Parménides iV – Compte rendu de la session 3 (1/2)

Session 3.1 : concepts et technologies de purification et d’assainissement

A. Technologies (membranes, nanotechnologies, …) : évaluation et suivi

• Président : Albert Sasson (Maroc)
• Rapporteurs : François Guinot (France), Mohamed Fekhaoui (Maroc)

1. Introduction aux technologies et problèmes d’assainissement : Emmanuel Trouvé (France)
2. Recyclage et réutilisation des eaux usées dans les conditions du Moyen Orient : Pinchas Fine (Israël)
3. Eaux usées : quelles technologies pour le traitement des eaux usées des petites collectivités dans les pays en développement ? Omar Assobhei (Maroc)
4. Vers un traitement intégré et durable des eaux usées : expérience palestinienne : Mustafa Ibrahim Khamis (Palestine)
5. Discussion

Session 3.2 : Qualité de l’eau : politiques et stratégies

B. Politiques et stratégies d’assainissement

5. Moyens actuels de traitement, formations, maintenance – perspectives : Louis Cot et Gilbert Rios (chaire SIMEV-Unesco)
6. Méthodes de contrôle de la qualité de l’eau : Mohamed El Mghari Tabib (Maroc)
7. Gestion des crises sanitaires liées à l’eau, équipements sanitaires : Vincenzio Belgiorno (Italie)
8. Eau, femmes et pouvoir de décision : Asma El Kasmi (Directeur gén. de l’Académie arabe de l’eau – AWA)
9. Pédagogie du rapport à l’eau chez les enfants et les adultes : Olivier Houdé (France)
Discussion

« Issues & challenges for sanitation
Sanitation revolution, wasterwater reuse positioning in water stressed areas »

Origins of nowadays sanitation ?
Protect people (19th) > protect nature (20th)

In the XIXth century (‘the hygienists’), the first main objective is to protect urban populations :

• Avoid direct contact with wastewater : cleanings & WC with clean water, and underground pipes for sewage collection
• Avoid dissemination of pathogenic agents : stop of the collection & transport of human faecal mater to peri urban farmed zones

In the XXth century (‘the greens’), the second main objective is to protect environment (receiving natural water bodies)

• Centralize the treatment of biggest wastewater streams, with carbon removal as top priority
• Extend the sewage collecting system & and increase all wastewater stream confinement (individual or collective mode) especially the most dangerous (industry) and the most numerous (dispersed households)

Consulter la suite des diapositives de la présentation

Wastewater effluent is an essential source of irrigation water in arid and semi-arid regions.

WHO guidelines ensure human health at reasonable cost. Additional barriers to pathogen are optional.

Wastewater nitrogen and phosphorus replace for fertilizer application. Possible salination of the root zone might requires additional leaching. However, groundwater salination is inevitable when it is over pumped (high Water Use Index).

WW Effluent are more sodic (SAR >4 mmol-1) which might deteriorate properties of vulnerable soils .

Boron might accumulate in soil and plants (shift to no-boron detergents). Boron was largely eliminated from Israeli WW.

The soil scientists community has the necessary expertise to conduct wastewater irrigation properly.

Consulter la présentation complète et ses diapositives

L’importante urbanisation et le développement économique que connaissent plusieurs pays en voie de développement dont le Maroc ont eu pour effet d’augmenter la production des eaux usées (au Maroc : environ 2 millions de m³/jour en 2008). L’assainissement des eaux demeure une très haute priorité en Afrique. L’Afrique est certes un cas d’école, mais la pollution des eaux du Gange reste préoccupante, malgré le milliard d’euros investi par l’Inde dans l’assainissement depuis des années 2000, le Gange reçoit quotidiennement environ 1 million de m³ d’eaux usées ! Au Maroc, moins de 10 % de ces effluents sont traitées et le reste est rejeté dans le milieu naturel amplifient les déséquilibres environnementaux à la périphérie des villes, menacent la qualité de vie des citoyens et contaminent les ressources en eau. Cependant, ces eaux usées peuvent représenter une ressource hydrique complémentaire pour l’agriculture et l’industrie.

Au Maroc, le secteur du traitement des eaux usées accuse un grand déficit en matière d’ouvrages d’épuration. En effet, bien que 73% de la population marocaine soient raccordés à une forme d’assainissement amélioré, moins de 4 % des habitants sont connectés à une station d’épuration en activité. Ce secteur, utilisant exclusivement des technologies de type biologique, connaît de graves dysfonctionnements, puisque plus de 50 % des stations d’épuration ne fonctionnent pas pour diverses raisons (principalement : le coût de fonctionnement et d’entretien des ouvrages ; le manque de personnel qualifié pour leur gestion ; la sophistication des technologies utilisées et leur sensibilité aux conditions climatiques, le manque d’expertise nationale etc.)

Normalement, des technologies adaptées qui tiennent compte des contraintes citées ci-dessus existent et peuvent être rapidement maîtrisées moyennant l’acquisition d’un savoir et d’un savoir-faire dans les domaines de l’écologie microbienne, de la phytoremédiation et du génie des procédés. Ces domaines ont déjà montré leur efficacité dans la dépollution de part le monde. L’utilisation de consortium microbiens et de la phytoépuration sont plus appropriés pour le traitement des eaux usées, car elles montrent une meilleure résistance aux chocs de charge, une tolérance plus élevée aux variations de pH et une bonne activité dans une large gamme de températures. La phytoépuration et les bioprocédés microbiens qui mettent en œuvre l’immense diversité métabolique de la flore et la faune sont considérés actuellement comme les techniques qui conviennent le plus pour épurer les eaux usées domestiques. Ces technologies ont actuellement pour but de minimiser l’impact néfaste des effluents sur l’environnement. Dans le futur, les développements devraient se concentrer sur les bioprocédés qui incluent le recyclage des ressources présentes dans les effluents à traiter. Des expériences de traitement des eaux usées, basées sur des bioprocédés ont été conçues et développées par des chercheurs avec succès dans plusieurs pays en voie de développement. Au Maroc, des stations d’épuration adaptées au contexte climatique et socioéconomique du pays ont été construites à Rabat (IAV), à El Jadida (Faculté des sciences), à El Attaouia, à Tétouan… Ces expériences ont montré leur pertinence en termes de fiabilité, d’efficacité, de coût, de simplicité et de robustesse et méritent d’être adoptées au moins pour les petites collectivités marocaines. D’ailleurs, dans le contexte national, il serait stratégique de développer une expertise nationale dans le domaine du traitement des eaux usées via des petites et moyennes stations basées sur des technologies simples, robustes et facilement maîtrisables. Ces stations pourraient aussi être adoptées pour le traitement décentralisé des eaux usées dans les moyennes et grandes villes, les zones touristiques et certaines industries.

Enfin, l’extension de la dépollution en général, et du traitement des eaux usées dans les pays en voie de développement en particulier, ne peut être sérieusement envisagée que lorsque ces pays mettent en place de vrais politiques de renforcement des capacités nationales en termes de maîtrise des technologies et d’acquisition d’expertise dans ce domaine et ceci en érigeant la formation et la recherche dans le domaine de la biotechnologie environnementale en général, et celui des bioremédiations en particulier, en domaine prioritaire dans leur système d’enseignement et de recherche.

Wastewater generated from all the premises of Al-Quds university campus were treated by secondary technique based on tailored made- activated sludge pilot plant followed by tertiary treatment pilot plant based on ultra-filtration coupled with reverse osmosis. The ultra filtration unit was equipped with spiral wound with 20 KD cutoff membranes. Both the operation and the performance of this plant as function of times is monitored and analysed over five years period. The data shows that high quality water is obtained from this system which can be implemented for non-restricted irrigation. However, the spiral wound membranes showed severe fouling over short period of time which was resistant to cleaning in-place protocols. To overcome this problem, the unit is coupled with hollow fiber membranes with 100 kD cutoff on the premises that the good quality of hollow fibre feed will reduce the fouling episode of the spiral wound and thus reducing the cost of treatment with no reduction of the quality of the treated water. The most important observation is that, while keeping the excellent water quality of the spiral wound UF permeates, we have succeeded to maintain constant flow rate under regular cleaning methods. Thus the irreversible fouling of the membrane was completely prevented during this outstanding integration. Cost effectiveness and sustainable reuse for irrigation were also investigated. The results are discussed in reference to their application to a typical village. To enhance the ability of the integrated plant for the removal of pharmaceuticals and their degradation products from wastewater, new composite micelle (otadecyltrimethylammonium (ODTMA)–clay (montmorillonite) was introduced. Adsorption isotherms were studied and compared with that of charcoal. The results of several pharmaceuticals render this process a promising technique for large scale applications.

D’abord développées pour le dessalement en réponse à l’insuffisance des ressources en eau douce, les technologies membranaires s’imposent progressivement pour tous les traitements des eaux, qu’il s’agisse de faire barrière à des micro‐organismes, à des particules ou à des contaminants chimiques de natures diverses (molécules ou ions). Le nombre des procédés membranaires disponibles va croissant, du fait de la mise au point de matériaux ou de concepts nouveaux pour leur mise en œuvre. L’intérêt grandissant à l’égard des techniques membranaires, dans le traitement des eaux, est dû à différents facteurs : des réglementations plus strictes / les membranes ‐ procédé d’élimination physique des pathogènes ‐ permettent de désinfecter sans formation de sous‐produits indésirables ; l’intérêt grandissant pour la réutilisation de l’eau : dans les grandes villes tout comme dans les régions arides, les eaux usées sont désormais considérées comme une ressource/ les membranes, grâce à leur large éventail d’abattement, permettent de recycler assez aisément ; les progrès techniques : l’application des technologies membranaires au traitement de l’eau a moins de 50 ans / après une longue phase de recherche et de développement, leur industrialisation s’est accélérée. La chaire UNESCO SIMEV s’est fixé pour objectifs, conformément aux missions qui lui ont été confiées, de travailler au transfert de ces technologies des pays riches vers les pays en développement pour notamment favoriser l’accès à l’eau de leurs populations, améliorer les conditions d’hygiène/santé et servir leurs agricultures. Cela exige la mise en place de collaborations fortes et spécifiques dans les domaines de la formation, de la recherche et du développement dont il sera question dans cet exposé.

Consulter les diapositives de la présentation



Dans un contexte de rareté des ressources hydriques accentué par les changements climatiques et les pressions de différentes origines notamment anthropiques, le rôle du contrôle de la qualité de l’eau (CQE) dans le but de la maîtrise des risques sanitaires liés aux différents usages de l’eau est primordial. Pour que le contrôle de la qualité soit optimisé et efficace, il doit couvrir le « grand cycle de l’eau » et ne pas se limiter au « petit cycle de l’eau » dont s’occupe généralement les opérateurs du secteur de l’alimentation en potable (AEP) et l’assainissement. En effet, un CQE intégré permet d’anticiper la prévention des risques de dégradation de la qualité et leur impact sur la santé, mais aussi vérifier et optimiser l’efficacité des « multi barrières » mises en place pour éliminer et /ou réduire les organismes et les substances susceptibles d’impacter la santé de l’usager. Il couvre les aspects suivants :

• Les enquêtes d’identification des sources potentielles de pollutions et évaluation de leur impact sur la qualité des ressources en eau ;
• Le suivi de l’évolution de la qualité des ressources en vue de définir les traitements les mieux adaptés à leur potabilisation ;
• L’évaluation des performances des installations de traitement d’eau potable et d’épuration d’eaux usées ;
• L’évaluation de l’hygiène des systèmes d’AEP (production- stockage et distribution) ;
• Le contrôle de la qualité des matériaux en contact avec l’eau (Produits de traitement, revêtement, matériaux de conduites et réseau) ;
• Le contrôle continu des indicateurs simples de la qualité ;
• Le traitement des réclamations des abonnées relatives à la qualité de l’eau. Ces aspects doivent être accompagnés par des actions aussi indispensables que nécessaires concernant :
• Le choix des paramètres à contrôler en fonction du risque ;
• La fiabilisation des résultats à travers la mise en place de l’assurance de la qualité analytique, l’accréditation des laboratoires et la participation aux essais d’inter comparaison ;
• L’amélioration de l’exploitation des systèmes de contrôle continu des paramètres simples de CQE et des capteurs des indicateurs de pollution ;
• Le développement de la recherche des polluants émergents.

L’adoption d’une telle approche (CQEI) facilite le déploiement des PGSSE préconisé par l’OMS et /ou les systèmes de management de la sécurité des denrées alimentaires (Certification HACCP ou ISO 22000) au niveau des systèmes d’AEP pour une plus grande maîtrise du risque sanitaire.

La mise en œuvre de ces démarches renforce les liens, d’une part, entre tous les acteurs et les usagers de l’eau et, d’autre part, entre le concepteur, l’exploitant et les laboratoires. Elle exige aussi une pluridisciplinarité des acteurs chargés du CQE et une meilleure coordination entre les opérateurs, l’autorité chargée de la gestion de la ressource et les autorités sanitaires.

L’expérience de l’ONEP, premier opérateur du secteur au Maroc, développée pendant plus de 40ans dans le domaine du CQEI en partenariat avec organismes nationaux et internationaux concernés ainsi que l’ initiation de la mise en œuvre des PGSSE et /ou la certification ISO 22000 pour améliorer la sécurité sanitaire de la production de plus de 900 Millions de m3 par an sera présentée par l’auteur dans la présente communication .

Consulter les diapositives de la présentation

In 1973, the Campania region (Italy) was hit by an awful cholera outbreak : this dreadful event resulted in a new, wide sanitation project which aimed to extensively manage public health in the Gulf of Naples area and to protect local people from faecal-oral diseases, which may spread through water. The plan proposed the creation of many centralized new wastewater treatment plants, in order to deal with the Gulf of Naples severe pollution ; the same project aimed to develop water reuse in both industrial and agricultural sectors, as well as to redefine the waste management in the same area. The territorial framework included more than 2800 km2 and 200 municipalities, for a total of 6 million inhabitants.

Planned works were not completed until late Nineties, when new treatment plants begun to operate, significantly reducing water pollution in the Gulf of Naples area. The lack of appropriate cost of water and legislation led to low operation and maintenance : in 20 years, this lack of investments transformed a new, well-designed sanitation system into a worn out, poorly funded plants network. Lesson learned will be presented.

Water and wastewater utilities need to be properly funded, correct technologies must be chosen and appropriate economic and operational management must be needed in order to properly face sanitary risk and to protect both environment and human health.

Consulter les diapositives de la présentation

Il est maintenant largement admis qu’un facteur majeur pour assurer la pérennité des politiques de l’eau est la bonne gouvernance du secteur et pourtant dans plusieurs régions du monde la volonté politique pour mener les réformes correspondantes reste insuffisante. Les réformes du secteur de l’eau sont souvent perçues par les dirigeants comme des politiques perdantes. Les coûts politiques à court terme pour introduire des changements qui conduisent à l’amélioration de la gestion de l’eau et de l’assainissement sont souvent considérés supérieurs aux bénéfices à long terme pour la santé des populations et la protection de l’environnement.

Le changement de paradigme dans le secteur de l’eau pour passer de la « mission hydraulique » qui favorise l’augmentation de l’offre et des services directs vers la mission « eau pour le développement durable » basée sur la gestion intégrée des ressources en eau et la régulation des services nécessite des changements de comportement (des utilisateurs et des décideurs), de modes d’opérations et d’utilisation des technologies. Ces changements peuvent être facilités par trois réformes principales : (1) l’augmentation des connaissances et des compétences, (2) l’amélioration de la viabilité financière et (3) la mise en place d’institutions et d’incitations appropriées pour les différents intervenants.

L’Académie Arabe de l’Eau (AWA) a été établie en 2008 à Abou Dhabi afin d’accompagner les décideurs et professionnels du secteur de l’eau et des secteurs associés dans la région arabe pour mieux apprécier les bénéfices politiques des réformes du secteur de l’eau et augmenter leur disposition à introduire les changements nécessaires. A travers ses programmes de développement du leadership et de renforcement des capacités, l’AWA introduit de nouvelles perspectives sur la gestion de la demande, les réformes institutionnelles, la durabilité financière et environnementale, la participation des secteurs privé et public, la planification trans-sectorielle et l’intégration des politiques de l’eau, santé, agriculture, énergie et commerce. Les changements d’approches dans les politiques de l’eau appellent à un changement de style organisationnel et à un leadership différent. L’intégration de plus de femmes dans les plus hautes sphères de planification et de prise de décisions apporte une dynamique nouvelle et des caractéristiques spécifiques qui méritent d’être cultivées pour faire progresser les réformes du secteur de l’eau.

La pédagogie des rapports à l’eau chez les enfants et les adultes doit prendre en compte les capacités exécutives du cerveau. Ces fonctions exécutives, aussi appelées « le contrôle cognitif », correspondent à l’inhibition (résister aux habitudes, tentations ou distractions), à la flexibilité (s’ajuster au changement) et à la mémoire de travail (maintenir à l’esprit et utiliser des informations et instructions). Par exemple, un défaut d’inhibition peut expliquer des difficultés d’apprentissage et d’adaptation, à la fois cognitive et sociale, dans les rapports à l’eau chez les enfants et les adultes.

Consulter les diapositives de la présentation