Risques associés à la réutilisation des eaux usées

. Risque sanitaire Dans le cas de l’agriculture, il est prouvé depuis longtemps que les micro-organismes pathogènes des animaux ne peuvent ni pénétrer ni survivre à l’intérieur des plantes (Sheikh et al., 1999). Les micro-organismes se retrouvent donc à la surface des plantes et sur le sol. Les feuilles et la plante créent un environnement frais, humide et à l’abri du soleil. Il peut donc y ‘avoir une contamination pendant la croissance des plantes ou la récolte. Les pathogènes survivent plus longtemps sur le sol que sur les plantes (Asano, 1998). Le mode d’irrigation a une influence directe sur le risque : ainsi, l’irrigation souterraine ou gravitaire peut nuire à la qualité des eaux souterraines et de surface. Des contaminations directes peuvent avoir lieu lors de la maintenance du système d’irrigation. L’irrigation par aspersion crée des aérosols contaminants qui peuvent être transportés sur de longues distances. Alors que l’irrigation gravitaire à la raie et par inondation exposent les travailleurs à des hauts risques sanitaires, notamment lorsque le travail de la terre se fait sans protection (Peasey et al., 2000). Les nouvelles recommandations de l’OMS ont prévu des niveaux de risque selon la technique d’irrigation et les types des cultures (OMS, 2006).

Risques environnementaux

La salinisation du sol

La salinisation du sol par une eau d’irrigation résulte des effets combinés de plusieurs facteurs (climat, caractéristiques du sol, topographie du terrain, techniques culturales, conduite des irrigations…etc.). En effet, chaque facteur va contribuer, selon son état, à l’accentuation ou à l’atténuation de la salinisation du sol. 

L’eau d’irrigation

La qualité de l’eau utilisée en irrigation est un facteur de premier ordre dans la salinisation du sol. En effet, le risque de salinisation du sol est exclu si l’eau d’irrigation est de bonne qualité même si les autres facteurs influençant ce processus sont favorables. La qualité d’une eau d’irrigation est estimée en prévoyant son influence sur les propriétés du sol et en considérant la tolérance des cultures pratiquées à la salure. Une eau est dite « de bonne qualité » lorsqu’elle n’entraîne ni la salinisation du sol irrigué (CE du sol > 4 mS/cm), ni sa désagrégation (taux de sodium échangeable ESP du sol > 15%) (Brady and Weil, 2002). Les effets d’une eau d’irrigation sur le sol sont jugés à travers la concentration totale de cette eau en sels solubles et par son rapport de sodium absorbable (SAR) (Leone et al., 2007). Une grande quantité d’ions sodium dans l’eau affecte la perméabilité des sols et pose des problèmes d’infiltration (Suarez et al., 2006). Ceci est dû au fait que lorsque le sodium apporté par les eaux d’irrigation au sol est sous une forme échangeable, il remplace le calcium et le magnésium adsorbé sur les agrégats du sol et cause ainsi la dispersion de ces particules argileuses. Cette dispersion a comme conséquence la désagrégation des sols. Le sol devient alors dur et compact (lorsqu’il est sec). Sa porosité se colmate, réduisant ainsi les vitesses d’infiltration de l’eau et de l’air, affectant ainsi sa structure (Halliwell et al., 2001; Leone et al., 2007). Le choix du domaine de la réutilisation des eaux usées dépend essentiellement, de la qualité de l’effluent, des types de cultures, du système d’irrigation et des conditions édaphiques du sol (Pereira et al. 2002). Ainsi, la connaissance de la qualité physico-chimique de ces eaux usées est fondamentale afin de prévoir les éventuels impacts sur le milieu récepteur. En effet, lors de la réutilisation pour l’irrigation agricole, leur qualité est déterminée essentiellement par la salinité et surtout le contenu en ion sodium (Toze, 2006). Herpin et al. (2007) ont constaté que l’irrigation avec des EUT chargées en Na+, entraîne une élévation des teneurs en cet élément dans tout le profil d’un sol de type « Typic Haplustox ». De plus, ils ont signalé que le Calcium apporté par les EUT, entraîne la libération des ions sodium du complexe absorbant du sol sous forme échangeable, ce qui facilite sa migration en profondeur ainsi que sa biodisponibilité. L’étude d’un autre cas d’irrigation avec des EUT, dont la charge en sel est de 1,8 g/l, a montré, après deux années de suivi, une augmentation de la conductivité électrique du sol de 0,92 dS/m à 1,93 dS/ m sur les 40 premiers centimètres du sol, ce qui correspond à un apport en sel de l’ordre de 6,2 T/ha (Zekri et al., 1997). Cette augmentation de la salinité du sol suite à l’irrigation par des eaux usées est également signalée par d’autres auteurs (Yadav et al., 2002; Al-Nakshabandi et al., 1997)

Les modes d’irrigation

Lorsque l’eau est de mauvaise qualité, le mode, la dose et la fréquence d’irrigation ont une influence directe sur le processus de salinisation du sol. Dans ces conditions, une dose supérieure Chapitre I Synthèse bibliographique 24 aux besoins du sol est favorable à une lixiviation (lessivage) des sels. Ce qui permet de maintenir la salinité du sol à un niveau raisonnable surtout si le drainage interne et externe est convenable. Heidarpour et al. (2007) ont étudié l’effet de l’irrigation par les EUT sur les propriétés chimiques du sol en testant deux systèmes d’irrigations différents. Le premier système est de surface, alors que le second est de subsurface. Ils ont constaté que système d’irrigation en subsurface augmentait la conductivité électrique du sol dans les horizons de surface. Par contre, le résultat inverse est observé avec le système d’irrigation de surface où la conductivité électrique est plus importante dans les niveaux inférieurs. D’après les auteurs, l’augmentation de la CE dans le premier cas est due à une remontée capillaire des sels en surface suite à l’évapotranspiration. Dans le second cas, c’est plutôt le lessivage des sels par les eaux d’irrigation qui est à l’origine de l’augmentation de la CE en profondeur. Il en résulte donc, que l’irrigation de surface permet mieux le lessivage des sels vers la profondeur. Des périodes d’irrigation rapprochées conduisent au même résultat. Une irrigation fréquente entraîne le lessivage du sodium apporté par les EUT vers la profondeur du sol ce qui se manifeste par une augmentation du taux du sodium échangeable (Herpin et al., 2007). Le mode classique d’irrigation par submersion convient mieux à la désalinisation du profil de sol à chaque irrigation que tout autre mode d’irrigation localisée.

Les facteurs socio-économiques

Les facteurs socio-économiques englobent le savoir-faire des agriculteurs (maîtrise des pratiques agricoles adéquates) et le capital dont ils disposent pour couvrir le coût des aménagements indispensables et celui des techniques culturales courantes (labour, semis et autres traitements). En effet, au sein d’un même périmètre irrigué, la gestion de l’irrigation, les soins apportés dans la préparation du sol et les pratiques culturales influencent largement l’accentuation ou l’atténuation du processus de salinisation selon le niveau de technicité des agriculteurs.

Accumulation de métaux dans le sol

Bien que la concentration en métaux dans les eaux usées surtout traitées soit faible, l’irrigation peut, à terme, entraînée l’accumulation de ces éléments dans le sol (Rattan et al., 2005). En effet, la rétention, par le sol, des éléments métalliques est gouvernée par divers phénomènes d’ordre mécanique, physico-chimique et même biologique (Mantinelli, 1999). Bien entendu, les métaux acheminés vers le sol par les eaux usées, ne sont pas tous sous une forme assimilable ou bio disponible. En effet la forme chimique des métaux va dépendre des conditions intrinsèques du sol tels que le pH, le Eh, la matière organique, le taux d’argile, la CEC… (Mapanda et al., 2005). L’accumulation d’éléments métalliques (EM) suite à l’irrigation avec des eaux usées brutes est souvent constatée. Ainsi, Mapenda et al. (2005) ont constaté une augmentation des teneurs en EM Chapitre I Synthèse bibliographique 25 dans les horizons de surface des sols irrigués par des eaux usées brutes durant des périodes de temps plus ou moins importantes. Les teneurs trouvées dans les horizons de surface sont largement supérieures à celles trouvées dans les horizons de subsurface et dans le sol témoin (tableau I.6). Les auteurs ont signalé qu’au bout de 5 à 60 ans, les teneurs des EM dans les sols de toutes les parcelles irriguées vont dépasser les limites exigées par les normes anglaises de teneur en métaux lourds dans les sols agricoles.