ANALYSES PHYSICO CHIMIQUES ET ANALYSES...

UNIVERSITE D’ANTANANARIVO

FACULTE DES SCIENCES

Domaine : SCIENCES ET TECHNOLOGIES

Mention : CHIMIE

Parcours: INGENIERIE EN SCIENCES ET TECHNIQUES DE L’EAU

Mémoire pour l’obtention du diplôme de Master II

D’Ingénierie en Sciences et Techniques de l’Eau

Présenté par :

RAKOTONIRINA Haingombolatiana Narindra

Le 30 Mars 2018

Devant la Commission d’examen composée de:

Président du Jury : Monsieur RABESIAKA Mihasina, Professeur à la faculté des sciences de

l’Université d’Antananarivo

Rapporteur : Monsieur RANAIVOSON Andriambinitsoa Tojonirina, Maître de

conférences à la faculté des sciences de l’Université d’Antananarivo

Examinateur : Monsieur RAJAOARISOA Andriamanjato, Maître de conférences à la

faculté des sciences de l’Université d’Antananarivo

ANALYSES PHYSICO –CHIMIQUES

ET ANALYSES MICROBIOLOGIQUES

DES EAUX DU LAC AMBATOFOTSY,

EN VUE DE SA POTABILISATION

UNIVERSITE D’ANTANANARIVO

FACULTE DES SCIENCES

Domaine : SCIENCES ET TECHNOLOGIES

Mention : CHIMIE

Parcours: INGENIERIE EN SCIENCES ET TECHNIQUES DE L’EAU

Mémoire pour l’obtention du diplôme de Master II

D’Ingénierie en Sciences et Techniques de l’Eau

Présenté par :

RAKOTONIRINA Haingombolatiana Narindra

Le 30 Mars 2018

Devant la Commission d’examen composée de:

Président du Jury : Monsieur RABESIAKA Mihasina, Professeur à la faculté des sciences de

l’Université d’Antananarivo

Rapporteur : Monsieur RANAIVOSON Andriambinitsoa Tojonirina, Maître de conférences

à la faculté des sciences de l’Université d’Antananarivo

Examinateur : Monsieur RAJAOARISOA Andriamanjato, Maître de conférences à la

faculté des sciences de l’Université d’Antananarivo

ANALYSES PHYSICO –CHIMIQUES

ET ANALYSES MICROBIOLOGIQUES

DES EAUX DU LAC AMBATOFOTSY,

EN VUE DE SA POTABILISATION

i

Remerciements

« Je veux bénir l’Eternel en tout temps : sa louange sera toujours dans ma bouche. »

Psaume 34 / 1.

Je tiens à remercier :

-Monsieur Marson RAHERIMANDIMBY, Professeur titulaire, Doyen de la Faculté des

Sciences de l’Université d’Antananarivo et Responsable du domaine Sciences et Technologies ;

-Monsieur Dimby RALAMBOMANANA, Maître de conférences à la Faculté des Sciences de

l’Université d’Antananarivo, Responsable de la Mention Chimie.

-Monsieur Bruno RAZANAMPARANY, Responsable de la formation I.S.T.E, Professeur de

l’Université d’Antananarivo, qui nous a autorisé la présentation de ce mémoire ;

-Monsieur Andriambinintsoa Tojonirina RANAIVOSON, Maître de conférences à la Faculté

des Sciences de l’Université d’Antananarivo, pour l’honneur d’avoir pris en charge

l’encadrement pédagogique, qui a consacré son précieux temps pour mon suivi et mon

orientation dans l’évolution de mes travaux ;

-Monsieur Mihasina RABESIAKA, Professeur à la Faculté des Sciences de l’Université

d’Antananarivo, pour avoir accepté de présider cette séance ;

-Monsieur Andriamanjato RAJAOARISOA, Maître de conférences à la Faculté des Sciences

de l’Université d’Antananarivo, pour avoir voulu examiner ce travail ;

-Madame Alexandra BASTARAUD-CELESTIN, Directeur du Laboratoire d’Hygiène des

Aliments et de l’Environnement de l’Institut Pasteur de Madagascar, de m’avoir accueillie au

sein de leurs laboratoires ;

-Monsieur Jackson MAHAZOSAOTRA, Responsable Technique Microbiologie du

Laboratoire d’Analyse d’Hygiène, des Aliments et de l’Environnement de l’Institut Pasteur de

Madagascar, pour m’avoir assistée et dirigée tout au long de mon stage ;

-Madame Andrianina RABENORO, Responsable Technique en chimie du Laboratoire

d’Analyse d’Hygiène, des Aliments et de l’Environnement de l’Institut Pasteur de Madagascar,

pour m’avoir encadrée dans tous mes travaux d’analyse au laboratoire ;

-Monsieur Jean Robertin RASOLOARINIAINA, Maître de recherches au Centre National de

Recherches sur l’Environnement, pour son assistance technique ;

Toute l’équipe du Laboratoire d’Analyse d’Hygiène, des Aliments et de l’Environnement de

l’Institut Pasteur de Madagascar, qui a beaucoup collaboré dans la confection de ce travail.

ii

Je remercie également mes parents et ma famille pour leur soutien moral et financier tout au

long de mes études. Et je remercie humblement toute personne qui a contribué, de près ou de

loin, à la réalisation de ce mémoire.

A tous et toutes, j’exprime mes chaleureux remerciements.

iii

Tables des matières

Remerciements………………………………………………………………………………..i

Liste des figures………………………………………………………………………………v

Liste des tableaux……………………………………………………………………………vi

Acronymes…………………………………………………………………………………..vii

INTRODUCTION GENERALE……………………………………………………………1

Partie I.Etude bibliographique………………………………………………………………...3

I.1. Généralité sur l’eau………………………………………………………………….3

I.1.1. Définition……………………………………………………………………....3

I.1.2. Propriétés………………………………………………………………………3

I.2. Cycle de l’eau……………………………………………………………………….4

I.3. Typologie des ressources en eaux…………………………………………………...5

I.4. Zonage des plans d'eaux………………………………………………………….....6

I.5. Classification des eaux de surfaces………………………………………………….7

Partie II. Méthodes et matériels……………………………………………………………….8

II.1. Site d’étude…………………………………………………………………………8

II.1.1. Localisation……………………………………………………………………8

II.1.2. Climat et période d’étude……………………………………………………...9

II.1.3. Géologie et hydrologie………………………………………………….........10

II.1.4. Population humaine…………………………………………………………..11

II.1.5. Approvisionnement en eau…………………………………………………...11

II.2. Collecte des données ………………………………………………………………11

II.2.1. Méthode d'échantillonnage…………………………………………………...11

II.2.2. Mesure des paramètres physico –chimiques………………………………....12

II.2.2.1.Analyses physiques……………………………………………………....12

II.2.2.2.Analyses chimiques..…………………………………………………….15

iv

II.2.2.3.Analyses bactériologiques……………………………………….............20

II.3. Analyse de données……………………………………………………………...26

II.3.1. Statistique descriptive……………………………………………..............26

II.3.2. Analyse de variance……………………………………………………….27

II.3.3. Analyse de la corrélation entre les paramètres physico-chimiques de l'eau.27

Partie III. Résultats et discussions…………………………………………………………...29

III.1. Paramètres physiques……………………………………………………………29

III.2. Paramètres chimiques…………………………………………………………...32

III.2.1. Eléments indésirables et toxiques…………………………………………32

III.2.2. Matières azotées…………………………………………………………..34

III.2.3. Indice de pollutions organiques…………………………………………...36

III.3. Corrélation entre les différents paramètres physico-chimiques de l'eau……….39

III.4. Paramètres microbiologiques de l'eau………………………………................43

CONCLUSION ET PERSPECTIVES…………………………………………………...46

BIBLIOGRAPHIE………………………………………………………………………...48

v

Liste des figures

Figure 1 : Représentation de la molécule d’eau………………………………………………...3

Figure 2 : Présentation simple du cycle de l’eau………………………………………………..5

Figure 3 : Présentation des différentes parties d’un lac…………………………………………6

Figure 4 : Localisation du site d’étude………………………………………………………….8

Figure 5 : Variations des températures en 2017 Antananarivo………………………………....9

Figure 6 : Précipitations en 2017 à Antananarivo……………………………………………..10

Figure 7 : Appareil de mesure de la couleur de l’eau…………………………………………13

Figure 8 : Turbidimètre portable ORION AQUAFAST AQ3010…………………………….13

Figure 9 : pH-mètre portable WTW 3310……………………………………………………..14

Figure 10 : Conductimètre 3210-WTW……………………………………………………….14

Figure 11 : Photomètre palintest 8000………………………………………………………...15

Figure 12 : Arsenator………………………………………………………………………….16

Figure 13 : Spectrophotomètre visible JENWAY 6700………………………………………17

Figure 14 : Courbe d’étalonnage du phosphore total………………………………………….18

Figure 15 : Oxymètre portable WTW 3210…………………………………………………...20

Figure 16 : Etapes de la méthode de filtration sur membrane…………………………………22

Figure 17 : Aspect du milieu sur la gélose XLD et Hektoen………………………………….24

Figure 18 : Explication de la méthode maldi-tof………………………………………………25

Figure 19 : Relation entre les deux variables………………………………………………….28

vi

Liste des tableaux

Tableau 1 : Quelques propriétés de l’eau………………………………………………………3

Tableau 2 : Classification des eaux de surfaces………………………………………………..7

Tableau 3 : Répartition de la population par âge et par sexe (année 2015)…………………..11

Tableau 4 : Pourcentage de la population selon le type d’eau utilisée………………………..11

Tableau 5 : Coordonnées géographique du site de prélèvement……………………………...12

Tableau 6 : Détermination du phosphore totale…………………………………………….....17

Tableau 7 : Tableau présente le temps et température d’incubation de coliformes totaux, E. coli

et entérocoques intestinaux…………………………………………………………………...21

Tableau 8 : Tableau interprétatif des scores de corrélation…………………………………...26

Tableau 9 : Tableau interprétatif de la cohérence d’analyse………………………………….26

Tableau 10 : Paramètres physiques de l’eau…………………………………………………..31

Tableau 11 : Eléments indésirables et toxiques……………………………………………….34

Tableau 12 : Matières azotées………………………………………………………………...36

Tableau 13 : Indice de pollutions organiques…………………………………………………39

Tableau 14 : Corrélation entre les différents paramètres physico-chimiques de l’eau………..42

Tableau 15 : Paramètres microbiologiques des échantillons des eaux du lac Ambatofotsy….45

vii

Acronymes

AEP : Adduction d’Eau Potable

CE : Conductivité Electrique

CSR: Clostridium Sulfuto – Réducteur

E. coli: Escherichia coli

EPA: US Environmental Protection Agency

GN: Gélose Nutritive

GPS: Global Positioning System

IPM: Institut Pasteur de Madagascar

ISTE: Ingénierie en Sciences et Techniques de l’Eau

LHAE: Laboratoire d’Hygiène des Aliments et de l’Environnement

MKTTn : Bouillon de Muller-Kaufmann au Tetrathionate-Novobiocine

NTK : Azote Kjeldhal Total

OMS : Organisation Mondiale de la Santé

pH : Potentiel Hydrogène

RVS: Rappaport Vassiliadis

SPSS: Statistical Package for the Social Sciences

TAC: Titre Alcalimétrie Complet

TH: Titre hydrométrique

TSC : Tryptone Sulfite Cyclosérine

Unicef : Fonds des Nations Unies pour l’enfance

XLD : Gelos Lysine Xylose Desoxycholate

viii

Unités de mesure :

°C : Degré Celsius

h : heure

m : mètre

mm : millimètre

méq.L-1 : milliéquivalent gramme par litre

mg.L-1 : milligramme par litre

mg .L-1 d’O2: milligramme par litre d’oxygène

mg.L-1 de Pt : milligramme par litre de Platine

μS.cm-1 : Micro Siemens par Centimètre

NTU: Néphélométric Turbidity Unit

UFC.mL-1 : Unité Format Colonie par millilitre d’échantillon

Symboles chimiques :

Al3+ : Aluminium

As : Arsenic

Ag2SO4: Sulfate d’argent

C2O4Na: Oxalate de sodium

Cr +6 : Chrome hexavalent

HCl : Acide chlorhydrique

H2MoO4: Molybdate acide II

H3BO3: Acide borique

HgSO4: Sulfate de mercure

DCO : Demande Chimique en Oxygène

Fe: Fer

H2SO4 : Acide sulfurique

K2CrO7 : Dichromate de potassium

K2O8S2 : Persulfate de potassium

KMnO4 : Permanganate de potassium

NH4+: Ammonium

NO2- : Nitrites

NO3- : Nitrates

Zn: Zinc

Analyses physico-chimiques et analyses microbiologiques des eaux du Lac Ambatofotsy, en vue de sa

potabilisation

1

INTRODUCTION GENERALE

L’eau est indispensable à la vie. Elle est essentielle à tous les êtres vivants. Sans eaux, point de

vie. En effet, l’homme a besoin de différents types d’eau, tant sur la qualité que sur la quantité

pour rester vivant. Si la qualité de l’eau dépend de son origine, sa quantité est pourtant en

corrélation avec la situation géographique, le changement climatique et la saison.

Du point de vue origine, l’eau peut être catégorisée en eau souterraine et eau de surface [1].

Cette dernière occupe la plus grande partie de la répartition de l’eau sur notre planète terre [1].

Généralement, l’eau superficielle s’utilise à des fins agricoles, industrielles et, surtout

ménagères. Pour survivre, l’humanité a besoin d’une quantité d’eau considérable. A cet effet,

elle devrait ériger des barrages hydrauliques ou des stations de pompage pour se procurer de

l’électricité ou irriguer les champs et rizières.

Les ressources en eau disponibles à savoir les eaux de surface retenues ou en écoulement

(barrages, lacs et rivières) ainsi que les eaux souterraines (nappes phréatiques profondes

exploitées par des puits ou des forages, des bornes fontaines) répondent rarement aux besoins

des utilisateurs [1]. Non seulement, elles sont polluées par les activités humaines, mais aussi,

elles deviennent de plus en plus rares à cause du changement climatique et du gaspillage.

Madagascar a suffisamment de ressources en eau pour couvrir les besoins de sa population

[2].Néanmoins, celles-ci sont inégalement réparties sur tout le territoire national. Les disparités

entre zones urbaines et rurales sont tellement éloquentes que deux personnes sur trois n’ont pas

accès à l’eau potable, de l’ordre de 42% en milieu rural et 64% en milieu urbain [3]. Ce qui

entraine une mortalité importante, notamment chez les enfants de moins de 5 ans, suite à la

propagation des maladies diarrhéiques (62 enfants de moins de 5 ans sur 1000 en meurent

chaque année [3].

Dans le fokontany d’Anosibe, Commune rurale d’Ambalavao, District d’Antananarivo

Atsimondrano, Région Analamanga, l’eau consommée par la population provient soit de

l’adduction gravitaire soit des puits domestiques soit des points d’eau existants comme les

sources, les rivières ou les lacs. De ce fait, la salubrité de l’eau n’est pas totalement garantie,

étant donné que le taux d’accès à l’eau potable au niveau de la Commune est encore

rudimentaire. La principale raison en est le faible niveau de vie de la population ainsi que

l’insuffisance des infrastructures d’adduction d’eau potable. Face à l’ampleur du défi à relever,


potabilisation

2

la présente étude accorde un intérêt particulier aux analyses physico-chimiques et analyses

microbiologiques des eaux du lac Ambatofotsy en vue de sa potabilisation. Dans cette

entreprise, la présente étude se propose d’étudier la qualité des eaux du lac Ambatofotsy. Les

résultats issus de cette investigation aideraient à décider sur les actions à entreprendre pour

l’approvisionnement de la population en eau potable.

De ce fait, elle s’assigne comme objectifs spécifiques d’améliorer l’alimentation en eau potable

de la population, définissant ainsi le type de traitement pour la rendre potable.

Pour atteindre ces objectifs, ce mémoire est réparti en trois parties : La première se rapporte à

l’étude bibliographique ; la deuxième décrit les méthodes, matériels et les démarches

méthodologiques adoptées répondant au thème. Enfin, la troisième partie établit les résultats et

les discussions.


potabilisation

3

Figure 1 : Représentation de la molécule d’eau :

(a) un atome d’oxygène (b) deux atomes d’hydrogène

Partie I. Etude bibliographique

I.1. Généralité sur l’eau

I.1.1. Définition

L’eau est un composé chimique simple également oxyde de dihydrogène. Sa formule chimique

est H2O, c’est-à-dire que chaque molécule se compose d’un atome d’oxygène situé entre deux

atomes d’hydrogène, comme la figure 1 le montre [4].

I.1.2. Propriétés

L’eau est un liquide transparent, incolore, inodore et dont la consommation est vitale pour

l’ensemble des organismes vivants. La polarisation de la liaison de la molécule d’eau est à

l’origine de nombreuses propriétés remarquables notamment la formation des liaisons entre

l’atome d’hydrogène qui est lié à un hétéroatome chargé négativement et un autre atome, plus

électronégatif. Cette polarisation permet aussi à l’eau de dissoudre des produits ioniques, en

particulier les sels, et de les maintenir dans un état ionisé, en entourant chaque ion par un

ensemble de molécules d’eau (solvatation) [5]. Ces propriétés sont résumées dans le tableau 1

établi ci-après

Tableau 1 : Quelques propriétés de l’eau

Masse molaire 18g.mol-1

Température de solidification 0°C

Température de vaporisation 100 °C

Masse volumique 1g.cm-3

Densité à l’état liquide 1

Densité à l’état solide 0 ,917

Moment dipolaire 1,85 debye

pKa 7

pH (eau distillé) 7 pKa : l'indication de la constante d’acidité, pH : potentiel Hydrogène

(a)

=çà

(b)

=ç

à

(b)

=ç

à


potabilisation

4

I.2. Cycle de l’eau

Sous l’action de l’énergie solaire, une partie des océans s’évapore, monte vers l’atmosphère, et

se condense pour former des nuages .Ces derniers se transforment en pluie ou en neige suite à

la variation de la température. Ensuite, la pluie tombe sur les continents et sous l’action des

différents facteurs, une partie s’évapore, une autre ruisselle ou s’infiltre pour alimenter la nappe

phréatique. Finalement, les eaux retournent dans les océans [6].

Le cycle de l’eau est composé de précipitations, ruissellement, infiltration et évaporation.

a) Précipitations

Une fois en contact avec l’air froid, les vapeurs d’eau de l’atmosphère se transforment en

gouttes d’eau qui tombent sur la surface de la terre sous forme de pluie, neige, grêle ou

brouillard selon le climat. Seulement, 23 % des précipitations se produisent sur le continent et

le reste en mer [6].

b) Ruissellement

Parvenues au sol, les eaux produites par les précipitations ruissellent en surface et alimentent

directement les cours d’eau avant de se déverser dans les océans. Le volume du ruissellement

dépend de la présence ou de l’absence de couvertures végétales ainsi que de la nature du substrat

[6].

c) Infiltration

Ce terme désigne le passage de l’eau dans le sol, son parcours souterrain jusqu’à sa résurgence.

L’eau s’infiltre dans le sol, atteint le niveau de la nappe pour alimenter, à une certaine distance

en aval, dans un cours d’eau. Différents paramètres conditionnent ce phénomène : perméabilité

et saturation du sol, durée de contact entre l’eau et le sol, absence ou présence de couvertures

végétales [6].

d) Evaporation

Sous l’action du soleil, une partie de l’eau de mer s’évapore pour former des nuages. Poussés

par les vents, ces nuages arrivent au-dessus des continents où ils s’ajoutent à ceux qui sont déjà

formés [6].


potabilisation

5

Figure 2 : Présentation simple du cycle de l’eau

Le cycle de l’eau est représenté sur la figure 2.

I.3. Typologie des ressources en eaux

Dans la nature, la typologie des ressources en eau se présente sous différentes origines. En

l’occurrence, elle se manifeste comme suit :

a) Eaux de pluies

Ce sont des eaux issues des précipitations atmosphériques. Elles ne sont pas encore chargées

de substances solubles émanant de la terre. Elles sont caractérisées par une faible conductivité

[6].

b) Eaux souterraines

Les eaux souterraines sont toutes les eaux se trouvant sous la surface du sol, dans la zone de

saturation et en contact direct avec le sol ou le sous-sol [7].

c) Eaux de surface

Ces eaux se trouvent à la surface du sol. Elles ont pour origine soit des nappes souterraines dont

l’émergence constitue une source soit les eaux de ruissellement. Ces eaux, caractérisées par une

vitesse d’écoulement appréciable, se convergent dans des cours. Elles se stockent en réserves

soit naturelles (lacs) soit artificielles (retenues de barrages) où peut apparaitre une grande

hétérogénéité de la qualité selon la profondeur [7]. L’eau de surface se classe en deux

catégories : eau courante (ruisseaux, rivières, fleuves) et eau stagnante (étangs, marais,

marécages, tourbières, lacs) [1]. Les caractéristiques chimiques des eaux de surface, en

général, et de celles de lac, en particulier, dépendent surtout de la nature des terrains que l’eau

parcourt dans le bassin versant ainsi que de son contact avec l’atmosphère. Ainsi, il est à noter

la présence permanente de gaz dissout (oxygène), notamment au niveau de la partie proche de

la surface pour les lacs profonds ; pour le cas des lacs, l’importance de la concentration des

matières en suspension, la concentration pourrait être modérée selon le temps de décantation ;

la présence de matières organiques d’origine naturelle liée à la décomposition des organismes


potabilisation

6

Figure 3 : Présentation des différentes parties d’un lac

végétaux ou animaux ; la présence de planctons ou, précisément, l’importance du

développement de phytoplanctons (algues) et zooplanctons dans les lacs dans certaines

conditions ; la variation journalière ou saisonnière, en particulier la température ; enfin, la

vulnérabilité aux pollutions organiques qui peuvent conduire à l’eutrophisation pour l’eau stagnante

[7].

I.4. Zonage des plans d’eaux

Par définition, un lac est une cuvette naturelle ou artificielle, alimentée par différents cours

d’eau (rivières et sources souterraines) et eau météorique. Il représente des caractéristiques

morphométriques particulières (forme, profondeur, longueur, largeur, périmètre.), qui draine un

territoire plus ou moins grand et qui accumule l’eau ainsi que tout ce qu’elle charrie. Cette eau

y séjourne plus ou moins longtemps (de quelques semaines à plusieurs années) et sa qualité est

influencée par les caractéristiques du lac et de son bassin versant [8]. Un lac est composé de

quatre parties : une zone littorale, une zone pélagique, une zone benthique et la fosse [9].

La zone littorale est la frange faisant le tour du lac, généralement recouverte de végétations.

Elle s’étend vers l’intérieur du lac. Il s’agit d’un milieu très productif où l’on retrouve les plantes

aquatiques. Cette partie du lac est influencée à la fois par la lumière et par son fond (constitué

de sédiments). La zone pélagique, encore appelée zone d’eau libre, est indépendante du fond et

du littoral du lac. La zone benthique s’appelle aussi eaux profondes. Elle est la zone où vivent

les organismes associés au fond du lac. La lumière n’y parvient pas. A cet endroit, les eaux du

lac sont généralement plus froides (environ 4°C). Enfin, la fosse constitue la couche la plus

basse de la strate. Elle correspond à la partie la plus profonde du lac. La figure 3 montre la

présentation des différentes parties d’un lac.


potabilisation

7

I.5. Classification des eaux de surfaces

Diverses normes ont été établies pour déterminer les types de ressources en eau : eau de surface

par opposition à eau souterraine. En matière des eaux de consommation, la norme porte aussi

sur la qualité. Ces classifications sont représentées dans le tableau des résultats.

Compte tenu du thème de ce travail, la précision des normes de qualité pour l’eau de surface

est primordiale. En outre, la classification des eaux de surface est nécessaire à l’interprétation

des résultats, par exemple, à la Demande biochimique en oxygène pendant cinq jours (DBO5)

et celle chimique en oxygène (DCO). Les eaux de surface sont classées de la manière suivante:

Classe A : Eau de bonne qualité avec usage multiple possible, c’est l’eau qu’on utilise

quotidiennement.

Classe B : Qualité moyenne avec des loisirs possibles, baignade pouvant être interdite.

Classe C : L’eau de qualité médiocre, baignade toute a fait interdite.

Hors-classe : L’eau avec contamination excessive, aucun usage possible sauf la

navigation à cause des agents ou germes pathogènes.

Le tableau 2 suivant montre la classification des eaux de surface selon le décret N° 2003 /464

du 15 / 04 / 03 : Article 3 pour les cours d’eau, lacs et tout le plan d’eau.

Tableau 2 : Classification des eaux de surfaces

Paramètres Classe A Classe B Classe C Hors - classe

Oxygène

dissout

(mg.L-1)

5OD 3<OD<5 2<OD3 OD<2

DBO5 (mg.L-1) DBO5 5<DBO20 20<DBO70 70<DBO

DCO (mg.L-1) DCO20 20<DCO50 50<DCO100 100<DCO

Présence de

germes

pathogènes

Non

Non

Non

Oui

Couleur

(Pt – Co)

couleur<20 20couleur30 30<couleur

Température

(°C)

T<25 25 ≤ T<30 30 ≤T<35 35<T

pH 6,0pH8,5 5,5<pH<6,0

ou

8,5<pH<9,5

pH5,5

ou

9,5pH

MES (mg.L-1) MES<30 30MES<60 60MES<100 100<MES

Conductivité

(µS cm-1)

x≤250 250<x ≤ 500 500<x ≤ 3000 3000<x

OD = Oxygène dissous ; T = Température ; MES = Matières en suspension ; Pt-Co = Platine -Cobalt


potabilisation

8

Figure 4 : Localisation du site d’étude

Partie II. Méthodes et matériels

II.1. Site d’étude

II.1.1. Localisation

La zone d’étude se trouve dans le Parc Sisaony, Fokontany Anosibe, Commune rurale

d’Ambalavao, District Antananarivo-Atsimondrano, Région Analamanga. Elle s’inscrit dans

les quinze (15) fokontany de la Commune rurale.

Sillonné par la Route nationale numéro 7 (RN.7), Ambalavao-Atsimondrano est situé à 40 km

de la Capitale et se trouve circonscrit, par les Commune rurales de Tsiafahy au Nord,

Ambatofahavalo à l’Est, Behenjy au Sud, Ambohijoky à l’Ouest. Le fokontany Anosibe s’étend

sur 20,8 km2. Il se trouve entre 19°04’ de latitude sud et 47°33’ de longitude Est. Le Fokontany

se situe à 1.281 m d’altitude [10].

La figure 4 qui suit montre la localisation du site d’étude.

Ambohijoky


potabilisation

9

Figure 5 : Variations des températures en 2017 Antananarivo

II.1.2.Climat et période d’étude

La zone d’étude présente un climat tropical d’altitude, marqué par deux saisons : sèche d’août

à novembre et pluvieuse de décembre à avril [11]. La présente étude s’est effectuée pendant la

saison de pluie.

a) Température

Les températures moyennes de la zone d’étude au cours des quatre premiers mois de l’année

sont très élevées. Généralement supérieure à 20 °C, la chaleur est lourde à supporter. De mai

jusqu’à août, les températures moyennes baissent et oscillent entre 16°C et 19°C. Aux mois de

septembre et d’octobre, il est enregistré une légère hausse.

La figure n°5 présente les variations des températures au titre de l’année 2017 à Antananarivo

b) Précipitations

Pendant la saison pluvieuse allant de janvier à avril, la pluviométrie est comprise entre 65 mm

et 215 mm. De mai jusqu’à août, les pluies se raréfient (0,15 à 20 mm). A partir de septembre,

la pluviométrie se réduit un peu (0,50 mm) pour remonter en octobre (45 mm), par rapport à

celle de juillet et août. Néanmoins, février reste le mois le plus pluvieux (215 mm).

Extrêmes Température min Température moy Température max

Températures en 2017 Antananarivo

Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Aout Septembre Octobre Novembre Décembre


potabilisation

10

Figure 6 : Précipitations en 2017 à Antananarivo

La figure n°6 présente les variations des précipitations à Antananarivo, année 2017

II.1.3. Géologie et hydrologie

Les recherches ont été réalisées au niveau du Lac Ambatofotsy. Cette réserve d’eau, aménagée

en juillet 1958 [12], forme un lac naturel alimenté par les eaux de pluie et des sources

souterraines. L’eau y est permanente, douce et de couleur verdâtre à cause de l’existence

d’algues. Le Lac à une profondeur moyenne de 2 m. Son volume est de 190800 m3 et sa

superficie de 9 ha 54 a. Le site est s’inscrit dans la Station forestière de la Sisaony.

La zone d’étude est caractérisée par un relief peu accidenté, varié et fragile. Son paysage est

dominé par de collines à pentes moyennes espacées de bas fond, de versants et de relief de

dissection. L’altitude moyenne se situe entre 1100 m et 1400 m. Le sol est constitué de matières

ferralitiques ou latéritiques caractérisés par sa teneur en fer, en alumine, sa capacité d’échange,

sa faible teneur en bases, sa couleur rouge et son pH faible [13]. En outre, le site est caractérisé

par sa contiguïté avec la rivière de Sisaony et son bassin qui drainent la partie nord de

l’ensellement situé entre la Falaise de l’Angavo et 1’Ankaratra. Ce qui fait qu’il est

presqu’entièrement situé sur les migmatites et migmatites granitoïdes du système du graphite,

formations le plus souvent fortement latéralisées. Hormis quelques parcelles de reboisement en

tête, le bassin est recouvert de savanes maigres [12]. La rivière Sisaony sépare la Commune

Ambalavao de celle d’Ambatofahavalo. Cette Circonscription est également caractérisée par le

Précipitations en 2017 Antananarivo

Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Aout Septembre Octobre Novembre Décembre

Cumul sur 1 mois Maxi sur 24 heures Cumul total

C


potabilisation

11

passage de la Rivière Andromba qui coule sur son territoire. Enfin, la présence des lacs

Andranofotsy (1,20 ha), Andranomanga (0,80 ha) et Andranonondry (1,75 ha) définit aussi la

même Commune rurale d’Ambalavao.

II.1.4. Population humaine

Le Fokontany recense 842 habitants. Le tableau 3 indique la répartition cette population, par

âge et par sexe.

Tableau 3 : Répartition de la population par âge et par sexe (année 2015)

Ages 0 à 5 ans 6 à 17 ans 18 à 60 ans + de 60 ans Total

Sexes Masc Fém Masc Fém Masc Fém Masc Fém

842 Nombre de

population

119

135

132

130

122

124

47

32 Masc : masculin ; Fém : féminin

II.1.5. Approvisionnement en eau

Le fokontany d’Anosibe ne dispose d’aucun système d’approvisionnement en eau potable. Pour

ainsi, l’eau consommée par la population provient de l’adduction gravitaire, des puits

domestiques, des sources ou des cours d’eau. Les infrastructures destinées à

l’approvisionnement de la population en eau sont reportées dans le tableau 4.

Tableau 4 : Pourcentage de la population selon le type d’eau utilisée

AEP Puits Source Rivière

0,3% 9,5% 79,3% 0,9%

En bref, ces infrastructures s’avèrent insuffisantes pour approvisionner en eau salubre la

population locale. Pour y parvenir, il est de rigueur la construction de nouvelles bornes

fontaines.

II.2. Collecte des données

II.2.1.Méthode d’échantillonnage

Les prélèvements ont été réalisés à partir du mois de février 2017 jusqu’au mois d’avril 2017.

Pendant le travail de recherche, trois points de prélèvements situés respectivement à l’entrée

(E), au centre (L) et à la sortie (S) du Lac ont été choisis en utilisant un GPS. Chaque lieu de

prélèvement dispose des coordonnées géographiques spécifiques. Le tableau 5 représente les

coordonnées géographiques du site de prélèvement


potabilisation

12

Tableau 5 : Coordonnées géographique du site de prélèvement

Site Emplacement Etat de la

forêt

Altitude Latitude Longitude

Entrée du

lac

Milieu

forestier

Plus ou

moins intact

1281 m 047,54107° 19,08052°

Centre du

lac

Milieu

forestier

Plus ou

moins intact

1287 m 047,54217°

19,07940°

Sortie du

lac

Milieu

forestier

Plus ou

moins intact

1280 m 047,54134° 19,08010°

Lors des descentes sur terrain, les échantillons d’eaux ont été prélevés avec des flacons en

plastique stériles. Les échantillons ainsi collectés ont été stockés à une température inférieure à

10 °C, dans une glacière munie des plaques eutectiques froides ou accumulateur de froid, durant

leur acheminement vers le laboratoire.

Pour les analyses microbiologiques de l’eau, les analyses se font 6 heures après le prélèvement

des échantillons. Pour les tests physico – chimiques, le début des travaux d’analyses ne doit pas

excéder les 72 heures qui suivent la prise des échantillons.

II.2.2. Mesure des paramètres physico –chimiques

Les analyses physico – chimiques comprennent deux (2) parties : les analyses physiques et les

analyses chimiques.

II.2.2.1 Analyses physiques

Les paramètres physiques sont la couleur, le pH, la turbidité, la conductivité électrique de

l’eau, la dureté totale et le titre alcalimétrie complet [14]. Les travaux d’analyse sont

effectués à l’aide d’instruments de mesure. Les résultats s’obtiennent par lecture directe [14].

a) Couleur

Cette méthode se base sur la comparaison visuelle de la couleur des échantillons à étudier à

l’aide des disques étalons de Hatzen et comparateurs de couleur LOVIBOND ALPHA 2250.

Elle consiste à verser dans deux tubes de 250 mL, insérés dans un appareil pourvu d’un casseur

de ménisque. Le premier contient l’échantillon à analyser et le deuxième de l’eau ultra pure.

Les deux tubes ont été rangés côte à côte dans l’appareil comparateur de couleur ; un disque

comparateur est ajusté à la couleur de l’échantillon jusqu’à ce que les deux se ressemblent.


potabilisation

13

Au terme de l’opération, les valeurs ainsi obtenues ont été enregistrées en mg.L-1 de Pt [14].

L’appareil de mesure de la couleur de l’eau est résumé par la figure 7

Figure 7 : Appareil de mesure de la couleur de l’eau :

(a) Tube d’observation de NESSLER, (b) comparateur de couleur LOVIBOND ALPHA 2250, (c)disque étalons de Hatzen

b) Turbidité

C’est la mesure de la transparence de l’eau qui reflète l’absence des matières non dissoutes

[14]. L’échantillon d’eau est introduit dans un flacon de mesure normalisé et la turbidité est

mesurée à l’aide d’un turbidimètre de marque ORION AQUAFAST AQ3010, un genre de

photomètre qui mesure et calcule le rapport entre la lumière transmise et la lumière diffusée à

un angle à 90° [8].

La figure 8 illustre le turbidimètre portable ORION AQUAFAST AQ3010

Figure 8 : Turbidimètre portable ORION AQUAFAST AQ3010

c) pH (potentiel hydrogène)

Le pH d’une eau représente son acidité ou son alcalinité. Le pH est la mesure en laboratoire, à

l’aide d’un pH – mètre, portable, de marque Wissenschaftlish Technische Werkstatten (WTW

3310). Cette méthode consiste à mesurer la différence de potentiel entre l’électrode de mesure

et l’électrode de référence plongeant dans la même solution [14]. La figure 9 ci –après expose

le pH –mètre portable WTW 3310.

(a)

(b)

(c)


potabilisation

14

Figure 9 : pH – mètre portable WTW 3310

d) Conductivité électrique de l’eau (CE)

La conductivité d’une eau est sa capacité à conduire plus ou moins bien un courant électrique

la traversant. La détermination de la conductivité se fait par la mesure de la résistance électrique

de la solution. Un voltage est appliqué entre deux électrodes plongées dans l’échantillon et la

chute du courant due à la résistance de la solution est utilisée pour calculer la conductivité par

micro siemens par centimètre (μS.cm-1) [14]. La conductivité électrique a été déterminée à

l’aide d’un conductimètre de marque Cond 3210 – WTW, qui donne des résultats corrigés à

25°C.Ceci se résume par la figure 10.

Figure 10 : Conductimètre 3210-WTW

e) Dureté totale (TH) et titre alcalimétrie complet (TAC)

La dureté totale et le titre alcalimétrie complet sont mesurés par le photomètre palintest. Le

palintest 8000 est un appareil utilisé pour déterminer le taux des éléments physiques et

chimiques dans l’eau, en comparant les couleurs produites par la réaction chimique des réactifs

et l’eau à analyser [15].


potabilisation

15

Chaque élément a ses méthodes et réactifs propres à utiliser pour estimer sa teneur dans l’eau,

selon le temps de réaction et le code sur palintest. Cet instrument est muni d’un noyau

multifonction et d’un tableau électronique qui affiche directement les résultats obtenus.

L’instrument est à lecture directe et muni d’un réglage automatique de référence, d’une

sélection automatique de longueur d’onde et d’un arrêt automatique. Il sert à calculer les

résultats du test avant de les afficher directement en milligrammes par litre (mg.L-1) du facteur

de test, en comparant la quantité de lumière absorbée aux données d'étalonnage programmées

dans l'instrument [15].

L’appareil de mesure est présent par la figure 11.

Figure 11: Photomètre palintest 8000

II.2.2.2 Analyses chimiques

L’analyse des éléments chimiques dans l’eau est fondée sur quatre paramètres tels que les

éléments indésirables, toxiques, matières azotées et indice de pollutions organiques.

a) Eléments indésirables et toxiques

Les éléments indésirables tels que l’ammonium, l’aluminium, le fer, zinc, les nitrates, les

nitrites et l’élément toxique comme le chrome hexavalent sauf pour l’arsenic ont été analysés

par l’appareil palintest 8000. Pour déterminer l’arsenic dans l’eau. L’arsenator est un appareil

utilisé pour évaluer le taux d’arsenic dans l’eau. Il est versé 50 mL d’eau à analyser dans un

Erlen Meyer gradué auxquels il est ajouté un sachet de réactif d’arsenic et un comprimé A2

d’arsenator. La fiole contenant le mélange est obturée le filtre rouge et noir à l’aide d’un

bouchon. La solution est laissée réagir pendant 20 minutes, la lecture étant faite Grâce au filtre

noir de l’arsenator [14].Cet appareil de mesure se présente par la figure 12.


potabilisation

16

Figure 12: Arsenator

b) Matières azotées

Il s’agit de l’azote ammoniacale, nitrate, nitrite, azote kjeldhal total et de l’azote total. L’azote

total ne peut pas se mesurer directement comme tous les éléments chimiques mais il faut

procéder à l’addition du nitrite, du nitrate et de l’azote kjeldhal total [14].

La détermination de l’azote kjeldhal total est faite en deux étapes : la première consiste à

mélanger 50 mL d’eau à analyser avec 10 mL d’H2SO4 concentré et 5g de mélange catalyseur,

en mettant 3 à 5 granules d’ébullitions. Les granules d’ébullitions règlent la solution durant la

minéralisation. Les tubes de minéralisation contenant la solution préparée sont placés dans le

bloc de minéralisateur pendant 2 heures. La deuxième étape consiste à laisser le tube de

minéralisation se refroidir pour avoir la température ambiante. Il est prélevé 50 mL H3BO3 dans

un erlenmeyer et placer dans la partie destinée à recueillir le distillat. Il faut ensuite s’assurer

que le volume total de la solution dans l’erlenmeyer après la fin de la distillation soit d’environ

200 mL. La couleur de la distillation est soit inchangée soit grisâtre soit verte. Enfin, la

distillation obtenue est titrée avec du HCl à 0,02 mol.L-1 [16].

c) Indice de pollutions organiques

Ce type d’indices est caractérisé par le phosphore total, l’indice de permanganate de potassium,

la demande chimique en oxygène (DCO) ainsi que par la demande biochimique en oxygène

pendant, cinq jours (DBO5).

- Analyse du phosphore total

Le phosphore total est constitué par l’ensemble des espèces phosphorées (phosphore

organique, orthophosphates, polyphosphatés) présent dans un échantillon [17].


potabilisation

17

Pour en déterminer la concentration dans l’eau, deux étapes successives sont à préconiser :

Premièrement, dans une série de flacon borosilicaté de 100 mL numérotées, il est introduit les

réactifs indiqués sur le tableau 6 ci-après. La solution obtenue a été ensuite transvasée dans une

étuve et portée à 100 °C pendant 30 minutes [17].

La détermination du phosphore totale est mentionnée dans le tableau 6

Tableau 6 : Détermination du phosphore totale

Deuxièmement, il faut laisser se refroidir la solution puis ajuster le pH entre 3 et 10 avec une

solution H2SO4 à 2 mol.L -1 ou NaOH à 2 mol.L-1. A l’issue de ces opérations, il a été ajouté 1

mL de l’acide ascorbique dans la solution et, au bout de 30 secondes, 2 mL de H2MoO4, avant

de la transvaser dans une fiole jaugée de 50 mL et la remplir jusqu’au trait de la jauge avec de

l’eau ultrapure. Il est ensuite nécessaire de bien agiter la solution avant de la laisser se reposer

pendant 20 à 25 minutes. Enfin, la lecture de l'absorption à une longueur d'onde 880 nm a été

effectué à l'aide d'un spectrophotomètre visible JENWAY 6700. Ceci se résume par la figure

13 [17].

Figure 13 : spectrophotomètre visible JENWAY 6700

A l’issue de la lecture à l’aide d’un spectrophotomètre, la concentration en phosphore total a

été déterminée à partir de la courbe d’étalonnage selon la démarche suivante :

Concentration

en P (mg.L-1)

0,005

0,01

0,05

0,1

0,25

0,5

0,0125

0,125

0,3125

Volume

orthophosphate

en mL

0,10

0,20

1,00

2,00

5,00

10,00

0,25

2,50

6,25

Volume eau

ultrapure en mL

39,90

39,80

39,00

38,00

35,00

10,00

39,75

39,50

33,75

Volume de

solution de

K2O8S2 mL

4

4

4

4

4

4

4

4

4


potabilisation

18

Figure 14 : Courbe d’étalonnage du phosphore total

Etablissement de la courbe d’étalonnage

Traçage de la courbe d'étalonnage A= f(c).

La figure 14 ci-dessous présente la courbe d’étalonnage

D'après la courbe d'étalonnage qu'on a présentée sous forme de droite, il est possible de

déterminer X :

Equation droite :

(Équation 1)

On tire X,

(Équation 2)

Y : Absorbance échantillon. a : pente

X : Concentration en phosphore total (mg.L-1) b : ordonné à l’origine.

- Analyse de l’indice de permanganate de potassium

Le test consiste à mesurer en milieu acide la quantité d’oxygène utilisée pour la réduction du

permanganate de potassium par les matières oxydables contenues dans l’eau [14].Pour

déterminer l’indice de permanganate, de potassium dans l’eau cette méthode consiste à

mélanger 25 mL d’échantillon dans un tube à essai avec 5 mL H2SO4+KMnO4 à 2 mol.L-1 Puis,

cette solution est portée à ébullition (entre 96°C et 98°C) pendant 10 minutes. Après en ajoutant

5 mL de la solution étalon de KMnO4 et suivre l’oxydation pendant 10 minutes. Après, verser

5 mL de la solution étalon C2O4Na et attendre la décoloration.

X = (Y – b) / a

Y= aX+b


potabilisation

19

Enfin, la solution obtenue est titrée avec KMnO4 jusqu’à l’apparition de la coloration rose

persistante pendant environ 30 secondes et le volume de solution de permanganate consommé

sont notés [14].

- Analyse de la demande chimique en oxygène (DCO)

L’analyse de DCO s’effectue en mélangeant dans 10 mL d’eau à analyser 5mL de solution de

K2CrO7 contenant 0,4 mL de sulfate de mercure, en ajoutant 15mL Ag2SO4+H2SO4. Des

granules régulateurs d’ébullition sont mis dans la solution pour régler l’ébullition durant la

réaction. Il faut boucher les tubes contenant les solutions puis, les insérer dans le bloc chauffant

à 150°C pendant 120 minutes. Les ultimes étapes consistent à les laisser se refroidir puis en

ajouter environ 75 mL d’eau ultrapure, y verser deux à trois gouttes d’indicateur coloré ferroine,

les titrer avec la solution de sel de Mohr jusqu’à ce que la solution vire au vert orange au jaune

orange [17].

Etalonnage de la solution de sel de Mohr.

Avant de procéder au titrage, il faut étalonner le sel de Mohr car il s’oxyde facilement. Ainsi,

il est nécessite de titrer la solution quotidiennement. Pour l’étalonnage, il faut prélever 5 mL de

solution de K2Cr2O7 à 0,04 mL puis la diluer à 100 mL avec H2SO4 à 4 mol.L-1 en présence de

deux à trois gouttes de ferroine et la titrer avec la solution de Mohr. Ainsi est déterminée la

concentration molaire de sel de Mohr à partir des réactions [17].

A l’issue de toutes ces étapes, la demande chimique en oxygène est déterminée par la formule

suivante :

8000 : Masse molaire en mg.L-1 de ½ O2

C : concentration de la solution titrant déterminée par étalonnage du sel de Mohr (mol. L-1);

Vo : volume de la prise d’essai (10 mL) ;

V1 : volume de la solution titrant nécessaire pour l’essai à blanc (mL) ;

V2 : volume de solution titrant nécessaire pour le titrage de l’échantillon (mL).

DCO = 8000* C*(V1 –V2) / V0


potabilisation

20

- Analyse de la demande biochimique en oxygène pendant cinq jours (DBO5)

Pour déterminer la concentration DBO5 dans l’eau, il est nécessaire de mesurer la concentration

en O2 dissous dans l’échantillon. Cette opération doit être refaite cinq jours plus tard, après

incubation à 20 °C et dans l’obscurité. La différence entre les deux valeurs ainsi obtenues

constitue la DBO5. L’Oxymètre de marque WTW 3210 est un appareil de mesuré de la DBO5

concentration en O2 dissous [17].

L’identification de cette valeur permet d’évaluer la charge polluante contenue dans l’eau [17].

La figure 15 suivant montre l’appareil de mesure de DBO5.

Figure 15 : Oxymètre portable WTW 3210

II.2.2.3. Analyses bactériologiques

L’objectif de l’analyse bactériologique de l’eau n’est pas d’effectuer l’inventaire de toutes les

espèces présentes mais de dépister soit celles pathogènes soit celles indicatrices de

contamination fécale. Elle sert également d’indicateur dans le traitement permettant d’évaluer

la performance au niveau des différentes étapes de traitement de potabilisation mis en œuvre

des différents germes [14].

Pendant le stage à l’IPM, cinq (5) types de germes sont à déterminer lors d’une analyse

bactériologique à savoir :

- Coliformes totaux et Escherichia coli (e. coli) ;

- Entérocoques intestinaux ;

- Clostridium sulfito-réducteur ;

- Salmonella spp ;


potabilisation

21

a) Coliformes totaux

Ce sont des bactéries pouvant former des colonies en aérobioses à (36 ± 2) °C sur une gélose

lactose sélective et différentielle avec production d’acide dans les (21 ± 3) h. Le coliforme a le

caractère oxydase – négative [14].

b) E-coli

Ce sont des coliformes capables de produire de l’indole positif à partir du tryptophane dans

les (21 ± 3) h à (44 ±1) °C [14].

c) Entérocoques intestinaux

Ce sont des bactéries capables de réduire le chlorure de 2, 3,5 Triphènyl-tétrazolium en

Formazan et d’hydrolyser l’exuline à 44°C, sur des milieux spécifiés [14].

La méthode utilisée pour la recherche des coliformes totaux, E-coli et entérocoques intestinaux

est celle de filtration sur membrane. Cette méthode consiste à filtrer 100 mL des échantillons

d’eau à analyser à travers une membrane qui retient les micro-organismes (0,45 m). La

membrane est ensuite placée sur un fritté du support du filtre, puis retirée de la rampe de

filtration et placée dans une boite de pétrie renfermant le milieu de culture gélosée spécifique.

Après ces opérations, la boite sera soumise à incubation dans l’étuve suivant la température et

la durée indiquée au Tableau 7. C’est seulement qu’au terme de toutes ces activités que se fait

le dénombrement des colonies développées dans les boites de Pétri [14]. Le tableau 7 quant à

lui donne les analyses des trois types des germes.

Tableau 7 : Tableau présente le temps et température d’incubation de coliformes totaux, E. coli et

entérocoques intestinaux

Germes Temps

d’incubation (h)

Température

d’incubation (°C)

Résultats

Coliformes totaux 24 (36 ± 2) Colonie jaune (halo jaune)

Escherichia coli 24 (44 ±1) Colonie jaune (halo jaune)

Entérocoques

intestinaux

48 (36 ± 2) Colonies bombées montrant

une couleur rouge, marron

ou rose, soit au centre soit

sur l’ensemble de la colonie


potabilisation

22

Figure 16 : Etapes de la méthode de filtration sur membrane :

(a), (b), (c)Stérilisation des pincettes à la flamme, (d), (e) la membrane dans son emballage est retiré,

(f) fixation de filtre sur le fritté du Support du filtre (g) filtration des échantillons, (h) et (i) dépôt de la

membrane sur la gélose et emplacement des boîtes dans l’étuve.

La figure 16 présente la méthode par filtration sur membrane

d) Clostridium sulfito – réducteur

Ce sont des bactéries anaérobies sulfito - réductrices en bacilles à gram positifs ne possédant

pas de catalase et ayant l’aspect morphologique des clostridium [14]. Pour cette recherche du

clostridium, la méthode la mieux adaptée est celle par incorporation en gélose en tube profonds.

Les échantillons sont placés dans cinq tubes de milieu TSC (20 mL) à l’intérieur desquels est

versé 0,2 mL de solution de D-cyclosérine et 4 mL des échantillons du choc thermique. Il est

préconisé d’agiter doucement le mélange en prenant le soin de ne pas y faire entrer l’air, puis

d’insérer les cinq tubes dans une étuves pour une incubation à 37 ± 1°C. Au bout de 24 heures

ensuite au terme de 48 heures d’incubation, les bactéries présentes auraient formé des colonies

(f)

à

(a)

à

(b)

à

(g)

à

(d)

à

(e)

à

(h)

à

(i)

à

(c)

à


potabilisation

23

noires entourées d’un halo noir identifiables à l'œil nu. Les résultats étant exprimés en nombres

de bactéries par 100 mL d'eau filtrée [14].

Dans le cadre du dépistage des bactéries pathogènes comme coliformes totaux, E. Coli,

entérocoque intestinaux et clostridium sulfuto-réducteur, le comptage des colonies est

identifiable à l’œil nu. Si le nombre de colonies est supérieur à 2000 UFC.100 mL-1, le comptage

ne peut plus être effectué de manière fiable. Voilà pourquoi il est inscrit « incomptable » dans

le tableau des résultats.

e) Salmonella spp

Salmonella spp présomptifs: ce sont des bactéries se développant dans le milieu

d’enrichissement sélectif spécifié et formant des colonies typiques ou atypiques sur les milieux

sélectifs solides [14,18].

Salmonella spp confirmés: ce sont des bactéries se développant dans le milieu

d’enrichissement sélectif spécifié et formant des colonies typiques et suspectes sur les milieux

sélectifs solides et qui présentent des caractéristiques biochimiques et sérologies spécifiques

[14,18].

Salmonella spp: ce sont des micro-organismes formant des colonies typiques ou atypiques sur

des milieux sélectifs solides et présentant des caractéristiques biochimiques et sérologiques

spécifiques [14,18].

La recherche des salmonella spp se fait selon la méthode qualitative réalisée en quatre étapes

successives : pré – enrichissement sur eau peptonée tamponnée, enrichissement sur milieu RVS

et sur MKTTn, isolement sur deux milieux géloses sélectifs, identification et confirmation des

colonies caractéristiques des salmonella spp basées sur l’étude des caractères biochimiques et

sérologiques [14,18].

Etape 1 : Pré-enrichissement sur eau peptonée tamponnée

500 mL de l’échantillon à analyser est introduit dans un flacon stérile dans lequel il est versé

500 mL d’eau peptonnée tamponnée double concentration dans ; le flacon est ensuite placé à

l’étuve de 36 ± 2°C pendant 16 à 20 heures [14,18] .


potabilisation

24

Figure 17 : Aspect du milieu sur la gélose XLD et Hektoen :

(a) XLD avant utilisation, (b) XLD après utilisation, (c) Hektoen avant utilisation, (d) Hektoen après utilisation.

Etape 2 : Enrichissement sur milieu RVS et sur MKTTn

A l’aide d’une pipette stérile, il est transféré 0,1 mL du pré - enrichissement dans un tube de 10

mL de RVS et 1 mL dans 10 mL de MKTTn ; le bouillon RVS est ensuite incubé à l’étuve 41

,5 °C ± 1°C pendant 24 ± 3 heures et le bouillon MKTTn à 36 °C ± 2°C pendant 24 ± 3 heures

[14,18].

Etape 3 : Isolement sur milieu XLD et Hektoen

Le bouillon de culture dans l’enrichissement (RVS et MKTTn) est prélevé à l’aide d’une oëse

et ensemencé sur le milieu XLD et Hektoen. Après quoi, les boîtes sont soumises à incubation

à 36 ± 2°C pendant 24 ± 3 heures [14,18].

Etape 4 : Sélection des colonies et confirmation biochimique

-Sélection des colonies.

A partir des colonies développées dans les boites de pétri sur la Gélose XLD et Hektoen (XLD :

colonies incolores mais apparaissent rouges généralement avec un centre noir. L’Hektoen :

colonies vertes à centre noir). Les colonies considérées comme salmonella spp sont prélevées

dans chaque boîte de pétri, et ensemencées sur la surface d’une gélose nutritive ; les boîtes sont

ensuite incubées à 36 ± 2°C, pendant 24 ± 3 heures [14,18].

La figure 17 montre l’aspect du milieu sur la gélose XLD et Hektoen.

(d) (c)

(b) (a)


potabilisation

25

- Confirmation biochimique

A partir de la culture pure sur gélose nutritive se fait la confirmation biochimique par le

spectromètre de masse microflex Byotyper (Bruker Daltonik). Le système microflex Byotyper

(Bruker Daltonik) est le matériel utilisé pendant l’explication de la méthode maldi-tof. Pendant

le déroulement de la confirmation biochimique, le travail comporte deux parties. D’un côté, la

partie dans une paillasse de travail au laboratoire qui utilise la plaque de l’automate bruker se

compose de 96 puits donc rejetable ; Les souches à analyser sont déposés à l’aide d’un objet

stérile, sous la forme d’un fin frottis sur les puits successifs, recouvert par 1 μL de matrice acide

a-cyano-4-hydroxycinnamique. La matrice pouvant être mise en une seule fois, il est possible

de déposer toutes les souches rapidement les unes à la suite des autres. Après séchage, la plaque

est introduite dans l’appareil afin d’y être analysée. La figure 18 montre les explications de la

méthode maldi-tof

Figure 18 : Explications de la méthode maldi-tof :

(a) Organisation du plan de travail lors de la réalisation des dépôts, (b) Sélection d’une colonie d’intérêt, (c) Réalisation d’un

fin frottis de la colonie à l’aide d’un cône de pipette, (d) Application d’une goutte de matrice acide a-cyano-4-

hydroxycinnamique, (e) Séchage de la plaque de dépôt, (f) Insertion de la plaque dans la chambre de l’automate

De l’autre côté, la partie unité informatique qui permet le traitement des signaux représentés

sous forme de spectre et effectue la comparaison à la base de données bruker via le logiciel

Byotyper (Bruker Daltonik). Lorsque le travail a été rédigé, le logiciel MALDI Byotyper

(Bruker Daltonik) permettait d’importer le projet de la séquence d’analyse en fonction de leurs

positions sur la plaque dans l’automate. Le logiciel Byotyper (Bruker Daltonik) compare le

(a)

(f)

(c) (b)

(e) (d)


potabilisation

26

spectre obtenu avec les spectres de références de la base de données.Le résultat de

l’indentification apparait sous la forme d’un score de corrélation entre le spectre obtenu et celui

de référence le plus proche identifié. L’analyse nécessite l’acquisition de 240 spectres au

minimum pour obtenir un résultat. Les résultats font intervenir deux paramètres : le score

représenté par +++, ++, + ou – ainsi qu’une couleur et puis la cohérence à l’espèce ou au genre

selon les lettres A, B ou C.

Bref, le but de cette méthode est d’identifier et de classifier un ensemble de bactéries

pathogènes et de microorganismes présents dans l’échantillon des eaux à analyser [14,19].

Le tableau interprétatif des scores de corrélation et interprétatif de la cohérence d’analyse

indique dans le tableau 8 et 9 ci-dessous.

Tableau 8 : Tableau interprétatif des scores de corrélation

Tableau 9 : Tableau interprétatif de la cohérence d’analyse

Score Description Symbole Couleur

2,300 … 3,000 Forte probabilité d’identification à l’espèce +++ Vert

2,000 … 2,299

Identification du genre sécurisée, identification probable

à l’espèce ++ Vert

1,700 … 1,999 Identification probable au genre + Jaune

0,000 … 1,699 Degré de confiance insuffisant pour l’identification - Rouge

Catégorie Description

A

Cohérence à l’espèce : le profil de référence ayant le score le plus élevé est classé

en vert. les autres profils verts sont de la même espèce que la première. Les profils

suivants jaunes sont au moins du même genre que le premier.

B

Cohérence au genre : le profil de référence ayant le score le plus élevé est classé en

vert ou jaune. Les profils de score inférieur en vert ou jaune appartiennent au même

genre que le score le plus haut. Les conditions de cohérence à l’espèce ne sont pas

remplies.

C Pas de cohérence : Aucune cohérence à l’espèce ou au genre (Vérifier les

synonymies des noms ou les mélanges d’espèces)


potabilisation

27

II.3. Analyse de données

II.3.1 Statistique descriptive

L’ensemble des données collectées sur les eaux de surface du Lac Ambatofotsy a fait l’objet

d’une analyse statistique. L’analyse statistique a été réalisée sur 3 échantillons et 20 variables

(couleur, pH, turbidité, conductivité électrique, TH, TAC,NH4+ ,Al3+ ,Fe , NO3

- , NO2- ,Zn ,

Cr+6,As,NTK ,DBO5,DCO,phosphore totale, indice de permanganate de potassium et azote

total) . Pour l’étude, elle consiste à calculer les mesures de position et de dispersion des données

(la moyenne, l’écart-type, le minimum et le maximum des échantillons) [20].

Après l’analyse de la distribution des variables, celles relatives aux paramètres physico-

chimiques de l’eau ont été comparées par mois d’échantillonnage (février, mars et avril 2017)

et par localisation (entrée, lac et sortie du lac) en utilisant l’analyse de variance (ANOVA) de

logiciel SPSS© version 20 [20]. Pendant l’analyse statistique des paramètres physico-chimiques

des eaux, la moyenne des échantillonnages par mois ont été calculés.

II.3.2 Analyse de variance

L'analyse de la variance est un test statistique permettant de vérifier que plusieurs échantillons

sont issus d'une même population. Dans l’analyse de la variance, il y a trois données

importantes : le degré de liberté (ddl), le test de Fisher (F) et la valeur de probabilité ou degré

de significative (p). Le seuil de signification est de 0,05. Si la signification ou la valeur de p

est supérieure à 0,05, il faut accepter l'hypothèse nulle (Ho) et en déduire qu'il n'y a pas de

différences significatives entre le mois d’échantillonnage (février, mars et avril 2017) ou la

localisation (entrée, lac et sortie du lac). Si la signification ou la valeur de p dans ce test est

inférieure à 0,05, il faut, d'abord accepter l’hypothèse alternative (H1) et en conclure qu’il y a

une différence significative entre le mois d’échantillonnage (février, mars et avril 2017) ou la

localisation (entrée, lac et sortie du lac) ; ensuite, procéder à un test post-hoc afin de savoir

laquelle des comparaisons de groupes, prises deux à deux, est significativement différente. Un

test post-hoc significatif indique quelle paire de groupes est différente [20].

https://fr.wikipedia.org/wiki/Test_(statistique)

http://pagesped.cahuntsic.ca/sc_sociales/psy/methosite/consignes/variance.htm#posthoc


potabilisation

28

Figure 19 : Relation entre les deux variables

II.3.3 Analyse de la corrélation entre les paramètres physico – chimiques de l’eau

La corrélation de Spearman est un test non paramétrique utilisé pour la mesure de l’association

entre les paramètres physico-chimiques des eaux [20]. Dans cette étude, la valeur du coefficient

de corrélation r (ou rho) représente la force de la relation entre les deux variables (forte ou

faible), tandis que la probabilité p énonce l’existence ou pas d’une relation linéaire [20].

-si 0 < r < 1, la corrélation est positive et l’augmentation d’une variable accompagne

l’accroissement de l’autre ou encore la diminution de cette variable suit le décroissement de

l’autre ;

-si -1< r < 0, il y a une corrélation négative, cela indique que les deux variables évoluent dans

le sens contraire, c'est-à-dire l’accroissement d’une variable provoque la diminution de l’autre ;

-si r = +1, il y a une forte corrélation positive entre les deux séries d’observations. Tous les

points se trouvent sur la même droite appelée droite de régression ;

-Si r = -1, il y a une forte corrélation négative entre les deux séries d’observation ;

-si r = 0, il n’y a pas de corrélation entre les deux variables pour le modèle linéaire mais il peut

y avoir une corrélation dans un autre modèle [20].

Le logiciel SPSS© version 20 a servi à établir la matrice de corrélation de Spearman des

paramètres physico-chimiques des eaux.

La figure 19 présente la mesure de relation entre les deux variables.


potabilisation

29

Partie III. Résultats et discussions

A l’issue des études ainsi effectuées découlent des informations relatives à l’état physico-

chimique et microbiologique de l’eau du Lac Ambatofotsy. Les résultats obtenus sont ensuite

discutés pour confirmer ou infirmer les hypothèses fixées dans le cadre de cette recherche et

permettraient de se prononcer sur sa potabilisation.

III.1. Paramètres physiques

a) Couleur

En général, la couleur de l’eau du Lac varie de 25 à 30 mg.L-1 de Pt, ce qui donne respectivement

une valeur moyenne de 30 mg.L-1 de Pt en février, de 28,33, en mars et de 25 mg.L-1 de Pt en

avril. Les données ainsi collectées montrent une différence significative entre les mois de

février, mars et avril (Anova : ddl = 2 ; F = 9,375 et p = 0,002). Ces valeurs excèdent de presque

deux fois la norme française en vigueur (15 mg.L-1 de Pt) [21]. La norme malgache reste

ambiguë à ce propos, pourtant une eau incolore favoriserait l’acceptabilité des consommateurs

[22]. En analysant de près les valeurs obtenues, on constate que le pic de couleur se trouve au

mois de février. Ceci pourrait découler de la forte pluviométrie durant cette période, qui

lessiverait les sédiments des collines avoisinantes et les déverserait dans les eaux du Lac.

b) Turbidité

En ce qui concerne la turbidité, les valeurs obtenues varient de 4,90 NTU à 17 NTU. Les

moyennes sont respectivement de 7,90 NTU en février, de 9,30 NTU en mars et de 7,23 en

avril. Entre les trois mois, aucune différence significative n’a été observée (p > 0,05). Ces

valeurs montrent que l’eau du Lac est plus ou moins trouble [14], ce qui ne correspond pas aux

normes de potabilité malgache (< 5 NTU). Une eau avec une turbidité de 5 NTU ou moins

paraît limpide aux consommateurs. A un niveau plus élevé, l’eau devient colorée [22]. La

prévalence de la turbidité s’explique par les fortes précipitations, les effets nuisibles des

activités humaines, les mouvements des animaux et des embarcations autour ou sur les eaux,

étant donné que la majeure partie des villageois riverains tire profit des ressources du Lac et

accentue le degré de turbidité. Certes, ce degré élevé la turbidité ne présente pas nécessairement

des risques à la santé, néanmoins elle est le signe d’une source de contamination de l’eau [23].


potabilisation

30

c) potentiel hydrogène (pH)

Le pH de l’eau du lac Ambatofotsy varie de 5,40 à 6,90 avec une moyenne respectivement de

7,27 en février, de 6,69 en mars et de 6,55 en avril. Entre les trois mois aucune différence

significative n’a été observée (p > 0,05). Le pH d'une eau représente son acidité ou son

alcalinité, plus le pH est bas, plus l’eau est dite acide (pH<7). Plus le pH est élevé, plus l’eau

est dite basique (pH >7) [14]. En se référant sur ces valeurs, l’eau du Lac varie du légèrement

acide au légèrement basique. Ces valeurs sont en général comprises dans la norme de qualité

malgache qui est comprise entre 6,5 et 9. Le pH affecte le goût de l’eau ; un pH inférieur à 4,5

est caractéristique d’une eau hautement corrosive, avec un goût aigre tandis qu’un pH au-dessus

de 10 produit un goût de savon à l’eau [22,24].

d) Conductivité électrique de l’eau (CE)

La conductivité électrique de l’eau du lac Ambatofotsy varie de 34 μS.cm-1 à 65 μS.cm-1 avec

des moyennes respectivement de 56,33 μS.cm-1 en février, de 41,44 μS.cm-1 en mars et de 36,83

μS.cm-1 en avril. Les données ainsi collectées montrent une différence significative entre les

mois de février, mars et avril (Anova : ddl = 2 ; F = 5,286 et p = 0,018). La conductivité

électrique est la mesure de la capacité de l’eau, à conduire le courant électrique. Elle reflète

également les concentrations des différents éléments chimiques dissous dans l’eau [14].

Ces valeurs de la conductivité électrique de l’eau ne dépasse pas la limité acceptable qui est de

2000 μS.cm-1. Si la conductivité électrique de l’eau à un niveau plus élevé que 2 000 μS.cm-1,

le goût de l’eau deviennent salé et elle peut être rejetée par les consommateurs [22]. En plus

une haute conductivité indique la possibilité de la présence à un niveau important des ions

dangereux à la santé et de la corrosivité de l’eau [22]. D’effets néfastes sur la santé sont à

craindre à partir d’une valeur de 3 400 μS.cm-1, surtout pour les enfants de moins d’une année

et pour des individus avec des problèmes de santé cardio-vasculaires ou des reins [22]. Par

contre si la conductivité électrique de l’eau est diminuée l’eau à insuffisance de l’élément

nutritif [24].

e) Dureté total (TH)

La dureté totale de l’eau du lac Ambatofotsy varie de 0,00 à 25 mg.L-1 de CaCO3 avec une

moyenne respectivement de 8,33 mg.L-1 de CaCO3 en février, de 9,05 mg.L-1 de CaCO3 en mars

et de 12,50 mg.l-1 de CaCO3 en avril. Entre les trois mois aucune différence significative n’a été


potabilisation

31

observé (p > 0,05). La dureté totale ou titre hydrotimétrique de l’eau exprime sa concentration

en minéraux dissous, plus particulièrement en ion calcium (Ca2+) et magnésium (Mg2+) [14].

Les valeurs obtenues de la dureté totale de l’eau du lac Ambatofotsy sont faibles par rapport à

la norme de potabilité malgache 500 mg.L-1 de CaCO3. Plus la concentration de ces minéraux

est élevée, plus l’eau est dure [14]. S’il contient peu de ces ions, l’eau est douce [14]. Pour

conclure, la dureté totale d’une eau est sans conséquence grave sur la santé humaine parce que

le calcium et le magnésium sont des constituants majeurs de notre organisme par exemple le

calcium est indispensable dans la constitution des os et des dents. Et le magnésium combat la

fatigue, le stress [25].

f) Titre alcalimétrie total (TAC)

Le titre alcalimétrie totale de l’eau varie de 0,00 méq.L-1 à 0,50 méq.L-1 avec une moyenne

respectivement de 0,00 méq.L-1 en février, de 0,20 méq.L-1 en mars et de 0,08 méq.L-1 en avril.

Entre les trois mois aucune différence significative n’a été observé (p > 0,05). Le titre

alcalimétrique complète ou TAC, correspond à la teneur de l’eau en alcalins libres, carbonates

et hydrogénocarbonates [14]. Il n’existe pas de norme officielle régissant le titre alcalimétrie

totale de l’eau ; cependant, un TAC trop élevé comme une eau qui devient trouble, et si le taux

de TAC est trop bas, le pH devient très instable. Le TAC est caractéristique de l’effet tampon,

c’est-à-dire de la capacité de l’eau à équilibrer naturellement les variations du pH [14].

Les résultats des paramètres physiques de l’eau sont présentés dans le tableau 10 ci-dessous.

Tableau 10 : Paramètres physiques de l’eau

NS : pas de standard,* Normes de potabilité malgache (waterAid 2004)

Min = minimum, Max = maximum, Moy = moyenne, Sd = Ecart-type, N = nombre

CE = conductivité électrique à 25 °C

Mois

Couleur

(mg.L-1 de Pt)

Turbidité

(NTU)

pH

CE

(μS.m-1)

TH

(mg.L-1 de

CaCO3)

TAC

(méq.L-1)

Février

(N=3)

Min-Max 30,00-30,00 6,80-10,00 7,20-7,30 41,00-65,00 5,00-15,00 0,00-0,00

Moy±SD 30,00±0,00 7,90±1,82 7,27±0,06 56,33±13,32 8,33±5,77 0,00±0,00

Mars

(N=9)

Min-Max 25,00-30,00 4,90-17,00 5,40-7,30 36,00-64,00 0,00-25,00 0,00-0,50

Moy±SD 28,33±2,50 9,30±3,82 6,69±0,52 41,44±9,51 9,05±7,22 0,20±0,12

Avril

(N=6)

Min-Max 25,00-25,00 4,90-10,00 5,40-6,90 34,00-39,00 5,00-20,00 0,00-0,20

Moy±SD 25,00±0,00 7,23±1,71 6,55±0,58 36,83±2,14 12,50±6,12 0,08±0,05

Limite

Acceptable Incolore* < 5* 6,5-9* < 2000* 500* NS


potabilisation

32

III.2. Paramètres chimiques

III.2.1. Eléments indésirables et toxiques

a) Aluminium (al3+)

La teneur en aluminium de l’eau du lac Ambatofotsy varie de 0,00 à 0,12 mg.L-1 avec une

moyenne respectivement de 0,10 mg.L-1 en février, de 0,03 mg.L-1 en mars et de 0,07 mg.L-1

en avril. Les données récoltées montrent une différence significative entre les mois de février,

de mars et d’avril (Anova : ddl = 2 ; F = 7,637 et p = 0,005). L’aluminium étant un élément

constitutif naturel des eaux. La présence de l’aluminium à des concentrations supérieures à 0,2

mg.L-1 provoque souvent de plaintes de la part des consommateurs, tels que: l’irritation du

tractus gastro-intestinal, inflammation ou la corrosion de la peau et des muqueuses [25]. L’eau

du Lac a une faible concentration en aluminium.

Par contre, l’homme est ainsi exposé à l’aluminium d’origine naturelle par contact direct avec

les sols, l’air, l’ingestion d’aliments provenant de la terre et l’eau de source [25].

b) Fer (Fe)

La concentration de fer dans l’eau du lac Ambatofotsy varie de 0,00 à 0,08 mg.L-1 avec une

moyenne respectivement de 0,06 mg.L-1 en février, de 0,01 mg.L-1 en mars et de 0,05 mg.L-1 en

avril. Les données récoltées montrent une différence significative entre les mois de février, mars

et avril (Anova : ddl = 2 ; F = 13,875 et p = 0,000). L’eau naturelle peut contenir quelque mg.L-

1 de fer [14]. Par contre, le taux acceptable de fer a été fixé à 0,3 mg.L-1 alors, l’eau du lac

Ambatofotsy ne dépasse pas la limite acceptable. Le fer est un élément essentiel pour les

humains. L’ingestion de fer reste nécessaire à l’homme [26].Cet élément est généralement

conseillé aux hommes qui ont une carence en fer. Bien que le fer soit peu préoccupant comme

danger pour la santé, il est toujours considéré comme une nuisance en quantité excessive [25].

Malgré la forte teneur en fer, l’eau du Lac constitue un problème majeur. En effet, le fer

confère à l’eau un gout métallique désagréable et une couleur rouge brun de l’eau [14].

c) Zinc (Zn)

La concentration du zinc dans l’eau du lac Ambatofotsy varie de 0,00 à 0,15 mg.L-1 avec une

moyenne respectivement de 0,00 mg.L-1 en février de 0,05 mg.L-1en mars et de 0,03 mg.L-1 en

avril. Entre les trois mois, aucune différence significative n’a été observée (p > 0,05). Cet

élément peut être présent dans l’eau de consommation humaine, il provient généralement de la

canalisation en laiton ou de fer galvanisé [27]. Pour l’eau de consommation humaine, la


potabilisation

33

concentration de zinc est fixée de 5 mg.L-1. Donc, les valeurs obtenues sont inférieures par

rapport aux normes. La présence de zinc dans l’eau donne un goût agréable et une certaine

turbidité d’hydroxyde et de carbonates en milieu alcalin [27]. Par contre, Le zinc présente des

bienfaits à l’homme. Pour l’homme, le zinc qui est un minéral indispensable à l’organisme pour

sa vertu d’antioxydant et d’anti-inflammatoire, se trouve aussi à la source des hormones

sexuelles : pas de zinc pas de synthèse hormonales [27].

d) Arsenic (As)

L’arsenic est présent naturellement dans un nombre considérable de minerais et présente une

concentration moyenne de la croute terrestre de l’ordre de 2 mg.kg-1 environ. La présence de

l’arsenic dans l’eau s’explique par trois facteurs : la nature géochimique des sols et la

contamination artificielle due aux effluents industriels et les dépôts atmosphériques. La teneur

en arsenic des eaux d’alimentation sont généralement très faibles, de l’ordre de 0,05 mg.L-1. En

cas de concentrations élevées, tous les composés d’arsenic présentent des risques toxiques à

l’homme comme le cancérigène (vessie, rein, foie, poumon) [28]. D’après les résultats obtenus,

le taux d’arsenic est de 0 mg.L-1. Donc l’eau ne renferme pas d’arsenic.

e) Chrome hexavalent (cr+6)

Le chrome est présent naturellement dans les roches magmatiques et dans les sédiments

calcaires et argileux [14]. Dans les eaux naturelles, la présence du chrome dans les eaux est

assez rare du fait de sa faible solubilité [14]. Les dérivés du chrome se retrouvent dans l’eau

essentiellement sous forme oxydée : chrome trivalent (Cr III) et chrome hexavalent (Cr VI).

L’eau du lac Ambatofotsy contient une quantité de chrome hexavalent variant de 0,00 à 0,07

mg.L-1, avec une moyenne respectivement de 0,05 mg.L-1 en février, de 0,02 mg.L-1 en mars et

de 0,03 mg.L-1 en avril. A l’intervalle de ces trois mois, aucune différence significative n’a été

observée (p > 0,05). Pour l’eau de consommation humaine, il n’existe aucune norme en vigueur

de chrome hexavalent mais par rapport à son taux normal de chrome total de 0,05 mg.L-1, il y

a une hausse sensible du taux de chrome hexavalent. La présence de ce corps dans l’eau

provoque un effet nocif à la santé humaine pour ne citer que l’inflammation du tube digestif et

la nécrose (douleurs, abdominales, vomissement, diarrhées) [29]. Pour l’homme, le chrome

hexavalent est classé parmi les substances cancérigènes [29].

Ces valeurs de ces résultats des éléments indésirables et toxiques sont reportées dans le

tableau 11.


potabilisation

34

Tableau 11 : Eléments indésirables et toxiques

NS : pas de standard, * Normes de potabilité malgache (waterAid 2004), **OMS(2011)


III.2.2. Matières azotées

a) Azote ammoniacale (NH4+)

La teneur en ammonium présent dans l’eau oscille entre 0,00 à 0,27 mg.L-1, avec une moyenne

respectivement de 0,09 mg.L-1 en février, de 0,10 mg.L-1 en mars et de 0,09 mg.L-1 en avril.

Entre les trois mois, aucune différence significative n’a été enregistrée (p > 0,05). Il est

notamment l’indicateur par excellence de pollution de l’eau. Les résultats d’analyse révèlent la

conformité des valeurs trouvées en l’ammonium par rapport à la norme de 0,5 mg.L-1. Sa faible

teneur signifie qu’il est prompt à la consommation humaine [14]. Si la concentration est

supérieure à la norme, il n’est pas nocif. Néanmoins, il peut engendrer divers inconvénients,

entre autres les troubles intestinaux chez l’homme [14].

b) Nitrates (NO3-)

La concentration de nitrates dans l’eau du lac Ambatofotsy varie de 0,00 à 0,13 mg.L-1 avec

une moyenne respectivement de 0,09 mg.L-1 en février, de 0,05 mg.L-1 en mars et de 0,06 mg.L-

1 en avril. A l’intervalle de ces mois, aucune différence significative n’a été observée (p > 0,05).

Les nitrates correspondent à l’ultime phase de l’oxydation de l’azote. Leur présence dans l’eau,

si la source est organique, atteste que l’auto – épuration a fonctionné. Ils proviennent du

lessivage des engrais ainsi que des rejets urbains et industriel [30]. L’eau du lac Ambatofotsy

présente une quantité infime de nitrates par rapport à la norme de potabilité malgache, qui est

de 50 mg.L-1. Ils ne sont pas dangereux ; toutefois, leur transformation en nitrites pourrait causer

des problèmes au niveau de l’appareil digestif de l’homme [30].

Mois

Al3+

(mg.L-1)

Fe

(mg.L-1)

Zn

(mg.L-1)

Cr+6

(mg.L-1)

As

(mg.L-1)

Février

(N=3)

Min-Max 0,08-0,12 0,05-0,07 0,00-0,00 0,04-0,06 0,00-0,00

Moy±SD 0,10±0,02 0,06±0,01 0,00±0,00 0,05±0,01 0,00±0,00

Mars

(N=9)

Min-Max 0,00-0,08 0,00-0,03 0,00-0,15 0,00-0,07 0,00-0,00

Moy±SD 0,03±0,03 0,01±0,01 0,05±0,05 0,02±0,02 0,00±0,00

Avril

(N=6)

Min-Max 0,04-0,11 0,02-0,08 0,00-0,07 0,00-0,06 0,00-0,00

Moy±SD

0,07±0,03

0,05±0,03

0,03±0,01

0,03±0,02

0,00±0,00

Limite

acceptable

0,2* 0,3** 5* NS 0,05*


potabilisation

35

c) Nitrites (NO2-)

La concentration de nitrites dans l’eau varie de 0,00 à 0,01 mg.L-1 avec une moyenne

respectivement de 0,00 mg.L-1 en février, mars et avril. Entre les trois mois aucune différence

significative n’a été observée (p > 0,05). En se référant notamment à ces valeurs, il est constaté

que l’eau du lac Ambatofotsy ne contient que de nitrites dont la teneur est inférieure à 0,1 mg.L-

1. Une eau contenant des nitrites est suspecte car la présence de ce corps est souvent associée à

la détérioration de la qualité microbiologique. Les nitrites peuvent se former à partir de la

réduction des nitrates ou à partir d’une oxydation incomplète de l’ammoniaque. Les nitrites

sont nuisibles à la santé car ils peuvent provoquer la réduction de l’hémoglobine dans le sang

(qui s’exprime par l’incapacité de transporter l’oxygène), notamment chez le jeune enfant [30].

d) Azote kjeldhal total (NTK)

La concentration de l’azote kjeldhal total dans l’eau varie de 0,56 à 8,68 mg.L-1 avec une

moyenne respectivement de 5,32 mg.L-1 en février, 1,87 mg.L-1en mars et 1,31 mg.L-1 en avril.

Les données récoltées montrent une différence significative entre les mois de février, de mars

et d’avril (Anova : ddl = 2 ; F = 8,671 et p = 0,003). L’azote kjeldhal total correspond à celui

qui se trouve sous la forme de composés azotés organiques et d’ammonium. L’azote organique

est essentiellement formé par des protéines, polypeptides, de l’urée et des acides aminés. La

présence de l’azote organique est donc souvent un signe de pollution par les eaux [14]. Il

n’existe pas de normes pour l’azote kjeldhal total mais la grille de qualité des eaux de surfaces

recommande que l’eau de bonne qualité soit de concentrations 1 à 2 mg.L-1 de l’azote kjeldhal

total. Cette valeur obtenue se situe au-dessus de la limite permissible. Ces pollutions sont

essentiellement dues aux rejets des eaux ménagères non traitées. Ces eaux sont considérées

comme impropres à la plupart des usages et peuvent constituer une menace pour la santé

publique et l’environnement [30].

e) Azote total ou azote global

La concentration en azote total varie de 0,62 à 8, 81 mg.L-1, avec une moyenne respective de

5,40 mg.L-1 en février, de 1,92 mg.L-1 en mars et de 1,37 mg.L-1 en avril. Les données récoltées

montrent une différence significative de février à avril (Anova : ddl = 2 ; F = 8,688 et p = 0,003).

L'azote compose 79 % de l'atmosphère [14]. Il en est distingué des formes réduites : azote

organique et azote ammoniacal (NH4+) ; des formes oxydées : nitrite (NO2-) et nitrates (NO3

-).


potabilisation

36

L'azote global correspond à l'ensemble de l'azote sous toutes ses formes [14]. Cette

concentration du lac Ambatofotsy a dépassé la limite acceptable de 2 mg.L-1. La teneur élevée

en substances azotées est un indicateur de pollution organique de l’eau. Elle résulte des engrais

azotés ajoutés, de la pourriture des plantes et des animaux morts, des fumiers, de l’évacuation

des eaux usées, de l’oxydation des déchets azotés chez l’homme et des excréments d’animaux.

L’augmentation de l’un ou de la totalité de ces facteurs est responsable de l’augmentation de la

teneur en azote [31,32]. Comme l’activité des habitants de la Commune rurale d’Ambalavao

est axée principalement sur l’élevage intensif, les bouses des animaux, constituent la première

source d’éléments azotés. De plus, la défécation à l’air libre est encore pratiquée dans presque

toute la Commune. Le tableau 12 mentionnées les résultats de matières azotées.

Tableau 12 : Matières azotées

*Normes de potabilité Malagasy (waterAïd 2004), **Grille de qualités des eaux de surface (norme française)


III.2.3. Indice de pollutions organiques

a) Phosphore total

La concentration du phosphore total dans l’eau varie de 0,09 à 0,18 mg.L-1 avec une moyenne

respectivement de 0,10 mg.L-1 en février, de 0,14 mg.L-1 en mars et de 0,13 mg.L-1 en avril. En

l’espace de ces trois mois, aucune différence significative n’a été signalée (p > 0,05). Le

phosphore total représente la concentration en phosphore sous toutes ses formes, inorganique

et organique. Dans l’eau, le phosphore est principalement présent sous la forme de phosphates

(PO4-) [33]. La concentration de phosphore total du lac Ambatofotsy est très faible par rapport

à la limite acceptable de la norme qui est de 5 mg.L-1, malgré le fait que l’érosion et le lessivage

des roches sur place semblent être à l’origine du phosphate dans l’eau. La pluie dissout les

éléments lentement et l’eau de ruissellement ramène le phosphate dissous vers la source d’eau

Mois

NH4+

(mg.L-1)

NO3-

(mg.L-1)

NO2-

(mg.L-1)

NTK

(mg.L-1)

Azote

total

(mg.L-1)

Février

(N=3)

Min-Max 0,08-0,11 0,04-0,13 0,00-0,00 3,36-8,68 3,44-8,81

Moy±SD 0,09±0,02 0,09±0,04 0,00±0,00 5,32±2,92 5,40±2,96

Mars

(N=9)

Min-Max 0,00-0,27 0,00-0,07 0,00-0,01 0,56-3,64 0,63-3,71

Moy±SD 0,10±0,09 0,05±0,02 0,00±0,00 1,87±1,04 1,92±1,03

Avril

(N=6)

Min-Max 0,04-0,11 0,03-0,08 0,00-0,01 0,56-2,52 0,62-2,60

Moy±SD 0,09±0,03 0,06±0,02 0,00±0,00 1,31±0,94 1,37±0,95

Limite

acceptable

0,5* 50* 0,1* 1-2** 2*


potabilisation

37

[34,35]. La contamination de l’eau par la bouse des zébus et les excréta humains sont aussi

susceptibles d’accélérer ce phénomène sans détériorer la concentration en phosphate. Bref, cette

dernière forme de contamination de l'eau n’impacte pas directement la santé des usagers. Par

contre, elle favorise la croissance des algues dès lors que l'eau est exposée à la lumière :

phénomène de l'eutrophisation [36].

b) Indice de permanganate de potassium

La concentration en oxydabilité de permanganate de potassium de l’eau du lac Ambatofotsy

varie de 0,74 à 9,85 mg d’O2.L-1 avec une moyenne respectivement de 8,95 mg d’O2.L-1 en

février, de 5,72 mg d’O2.L-1 en mars et de 4,10 mg d’O2.L-1 en avril. Les données récoltées

montrent une différence significative de février à avril (Anova : ddl = 2 ; F = 9,118 et p = 0,003).

L’Indice de permanganate est une mesure conventionnelle de la contamination par les matières

organiques et inorganiques oxydables dans un échantillon d'eau [14]. Il n’existe pas de normes

pour l’indice de permanganate de potassium. Toutefois, la grille de qualités des eaux de surface

recommande que l’eau de bonne qualité soit de concentrations entre 2 à 5 mg d’O2.L-1. Or, la

plupart excèdent les normes et leur augmentation indique une contamination organique

(végétaux en décomposition, bactéries). Ainsi, les eaux du Lac sont impropres à la

consommation humaine, donc destinées aux seuls usages ménagers (lessives), agricoles

(irrigation, arrosage) ou industriels. Par contre, la production d’eau potable à partir de cette

Réserve nécessite un traitement spécifique. L’abreuvage des animaux est généralement toléré.

Le poisson y vit normalement mais sa reproduction pourrait y être compromise [30].

c) Demande chimique en oxygène (DCO)

La demande chimique en oxygène de l’eau du lac Ambatofotsy varie de 13,20 à 140 mg.L-1

avec une moyenne respectivement de 42,53 mg.L-1 en février, de 53,69 mg.L-1 en mars et de

76,32 mg.L-1 en avril. Durant le trimestre, aucune différence significative n’a été observée (p >

0,05). Il n’existe pas de normes pour la demande chimique en oxygène mais la classification

des eaux de surface exige que l’eau en bonne qualités soit de concentrations inférieur ou égale

à 20 mg.L-1. Ces concentrations de la demande chimique en oxygène du lac Ambatofotsy sont

très élevées. Ces eaux sont polluées et ne doivent pas être utilisées dans le cadre de

l’approvisionnement en eau potable [30]. Cette prévalence des valeurs de la demande chimique

en oxygène correspond à une forte teneur en matières organiques dans le Lac [14]. La présence

de matières organiques dans l’eau modifie la couleur de l’eau et favorise l’apparition de

mauvais gout facilitant ainsi le développement des germes, des algues et des champignons.


potabilisation

38

Chez l’homme, la présence de matières organiques dans l’eau expose les habitants à diverses :

maladies respiratoires, vomissements et diarrhées [29]. La demande chimique en oxygène est

donc différente de celle biochimique pendant cinq jours (la DCO = 2 à 1,5 x DBO5) [14].

d) Demande biochimique en oxygène pendant cinq jours (DBO5)

La demande biochimique en oxygène, pendant cinq jours, varie, de 0,69 à 3,53 mg d’O2.L-1

avec une moyenne respectivement de 0,88 mg d’O2.L-1 en février, de 0,92 mg d’O2.L-1 en mars,

et de 2,73 mg d’O2.L-1 en avril. Les données récoltées affichent une différence significative

durant la période de février à avril (Anova : ddl = 2 ; F = 19,826 et p = 0,000). La DBO5, est la

concentration en masse d’oxygène dissous consommée dans des conditions définies par

l’oxydation biochimique de matières organiques dans l’eau, pour une durée d’incubation de

cinq jours [14]. La concentration en oxygène dissous ou DBO5 varie en fonction de la

température de l’eau, de l’altitude, de la profondeur du lac, de l’heure de la journée, de

l’agitation de l’eau, de la concentration des matières organiques dans le Lac ainsi que de la

quantité de plantes aquatiques, d’algues et de bactéries présentes. Il n’existe pas de normes pour

la demande biochimique en oxygène pendant cinq jours mais la classification des eaux de

surface sont recommandé que l’eau en bonne qualités ait de concentrations inférieur ou égale

à 5 mg d’O2.L-1. En effet, ces concentrations en demande biochimique en oxygène ne dépassent

pas les limites acceptables. Donc l’eau est caractérise d’une qualité légèrement moindre, et

peuvent néanmoins satisfaire tous les usages [30]. Si la concentration de la demande

biochimique en oxygène pendant cinq jours est faible, donc la concentration en matières

organiques est faible dans l’eau [29]. Ainsi, elle n’influe pas sur la santé humaine mais

compromet le volume d’oxygène dissous indispensable à la survie des créatures aquatiques.

Le tableau 13 ci-dessous réunit les résultats d’indice de pollutions organiques

Pour conclure, tous les résultats physico-chimiques ne manifestent aucune différence

significative entre les trois sites d’échantillonnage (entrée, centre et sortie du lac) (p > 0,05).


potabilisation

39

Tableau 13 : Indice de pollution organique

*EPA (2013 a, b), **Grille de qualités des eaux de surface (norme française), ***Classification des eaux de surface


DBO5 : Demande Biochimique en Oxygène pendant cinq jours

III.3. Corrélation entre les différents paramètres physico-chimiques de l’eau

Cette analyse montre que la couleur de l’eau est corrélée positivement avec l’indice de

permanganates de potassium (0,482) et le pH (0,521) mais négativement avec la dureté totale

(-0,677), la demande biochimique en oxygène pendant cinq jours (-0,696). L’eau se caractérise

par la présence de matières organiques alors la couleur reliée, surtout aux matières organiques,

dans l’eau légèrement acide ou légèrement basique [14].

Par ailleurs, le pH dans l’eau est corrélé positivement avec l’azote total, l’indice de

permanganate de potassium et l’azote kjeldhal total dont les coefficients de corrélation sont

respectivement de 0,587 ; 0,660 et 0,669. Le pH dans l’eau est aussi corrélé négativement avec

l’ammonium (-0,483) et la demande biochimique en oxygène pendant cinq jours (-0,523). Ce

phénomène favorise une forte production en biomasse algale qui engendre une production en

oxygène dissous, une baisse de la concentration en CO2 et la mise en place des cycles d'azote

[14].

Mois

Phosphore

total

(mg.L-1)

Indice de

KMnO4

( mg.L-1d’O2)

DCO

(mg.L-1)

DBO5

(mg.L-1d’O2)

Février

(N=3)

Min-Max 0,09-0,12 7,85-9,85 22,00-61,60 0,69-1,21

Moy±SD

0,10±0,02

8,95±1,01

42,53±19,84

0,88±0,29

Mars

(N=9)

Min-Max 0,12-0,18 0,74-7,32 13,20-140,00 0,35-1,80

Moy±SD

0,14±0,02

5,72±2,03

53,69±38,08

0,92±0,54

Avril

(N=6)

Min-Max 0,11-0,14 2,90-5,05 52,80-96,00 1,39-3,53

Moy±SD 0,13±0,01 4,10±0,86 76,32±13,76 2,73±0,71

Limite

acceptable

5* 2-5** ≤ 20*** ≤ 5***


potabilisation

40

Ensuite, la conductivité électrique dans l’eau est corrélée positivement seulement avec le

chrome hexavalent dans l’eau, le coefficient de corrélation est de 0,768, ce qui explique que la

conductivité électrique de l’eau et le chrome hexavalent jouent un rôle dans les sels dissous

[29].

La dureté totale est corrélée positivement avec la demande biochimique en oxygène pendant

cinq jours (0,523). Ce qui explique que l'eau absorbe autant d'oxygène que nécessaire pour que

la pression partielle d'oxygène dans le liquide et dans l'air soit en équilibre. La solubilité de

l'oxygène dans l'eau est fonction de la température et de la minéralisation de l'eau (comme, par

exemple, sels de calcium et magnésium) [14]. C’est pourquoi, la concentration en oxygène

dissous est un paramètre essentiel dans le maintien de la vie, donc dans les phénomènes de

dégradation de la matière organique [29].

Le titre alcalimétrie complet est corrélé négativement avec de l’indice de permanganate de

potassium (-0,498). Les ions hydroxydes, carbonates et bicarbonates dans l’eau étant faibles,

donc négligeables [14].

L’aluminium est corrélé positivement avec le fer (0,681), ce qui atteste que l’aluminium et le

fer sont des éléments constitutifs de l’eau [14].

Le zinc dans l’eau est corrélé positivement avec le phosphore total (0,579) parce que la quantité

de zinc provient du sol et le phosphore total provient du fumier, produit chimique utilisé dans

l’agriculture. Le zinc inhibe la photosynthèse du phytoplancton et des algues. La concentration

en phosphore dans l’eau constitue en général un facteur limitant la croissance des algues et

intervient de façon déterminante dans les phénomènes d’eutrophisation [28].

Le tableau 14 indique également que l’azote kjeldhal total dans l’eau est corrélé positivement

avec la demande chimique en oxygène, l’indice de permanganate de potassium et l’azote total

dont le coefficient de corrélation est de 0,559 ; 0,672 ; 0,992, mais négativement avec la

demande biochimique en oxygène pendant cinq jours (-0,559). Il existe plusieurs autres

processus physico-chimiques et biologiques jouant un rôle sur la présence d’ions dans l’eau tels

que les précipitations qui peuvent apporter une quantité importante de sels dilués [36].


potabilisation

41

L’azote total dans l’eau est corrélé positivement avec l’indice de permanganate de potassium

(0,626) mais négativement avec la demande chimique en oxygène, la demande biochimique en

oxygène, pendant cinq jours (coefficient de corrélation respectivement égal à -0,541 et à -

0,562). La forme de l’azote total se transforme directement en matières organiques.

L’indice de permanganate de potassium dans l’eau est corrélé négativement avec la demande

chimique en oxygène ainsi qu’avec la demande biochimique en oxygène pendant cinq jours le

coefficient de corrélation étant de -0,582 et -0,559. La demande chimique en oxygène est

différente de celle biochimique en oxygène pendant cinq jours. En effet, ils ne donnent pas des

images à l’indice de permanganate de potassium.

Enfin, la demande chimique en oxygène est corrélée positivement avec la demande biochimique

en oxygène pendant cinq jours. Le coefficient de corrélation étant de 0,809. Ce résultat explique

que le rapport de la demande chimique en oxygène et celle biochimique en oxygène permet

d’évaluer le caractère biodégradable des matières organiques [14].

Le tableau 14 qui suit montre la corrélation entre les différents paramètres physico-chimiques

de l’eau

Analyses physico-chimiques et analyses microbiologiques des eaux du Lac Ambatofotsy, en vue de sa potabilisation

42

Tableau 14 : corrélation entre les différents paramètres physico-chimiques de l’eau

*p<0,05

**p<0,01


potabilisation

43

III.4. Paramètres microbiologiques de l’eau

Le nombre des coliformes totaux varie de 270 UFC.100 mL-1 à indénombrable. Le nombre d’E.

Coli varie de 0 UFC.100 mL-1 à indénombrable. Les résultats varient mensuellement et selon

le site. Les coliformes fécaux et totaux sont naturellement présents dans l’environnement

[34,35]. Le nombre total de coliformes totaux et fécaux prélevé dépasse la norme requise de

zéro germe par 100 mL d’eau [22] pour que l’eau soit potable. Cette prévalence de coliformes

indique la contamination des sources par des matières fécales [22]. Escherichia coli et les

coliformes totaux proviennent seulement de défécations humaines et animales [14]. Ainsi, les

coliformes fécaux indiquent la présence de matières fécales d’animaux à sang chaud [34,35].

Au niveau de la Commune rurale d’Ambalavao, la défécation à l’air libre est presque

généralisée. De plus, l’élevage est de type intensif et les eaux du Lac sont utilisés à diverses

fins (consommation, lessive, toilette, élevage, agriculture, etc.). Ainsi est-il évident que les

points d’eau des villages se souillent facilement par les coliformes fécaux.

La plupart des échantillons d’eau sont testés positivement aux entérocoques intestinaux et au

clostridium sulfuto –réducteurs. Le nombre d’entérocoques intestinaux varie de 0 à 1500

UFC.100 mL-1. Tandis que clostridium sulfuto – réducteurs est presque indénombrable. Le

nombre total d’entérocoques intestinaux et de clostridium sulfuto-réducteurs ont dépassé la

norme pour l’eau potable, de zéro germe par 100 mL d’eau [22]. Cette contamination est due

aux excréments des animaux, à la proximité des villageois d’habitation, et à cause de diverses

activités humaines autour de ce lac. De plus, les animaux sauvages (par exemple les oiseaux)

et les excréments de bétail en divagation dans le Parc constituent les plus importantes sources

de contamination. Quand il pleut, ces matières sont dissoutes puis charriées vers le Lac.

Les salmonella spp sont largement répandues dans l’environnement mais certaines espèces

montrent une spécificité d’hôtes. Parmi elles, beaucoup se limitent à l’homme (Salmonella typhi

et généralement Salmonella paratyphi) bien que le bétail puisse occasionnellement en être une

source. Un grand nombre de sérotypes y compris Salmonella typhimurium et Salmonella

enteritidis infecte les humains ainsi qu’un large éventail d’animaux parmi lesquels figurent les

volailles, les zébus, les porcs, les oiseaux et même les reptiles [25]. Les salmonella spp se

propagent par les excréments des hommes et des animaux. Elles contaminent l’eau de

différentes façons dont la voie directe et le ruissellement des eaux. Selon les résultats établis ci-

après, l’absence totale de salmonella spp dans tous les lieux de prélèvement manifeste. Ce

phénomène explique que les sites étudiés sont non contaminés par ces germes.


potabilisation

44

Par ailleurs, différents types de bactéries, virus, parasites et microorganismes comme Bacillus

anthracis, Virus de la grippe, Cryptospridium gyardia, Klebsiella sakazaki, Vibrio spp ont été

prélevés dans l’eau du Lac Pourtant, différentes espèces de Vibrio spp peuvent contaminer l’eau

alors que, parmi elles, beaucoup sont pathogènes. Vibrio cholerae reste la répandue, donc la

plus dévastatrice en eau douce, même si un certain nombre de sérotypes peut provoquer des

diarrhées [25]. Le choléra se transmet généralement par voie orale/fécale et l’infection se fait

principalement par ingestion d’eau contaminée par des matières fécales.

La présence de coliformes totaux, E. coli, Entérocoque intestinaux et Clostridium Sulfuto –

réducteurs dans l’eau indique la présence possible de pathogènes responsables de maladies

comme les bactéries, les virus et les parasites [14]. Les conséquences d’une exposition à ces

bactéries, virus et parasites pathogènes présents dans l’eau peuvent varier [29]. Au sein de la

Commune rurale Ambalavao, Fokontany Anosibe, les maladies d’origines hydriques et celles

liées à l’hygiène sévissent. Les plus répandues en sont les diarrhées, la typhoïde, la dysenterie

ainsi que les maladies respiratoires mais les maladies diarrhéiques sont les plus fréquentes

surtout chez les enfants de moins de 2 ans. La plupart des eaux de consommation humaine étant

insalubres pour raison d’insuffisance sinon d’absence de travaux d’assainissement réguliers et

de manque d’hygiène. La défécation à l’air libre reste le principal vecteur des agents pathogènes

diarrhéiques au niveau de la zone d’étude.

Néanmoins, les microorganismes, les parasites, les virus et les bactéries présents dans les eaux

du Lac ne s’avèrent pas nécessairement nuisibles dans la mesure où certaines bactéries

entretiennent la bonne santé et stabilisent le bien-être de l’homme. Tel est, par exemple, le rôle

de E. coli, indispensables à la digestion des aliments au niveau des intestins en empêchant la

prolifération des bactéries pathogènes (= vecteurs de maladie) ; la fonction des Bactériophages,

virus qui infectent les bactéries permettant parfois l’organisme de les combattre ; l’action de

Endolinium simplex, parasites qui permettant aux vaches d’utiliser l’énergie fournie par leurs

aliments [37].

Le tableau 15 présente les paramètres microbiologiques des échantillons des eaux du lac

Ambatofotsy.

Analyses physico-chimiques et analyses microbiologiques des eaux du Lac Ambatofotsy, en vue de sa potabilisation

45

Tableau 15 : Paramètres microbiologiques des échantillons des eaux du lac Ambatofotsy

NS : pas de standard, *Norme de potabilité malgache (waterAid 2004)

Mois Lieu de

prélèvement Coliformes totaux

(UFC.100mL-1)

E. coli

(UFC.100mL-1)

Entérocoques

intestinaux

(UFC.100 mL-1)

CSR

(UFC.20 mL-1)

Salmonella

Spp

Février E Indénombrable Indénombrable 200 Indénombrable 0

Février L Indénombrable Indénombrable 200 Indénombrable 0

Février S Indénombrable Indénombrable 700 Indénombrable 0

Mars E Indénombrable Indénombrable 200 Indénombrable 0

Mars L Indénombrable Indénombrable 1500 Indénombrable 0

Mars S Indénombrable Indénombrable 1500 Indénombrable 0

Mars E 1260 360 500 Indénombrable 0

Mars L 660 220 360 Indénombrable 0

Mars S 800 600 300 Indénombrable 0

Mars E 1000 400 200 Indénombrable 0

Mars L 360 0 800 Indénombrable 0

Mars S 300 240 300 Indénombrable 0

Avril E 270 1890 0 Indénombrable 0

Avril L 800 200 0 Indénombrable 0

Avril S 880 330 0 Indénombrable 0

Avril E 1250 500 500 101 0

Avril L 1500 500 300 60 0

Avril S 980 1250 300 50 0

Limite acceptable* 0 0 0 0 NS


potabilisation

46

CONCLUSION ET PERSPECTIVES

L’eau occupe une place prépondérante sur la planète Terre. Elle constitue un élément vital pour

l’environnement humain. Cette matière provient du « Cycle de l’eau ». Les ressources en eau

se présentent sous différentes formes : eau de pluie, eau souterraine et eau de surface. La

présente étude a été réalisée selon les techniques d’analyses physico-chimiques et

microbiologiques au niveau du lac Ambatofotsy, en vue de sa potabilisation.

Les travaux de prélèvement ont été exécutés de février à avril 2017.Les résultats issus de cette

investigation aideraient à la prise de décisions sur les actions à entreprendre dans le cadre de

l’approvisionnement de la population en eau potable. Ainsi, les objectifs spécifiques visent

l’amélioration qualitative de l’eau de consommation de façon à ce qu’elle ne soit pas nocive à

la santé de la population et, du coup, de définir le type de traitement approprié en vue de sa

potabilisation.

Les analyses des paramètres physico-chimiques et microbiologiques de l’eau ont été effectuées

au Laboratoire d’Hygiène des Aliments et de l’environnement de l’Institut Pasteur de

Madagascar. Les données ainsi collectées ont fait l’objet d’une analyse statistique. Celle-ci a

été réalisée sur 3 échantillons et 20 variables (couleur, pH, turbidité, conductivité électrique de

l’eau , TH, TAC, NH4+, Al3+, Fe, NO3

-, NO2, Zn, Cr+6, As,NTK, Azote total, IKMnO4,

Phosphore total, DCO et DBO5). Pendant l’analyse statistique des paramètres physico-

chimiques des eaux, la moyenne des échantillonnages par mois a été calculée et en utilisant

l’analyse de la variance (ANOVA) de logiciel SPSS© version 20 reste la méthode préconisée

pour établir les calculs. Ces analyses statistique ont conduit aux résultats des paramètres

physico–chimiques des eaux. Tous les résultats physico-chimiques ne montrent aucune

différence significative entre les trois lieux d’échantillonnage (entrée, centre et sortie du lac) (p

> 0,05). Ces résultats ayant été comparés aux normes internationales en vigueur. En général,

la plupart des résultats physico – chimique des eaux du lac Ambatofotsy qui suit la norme de

potabilité des eaux.

En ce qui concerne les analyses microbiologiques des eaux, la méthode par filtration sur

membrane, l’incorporation en gélose en tube profonds ainsi que la méthode qualitative réalisée

en quatre étapes successives à savoir le pré-enrichissement sur eau peptonée tamponnée,

l’enrichissement sur milieu RVS et sur MKTTn, l’isolement sur deux milieux géloses sélectifs,


potabilisation

47

et l’identification et la confirmation biochimique ont conduit aux résultats bactériologiques des

eaux. Par rapport aux normes internationales en vigueur, les qualités microbiologiques des eaux

ont une forte teneur en coliformes totaux, E. coli et clostridium sulfuto-réducteurs, notamment

en février pour des raisons météorologiques ayant favorisé la propagation des saletés. Quoi qu’il

en soit, les données collectées ont révélé l’absence totale de salmonella spp.

Néanmoins, ce constat ne nous permet pas de déclarer tout de suite la salubrité des eaux du Lac.

Pour s’assurer qu’elles sont promptes à la consommation, surtout humaine, il convient d’en

soumettre au traitement physique des échantillons. Pour ce faire, il a été préconisé les méthodes

de dégrillage, de tamisage, de clarification et celle relatives au traitement chimique par voie de

floculation par coagulation. Et le traitement bactériologique comme la désinfection.

Face au défi visant à fournir à la population riveraine du Lac Ambatofotsy des eaux salubres,

tous les efforts y afférents resteraient vains sans privilégier la sensibilisation de tout un chacun.

Des actions de conscientisation sur l’opportunité de préserver du site et de ses environs contre

toutes les actions de nuisance découlant des activités humaines


potabilisation

48

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Auteur : RAKOTONIRINA Domaine : Sciences et Technologies

Haingombolatiana Narindra Mention : Chimie

Parcours : Ingénierie en Sciences

Et Techniques de l’Eau

Adresse de l’auteur : MB 318 Mahabo Andoharanofotsy.Antananarivo (102)

Tél : (+261) 33 72 062 68. [email protected]

Nombre de page : 50

Tableau : 15

Graphique : 19

Titre : Analyses physico-chimiques et analyses microbiologiques des eaux du Lac

Ambatofotsy, en vue de sa potabilisation.

Résumé

L’objectif de cette étude est de connaitre la qualité des eaux du Lac Ambatofotsy. Les résultats

obtenus permettraient de décider sur les actions visant à assurer l’approvisionnement de la

population en eau salubre. Pour y parvenir, il faut collecter des données et les échantillons ainsi

collectés ont été soumises aux tests physico-chimiques et microbiologiques de l’eau, auprès du

Laboratoire d’ Hygiène des Aliments et de l’Environnement de l’Institut Pasteur de

Madagascar. A l’issue des travaux d’analyse les résultats obtenus montrent que, sur le plan

physico-chimique, les eaux du Lac s’avèrent propres et, du point de vue de la qualité

bactériologique elles renferment une forte teneur en coliformes totaux, Escherichia-coli et

clostridium sulfuto-réducteurs.

Mots clés : Lac Ambatofotsy, analyses physico-chimiques, analyses microbiologiques

Abstract

The objective of this study is to know the water quality of Lake Ambatofotsy. The results

obtained would make it possible to decide on actions aimed at ensuring the supply of the

population with safe water. To achieve this, it is necessary to collect data and the collected

samples have been subjected to physicochemical and microbiological tests of water, at the

Laboratory of Food Hygiene and Environment at the Pasteur Institute of Madagascar. At the

end of the analysis, the results obtained show that, on the physicochemical level, the lake waters

are clean and, from the point of view of bacteriological quality, they contain a high total

coliform content, Escherichia -coli and sulphite-reducing clostridia.

Keywords: Lake Ambatofotsy, analysis physicochemical, analysis microbiological.

Rapporteur : RANAIVOSON Andriambinitsoa Tojonirina, Maître de conférences à la faculté

des sciences de l’université d’Antananarivo

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