dans chaque capsule, 1 mL d’acide sulfurique. On attend pendant 10 min et on
ajoute dans chaque capsule environ 10 mL d’eau et 10 mL d’ammoniaque. On transverse le contenu
de chaque capsule dans une série de fiole jaugée de 25 mL. Ensuite, on ajuste à 25 mL avec l’eau

DEVELOPPEMENT D’UNE ZONE HUMIDE SIMULEE PLANTEE AVEC AMARANTHACEA ET CAPRI

15

de rinçage de la capsule. Les mesures photométriques sont effectuées au maximum de la courbed’absorption (longueur d’onde voisine de 415 nm) après avoir réglé l’appareil au zéro d’absorbancepar rapport à l’eau.
L’orthophosphate (PO43-) est déterminé part la méthode calorimétrique. On introduit 20 ml d’eau
dans une fiole jaugée de 25 ml, on ajoute ensuite 1 ml de solution d’acide ascorbique et on poursuit
comme pour l’établissement de la courbe d’étalonnage. Tenir compte de la valeur lu pour le témoin.
Se reporter à la courbe d’étalonnage.
La dureté totale a été mesurée selon la méthode volumétrique. Après avoir tamponné l’échantillon
à pH 10, 1, on ajoute l’indicateur Man ver 2 et il se forme un complexe rouge avec une partie ducalcium et du magnésium dans l’échantillon. Le titrant EDTA réagit d’abord avec les ions calcium etmagnésium libres, puis avec ceux liés à l’indicateur, provoquant un changement de couleur durouge au bleu au point de virage.
La conductivité, salinité, TDS ont été mesurée à l’aide d’un conductimètre. La sonde duconductimètre est plongée dans l’échantillon et l’on note la valeur du paramètre qui s’affiche.
Le pH a été déterminé à l’aide d’un pH-mètre. La sonde du pH mètre est plongée dans l’échantillon
et l’on note la valeur qui s’affiche.

vtTest ANOVA
L’analyse de variance est un test statistique de comparaison de moyennes. Elle permet de vérifier
la signification des différences entre différents échantillons.
Calcul du débit
Le débit moyen d’écoulement est déterminé par la relation (1):Q=

(1)

Avec : V = volume d’eau appliqué sur le lit pour l’alimentation,t = temps mis par la lame d’eau pour disparaître de la surface du substrat.
calcul du rendement
Le rendement épuratoire se calcule par la relation (2) :Rendement (%) =E 0 − E1*100 (2)E0

Avec E0 = concentration du paramètre de l’échantillon brut,
E1 = concentration du paramètre de l’échantillon après épuration.

ATPS WORKING PAPER SERIES NO. 50

16

Etude granulométrique
Méthode d’analyseLes échantillons de sable soumis à l’analyse ont été lavés à l’eau propre. Ensuite, 150.04 g ont été
séchés à l’étuve à 60° C pendant 48 h. 100.02 g de sables séchés ont été utilisés dans l’étude
granulométrique. On a fait passer l’échantillon du sable sur une série de seize (16) tamis normalisés
AFNOR dont le diamètres des mailles sont en (mm) : 5 ; 3.15 ; 2 ; 1.25 ; 0.8 ; 0.63 ; 0.5 ; 0.4 ; 0.315 ;0.25 ; 0.20 ; 0.16 ; 0.125 ; 0.1 ; 0.063 et >0.063. Les refus au niveau de chaque tamis ont permis decalculer le coefficient d’uniformité, le diamètre effectif et la moyenne. On trace ensuite sur un papiersemi-logarithmique la courbe granulométrique (pourcentage cumulé des refus en fonction desdiamètres des grains).
Détermination des paramètres granulométriquesaMoyenne
Elle a permis de savoir si le sable est fin, moyen ou grossier. La moyenne est calculée par larelation 3 :(3)M=

M désigne la moyenne, d16, d50 et d84 désignent respectivement les diamètres qui laissent
passer 16%, 50% et 84% des particules.
Si 63<M<125 µm, le sable est très fin,
Si 125<M<250 µm, le sable est fin,
Si 250<M<500 µm, le sable est moyen,
Si M>500 µm, le sable est grossier.
b-

Coefficient d’uniformité

Il a été déterminé à partir de la courbe granulométrique. Son expression est donnée par larelation (4) :

CU =

(4)

Avec d60 le diamètre des mailles du tamis qui laissent passer 60% de la masse de l’échantillon
et d10 le diamètre qui laisse passer 10% des particules.
Si CU>2 : granulométrie variée,
Si CU<2 : granulométrie uniforme.

DEVELOPPEMENT D’UNE ZONE HUMIDE SIMULEE PLANTEE AVEC AMARANTHACEA ET CAPRI

17

Etudes hydrodynamiques
L’étude hydrodynamique consiste à appliquer dans un premier temps 50 L d’eau de la Société deDistribution d’Eau en Côte d’Ivoire (SODECI) sur chaque réacteur. Après 20 min, on applique ànouveau 50 L d’eau de la SODECI et on mesure les volumes d’eau à la sortie de chaque réacteur enfonction du temps. Les courbes des essais à blanc (c’est-à-dire sur les réacteurs non encore
alimentés avec des eaux usées) servent de témoin pour analyser l’écoulement des eaux dans lesréacteurs.
Conclusion partielle
La réalisation de cette étude a été possible grâce un ensemble de matériels de terrains et delaboratoire. Les paramètres physico- chimiques qui ont été déterminés permettront d’avoir une idéegénérale sur la qualité des eaux usées brutes appliquées et des filtrats de sortie.

Chapter Four
Resultats
Caractéristiques Hydrodynamiques des Sables
Granulométrie
La valeur moyenne des diamètres du sable est de 426.66 µm (<500 µm), le sable a donc une
granulométrie moyenne. Par ailleurs, le coefficient d’uniformité est de 0,37 (<2) donc on a une
granulométrie uniforme. Le sable utilisé est donc un sable moyen à granulométrie uniforme.
Essais hydrodynamiquesa- Réacteurs 1
Le réacteur 1 désigne le réacteur témoin. La Figure 2 présente le volume cumulé d’eau à duréacteur témoin en fonction du temps. On observe une restitution rapide d’eau au bout de 216,78
min. Le débit moyen d’écoulement d’eau durant cette période est de 117.59 mL min-1.

4 5 00 0
4 0 00 0
3 5 00 0

volume(mL)

3 0 00 0
2 5 00 0
2 0 00 0
1 5 00 0
1 0 00 0
5 00 0
0
0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

tem ps (s )Figure 2: Volume d‘eau cumulée à la sortie du lit non planté

18

14000

16000

1 8 0 00

DEVELOPPEMENT D’UNE ZONE HUMIDE SIMULEE PLANTEE AVEC AMARANTHACEA ET CAPRI

19

b- Réacteurs 2
Le réacteur 2 désigne le réacteur réservé à supporter les plantes de Corchorus à forte densité. La
Figure 3 présente les résultats du volume cumulé d’eau à la sortie du réacteur 2. Pendant les 1 501
premières minutes, il y a une restitution progressive d’eau. Le débit moyen d’écoulement d’eau danscette phase est de 31.97 mL min-1.
6 000 05 000 0Volume (mL)

4 000 03 000 02 000 01 000 0
0
0

200 0

40 00

6 000

800 0

1 000 0120 00Te m p s (s )Figure 3 : Volume d’eau cumulée à la sortie du lit de Corchorus à forte densité (CHOf)
c- Réacteurs 3
Le réacteur 3 désigne le réacteur réservé à supporter les plantes de Corchorus à basse densité. La
Figure 4 présente le volume cumulé d’eau à la sortie du réacteur 3. L’allure de la courbe présente
une phase de restitution rapide d’eau pendant les 48,3 premières minutes. Le débit moyend’écoulement d’eau dans cette phase est de 662.52 mL min-1. Pendant le reste du temps, la restitutiond’eau est relativement lente.
80000
70000

volum
e(m
L)

60000
50000
40000
30000
20000
10000
0
0

5000

10000

15000

20000

temps(s)Figure 4 : Volume d’eau accumulée à la sortie du lit Corchorus à basse densité (CHOb)

25000

ATPS WORKING PAPER SERIES NO. 50

20

d- Réacteurs 4
Le réacteur 4 désigne le réacteur réservé à supporter les plantes d’Amaranthus forte densité. La
Figure 5 présente les résultats de l’essais hydrodynamiques ce réacteur. On note une phase derestitution rapide de 10.01 min. Le débit moyen d’écoulement d’eau dans cette phase est de 61,56
mL/min-1. La restitution d’eau reste relativement lente et stationnaire durant le reste de l’étude.
60000
50000

Volum
e(m
L)

40000
30000
20000
10000
0
0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

Temps (s)Figure 5 : Volume d’eau accumulé à la sortie du lit Amaranthus forte densité (AMAf)volume(mL)e- Réacteurs 5
Le réacteur 5 désigne le réacteur réservé à supporter les plantes d’Amaranthus à basse densité. La
Figure 6 présente le volume cumulé d’eau à la sortie du réacteur lors de l’essai hydrodynamique.
On remarque une phase de restitution rapide d’eau pendant les 34,35 premières minutes. Le débit
moyen d’écoulement d’eau dans cette phase est de 305,67 mL min-1. Ensuite, on observe unephase de restitution lente durant le reste de l’étude.
45000
40000
35000
30000
25000
20000
15000
10000
5000
0
0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

temps(s)Figure 6 : Volume d’eau accumulé à la sortie du lit Amaranthus basse densité (AMAb)

18000

DEVELOPPEMENT D’UNE ZONE HUMIDE SIMULEE PLANTEE AVEC AMARANTHACEA ET CAPRI

21

Croissance des plantes

18
16
14
12
10
8
6
4
2
0

8

A

7
6
5
4
3
2

Largeur feuille (cm)Longueur feuille (cm)Amaranthus
La Figures 7 présente la croissance des feuilles et de la tige d’Amaranthus en fonction du temps. On
remarque une croissance relativement rapide de la longueur et de la largeur des feuilles et aussi dela longueur et du diamètre de la tige jusqu’au jour 50. Pendant cette période, la longueur et lalargeur des feuilles atteignent respectivement 11,63 cm et 5,12 cm. Quant à la longueur et audiamètre de la tige, ils atteignent respectivement 46.5 cm et 1,32 cm. Au delà de 50 jours, lacroissance de la plante augmente lentement pour devenir presque constante au delà de 100 jours.

Longueur (cm)largeur (cm)

1
0
0

50

100

Temps (jour)
Longueur tige (cm)

B

120

1,5

100
80

1

60
40

0,5

20
0

0
0

50

100

Diamètre tige (cm)2

140

Longueur (cm)Diamètre (cm)ATPS WORKING PAPER SERIES NO. 50

22

16
14
12
10
8
6
4
2
0

7

A

6
5
4
3
2
1

Largeur des feuilles (cm)Longueur (cm)

Chorchorus
Les figures 8 présente l’évolution des feuilles et des tiges de chorchorus en fonction du temps. La
croissance de la longueur et de la largeur des feuilles, aussi bien que celle de la longueur et dudiamètre de la tige est rapide jusqu’à 50 jours. La longueur et la largeur des feuilles atteignent
respectivement 10,14 et 4,83 cm. Quant à la longueur et au diamètre des tiges, ils atteignent
respectivement 54 et 0.8 cm pendant cette période. Au déla de 50 jours, on observe une croissancede la plante mais celle-ci est lente jusqu’à 121 jours. A cette date, la longueur et la largeur desfeuilles atteignent respectivement 15,63 et 6,97 cm et la longueur et le diamètre des tiges atteignent
respectivement 171 et 1,65 cm.
18
8Longueur (cm)
Largeur (cm)

0
0

50

100

Longueur (cm)Temps (jour)
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0

1,8
1,6
1,4
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0

B

0

50

100

Temps (jour)

Figure 8: Croissance des feuilles (A) et de la tige de chorchorus (B)Longueur (cm)
Diametre (cm)DEVELOPPEMENT D’UNE ZONE HUMIDE SIMULEE PLANTEE AVEC AMARANTHACEA ET CAPRI

23

Fonctionnement hydraulique des systèmes
La Figure 9A présente l’évolution temporelle du débit d’écoulement des eaux des lits plantés et dutémoin (lit non planté. On remarque que les débits sont plus élevés dans les lits plantés par rapport
au contrôle. Par ailleurs, le test d’ANOVA donne une différence significative (p<0,05) entre les débits
des lits plantés et le contrôle. Quant à la Figure 9B, elle montre l’évolution temporelle du débitd’écoulement des eaux dans les lits plantés. On observe que le débit de l’Amaranthus forte densité
est toujours supérieur à celui de Corchorus de même densité pour les périodes : premier jour
jusqu’au 28ième jours, du 32ième au 49ième jours et du 56ième au 74ième jours. De même, le débit del’Amaranthus basse densité est plus élevés que celui de Corchorus de même densité à partir du 4ième
jours jusqu’au 28ième jours. Par contre, le débit d’écoulement d’eau pour la même plante avec desdensités différentes ne présente pas de différences significatives. Par contre, on remarquequ’Amarantus influence l’infiltration par rapport à Corchorus. Cependant, la densité entre les différents
types de plantes n’a pas d’influence sur l’infiltration.

Débit (m L /m in)

20000
15000
10000

LNP
CHOf

5000

CHOb
AMAb
AMAf

0
0

7 18 25 32 39 46 53 60 67 74 81 88
Temps (jours)

Figure 9 A : Evolution temporelle du débit d’écoulement dans les lits Plantés et le lit non planté.
LNP : Lit non planté (témoin)
CHOf : Corchorus à forte densité
CHOb : Corchorus à basse densité
AMAf : Amarantus à forte densité

AMAb : Amarantus à basse densité

Débit (mL/min)

0

5000

10000

15000

20000

0

5000

10000

15000

0

0

11

11

25

25

46

56

46

56

Temps (jours)

35

Temps (jours)

35

67

67

77

77

88

88

AMAf

CHOf

CHOb

CHOf

0

5000

10000

15000

20000

0

5000

10000

15000

20000

11

25

46

56

temps (jours)

35

67

77

88

Temps (jours)

0 7 18 25 32 39 46 53 60 67 74 81 88

0

Figure 9 B: Evolution temporelle du débit d’écoulement dans les lits Plantés LNP : Lit non planté (témoin)
CHOf : Corchorus à forte densité
CHOb : Corchorus à basse densité
AMAf : Amarantus à forte densité
AMAb : Amarantus à basse densité

Débit (mL/min)débit (mL/min)
Débit (mL/min)

20000

AMAb

CHOb

AMAf

AMAb

24

ATPS WORKING PAPER SERIES NO. 50

DEVELOPPEMENT D’UNE ZONE HUMIDE SIMULEE PLANTEE AVEC AMARANTHACEA ET CAPRI

25

Performances épuratoires des systèmespH
La Figure 10 A présente la variation temporelle du pH des eaux usées et des effluents traités à lasortie des lits. Les pH des eaux usées d’alimentation sont plus élevés que celles des effluents traitéspar le contrôle et les lits plantés. Cependant, le pH du contrôle est supérieur à celui des réacteurs
plantés. La Figure 10 B présente l’évolution temporelle du pH à la sortie des lits plantés. On constate
que le pH des différents lits diminue avec le temps. Aussi, il n’y pas de différence significative entre
les pH des filtrats des lits plantés. Les valeurs moyennes à la sortie des lits plantés sont sensiblement
identiques et légèrement basique (supérieur à 7).
9

pH

8
7

LNP

6

ALIM

5

CHOf

4

CHOb

3

AMAf

2

AMAb

1
0
0

10

14

21

35

42

Temps (jours)

Figure 10 A : Evolution temporelle du pH à la sortie des lits plantés et du lit non planté.
LNP : Lit non planté (témoin)
CHOf : Corchorus à forte densité
CHOb : Corchorus à basse densité
AMAf : Amarantus à forte densité
AMAb : Amarantus à basse densité

26

ATPS WORKING PAPER SERIES NO. 50

DEVELOPPEMENT D’UNE ZONE HUMIDE SIMULEE PLANTEE AVEC AMARANTHACEA ET CAPRI

27

Turbidité
La Figure 11 présente l’état physique des filtrats des réacteurs par rapport à celui de l’échantillon
brut d’eau usée. On constate une amélioration significative de la turbidité du filtrat de tous lesréacteurs (plantés et contrôle).

CHOf

CHOb

AMAf

LNP

Eau usée

AMAb

28

ATPS WORKING PAPER SERIES NO. 50

Conductivité
La Figure 12A montre l’évolution temporelle de la conductivité des filtrats des lits plantés et ducontrôle ainsi que celle de l’eau usée d’alimentation. D’une manière générale, il y a une légère
augmentation de la conductivité du filtrat des différents lits. Cependant, la conductivité du filtrat du lit
non planté est supérieure à celles des filtrats des lits plantés après le 28ième jour. Par contre, il n’y apas de différence significative entre les conductivités des filtrats des différents lits plantés et l’eau
usée d’alimentation (Figure 12B). Par ailleurs, il n’y a pas d’influence de la densité des plantes ainsi
que du type de plante sur la conductivité des filtrats des réacteurs.

Conductivité (µs/cm)

0

500

1000

1500

2000

2500

0

500

1000

1500

2000

0

0

7

7

14

14

28

28

Te mps (jours)

21

Te mps (jours)

21

35

35

42

42

49

49

AMAf

CHOf

ALIM

CHOb

CHOf

ALIM

0

500

1000

1500

2000

2500

0

500

1000

1500

2000

2500

Figure 12 B : Evolution temporelle de la conductivité à la sortie des lits plantés.
LNP : Lit non planté (témoin)
CHOf : Corchorus à forte densité
CHOb : Corchorus à basse densité
AMAf : Amarantus à forte densité
AMAb : Amarantus à basse densité

Conductivité (µs/cm)

Conductivité (µs/cm)
Conductivité (µs/cm)

2500

0

0

7

7

14

14

21

28

28
Temps (jours)

21

Temps (jours)

35

35

42

42

49

49

AMAb

CHOb

ALIM

AMAb

AMAf

ALIM

DEVELOPPEMENT D’UNE ZONE HUMIDE SIMULEE PLANTEE AVEC AMARANTHACEA ET CAPRI
29

ATPS WORKING PAPER SERIES NO. 50

30

TDSLa Figure 13 A montre l’évolution temporelle des TDS à la sortie des lits plantés, du lit témoin ainsi
que de l’alimentation. Le TDS du filtrat du lit témoin (non planté) est supérieur à ceux des filtrats deslits plantés et de l’alimentation entre le 28 et le 49ième jour.
La Figure 13 B montre l’évolution temporelle du TDS des filtrats des différents lits. Il n’ y a pas dedifférence significative entre le TDS des filtrats des lits avec celui de l’alimentation. On remarqueque, les profils d’évolution de la conductivité et du TDS restent semblables.
2500
2000
TDS (mg/l)

LNP
CHOf

1500

CHOb
1000

AMAf
AMAb

500
0
0

7

14

21

28

35

42

49

56

63

70

Temps (jours)

Figure 14 A : Evolution temporelle des TDS à la sortie des lits plantés et du lit non planté.
LNP : Lit non planté (témoin)
CHOf : Corchorus à forte densité
CHOb : Corchorus à basse densité
AMAf : Amarantus à forte densité
AMAb : Amarantus à basse densité

7

14

21

28

35

42

49

56

63

70

0

7

14

21

35

42

Temps (jours)

28

49

56

63

70

AMAf

CHOf

ALIM LP

Figure 13 B : Evolution temporelle des TDS à la sortie des lits plantés.
LNP : Lit non planté (témoin)
CHOf : Corchorus à forte densité
CHOb : Corchorus à basse densité
AMAf : Amarantus à forte densité
AMAb : Amarantus à basse densité

0

500

1000

1500

2000

2500

Temps (jours)

0

500

1000

1500

2000

2500

0

0

0

1000

1500

2000

2500

500

CHOb

CHOf

ALIM LPTDS (mg/l)

500

1000

1500

2000

TDS (mg/l)

TDS (mg/l)

TDS (mg/l)

2500

0

0

7

7

21

28

35

42

Te mps (jours)

Temps (jours)

14 21 28 35 42

14

56

63

70

49 56 63 70

49

AMAb

CHOb

ALIM LP

AMAb

AMAf

ALIM LPDEVELOPPEMENT D’UNE ZONE HUMIDE SIMULEE PLANTEE AVEC AMARANTHACEA ET CAPRI
31

ATPS WORKING PAPER SERIES NO. 50

32

Salinité
La salinité moyenne de l’eau brute à l’entrée des systèmes était de 8,9 mg/l. cette salinité aconsidérablement diminuée à la sortie des systèmes. Elle est passée à 4,1 mg/l pour le lit nonplanté, 5,3 mg/l pour AMAf et AMAb, 5,4 mg l-1 pour CHOf et 5,7 mg/l pour CHOb. Vu ces résultats
obtenus, la charge saline des eaux usées traitées des systèmes plantés et non plantés diminue parrapport à l’eau usée brute.
Dureté totale
La Figure 14 A montre l’évolution temporelle de la dureté totale des filtrats des différents lits plantésainsi que celle du lit témoin. Il n’ y a pas de différence significative entre la dureté du filtrat du lit
témoin, celle de l’eau usée et celles des filtrats des lits plantés. La Figure 14 B montre l’évolution
temporelle de la dureté totale des filtrats des différents lits. La dureté moyenne est 203,36 et 224,48
mg l-1 respectivement pour l’eau usée d’alimentation et le filtrat du lit non planté. Quant aux lits
plantés, elle est respectivement 242,5 mg/l ; 231,57 mg l-1; 295,38 mg l-1; 217,95 mg l-1 pour CHOb,
CHOf, AMAb, AMAf. Par ailleurs, on remarque que les filtrats des lits plantés à basse densité ont desduretés moyennes supérieures aux filtrats des lits plantés à forte densité.

600

Dureté totale (mg/l)

500
LNP
400

ALIM
CHOf

300

CHOb
AMAb

200

AMAf
100
0
0

7

21

28

35

42

45

49

56

Temps (jours)

Figure 14 A : Evolution temporelle de la dureté totale à l’entrée et à la sortie des lits plantés et dutémoin.
LNP : Lit non planté (témoin)
CHOf : Corchorus à forte densité
CHOb : Corchorus à basse densité
AMAf : Amarantus à forte densité
AMAb : Amarantus à basse densité

DEVELOPPEMENT D’UNE ZONE HUMIDE SIMULEE PLANTEE AVEC AMARANTHACEA ET CAPRI

600

600

500

500

400

ALIM

300

CHOf
CHOb

200
100

Dureté totale (mg/l)

Dureté totale (mg/l)

33

400
300
200
100

0

0

0

7

21

28

35

42

45

49

56

0

7

21

28

35

42

45

49

56

Temps (jours)

Temps (jours)

600
600

Dureté totale (mg/l)

400

ALIM
CHOf

300

AMAf

200

Dureté totale (mg/l)

500

500

400
300
200
100

100

0

0
0

7

21

28

35

42

Temps (jours)

45

49

56

0

7

21

28

35

42

Temps (jours)

Figure 14 B : Evolution temporelle de la dureté totale à l’entrée et à la sortie des lits plantés.
LNP : Lit non planté (témoin)
CHOf : Corchorus à forte densité

45

49

56

ATPS WORKING PAPER SERIES NO. 50

34

DCO
L’influence des lits (plantés et témoin) sur l’enlèvement de la DCO est présentée dans la Figure 15
A. On remarque que la DCO des filtrats lits est inférieure à celle de l’eau usée. Ce résultat démontre
qu’il y a une épuration de l’eau usée dans le système de réacteur. Par contre, il n’y a pas dedifférence significative entre les DCO des lits plantés avec celle du lit témoin. Dans la Figure 15 B,
la densité des plantes d’Amaranthus et de Corchorus n’ont pas d’influence significative sur
l’enlèvement de la DCO. De même, il n’ y a pas de différence significative dans l’enlèvement de la
DCO entre entre le Corchorus forte densité et l’Amaranthus de même densité. Par contre, à partir du28ième jour, l’Amaranthus basse densité à une meilleure capacité épuratrice que le Corchorus demême densité. En moyenne, le rendement épuratoire de la DCO du lit témoin est 60,12%. Pour leslits plantés, les rendements d’enlèvement de la DCO de Corchorus (CHOb = 80,16% ; CHOf =84.28%) sont inférieurs à ceux de l’Amaranthus (AMAb = 82,3% ; AMAf = 86,16%). On remarque quebien que les différences ne soient pas significatives pour les influences de la densité des plantes,
qu’il existe en moyenne un intérêt à augmenté la densité des plantes.

Teneur en DCO (mg/l)

600
500
LNP
400

ALIM
CHOf

300

CHOb
AMAb

200

AMAf
100
0
0

7

21

28

35

42

45

49

56

63

Temps (jours)

Figure 15 A : Evolution temporelle de la DCO à l’entrée et à la sortie des lits plantés et du sol non planté.
LNP : Lit non planté (témoin)
CHOf : Corchorus à forte densité
CHOb : Corchorus à basse densité
AMAf : Amarantus à forte densité
AMAb : Amarantus à basse densité

Teneur en DCO (mg/l)

0

100

200

300

400

500

600

0

100

200

300

400

0

0

7

7

21

21

35

42

45

35

42

45

Temps (jours)

28

Temps (jours)

28

49

49

56

56

63

63

AMAf

CHOf

ALIM

CHOb

CHOf

ALIM

0

100

200

300

400

500

600

0

100

200

300

400

500

600

0

0

7

7

21

21

Figure 15 B : Evolution temporelle de la DCO à l’entrée et à la sortie des lits plantés.
LNP : Lit non planté (témoin)
CHOf : Corchorus à forte densité
CHOb : Corchorus à basse densité
AMAf : Amarantus à forte densité
AMAb : Amarantus à basse densité

Teneur en DCO (mg/l)

500

Teneur en DCO (m g/l)
Teneur en DCO (mg/l)

600

35

42

42

45

49

45
Temps (jours)

35

Temps jours)

28

28

49

56

56

63

63

AMAf

AMAb

CHOb

ALIM

AMAb

ALIM

DEVELOPPEMENT D’UNE ZONE HUMIDE SIMULEE PLANTEE AVEC AMARANTHACEA ET CAPRI
35

36

ATPS WORKING PAPER SERIES NO. 50

NH4+
La Figure 16 A présente l’évolution temporelle de la teneur en NH4+ dans les filtrats des lits plantés,du témoin ainsi que de l’alimentation. On remarque que le filtrat du lit non planté et l’eau uséed’alimentation ont une concentration de NH4+ supérieure à celles des filtrats des lits plantés. Ceci
traduit qu’il y a une épuration du NH4+ dans les lits plantés.
La Figure 16 B qui montre l’évolution temporelle de la teneur de NH4+ dans l’alimentation des lits
ainsi que dans les filtrats de ceux-ci. Il n’apparaît pas une influence réelle de la densité des plantes
sur le rendement d’enlèvement de NH4+. Le rendement épuratoire de NH4+ dans les lits plantés sont
71.3%, 59.5%, 68%, 70.5% respectivement pour CHOb, CHOf, AMAb et AMAf.

DEVELOPPEMENT D’UNE ZONE HUMIDE SIMULEE PLANTEE AVEC AMARANTHACEA ET CAPRI

0.7

0.6
0.5
ALIM

0.4

CHOf
0.3

CHOb

0.2
0.1

Teneur en NH4+ (mg/l)

Teneur en NH4+ (mg/l)

0.7

37

0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1

0

0

0

7

21

28

35

42

45

49

56

63

70

0

7

21

28

Temps (jours)

42

45

49

56

63

7

0.7

0.6
0.5
ALIM

0.4

CHOf
0.3

AMAf

0.2
0.1

Teneur en NH4+ (mg/l)

0.7Teneur en NH4+ (mg/l)

35

Temps (jours)

0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0

0
0

7

21

28

35

42

45

Temps (jours)

49

56

63

70

0

7

21

28

35

42

45

49

Temps (jours)

Figure 16 B : Evolution temporelle de la teneur en ions ammoniums à l’entrée et à la sortie des lits plantés.
LNP : Lit non planté (témoin)
ALIM : Eau usée d’alimentation

56

63

70

ATPS WORKING PAPER SERIES NO. 50

38

NO2Les concentrations des nitrites sont en moyenne 1.30 mg l-1 dans les eaux usées. De façon générale,
on a observé une augmentation de cette concentration dans les filtrats des réacteurs. Dans le lit
témoin, la concentration de NO2- augmente en moyenne jusqu’à 10.13 mg/l. Par contre dans lesfiltrats des lits plantés la concentration de NO2- augmentait jusqu’à 6.73 mg l-1, 12.50 mg l-1, 9.07 mg
l-1, 3 mg l-1 respectivement pour CHOb ; CHOf, AMAb et AMAf. Cette augmentation traduit une activité
microbienne d’oxydation de NH4+.
NO3La concentration en NO3- de l’eau usée est en moyenne 40 mg l-1. Par contre, celles des filtrats sontde 54.5 mg l-1 pour le lit témoin et de 46 mg l-1, 41 mg l-1, 78.5 mg l-1, 80 mg l-1 respectivement pour leslits CHOb, CHOf, AMAb et AMAf. Cette augmentation de nitrate dans les filtrats des lits atteste qu’unenitrification se déroule dans les lits.
PO43La Figure 17 A montre l’évolution temporelle de la teneur en orthophosphates dans l’eau uséed’alimentation ainsi que dans les filtrats des lits. Globalement, le PO43- est enlevé dans les lits, car sa
concentration dans les filtrats est inférieure à celle de l’eau usée. Par ailleurs, l’enlèvement de PO43dans le lit témoin non planté (46%) est inférieur à ceux des lits plantés (Corchorus (CHOb = 75%;
CHOf = 66%); Amaranthus (AMAb = 67% ; AMAf = 65%). La Figure 17 B présente la comparaison del’enlèvement de PO43- dans les différents lits. On remarque que l’augmentation de la densité desplantes n’a pas une influence positive sur l’enlèvement de PO43. Par ailleurs, l’enlèvement de PO43par le lit planté avec Corchorus est meilleur que celui planté avec Amaranthus.
40
Teneur en PO4 (mg/l)

35
30

LNP

25

ALIM
CHOf

20

CHOb

15

AMAb

10

AMAf

5
0
0

7

21

28

35

42

45

49

56

63

Temps (jours)

Figure 17 A : Evolution temporelle de la teneur en orthophosphates à l’entrée et à la sortie des lits
plantés et du lit non planté.
LNP : Lit non planté (témoin)
ALIM : Eau usée d’alimentation
CHOf : Corchorus à forte densité
CHOb : Corchorus à basse densité
AMAf : Amarantus à forte densité
AMAb : Amarantus à basse densité

DEVELOPPEMENT D’UNE ZONE HUMIDE SIMULEE PLANTEE AVEC AMARANTHACEA ET CAPRI

39

Conclusion partielle
Les lits plantés permettent d’obtenir un meilleur rendement épuratoire de la DCO, de la transformationde NH4+ en NO2- et NO3-. Par ailleurs, ils permettent aussi d’obtenir un meilleur enlèvement de
PO43-. Dans les filtrats des différents lits, la concentration augmente. Concernant l’ammonium, l’eau
traitée a une concentration moyenne moins élevé que l’eau d’alimentation.
40
40
35

30
25

ALIM

20

CHOf

15

CHOb

10
5

Teneur en PO4 (mg/l)

Teneur en PO4 (mg/l)

35

30
25

ALIM

20

AMAb

15

AMAf

10
5

0

0

0

7

21

28

35

42

45

49

56

63

0

7

21

28

35

42

45

49

56

63

Temps (jours)

40

40

35

35

30
25

ALIM

20

CHOf

15

AMAf

10
5

Teneur en PO4 (mg/l)

Teneur en PO4 (mg/l)

Temps (jours)

30
25

ALIM

20

CHOb

15

AMAb

10
5

0

0

0

7

21

28

35

42

45

Temps (jours)

49

56

63

0

7

21

28

35

42

45

49

56

63

Temps (jours)

Figure 17 B : Evolution temporelle de la teneur en orthophosphates à l’entrée et à la sortie des lits plantés.
LNP : Lit non planté (témoin)
ALIM : Eau usée d’alimentation
CHOf : Corchorus à forte densité
CHOb : Corchorus à basse densité
AMAf : Amarantus à forte densité

40

ATPS WORKING PAPER SERIES NO. 50

Discussion
Les débits des réacteurs présentent deux phases dans leur profil d’écoulement. En effet, il y a une
phase rapide suivie toujours d’une autre lente. Cette différence de la restitution de l’eau par les lits
se justifie par la pente interne des lits qui permet l’écoulement des eaux vers le point de sortie. On
a observé une diminution du débit d’écoulement des lits après alimentation de ceux-ci par les eauxusées. Cette diminution s’explique par la réduction de la perméabilité des lits à cause de la rétention
des particules solides. Petipeirre (1984) et Raymond (1988) on obtenu un résultat semblable à celuide cette étude. Ils ont justifié la diminution de de l’écoulement des eaux par réduction de la porosité
par les particules grossières en surface et en profondeur du massif filtrant par les petites particules.
La réduction de la perméabilité des lits peut s’expliquer aussi par le développement de biofilm dansla matrice filtrante. On a remarqué que le débit de restitution de l’eau appliquée sur les lits est plus
lent sur le lit témoin non planté par rapport à ceux qui sont plantés. Ce résultat s’explique la présence
de galeries creusées dans le massif filtrant par les racines des plantes sur les lits plantés par rapport
au lit témoin. Ces galeries constituent un chemin préférentiel d’écoulement de l’eau, ce qui augment
le débit de restitution des lits plantés par rapport au lit témoin (Yann, 2005). Malgré la présence desgaleries dans les lits plantés, des colmatages survenaient comme dans le lit témoin. Cette situation
s’explique par la granulométrie du sable utilisé. En effet, Sanford et al. (1995) on relevé que lecolmatage survient dans les systèmes de marais construits si le sable utilisé est fin.
Concernant le pH des filtrats, on a obtenu une diminution de celui-ci dans l’ensemble des filtrats par
rapport à l’eau usée. Par contre, Finlayson et Chick (1983) ont obtenu une augmentation du pH dansles filtrats d’un lit planté de Typha latifolia. La différence entre ces deux résultats peut s’expliquer parles plantes et le type de sable utilisés. Mais aussi par les activités microbienne de nitrification dansles lits. Dans le présent travail, l’on a obtenu une nitrification de l’ammonium. Or ce processus est
consommatrice de l’alcalinité des eaux, d’où la diminution de pH des filtrats des lits.
Nous n’avons pas obtenu une différence significative entre la conductivité et le TDS des filtrats avec
ceux de l’eau usée. Un résultat similaire a été obtenu par Rivera et al. (1996) qui ont obtenu dechangement de la conductivité. Par contre, Abissy et Mandi (1998), ont obtenu une supériorité de laconductivité des filtrats de leur lit planté à celle des filtrats du lit témoin qui était constitué par un sol
nu. Cela différence entre les résultats de ce travail et ceux de Abissy et Mandi (1998) pourraits’expliquer par le fait ces auteurs ont utilisé un sol qui avait subit l’impact des eaux usées pendant
plus de 60 ans (donc riche en matière organique) or le sable utilisé dans cette étude est dépourvu
de matière organique.
Dans l’ensemble, les rendements d’enlèvement de la DCO sur les lits plantés sont supérieurs àceux du lit témoin. Ce résultat s’explique par le fait que dans les lits plantés, les activités microbiennes
d’oxydation de la charge organique polluante sont optimisées à cause de la présence d’oxygène
dans le milieu. En effet, les plantes vont rejeter au niveau des racines, de l’oxygène pendant lespériodes de photosynthèse. Les rendements d’enlèvement de la DCO par les lits plantés de cetteétude sont supérieurs à ceux obtenus par Urbanc-Bercic (1994) (36%). Les différences observées

DEVELOPPEMENT D’UNE ZONE HUMIDE SIMULEE PLANTEE AVEC AMARANTHACEA ET CAPRI

41

entre ces travaux et ceux de cette étude s’explique par le fait que ce sont des plantes différentes qui
ont été utilisées et que les épaisseurs et la qualité des lits n’étaient pas les mêmes. Pour la qualité
physique des eaux traitées, on a obtenu des filtrats limpides par rapport à l’eau usée. Ce résultat
s’explique par la rétention par les filtres des solides.
Concernant l’enlèvement de NH4+ dans les lits, les mécanismes d’enlèvement sont d’ordre physicochimique et biologique. Cependant, la concentration élevée de NO2- et NO3- dans les filtrats suggèrent
que le processus biologique est dominant dans les lits. Cela se comprend, car les plantes des lits
plantés transfèrent l’oxygène dans la rhizosphère ce qui permet aux bactéries nitrifiantes d’oxyder le
NH4+ . Par ailleurs, les lits plantés éliminent plus l’azote par rapport au sol nu. Cela pourrait s’expliquer
par la disponibilité de l’oxygène dans la rhizosphère sur les lits plantés par rapport au lit témoin nonplanté. En effet, l’oxygène qui diffuse à travers les racines stimule la croissance des bactéries
nitrifiantes au niveau de la rhizosphère (Gesberg et al. 1986 ; Armstrong et Armstrong, 1988 ; 1990).
Cette hypothèse semble d’autant plus plausible que l’Amaranthus qui a l’indice foliaire le plus élevé
donne un meilleur résultat d’enlèvement de NH4+ que Corchorus. Les résultats obtenus vont dans lemême sens que ceux de Abissy et Mandi (1998). En effet, ces auteurs avaient observé un meilleur
abattement de l’azote par dans leur r aau le lit planté par rapport au lit témoin non planté. Par contre,
Keffala et Ghrabi (2005) n’avaient par observé de différence significative dans l’enlèvement de NH4+
entre le lit planté et le témoin. Le fait que la concentration moyenne NO2- et NO3- des filtrats des litssoient supérieures à la concentration des eaux usées peut s’expliquer par le fait qu’il y a une
nitrification de NH4+ dans les lits. Cependant, la concentration élevée de NO2- dans les filtrats peutêtre due à une inhibition de la nitratation.
Les rendements d’enlèvement de PO43- dans les lits plantés sont supérieurs à celui du lit témoin. Cerésultat s’explique par le fait qu’en plus du mécanisme d’adsorption du phosphore, il y a unenlèvement du aux plantes dans les lits plantés par rapport au lit témoin.

Chapter Six
Conclusion
Les lits développés éliminent la DCO, le NH4+, le PO43+ des eaux usées domestiques. Par ailleurs, laprésence des plantes améliore les rendements épuratoires et réduit les problèmes de colmatage.
En effet, les débits d’infiltration sur les lits plantés sont supérieurs à celui du lit témoin non planté.
L’on a aussi noté l’influence de la densité des plantes sur l’enlèvement de certains paramètres.
Les filtrats des lits plantés ont leur pH qui varie entre 7 et 7.43 et celui du lit témoin non planté a un
pH de 7.47. Par rapport à l’eau usée d’alimentation (pH = 8.15), la filtration des eaux sur les différents
lit a entraîné une diminution du pH dans les filtrats.
Concernant l’enlèvement de la DCO, les lits plantés permettent une épuration de plus de 80%
contre 60% pour le lit témoin.
Pour l’enlèvement de NH4+, les lits plantés permettent une élimination de l’ordre de 71%. Les lits on
permis d’obtenir une nitrification de l’ammonium.
Quant à l élimination de l’orthophosphate celui-ci était aussi important dans les lits plantés par
rapport au lit témoin.
En définitive, les lits plantés avec Amaranthus et Corchorus sont efficaces pour l’épuration des eauxusées domestiques par rapport au lit témoin non planté. Cependant, les lits plantés avec Amarathus
ont démontré des capacités épuratrices supérieures à ceux de Corchorus avec démontré surcertainpport au lit témoin non planté. moin. Cependant, il serait souhaitable d’approfondir certains
aspects de l’étude, notamment: déterminer la qualité nutritionnelle de la biomasse produite ;déterminer le mécanisme de transformation des polluants par les hydrolases adsorbées dans lessédiments du réacteur et amélioré le système en utilisant un mécanisme d’irrigation plus accessible
aux populations.

42

Acknowledgment

This paper is based on research carried out under the auspices of the African Technology Policy
Studies Network’s (ATPS) Water and Environment Programme funded by the Royal Dutch Government– Activity no: 10385-DCO0020791. The authors thank Dr. Kevin Chika Urama of the Macaulay
Institute, Aberdeen, UK for his contributions to the study in his capacity as the ATPS Lead Resource
Person for the W&E programme. His review comments and support during the writing-up stages ofthe project is appreciated. The authors also thank the ATPS Communications and Outreach
Department for their editorial support.
Jacque Kouakou would like to thank the following persons:
Le professeur Savane I., Doyen de l’UFR des Sciences et Gestion de l’Environnement de l’Université d’AboboAdjamé, Directeur du Laboratoire de Géosciences et Environnement et Directeur du présent mémoire ; je luitémoigne ma reconnaissance pour m’avoir accepté dans son laboratoire et pour tous les conseils et lesenseignements dispensés.
Le Docteur Coulibaly L., qui a accepté de nous suivre dans la réalisation de ce travail. Sa disponibilité, son
dévouement, son humilité ses conseils, son apport scientifique, matériel et financier dont j’ai bénéficié tout au longde ce mémoire. Je lui exprime mes vives reconnaissances.
Le Docteur Goulab.T.A., chef de Laboratoire de Géosciences et Environnement, pour ses critiques à l’améliorationde ce mémoire. Je lui exprime toute ma reconnaissance.
Le Docteur Diomande D., pour son assistance permanente et ses critiques dans la lecture et l’organisation de ce
mémoire. Je lui témoigne mes sincères remerciements.
Le Docteur Tiho S., pour ses suggestions et critiques dans l’élaboration de ce travail. Je lui témoigne mon infinie
gratitude.
Monsieur Sery., responsable du service assainissement à la SODECI pour sa contribution à l’obtention de l’eau uséedomestique. Je lui adresse mes sincères remerciements.
Mme Diomonde C.C., Secrétaire Principal de l’UFR-SGE, pour le concours, ses conseils. Je lui témoigno mon infinie
gratitude.
Mon grand frère Kouakou N.D., ma petite sœur YAO A.H., mes cousins Olivier k., Sim;plice D., Sarakan., Alain etmes amis Kouakou A.L., Diambra S., Diawarra B., Eric S., Masime K., pour leurs encouragement et leur soutienmoral.
Je remercie les étudiants de ma promotion de DEA SGE (Allou J.E., Amian K., Dosso A., Amani S., Gouzile P., Gozan
M., Affoue E., Soro E.,) et les autres amis du campus (Dalogo A.P., Tindho V., Konan V., Akassan M., Atte G.,
Dao A., Kouakou T.M., Marina K.,) pour leur soutien, encouragement, leur franche collaboration trouvent ici
l’expression de ma reconnaissance.
Enfin, tous mes aînés doctorants (Ama A., Mangoual L., Messou A., Coulibaly S., Akpo S., Ouattara J.M.,) pour leursoutien et leurs encouragement de tous les jours.

43References Bibliographiques

Abissy M., Mandi L. 1998- Utilisation des plantes aquatiques enracinées pour le traitement des eauxusées urbaines : cas du roseau. Revue des sciences de l’eau, Rev. Sci . Eau 12/2 (1999), pp285-315.
Ake Assi L. 2001a - Flore de la Côte d’Ivoire : catalogue systématique, biogéographie et écologie.
Boissiera 57 pp 84-87, 173-175.
Ake Assi L. 2001b - Flore de la Côte d’Ivoire : catalogue systématique, biogéographie et écologie.
Boissiera 58 pp 158-163, 173-175, 283-321.
Arfi R., Guiral D., Torreton J-P. 1989 – Cycle hydrologique annuel d’une baie lagunaire eutrophe : labaie de Biettry (lagune Ebrié, cote d’ivoire). Rev. Hydrobiol. Trop., pp 263-273.
Armstrong J. Armstrong W. 1988- Phragmites australis – a preliminary of study of soil oxidising sites
and inernal gaz transport pathways. Newphytol., 108, pp 373-382.
Armstrong J., Armstrong W. 1990- Light-enhanced convective throughflow increases oxygenation inrhizomes and rhizosphere of Phragmites australis (Cav) Trin ex Steudel, New Phytol., 114, pp
121-128.
Bally D., Blais J.F. 1998 – Le traitement des eaux usées. Revue des sciences de l’eau , nº spécial, pp
77-86.
Barraque B. 1993 – L’assainissement des collectivités. Outils à la disposition des petites communes,
208 p.
Berhaut J. 1967 - Flore du Sénégal. 2è édition pp 43, 54, 286, 332-334, 412.
Biddlestone A.J. Gray K.R., Job G.D. 1991- Treatment of dairy farm wastewters in engineered reed
bed systems. Process Biochemistry, 26, pp 265-268.
Badkoubi A. Ganjidoust H.,Ghaderi A., Rajabu A. (1998) Performance of subsuface wetland in Iran.
Wat. Sci. Tech. 38, pp 345-350.
Brix H. 1993- Macrophyte-mediated oxygen transfer in wetlands: Transport mechanisms and rates.
Reprint from constructed wetlands for water quality Improvement (G.A. Moshiri, Editor). Lewis
Publishers. Boca Raton, Ann Arbor, London, Tokyo.
Castany G. 1989 – hydrologie: principe et méthode, Aubin Liguge portier, 336p.
Cole S. 1998 – The Emergence of treatment wetlands, small flows, volume 12,nº 4, automne
1998.
De Pauw N., Van Vaerenbergh E. 1981- Microalgal wastewater treatment systems: potentials andlimits. Conf. Phytodepuration and Employment of the biomass produced. Parma, Italie, 15-16
mai.

44

DEVELOPPEMENT D’UNE ZONE HUMIDE SIMULEE PLANTEE AVEC AMARANTHACEA ET CAPRI

45

De La Noue J., De Pauw N. 1988- The Potential of Microalgal Biotechnology : A Review of Production
and Uses of Microalgae (à paraitre dans Biotechnology Advances).
Desjardin R. 1990– Filtration in traitement des eaux. Ecole polytechnique de Montréal. Deuxièmeédition revue, pp 71-108.
Dufour P., Slepoukha M. 1975 – L’oxygène dissous en lagune Ebrié. Influence de l’hydroclimat etdes pollutions. Doc. Scient. Centre Rech. Océanogr. Abidjan, 6 (2), pp 75-118.
Dufour P., Kouassi A. M., Lanusse A. 1994 – Les Pollutions. In : Evironnement et ressources aquatiquesde cote d’ivoire, tome II- Les milieux lagunaires. Durant J., Dufour P., Guiral D., Zabi S.G (Eds.).
Edition ORSTOM. ISBN : 2-7099-1136-1, pp 320-331.
Edeline F. 1996 – L’épuration physico chimique des eaux, Edition CEBEDOC. Sprl, Liège., 283 p.
Faby J.A., Brissaud F. 1997 – L’utilisation des eaux usées épurées en irrigation, Office Internationalde l’eau, pp 1-25.
Finlayson C. M., Chick A. J. 1983 - Testing the potential of aquatic plants to treat abattoir effluent. Wat.
Res., 17, (4), pp 415-422.
Fournet J. 1978 - Flore illustrée de Guadeloupe et de Martinique. pp 53, 138, 996-997, 1490
Gesberg R. M., Elkins B. V., Lyon S. R., Goldman C. R. 1986 - Role of aquatic plants in wastewater
treatment by artificial wetlands. Wat. Res., 20, (3), pp 363-368.
Gnagne T. 1996 – Epuration par infiltration d’eau usée à forte charge organique, en milieu tropical.
Thèse de doctorat de l’Université de Montpellier II, 175 p.
Guenookpati K. 1994 - Contribution au recensement, à l’identification et la connaissance de quelquesespèces végétales utilisées dans la médecine traditionnelle et pharmacopée, chez les OUATACHI(République du Togo). Mémoire de Thèse pour l’obtention du grade de Docteur pp 21-22, 189.
Guillaumet J. L. 1967 - Recherches sur la végétation et la flore de la Région Du Bas-cavally (Côted’Ivoire). ORSTOM. pp189-202.
Guilloteau J. A. 1992 – Traitement des eaux résiduaires par infiltration percolation : performance,
biomasse et renouvellement des gaz. Thèse de doctorat spécialité science et technique del’eau. Université louis pasteur de Strasbourg, 156p.
Keffala C. Ghrabi A., 2005 – Nitrogen and bacterial removal in constructed wetlands treating domestic
waste water, Desalination 000 (2005) 1-7.
Leroy J.B. 1986 – Pollution des eaux. Presse Universitaire de France, 125 p.
L’hermite P. 1991 - Treatment and use of sewage sludge and liquid agricultural wastes. Elsevier
Applied Science, Londres et New York.
Makni M.H. 1995 – L’oxydation et la décontamination en infiltration percolation. Thèse de doctorat
de l’université de Montpellier II, 185 p.
Masschelein W.J. 1996 – Processus unitaire du traitement de l’eau potable : Sable de filtration etmode d’action. CEBEDOC liège, pp 567-603.
Metongo B. S., Kablan., Kouassi A. M. 1993 – Evaluation quantitative et qualitative des effluents etdes polluants, OMS, Bureau Régional de l’Afrique (OMS / AFRO) et CRO, 100 p.
Michael L. P., Paul K. W., Larry B. 1999 - Transformations in dissolved organic carbon throughconstructed wetlands. Department of civil and Environmental Engineering, Arizona State
University, Tempe, AZ, USA. Wat. Res. Vol. 34. No. 6, pp, 1897-1911, 2000.

46

ATPS WORKING PAPER SERIES NO. 50

Nichols D. S. 1983- Capacity of natural wetlands to remove nutrients from wastewater. Journal
WPCF, 55, (5), pp 495-502.
Oswald W. J., Gotaas H. B., Golyeke C. G., Kellen W. R. 1957- Algae in waste treatment. Sewage andIndustr. Wastes ,29, 437-457.
Oswald W. J., Gotaas H. B. 1957- Photosynthesis in sewage treatment. Trans. Am. Soc. Civ. Eng.,
122, pp 73-105.
Petipierre G. 1984 – Valorisation des déchets d’huilerie; Rpport final et evaluation économique –contact d’étude N°4/ET/ IMPRA/ Mon. N°comptable 5604.16 Cabinet Dusher et Patners
Consultant (DPC) à Luxembourg, pp 1-30
Reed S. C. 1990. Natural system for wastewater treatment. WPCF, pp 211-260.
Sauze K. R. 1983- Croissance de la jacinthe d’eau résiduaire urbaine et effet épuratoire de la culture(2e partie). Ecol. Med.10 (3-4), pp 55-77.
Shelef G., Soeder C. J. 1980 b. Introduction, p. VII-XI, In: Algae Biomass-Production and use, Shelef
and C.J. Soeder (ed), Elsevier/North-Holland biomedical Press, Amsterdam.
Tanner C.H.C., Cooke J.G. 1993- The role of artificial wetlands in treating nutrient-rich wastewater’s
and storm-water. Paper presented at the 22 nd New Zealand Fertiliser Manufacturers TechnicalConference, Dunedin, 7 p.
Radoux M., Kemp D. 1988 – Epuration comparée des eaux usées domestiques par trois plantations
hélophytiques et par un lagunage à microphytes sous un même climat tempéré. Acta Oecologia
Applic., 9, (1), pp 25-38.
Reddy K.R., Debusk T.A. 1987- Stata-of-the-art utilization of aquatic plants in water pollution control.
Wat. Sci. Tech. 19, (10), pp 61-79.
Reddy K. R., D’angelo E. M. 1996- Biochemical indicators to evaluate polluant removal efficiency inconstructed wetlands. Proceeding of 5th International conference on wetlands systems for waterpollution control, Vol, 1, Vienna, Sept. 15-19, 21 p.
Robbrecht E., Degreef J., Friis I. 2001 - Plant systematics and phytogeography for the understandingof African biodiversity. Systematics and Geography of plants 71 (2) AETFAF XVI pp
Sanford W. E. Steenhuis T. S., Parlange J. M., Peverly J. H. 1995 – Hydraulic conductivity of graveland sand as substrates in rock-reed filters. Ecological Engineering, 4, 321-336.
Schmitt A. 1989 – Modélisation de l’épuration par infiltration. Thèse de doctorat de l’université deMontpellier II, 183 p.
Urbanc-Bercic O. 1994 – Investigation in to the use of constructed reed beds for muicipal waste
dump leachate treatment. Wat. Sci. Tech., 29, (4), pp 289-294.
U.S Environmental Protection Agency. 1990- National sewage sludge survey: availability of informationand data, and anticipated impacts on proposed regulations, proposed rule. U.S. Fed. Register,55, 47209-47283.
Yann L. 2005 – La phytorestauration de l’eau. Licence 1 Biologie de U.C.O.Bretagne Nord, 21p.

ATPS Working Paper SeriesATPS Working Paper Series
No.
1
2
4
5
6
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
22
23
24
25
26

Title and Author(s) of Publication
The Effect of Economic Reform on Technological Capability by T. Adeboye, M. S. D. Bafachwa and O. A.
BamiroMethodological Issues in Science and Technology Policy Research by T. Adeboye and N. Clark
Rehabilitation in the Manufacturing Sector in Tanzania by S. M. Wangwe
Agricultural Policy and Technology in Sierra Leone by C. Squire
Effectiveness of Agricultural Research Extension in Sierra Leone by A. K. Lakoh
Generation and Utilization of Industrial Innovation in Nigeria by O. Oyeyinka, G. O. A. Laditan, and A. O.
Esubiyi
Irrigation in the Tuli Block, Botswana Water Conservation Techniques of Optimal Strategies by I. N.
MasondeEndogenous Technology Capacity and Capability under Conditions of Economic Policies of Stabilizationand Structural Adjustment by S. E. Chambua
Technology and Female-Owned Business in the Urban Informal Sector of South-West Nigeria by R. O.
SoetanTechnology Innovations Used to Overcome the Problem of Resource Scarcity in Small Scale Enterprises
by C. W. Ngahu
Financing of Science and Technology Institutions in Kenya during Periods of Structural Adjustment by M.
Mwamadzingo
Impact of Economic Liberization on Technologies in Enterprises Processing Agricultural Produce by P.
MadayaTechnology and Institutions for Private Small and Medium Firms by B. Oyeyinka
Institutiona Reform, Price Deregulation and Technological Change in Smallholder Agriculture by E. C.
Eboh
Adoption of Agricultural Technologies by Rural Women under the Women-in-Agriculture Program in
Nigeria by D. S. Ugwu
Electrical Power Utilities and Technological Capacity Building in Sub-Saharan Africa by A. BrewHammond
Investigation into Factors that Influence the Diffusion and Adoption of Intentions and Innovations from
Research Institutes and Universities in Kenya by H. M. Bwisa and A. Gacuhi
The effects of Economic Reforms on the Quality on the Quality of Technological Manpower Development
in Nigeria by H. E. Nnebe
Issues in Yam Minisett Technology Transfer to Farmer in Southern Nigeria by M. C. Madukwe, D. Ayichi,
and E. C. Okoli
Technological Response to Telecommunication Development: A Study of Firms and Institutions in Nigeria
by A. F. Modupe
Technological Respone to Telecommunication Development: A Study of Firms and Instituions in Nigeria by
A. F. Modupe
Gender Differences in Small Scale Rice Farmers’ Access to Technological Inputs in Enugu State of Nigeria
by D. N. Ezeh
Adoption of Sustainable Palm Oil Mini-Processing Technology in Nigeria by N. Mbanefoh
Domestic Energy Situation in Nigeria: Technological Implications and Policy Alternatives by O. I. Aina
Technological Capability in the Nigerian Leather Industry: A Firm-Level Case Study by U. Enenwe,
E. Dike, A. Ihuoma and M. Duru

27
28
29
30
31
32
33
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.

41.
42.
43.
44.

45.
46.
47.
48.
49.

Agricultural Research and Delivery in the South-Eastern Highlands of Ethiopia: A Case Study of the SG2000 Approach in Hitosa District by G. Yiemene
Impact of Computer Technology Adoption on Banking Operations in Nigeria by A. I. Odebiyi
Agricultural Technology Adoption on Small-Holder Farmers: Policy Options for Nigeria by J. O. Olusi
Donor Funding and Sustainability of Rural Water Supply andSanitation Technologies in Swaziland by U.
Aja-Okorie and M. Mabuza
Promotion of Production and Utilization of Ceramic Roofing Materials in the Informal Housing Industry in Sierra
Leone by T. Jamiru
Technology Transfer and Acquisition in the Oil Sector and Government Policy in Nigeria by R.I.Chima, E.A.,
Owioduoki and R.I. Ogoh
Acquisition of Technological Capability in Africa: A Case Study of Indigenous Building Materials Firms in
Nigeria by Y. Oruwari, M. Jev, and O. Owei
Analysis of Indigenous Knowledge in Swaziland: Implications for Sustainable Agricultural Development by
M. A. Dube and P. Musi
Analysis and Comparison of the Agricultural Development Programme and University Agricultural Technol
ogy Transfer Systems in Nigeria by M.C. Madukwe, E.C. Okoli, S.O. Eze
Extension Services and Enterprise Development: Study of Technology Extension Services to Small nd
Medium Size Manufacturing Firms in by Frederick U. Ngesa, Justus M., Ombati and Milcah Mutuku
Women and Engineering in Nigeria: Towards improved Policy Initiatives and Increased Female Participation
by A.J. Badekale
The Gender Variable in Agricultural Technology: A Case of Rural Farmers in Machakos District-Eastern
Kenya by E. Njiro
The Impact of Information Technology on the Nigerian Economy: A Study of Manufacturing and Services
Sectors in the South Western and South Eastern Zones of Nigeria by D. Ola Kajogbola
Socio-Economic Consequences of Technological Change on the Rural Non-Farm Igbo Women Entrepren
eurs of South-Eastern Nigeria: Implications for Farm and Non-Farm Linkages by J. O. Alimba andJ. Mgbada
The Role of Development Financial Institutions in the Acquisition of Technological Capabilities by Small andMedium Enterprises in Kenya by G.S. Namusonge
Engineering Education for Industrial Development: Case Studies of Nigeria, Ghana and Zimbabwe
by A.A. Afonja, K. Sraku-Lartey and S.A. Oni
Socio-Economic and Environmental Consequences of Agricultural Technology: A Comparative Study of
Small Scale Surface Irrigation Technology in Nigeria and Swaziland by K. Urama and E. Mwendera
An Assessment of the Effects of Technology Transfer on Gender Roles within a Community: The
Development of Tea and Coffee Production among Smallholder Farmers in Kiambu District, Central
Province, Kenya by W. N. Karugu
Assessment of Community Water and Sanitation in Ghana by R. M. Entsua-Mensah, G. Essegbey, G.
Frempong and C. Engmann
Small Scale Rainwater Harvesting for Combating Water Deprivation at Orphan Care Centres in Peri-Urban
Areas of Lilongwe, Malawi by H.R. Mloza-Banda, A. Chikuni and D.D. Singa
Ecological Sanitation as a Water and Environmental Conservation Technology Option: The Case of Slum
Communities in Kampala by J. Kakooza, D. Khayangayanga, J. Karundu and D. Nalubega
Water Pollution by Industries in Lesotho by D.P. Sajith
Assessment of Rural Water Supply Management in Selected Rural Areas of Oyo State, Nigeria by N.
Gbadegesin and F. Olorunfemi

Acknowledgement

This paper is based on research carried out under the auspices of the African Technology Policy
Studies Network’s (ATPS), Water and Environment Programme funded by the Royal Dutch Government– Activity no: 10385-DCO0020791. The authors thank Dr. Kevin Chika Urama of the Macaulay
Institute, Aberdeen, UK for his contributions to the study in his capacity as the ATPS Lead Resource
Person for the W&E programme. His review comments and support during the writing-up stages ofthe project is appreciated. The authors also thank the ATPS Communications and Outreach
Department for their editorial support.
Jacques Kouakou would like to thank the following:
Le professeur SAVANE I., Doyen de l’UFR des Sciences et Gestion de l’Environnement de l’Université d’AboboAdjamé, Directeur du Laboratoire de Géosciences et Environnement et Directeur du présent mémoire ; je luitémoigne ma reconnaissance pour m’avoir accepté dans son laboratoire et pour tous les conseils et lesenseignements dispensés.
Le Docteur Coulibaly L., qui a accepté de nous suivre dans la réalisation de ce travail. Sa disponibilité, son
dévouement, son humilité ses conseils, son apport scientifique, matériel et financier dont j’ai bénéficié tout au longde ce mémoire. Je lui exprime mes vives reconnaissances.
Le Docteur Goula B.T.A., chef de Laboratoire de Géosciences et Environnement, pour ses critiques à l’améliorationde ce mémoire. Je lui exprime toute ma reconnaissance.
Le Docteur Diomande D., pour son assistance permanente et ses critiques dans la lecture et l’organisation de ce
mémoire. Je lui témoigne mes sincères remerciements.
Le Docteur Tiho S., pour ses suggestions et critiques dans l’élaboration de ce travail. Je lui témoigne mon infinie
gratitude.
Monsieur Sery., responsable du service assainissement à la SODECI pour sa contribution à l’obtention de l’eau uséedomestique. Je lui adresse mes sincères remerciements.
Mme Diomande C.C., Secrétaire Principal de l’UFR-SGE, pour le concours, ses conseils. Je lui témoigno mon infinie
gratitude.
Mon grand frère Kouakou N.D., ma petite sœur Yao A.H., mes cousins Olivier k., Simplice D., Sarak N., Alain et mes
amis Kouakou A.L., Diambra S., Diawarra B., Eric S., Maxime K., pour leurs encouragement et leur soutienmoral.
Je remercie les étudiants de ma promotion de DEA SGE (Allou J.E., Amian K., Dosso A., Amani S., Gouzile P., Gozan
M., Affoue E., Soro E.,) et les autres amis du campus (Dalogo A.P., Tindho V., Konan V., Akassan M., Atte G.,
Dao A., Kouadou T.M., Marina K.,) pour leur soutien, encouragement, leur franche collaboration trouvent ici
l’expression de ma reconnaissance.
Enfin, tous mes aînés doctorants (Ama A., Mangoua L., Messou A., Coulibaly S., Akpo S., Ouattara J.M.,) pour leursoutien et leurs encouragement de tous les jours.

For more information this series and ATPS Contact:

The Executive Director
The African Technology Policy Studies Network
3rd Floor, The Chancery, Valley Road
P.O. Box 10081 00100 General Post Office
Nairobi, Kenya
Tel: +254-20-2714092/168/498
Fax: +254-20-2714028
Email: info@atpsnet.org
Website: http://www.atpsnet.org