arrivant au lac Kivu dans la ville de Bukavu, RD. Congo

286 Pages·2016·5.63 MB·French

by  Lina Aleke Alex

i

Faculté des Sciences
Unité Assainissement et Environnement

Evaluation des charges polluantes (domestiques et industrielles)
arrivant au lac Kivu dans la ville de Bukavu, RD. Congo

Dissertation présentée par
Alex LINA ALEKE
en vue de l’obtention du grade de
Docteur en Sciences
Composition du Jury
Président : Pr Philippe ANDRE (Université de Liège, Belgique)
Promoteur : Dr Mohamed BOUEZMARNI (Université de Liège, Belgique)
Co-Promoteurs: Pr Jean-Luc VASEL (Université de Liège, Belgique)
Pr Jean-Berckmans MUHIGWA (Université officielle de Bukavu, RD.Congo)
Membres : Ir Louis VANDEVENNE (Université de Liège, Belgique)
:Dr Chema KEFFALA (Institut Agronomique de Chott Mériem, Tunisie)

Année académique 2015-2016
i

Dédicace

A
Charlotte BISIMWA mon épouse
Jonh-Peter LINA et Junior LINA mes fils
Riane LINA, Joyce LINA et Johanna LINA mes filles,
Mon père et ma mère
Tous ceux qui me sont chers
ii

Remerciements
En écrivant ces quelques lignes, je me fais le devoir de remercier d'abord du plus profond de
mon cœur le Dieu Tout Puissant, créateur de l'univers, pour ce don de patience et du
courage tout au long de la réalisation de cette thèse.
J'adresse spécialement ma gratitude au Professeur VASEL Jean-Luc pour avoir accepté
d'encadrer cette thèse. Ses remarques pertinentes, sa rigueur scientifique et sa disponibilité
ont permis l'aboutissement du présent travail.
Ma gratitude s'adresse particulièrement au Dr Mohamed BOUEZMARNI pour avoir accepté
de promouvoir cette thèse en remplacement de Monsieur VASEL parti en retraite avant la fin
de ces travaux. Je remercie très vivement Professeur MUHIGWA BAHANANGA Jean-
Berckmans, Co-promoteur de cette thèse, pour les efforts consentis lors de ces travaux.
Mes vifs remerciements s'adressent au Professeur Philippe ANDRE pour avoir accepté de
présider le jury chargé d'examiner ce travail, ainsi qu' à l'Ingénieur VENDEVENNE Louis et au
Docteur KEFFALA Chema pour avoir accepté d'intégrer ce jury.
Qu’il me soit permis de remercier les membres de l'unité Assainissement et Environnement:
Ingénieur Hugues JUPSIN, Docteur Fouad ZOUHIR; Madame et Messieurs Corine ANTOINE,
Jean-Philippe NALINNES et David WAGNER. Je pense également à tous les anciens de cette
unité, notamment Docteurs Céline SIKULISIMWA, Galleguillos-Torres MARCELO, Casimir
HARERIMANA, Dehenould Trésor BAYA,Mouhamadou Dine LIADY, Thierry TANGOU TABOU,
Gaston NSAVYIMANA, Patrice BIGOUMANDONDERA et Emilienne Laure NGAHANE. Je
remercie spécialement le doctorant Léonard MINDELE UKONDALEMBA de l'Unité
Assainissement et Environnement et Mademoiselle HIND HADDANI de l'Université de Cadi
AYYAD/Marrakech-Maroc pour les différents échanges scientifiques et l'ambiance amicale.
Je remercie sincèrement Chantal BARTHOLOME, Catherine HEYMAN, Françoise DASNOY,
Lucia GUERMANT, Lisbeth FONTAINE, Roger THILL, Thomas BARTHEL, Antoine DENIS pour la
collaboration entretenue. Que Clarisse BALEGAMIRE, IGERA, Alain NDONA, Martin,
Dieudonné MULOPO, Edouard MIBEYA, Arthur KITOKO, Chouchou MUJARWANDA, Théo
HERMANS, Dr PALUKU, Alphonse MAINDO, Gaby MAINDO, Louis AMANI, Aurélien OLISSAN,
HABIBOU, HAMID, Aziz DIOUF trouvent ici l'expression de ma gratitude.
Ma gratitude s'adresse aux personnels de l'UOB et de CEBEDEAU, et aux amis: Claude
LIFETA, Doudou KAGANDA, Altor MUSEMA, Bienfait KALINDA, Bebel MITIMA, Franck LUTILI,
Claude WAKEKA, Georges ALUNGA, Kaps LUMAMI pour diverses interventions.
Je pense à la Coopération Technique Belge pour son appui financier et l'octroi de la bourse,
également l'ARES-CCD pour l'octroi des subsides de finalisation de thèse.Enfin, que toutes
les personnes qui de près ou de loin, ont apporté une pierre à la réalisation de cette thèse,
trouvent ici l'expression de mes remerciements les plus sincères.
iii

Résumé

Dans les pays en développement (PED) en général, et plus particulièrement en République
Démocratique du Congo (RDC), le développement des villes et l'augmentation des
populations urbaines se font avec une rapidité telle que l'accessibilité à l'eau potable et à
l'assainissement de basepose un problème croissant de sante publique et de bien-être des
populations. Le manque d'expertise et des moyens techniques et/ou financiers ne permet
pas de mettre en place des programmes cohérents et adaptés aux réalités et défis que
connaissent ces pays. C'est dans cette optique que la présente étude qui porte sur la
caractérisation des eaux résiduaires domestiques et industrielles générées dans la ville de
Bukavu, a été menée en vue d'évaluer les flux des pollutions arrivant dans le lac Kivu.
Différents axes de recherche ont été ainsi exploités pour répondre a cet objectif. Ce
sont :l'évaluation de l'assainissement non collectif (ANC),la caractérisation des flux polluants
générés par les activités domestiques et industrielles, etl'analyse critique des atouts naturels
(physiques, géologiques, hydrogéologiques, etc.) de la ville de Bukavu en vue de mettre sur
pied des filières permettant un assainissement correctet la protection du lac Kivu.
L'évaluation de l'assainissement a été basée sur une démarche sociologique faisant appel à
des techniques d'enquêtes et d'observation deterrain. Une approche d’évaluation par un
indicateur découlant de la combinaison des indicateurs mis en place au prorata des trois
maillons composants une filière d’ANC (amont, intermédiaire et aval) a été utilisée. Les
résultats obtenus montrent un faible niveau d'accès à l'eau potable et à l'assainissement de
base qui serait lié à des facteurs historiques, physiques, politiques, et socio-économiques. De
plus, un effort considérable reste à faire pour la gestion du maillon aval car la gestion des
boues produites se fait pour le moment de manière non conforme. Par ailleurs, la densité de
la population, en pleine croissance, nécessite une politique de construction de logements
bien appropriée.
Réalisée au niveau des émissaires domestiques (ITFM, Rukumbuka, PIR, Nyamugo et Bagira)
et des rivières (Bwindi, Tshula, Wesha et Kahwa) qui traversent Bukavu, la caractérisation
des flux de pollutions domestiques a été menéeau travers des méthodes physicochimiques
et microbiologiques. Elle a permisd'apprécier l'importance des risques sanitaires
qu'encourent les habitants de Bukavu dans leur quotidien, ainsi que l'ampleur des pressions
que subit le lac qui en est le réceptacle. De la même manière, notre étude s'est intéressée
aux flux produits des pollutions industrielles brassicoles et pharmaceutiques, suivant une
approche physicochimique. Il ressort de ces analyses que les émissaires domestiques
constituent le cadre de premier choix adopté par les habitants pour le rejet de leurs déchets.
Ce faisant, les rivières de la ville font l'objet d'importantes pollutions engendrées par les
activités domestiques, et constituent des égouts à ciel ouvert. Les flux évacués et arrivant
quotidiennement dans le lac vont de 2165 kg (rivière Bwindi) à 5974 kg DBO (riviereKahwa)
5
iv

en saison sèche, et de 5303 kg (rivière Bwindi) à 14270 kgDBO (rivière Kahwa) en saison de
5
pluie, correspondant aux charges totales respectives de 7468 kg DBO et 20244 kg DBO .Les
5 5
flux des pollutions microbiologiques ont été évalués a 2,3.109 UFC/EH DBO pour la rivière
5
Bwindi et 6.109 UFC/EH DBO pour la rivière Kahwaen ce qui concerne les coliformes fécaux,
5
et 2800 œufs/EH DBO (rivière Bwindi) et 4185 œufs/EH DBO (rivièreKahwa) pour les
5 5
parasites.En outre, 11 taxons de parasites ont été identifiés. Ce sont : Entamoeba coli,
Giardia lamblia, Entamoebahistolytica, Ascaris sp. (taxon le plus
distribué),Ankylostomasp.,Strongyloidessp., Trichuristrichiura, Hymenolepis nana,
Hymenolepisdiminuta, Taeniasaginata et Schistosomamansoni.Recevant les eaux de 4 de 5
émissaires domestiques étudiés, la rivière Kahwa s'est avérée comme la plus polluée des
rivières de Bukavu. Concernant les pollutions industrielles, pour chaque litre de boisson
(bières et boissons gazeuses confondues), la société brassicole Bralima utilise entre 4,7 et
5,7 l d'eau, avec une moyenne de 5,1 l.Les pollutions spécifiques s'établissent entre 1,2 et
1,6 kg DCO/hl, et 0,2 et 0,4 kg MES/hl de produits finis, avec unecharge globale évaluée
194,1 kgDCOpar jour, avant traitement. L'abattement des pollutions dans la station
d'épuration de cette société brassicole devrait être amélioré en vue de réduire ses pressions
sur le lac et les risques sanitaires auxquels sont exposées les populations. Quant à la
Pharmakina, la charge globale des pollutions, évaluée à 1229,2 kgDCO par jour, arrive dans le
lac Kivu sans aucun traitement préalable, constituant ainsi de graves menaces
environnementales et écologiques imputables à sa responsabilité.
La gestion approximative du foncier dans la ville de Bukavu, le caractère argileux des sols et
accidenté de la topographie, dans un contexte à pluviométrie élevée (109,5 mm en moyenne
mensuelle), montrent les limites de l'ANC. Il est temps de songer à l'assainissement collectif
et à revaloriser les déchets (liquides et solides), en profitant de leurs atouts combustibles ou
comestibles (drèches brassicoles).
Ainsi, les résultats obtenus pourraient aider à la promotion et à la prise de conscience de la
question de l'assainissement en RDC et dans les PED, en vue d'une réponse adéquate aux
enjeux sanitaires et environnementaux qui s'y posent.
Mots clés: Flux polluants, effluents domestiques, effluents industriels, station d'épuration,
rivières, République Démocratique du Congo
v

Summary

In developing countries in general, and particularly in the Democratic Republic of Congo
(DRC), the urbanization rate and noticeable population growth, associated with a lack of
adequate policies, pose major public health issues linked to a difficult access to drinking
water and basic sanitation. The lack of expertise and technical and/or financial resources
prevents from establishing consistent programs adapted to the realities and challenges faced
by these countries. The general objective of our study was to characterize domestic and
industrial wastewaters generated in the city of Bukavu, and the flux of pollution arriving into
the Lake Kivu. More specifically, we assessed the on-site sanitation sector in Bukavu,
characterized pollutants fluxes from domestic and industrial activities, and performed a
critical analysis of Bukavu natural assets (e.g. physical, geological, hydrogeological, etc.) for
establishing channels to proper sanitation and protection of the Lake Kivu. The assessment
of on-site sanitation was based on a sociological approach involving surveys and field
observation techniques. A global indicator was developed based on a combination of various
indicators describing the three parts of a given on-site sanitation system(i.e., upstream,
intermediate and downstream). Results show a low level of access to safe drinking water
and basic sanitation, which were linked to historical, physical, political, and socio-economic
conditions. Considerable efforts are still needed to better manage the downstream part of
sanitation systems, namely sludge management. Furthermore, the growing population
density requires a suitable and adequate housing construction policy.

The characterization of domestic pollution fluxes was carried out through physicochemical
and microbiological methods. The domestic emissaries analysed were ITFM, Rukumbuka, PIR
and Bagira. This characterization also allowed assessing health risks severities of the
inhabitants of Bukavu in their daily lives, and the extent of pressures on the lake Kivu (which
is the receptacle of those flows). Moreover, flows from brewing and pharmaceutical
industries were sampled and analysed using a physicochemical approach. The analyses
revealed that the four rivers crossing the city (i.e., Bwindi, Kahwa, Tshula, Wesha) were
subject to noticeable pollution generated by domestic activities, and constituted open
sewers for the inhabitants. Loads evacuated and arriving daily in the lake Kivu ranged from
2,165 kg (Bwindi river) to 5,974 kg BOD (Kahwa river) in the dry season, and from 5,303 kg
5
(Bwindi river) to 14,270 kg BOD (Kahwa river) in the rainy season. The flow of
5
microbiological pollution was evaluated to 2,3.109 CFU/BOD /capita/day for Bwindi river and
5
6.109 CFU/BOD /capita/day for Kahwa river regarding faecal coliforms, and 2,800
5
eggs/BOD /capita/day (Bwindi River) and 4,185 eggs/BOD /capita/day (Kahwa river) for
5 5
parasites. In addition, 11 taxa of parasites were identified. They were: Entamoeba coli,
Giardia lamblia, Entamoeba histolytica, Ascaris sp. (most distributed taxon), Ancylostoma
sp., Strongyloides sp., Trichuristrichiura, Hymenolepis nana, Hymenolepisdiminuta,
Taeniasaginata and Schistosoma mansoni. Receiving waters from 4 out of 5 domestic
emissaries, Kahwa river was the most polluted rivers in Bukavu. Regarding industrial
pollutions, for each litre of beverage (beer and soft drinks combined), 4.7 to 5.7 L of water
(5.1 L on average) were used by the brewing company Bralima.. The specific pollution
quantities varied from 1.2 to 1.6 kg COD/hL, and from 0.2 to 0.4 kg SS/hL of finished
products, with an overall charge of 194.1 kg COD/day. The reduction of pollution in the
vi

sewage treatment plant of this brewing company should be improved in order to reduce its
pressure on the lake and associated health risks. As for the Pharmakina industry, the overall
pollution charge, of 1,229 kg COD/day, arrived in Lake Kivu without any prior treatment,
constituting thus serious environmental and ecological threats.

Inefficient land management plan, a clay nature of its soils and a rugged topography,
associatedwith very humid conditions (average monthly rainfall of 109.5 mm ) were among
the hurdles for good and efficient on-site sanitation in Bukavu. There is an urgency for policy
makers to improve public sanitation systems and promote ways of waste valuation (for
example brewing malts as fuels). Our findings can also assist in the promotion and
awareness of sanitation issues for an adequate response to associated public health and
environmental issues in DRC and other similar developing countries.

Keywords: Pollutant flows, domestic sewage, industrial effluents, sewage treatment plant,
Democratic Republic of the Congo
vii

Productions scientifiques

Lina A.A, Buregea H., Mindele U., Bouezmarni M., and Vasel J-L. (2015). Parasitological loads
of rivers crossing the city of Bukavu, Democratic Republic of Congo. International Journal of
Innovation and Scientific Research, ISSN 2351-8014, Vol. 19 No. 2, pp. 412-422.
Mindele U.L., Lina A.A, Ngahane E.L., Musibono E.D. et Vasel J.L. (2014). La valorisation des
déchets ménagers organiques et des boues de vidange de fosses septiques par digestion
anaérobie. International Journal of Innovation and Scientific Research. ISSN: 2351-8014.
Article accepté et sous presse.
Lina A.A., Wakeka K.C., Lutili M.F., Muhigwa B.J-B., Vasel J-L. (2016). Questions
d'assainissement à l'Est de la République Démocratique du Congo (RDC): Prévalence des
parasites intestinaux chez les enfants d'âge préscolaire dans la structure urbaine non
planifiée à Bukavu. International Journal of Innovation and Scientific Research. (Article
accepté le 14 janvier 2016).
Gizanga V.R., Musibono E.D., Lina A.A., Milau E.F. (2016). Contribution à l'évaluation de la
qualité des effluents industriels et de leurs impacts sur les milieux récepteurs (ville de
Kinshasa-République Démocratique du Congo, RDC). International Journal of Innovation and
Scientific Research. (Article accepté le 5 janvier 2016).
viii

Table des matières

Dédicace ........................................................................................................................................... i
Remerciements ........................................................................................................................................ii
Résumé .......................................................................................................................................... iii
Summary ........................................................................................................................................... v
Productions scientifiques ....................................................................................................................... vii
Table des matières ................................................................................................................................ viii
Liste des figures ...................................................................................................................................... xv
Liste des tableaux ................................................................................................................................. xvii
Liste des annexes ................................................................................................................................... xix
Liste des abréviations ............................................................................................................................. xx
INTRODUCTION GENERALE ..................................................................................................................... 1
1. Contexte, problématique, objectifs du travail ................................................................................ 1
2. Structure de la thèse ....................................................................................................................... 4
Références bibliographiques ............................................................................................................... 5
CHAPITRE I. ETAT DE L'ART DE L'ASSAINISSEMENT EN AFRIQUE SUBSAHARIENNE ............................... 6
1.1 Situation globale en Afrique subsaharienne ................................................................................. 6
1.1.1 Aspects réglementaire et institutionnel ................................................................................. 6
1.1.2 Population et urbanisme ........................................................................................................ 8
1.1.3 Accès à l'eau potable et à l' assainissement ........................................................................... 9
1.1.4 Aspects socio-économiques ................................................................................................. 10
1.1.5 Pratiques usuelles de la gestion urbaine des ressources en eau ......................................... 12
1.2 Etat de l'assainissement en République Démocratique du Congo.............................................. 14
1.2.1 Aspects réglementaire et institutionnel ............................................................................... 14
1.2.2 Population et urbanisme ...................................................................................................... 16
1.2.3 Ressources en eau ................................................................................................................ 17
1.2.4 Accès à l'eau potable et à l'assainissement .......................................................................... 18
1.2.4.1 Accès à l'eau potable ..................................................................................................... 18
1.2.4.2 Accès à l'assainissement ................................................................................................ 19
1.2.5 Aspects socio-économiques ................................................................................................. 21
1.3 Synthèse des travaux consultés .................................................................................................. 22
Conclusion ......................................................................................................................................... 26
Références bibliographiques ............................................................................................................. 26
ix

CHAPITRE II. PRESENTATION DE LA VILLE DE BUKAVU ......................................................................... 33
2.1 Aspects géographique, géomorphologique, géologique et biologique ...................................... 33
2.2 Population et urbanisation .......................................................................................................... 37
2.3 Ressources en eau et accès à l'eau potable ................................................................................ 39
2.3.1 Ressources en eau ................................................................................................................ 39
2.3.2 Accès à l'eau potable ............................................................................................................ 41
2.4 Accès à l'assainissement .............................................................................................................. 41
2.4.1 Principaux acteurs et gestion des eaux résiduaires ............................................................. 41
2.4.2 Maladies liées à l'eau à Bukavu ............................................................................................ 42
2.4.3 Cadre sociotechnique lié à l'eau ........................................................................................... 43
Conclusion ......................................................................................................................................... 44
Références bibliographiques ............................................................................................................. 44
CHAPITRE III. GENERALITES SUR L'ASSAINISSEMENT LIQUIDE .............................................................. 46
3.1 Caractérisation des eaux usées: domestiques et industrielles ................................................... 46
3.1.1 Eaux usées domestiques ...................................................................................................... 46
3.1.1.1 Origine des eaux usées domestiques ............................................................................ 46
3.1.1.2 Volume des eaux usées domestiques ........................................................................... 46
3.1.1.3 Qualité des eaux usées domestiques ............................................................................ 47
3.1.1.3.1 Paramètres de pollution organique/inorganique .................................................. 48
3.1.1.3.2 Paramètres de pollution microbiologique ............................................................. 54
3.1.1.4 Equivalent-habitant (EH) ............................................................................................... 57
3.1.2 Eaux usées industrielles ........................................................................................................ 57
3.1.2.1 Origine et composition des effluents industriels .......................................................... 57
3.1.2.2 Nature des pollutions et normes de rejet d'ERI ............................................................ 58
3.2 Assainissements non collectif et collectif .................................................................................... 59
3.2.1 Assainissement non collectif et son fonctionnement .......................................................... 59
3.2.1.1 Maillon amont ............................................................................................................... 59
3.2.1.2 Maillon intermédiaire .................................................................................................... 61
3.2.1.3 Maillon aval ................................................................................................................... 62
3.2.2 Assainissement collectif ....................................................................................................... 65
3.2.2.1 Egouttage ...................................................................................................................... 65
3.2.2.1.1 Système unitaire ..................................................................................................... 66
3.2.2.1.2 Système séparatif ................................................................................................... 66