La carence en matière d’infrastructure d’assainissement, combinée à l’adoption de pratiques et technologies d’assainissement inadaptées, constitue un problème majeur dans de nombreux pays à faible revenu tels qu’Haïti. La contamination fécale qui en résulte est souvent la cause de problèmes sanitaires et environnementaux menaçant de façon croissante la santé humaine et les équilibres écosystémiques. La résolution de la contamination fécale passe nécessairement par la mise en place de filières et de technologies (et pratiques) d’assainissement adaptées au contexte local pour gérer efficacement les excreta provenant des ménages. Cependant, le choix de ces filières d’assainissement doit être réalisé sur une base scientifique pour éviter de produire des transferts de pollution.
Cette thèse doctorale vise principalement à évaluer les impacts sanitaires et environnementaux des principales filières et technologies d’assainissement autonome utilisées dans les pays tropicaux à faible revenu, avec un focus particulier sur Haïti, afin d’identifier les solutions les plus performantes sur le plan environnemental et celles susceptibles d’être améliorées. L’analyse du cycle de vie (ACV), en tant que méthode d’évaluation environnementale holistique et multicritère, est employée pour atteindre cet objectif. L’ACV permet d’identifier les filières et technologies les plus avantageuses sur les plans sanitaire et environnemental, tout en évitant les transferts de pollution. En complément, l’évaluation quantitative des risques microbiens (ÉQRM) est utilisée pour évaluer les risques sanitaires d’origine microbienne, un aspect non couvert par l’ACV. L’unité fonctionnelle retenue est la gestion d’une tonne de boues fécales humides en Haïti sur une période d’un an.
Un total de quinze scénarios, représentant les filières d’assainissement autonome les plus courantes, a été élaboré à partir d’une combinaison de trois types de toilettes, d’une évacuation d’abord manuelle, puis mécanique, et de cinq technologies de traitement et/ou de valorisation de boues. Chaque filière d’assainissement autonome est constituée de trois maillons : toilette, évacuation et traitement. Les toilettes considérées sont la latrine à fosse unique ventilée (VIP), la toilette sèche à litière biomaîtrisée (TSLB) et la toilette à chasse d’eau (WC). Pour l’évacuation, la première vidange des boues est effectuée à l’aide d’une pompe Gulper (sauf pour les scénarios impliquant une TSLB), tandis qu’un camion de vidange récupère ensuite ces boues pour les transporter vers une station de traitement située à 10 km du point de collecte. Quant au traitement, les technologies retenues sont un biodigesteur, un composteur, un système lagunaire, des lits de séchage non plantés (LSnP) et des lits de séchage plantés de végétaux (LSPV).
Pour modéliser les filières et technologies examinées, un inventaire du cycle de vie basé essentiellement sur des entrevues, des campagnes de pesée et la recherche bibliographique a été réalisé. Le logiciel OpenLCA et la base de données ecoinvent v.3.7 ont été utilisés pour la modélisation. Les méthodes Impact World+ et IPCC 2013 GWP 100a ont été utilisées pour l’évaluation des impacts du cycle de vie. L’extension des frontières a été appliquée, conformément à la norme ISO 14044, pour allouer au système les bénéfices environnementaux découlant de la production de compost, de biogaz et de biosolides.
Les résultats indiquent que, parmi les technologies d’assainissement évaluées, le WC est le plus néfaste pour l’environnement, tandis que la TSLB est la moins néfaste. La phase d’utilisation des toilettes a été identifiée comme l’étape du cycle de vie la plus impactante, responsable de plus de 90 % de l’impact total de chaque filière d’assainissement examinée. Le papier hygiénique, les copeaux de bois, les émissions de gaz à effet de serre (GES) issues de la biodégradation des boues dans les toilettes et l’eau ont été identifiés comme les principales variables critiques. Parmi les technologies de traitement intensives, le biodigesteur présente un impact environnemental plus élevé que le composteur. Pour les technologies extensives, les LSPV sont considérés comme les plus impactants, suivis des LSnP et des lagunes.
En ce qui concerne les filières d’assainissement, deux grandes catégories ont été analysées en fonction de la technologie de traitement des boues utilisée : intensive ou extensive. Pour les filières intégrant une technologie intensive de valorisation des boues, le Scénario 1 (VIPÉvacuation- Compostage) s’est révélé être le plus bénéfique globalement, tandis que le Scénario 6 (WC-Évacuation-Biométhanisation) a été identifié comme le plus impactant. Dans le cas des filières utilisant une technologie extensive, le Scénario 6 (VIP-Évacuation-Lagunes) et le Scénario 4 (VIP-Évacuation-LSnP) se sont avérés être les moins impactants, ces deux scénarios étant interchangeables. À l’opposé, le Scénario 8 (WC-Évacuation-LSPV) a été identifié comme le plus impactant.
Pour améliorer les filières et technologies d’assainissement examinées, les résultats obtenus suggèrent d’utiliser du papier toilette fabriqué localement à base de papier recyclé, d’utiliser de la cendre et/ou des sciures comme litière à la place de copeaux de bois dans les TSLB, d’utiliser des WC économes en eau et une pompe de Gulper fabriquée localement pour éviter de descendre directement dans les fosses lors de la vidange.
Deux travaux distincts d’ÉQRM ont été menées pour évaluer les risques microbiens liés à l’utilisation de la TSLB et à la vidange manuelle des fosses par les vidangeurs, appelés « bayakous ». Les résultats révèlent un risque élevé pour les utilisateurs de la TSLB et un risque hautement élevé pour les bayakous, dépassant le seuil de risque acceptable fixé par l’USEPA (10-4 par personne et par an). Ces travaux préconisent des mesures d’atténuation, notamment le port d’équipements de protection individuelle, l’utilisation de pompes manuelles pour éviter l’entrée dans les fosses, et la professionnalisation du métier de bayakou, afin d’améliorer la sécurité sanitaire et les conditions de travail.
| Date | 20 nov. 2024 |
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| langue originale | Français |
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| Établissement diplômant | - École de technologie supérieure
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| Superviseur | Frédéric Monette (Directeur(-trice)) |
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