CONTRIBUTION A LA VALORISATION DES BOUES DE VIDANGE DOMESTIQUES

Boues de vidange

Définition des boues de vidange

C’est le terme générique pour la boue ou le solide non digéré ou partiellement digéré qui résulte du stockage ou du traitement des eaux vannes ou des excréta (Sonko, 2015). Les boues de vidange contiennent de grandes quantités de microorganismes principalement en provenance des fèces. Ces microorganismes peuvent être pathogènes. L’exposition aux boues de vidange non-traitées constitue donc un risque potentiel pour la santé humaine, que ce soit par contact direct ou exposition indirecte. Les boues de vidange doivent être traitées avec un niveau de désinfection adapté au mode de réutilisation ou à la mise en dépôt prévue (Niwagaba et al., 2014). Les boues de vidange contiennent des concentrations importantes en nutriments qui peuvent être valorisés sinon elles peuvent entrainer une contamination environnementale si elles ne sont pas gérées correctement (Gaye, et al., 2010).

Valorisation des boues de vidange

La valorisation des boues la plus courante est historiquement le conditionnement des sols et l’engrais organique, car les excréta contiennent des nutriments essentiels aux plantes ainsi que de la matière organique permettant la rétention de l’eau dans les sols. En matière de valorisation, il est important de savoir quels éléments constitutifs des boues de vidange sont susceptibles d’avoir un impact sur l’homme et l’environnement. Il s’agit notamment des germes pathogènes et des métaux lourds (Radoux, 1995 ; Guéye, 2018)

Types de valorisation

Il existe de nombreuses technologies de traitement des boues de vidange, qui peuvent être associées de différentes façons. Tous les procédés de traitement donnent lieu à des produits qui pourront être soumis à un traitement complémentaire, stockés ou encore commercialisés en vue de leur valorisation (Tableau 1).

Technique d’utilisation des boues de vidange pour le conditionnement du sol

L’utilisation de boues de vidange pour le conditionnement du sol va de l’enfouissement de boues non-traitées en tranchées profondes jusqu’à la vente de compost en sachet pour l’horticulture domestique. L’utilisation des boues de vidange présente de nombreux avantages par rapport à l’utilisation d’engrais chimiques. La matière organique des boues de vidange augmente la capacité de rétention de l’eau dans le sol, a un effet structurant, diminue l’érosion du sol et est une source de nutriments libérés lentement (Strande, et al., 2014) La valeur commerciale potentielle peut être étroitement dépendante de l’acceptabilité sociale. Le contenu en nutriments est un autre facteur à considérer, il peut plus ou moins convenir aux besoins du sol et du système de culture (Kengne et al.,2014). 5 Ndéye Fatou Gningue Master

Enfouissement en tranchées profondes

L’utilisation directe des boues de vidange brutes en foresterie est possible via l’enfouissement en tranchées profondes. Cette technique permet d’éliminer les odeurs et de diminuer le risque d’exposition aux germes pathogènes. Des espèces arboricoles présentant une forte demande en azote sont ensuite plantées sur les boues enfouies. L’enfouissement en tranchées profondes permet d’appliquer en une fois des volumes de boues plus importants que les méthodes plus conventionnelles, comme l’aspersion aux pieds des arbres ou l’épandage en surface (Danso, et al., 2017). Comme pour les autres formes d’épandage agricole, la charge en nutriments est un point d’attention pour éviter la contamination de l’environnement. Des travaux de recherche sur l’enfouissement en tranchées profondes en foresterie ont été effectués en Afrique du Sud. Ils démontrent une meilleure croissance des arbres et l’absence de signes de contamination des eaux souterraines. Une longue expérience en enfouissement en tranchées profondes existe aussi aux États-Unis (Strande, et al., 2014).

Épandage

L’utilisation directe des boues de vidange est une pratique historique dans certaines parties de la Chine, de l’Asie du Sud-Est et de l’Afrique. L’épandage direct présente un haut risque d’impact sur la santé humaine et n’est donc généralement pas recommandé. Cette pratique est préférable pour les régions arides et semi-arides (Kengne et al.,2014). Elle implique la mise en place de barrières appropriées et une grande superficie de terrain. Les boues brutes sont épandues sur les champs lors de la saison sèche, puis incorporées dans les sols lors de la plantation des cultures pendant la saison des pluies (Diener, et al., 2014). Une autre méthode consiste à enfouir les boues avec d’autres résidus végétaux dans des trous et à les laisser évoluer quelques mois avant l’utilisation. Cette pratique existe là où il y a une forte demande en boues de vidange. Dans le nord du Ghana par exemple, 90 % des boues de vidange sont utilisées comme engrais. Les agriculteurs perçoivent la compétition pour l’approvisionnement en boues comme l’une des principales contraintes de leur utilisation dans leurs exploitations agricoles (Kengne, et al., 2014).

Lits de séchage

Les boues résultant du traitement par lits de séchage plantés et non-plantés présentent des caractéristiques très différentes. Elles donnent donc lieu à des considérations différentes pour leur épandage agricole. Pour les deux procédés, la majorité des œufs d’helminthe sont retenus dans la couche de boue (Sonko, et al., 2015). Le temps de séjour dans les lits de séchage nonplantés (quelques semaines) étant faible, les boues séchées nécessitent un traitement supplémentaire, ou simplement un temps de stockage plus long, pour réduire la quantité de 6 Ndéye Fatou Gningue Master II germes pathogènes. Le temps de séjour plus long des boues dans les lits de séchage plantés entraîne une réduction significative des germes pathogènes qui est à évaluer au cas par cas (Guéye, 2018). Une étude sur la rémanence des œufs d’helminthes dans les biosolides issus de lits de séchage plantés a permis d’observer que 6 œufs/g de MS (matières sèches) sur les 127 œufs présents étaient encore viables. Une autre étude a mis en évidence une diminution des œufs totaux de 78,9 à 7,5/g de MS en six mois. Cette diminution était de 38,5 à 4/g de MS pour les œufs viables. Grâce au temps de séjour élevé des lits de séchage plantés, les biosolides qui en sont extraits présentent de plus des propriétés et un contenu en nutriments similaires à ceux d’un compost mûr (Kengne, et al., 2014)..

Granulations

Les granulés secs (ou pellets) peuvent constituer une solution intéressante pour le conditionnement des boues de vidange. La granulation génére un produit facile à transporter, aux caractéristiques fiables pour la réutilisation et, selon le niveau de traitement réalisé, sans danger à manipuler. La valorisation se traduit via l’amendement de sols ou l’utilisation comme biocarburant pour la combustion. Le procédé LaDePa (Latrine Dehydration and Pasteurisation) en est un exemple. Développé en Afrique du Sud, il fonctionne à l’échelle pilote (Ronteltap et al. 2014)

Co-compostage

Le co-compostage désigne le compostage des boues de vidange avec d’autres déchets, comme les déchets organiques municipaux. Les boues de vidange de faibles concentrations en matières sèches doivent être concentrées et déshydratées au préalable, par exemple à l’aide de bassins de décantation ou de lits de séchage (Sonko, et al., 2015). La réduction des germes pathogènes a lieu pendant le processus de compostage, grâce aux températures élevées atteintes et/ou à la durée du processus. Quand le traitement est effectué correctement, le produit sortant est un biosolide stabilisé qui peut être manipulé, stocké et utilisé en toute sécurité dans les champs, puisque satisfaisant aux recommandations de l’OMS, sans risque de transmission de germes pathogènes (Ronteltap et al., 2014 ; OMS 2016) . Si le compostage est une technique éprouvée pour produire un amendement de sol sans danger pour son utilisation, la demande du marché local doit être évaluée au préalable. Le compost n’a généralement pas une valeur marchande élevée. Il amène néanmoins d’autres avantages que sont la valorisation et la contribution à l’équilibre des coûts du traitement. Danso et al. (2017) ont évalué le consentement à payer des agriculteurs pour du compost réalisé à partir de déchets organiques municipaux et de boues de vidange au Ghana. Ils ont interviewé 700 agriculteurs dans trois villes différentes, dont des utilisateurs de compost et des non-utilisateurs. Les résultats montrent que le compost était 7 Ndéye Fatou Gningue Master II reconnu comme une ressource utile par la plupart des agriculteurs (100 %) des utilisateurs de compost et 80 % des non-utilisateurs. Les freins à l’utilisation étaient plus économiques, techniques ou culturels. Tous les agriculteurs se sont montrés disposés à payer mais à un prix modéré, trop faible pour que la production soit rentable. Le consentement à payer annoncées par les agriculteurs étaient d’environ 0,1 à 3 USD par sac de compost de 50 kg, alors que les coûts de production variaient entre 4 et 7 USD (Danso, et al., 2017). 

Facteurs sociaux liés à l’utilisation des produits issus du traitement des boues de vidange

Les réactions et les approches pour la gestion des excréta humains sont différentes selon les sociétés et les cultures. Elles doivent être prises en compte pour définir la meilleure destination finale pour les boues de vidange. Certaines cultures rejettent complètement l’utilisation d’excréta, alors que d’autres les utilisent déjà historiquement dans l’agriculture. L’utilisation de boues de vidange traitées est cependant généralement perçue différemment de celle des excréta. Elle est mieux acceptée car les boues traitées présentent une apparence, une odeur et des risques moindres pour la santé. Là où l’utilisation des boues de vidange est absolument taboue, d’autres solutions peuvent être plus appropriées et mieux acceptées. Il s’agit par exemple du co-traitement avec d’autres déchets, de l’utilisation dans les matériaux de construction ou comme combustible (Seck, 2016). Cela met en évidence la nécessité d’évaluer la demande du marché en produits issus du traitement en amont du choix d’un procédé de traitement et d’une destination finale des produits (Diener, et al., 2014). Les produits issus de la valorisation comme les boues séchées totalement ou partiellement, le compost, le percolât et le biogaz présentent tous une valeur intrinsèque qui permet de considérer la valorisation non seulement comme une solution pour la protection de la santé publique et de l’environnement, mais aussi comme un moyen de recycler des ressources et de créer de la valeur (Gaye, et al., 2010).