Flux ascendant- Filtres plantés
Organisation ayant mis en oeuvre l'étude de cas
Description du contexte d'urgence
La crise humanitaire provoquée par l’escalade de violences dans l’Etat de Rhakine au Myanmar génère une situation de profonde détresse pour un très grand nombre de personnes. Selon les estimations du HCR, le 31 décembre 2019 plus de 910 619 ressortissants birmans déplacés de force résidaient au Bangladesh (fiche d’information de l’UNHCR-20190515). Plusieurs organismes ont apporté une aide humanitaire à ces réfugiés et plus particulièrement dans le secteur de l’eau, de l’assainissement et de l’hygiène. L’aide fournie cible les camps et les communautés d’accueil. Les infrastructures et les installations, aussi bien celles préexistantes à l’afflux de réfugiés de 2017, que celles qui ont été établies en réponse à l’afflux, sont actuellement soumises à une forte pression en raison de la forte densité de population. La communauté Rohingya vit dans des abris temporaires, faits de bambou et de bâches. Selon, les estimations chaque famille se compose en moyenne de 4 à 5 personnes. De plus, les femmes et les enfants qui représentent un groupe vulnérable, composent plus de 50% de la population du camp.
On estime que près de 1,2 million de personnes ont des besoins en EHA. Cependant, le secteur EAH n’a jusqu’à présent pu offrir des installations sanitaires sûres qu’à 768 000 personnes. Lors de la phase d’urgence, des latrines peu profondes ont été construites. Par la suite, de nouvelles latrines ont été construites mais plusieurs latrines d’urgence sont encore utilisées. Aussi, bien que des fosses septiques aient été introduites dans les camps, leurs capacités limitées a conduit à des défaillances dans la collecte et le traitement des boues. Les volumes de boues fécales prélevées étaient bien inférieurs au taux d’accumulation dans les fosses. Il a été déclaré dans le Humanitarian Crisis Joint Review Plan de 2018 qu’en raison de la densité de la population, le secteur EHA connaît des difficultés dans l’identification de zones pour l’élimination et le traitement des boues fécales. Aussi, afin d’améliorer la gestion des boues des solutions innovantes ont été développées.
En réponse à ces problématiques, Practical Action a ciblé son intervention sur la gestion des boues fécales dans les camps de Rohingyas. Cette gestion auparavant négligée par la plupart des organisations a été élevée au rang de priorité par le secteur EAH. Depuis 2017, immédiatement après l’afflux de réfugiés, Pratical Action a construit 18 sites de gestion de boues de vidange au sein de 5 camps différents (7, 8E, 8W,9 et 15). Grâce à ces sites, l’ONG a vidangé plus de 3500 latrines utilisées par près de 70 000 bénéficiaires. La mise en œuvre d’un plan opérationnel a permis à Pratical Action d’étendre son service à 108 000 bénéficiaires. L’ONG a également construit 10 autres stations de traitements et réalisé des activités de promotion à l’hygiène à Ukhiya upazila dans la zone de Cox’s Bazar. Practical Action a également étendu son soutien technique à d’autres agences EAH comme World Vision, Gono Unnoyon Kendro, Christian Aid et Helvetas pour la construction de 10 stations de traitement des boues dans les camps 8E, 13, 14 et 15. Ce modèle de station de traitement de boues de vidange composé de trois chambres avec une technologie à écoulements ascendants s’est avéré être une méthode fiable permettant la vidange régulière des latrines mais aussi l’inclusion de la communauté Rohingya dans les activités liées à l’assainissement.
L’intervention de Practical Action s’est traduite par l’installation d’un système de filtration fiable, offrant une eau salubre de bonne qualité (en comparaison à d’autres méthodes de gestion des boues dans les camps), un système d’exploitation des stations aisé, une forte implication des bénéficiaires avec la mobilisation de réfugiés Rohingya comme ouvrier du service d’assainissement. Ces modalités d’intervention ont été répliquées par Practical Action dans les camps 7, 8E,8W,9, 13,14 et 15 de Kutupalong, Balukhali et Ukhiya Upazila au sein du district de Cox’s Bazar.
Le traitement des boues de vidange de Practical Action n’a pu être optimisé et atteindre les objectifs initiaux fixés du fait de l’absence de campagne de communication incitant aux changements de comportements. Aussi, une campagne de communication a-t-elle été intégrée aux nouveaux projets. Selon une analyse des besoins conduite dans les camps 7, 15 et 8W il existe de forts besoins en termes de campagne promouvant le changement de comportements et notamment sur les enjeux liés à la défécation à l’air libre.
Le camp des Rohingya sont trop grands pour être gérés par une seule organisation. Pour répondre à cette crise, différents consortiums ont été constitués à l’instar de celui sur l’EAH ou encore celui pour la Gestion des Camps. Les consortiums travaillent conjointement en mobilisant leurs ressources, afin de répondre au mieux aux besoins des Rohingyas. Ci-dessous, sont listés quelques acteurs locaux et internationaux jouant un rôle actif au sein de cette communauté :
• Organisation participant à la gestion du camp : RDC, BRAC , CARE, Christian Aid
• ONG EAH: Practical Action, TDH, ONG-F, VERC, WVI, BRAC, Friendship, MSF-H, Mukti Cox’s Bazar
• Agences gouvernementales EAH: DPHE, Office of Civil Surgeon
Selon les rapports conjoints sur la Santé et l’EAH, les cas de maladies aiguës liées à l’eau comme la diarrhée, le choléra, la dysenterie, la typhoïde sont très présents dans les camps. Consciente de ces problématiques, Practical Action a travaillé à une meilleure gestion des boues de vidange afin de garantir un environnement plus sain. Des activités de promotion à l’hygiène dans les camps ont également été mises en œuvre par l’ONG. Des mesures de protection de la santé du personnel et des agents du services d’assainissement ont également été mises en œuvre.
Description du processus de traitement
Practical Action a conçu des stations de traitement des boues de vidange adoptant une technologie éprouvée dite technique de filtration par écoulement ascendants. Une série de chambres de filtration a été conçue afin d’assurer la séparation des liquides et des solides. Après la séparation avec les liquides, les boues brutes s’épaississent. Après une certaine durée, les boues épaissies sont collectées et enterrées avec de la chaux dans les fosses d’enfouissement prévues à cet effet. Les boues sont recouvertes d’une couche de sable afin d’en assurer une gestion sécurisée. Après un certain temps, les boues enterrées seront transformées en compost et si nécessaire ce compost pourra être collecté afin de permettre une réutilisation des fosses. La partie liquide des boues passera par deux autres chambres de filtration. Le traitement final de l’effluent sera réalisé grâce à un filtre planté où les polluants seront absorbés naturellement par des végétaux de l’espèce Canna Indica.
Ce processus de filtration par écoulements ascendants permet une meilleure protection de l’environnement dans la mesure où l’intégralité des boues sont conservées dans les chambres de filtration. Le principal avantage de ces stations réside dans la séparation des parties liquides et solides des boues. La filtration à travers trois chambres successives constitue un autre avantage indéniable. Ce processus de traitement est presque inodore et la réalisation de la vidange ne requiert aucun travail manuel. Toutes les activités sont par ailleurs réalisées en utilisant les équipements adéquats. Une unité de traitement peut en moyenne couvrir les besoins de 220 latrines dans un périmètre de 150-250 mètres.
L’unité de traitement des boues se compose de quatre éléments :
- Chambre de déversement
- Chambre de filtration
- Filtres plantés
- Fosses d’enfouissement
Chambre de déversement:
Les boues des latrines sont essentiellement vidangées en utilisant des équipements motorisés de collecte à l’instar de puissants aspirateurs ou tout autre pompe centrifugeuse. Les boues sont ensuite acheminées dans une chambre de déversement d’une capacité de 300 litres. Avant d’être disposées dans la chambre de déversement, les boues s’écoulent sur une grille permettant d’éliminer les déchets solides non désirés (tissus, habits, lingettes hygiénique…). Les boues parviennent de la chambre de déversement jusqu’à la première chambre de filtration par gravité. La valve située dans la partie inférieure de la chambre de déversement permet de réguler le débit de boues entrant dans l’unité de filtration.
Chambre de filtration:
Chaque chambre de filtration est constituée d’une structure en acier avec une bâche étanche disposée à l’intérieur de la structure et ayant une capacité de 5m3/jour. Des matériaux filtrants sont placés à l'intérieur des chambres. Chaque chambre de filtration contient des vannes à sa sortie pour contrôler les débits de sorties des boues et d'effluents à des niveaux différents. Chaque chambre de l'unité de filtration est interconnectée à un système à chicanes. Les boues s'écoulent à travers les unités de filtration en suivant un « système à écoulements ascendants ». La partie solide de la boue est piégée dans la partie inférieure tandis que la partie liquide monte à travers le média filtrant et s'écoule vers la chambre suivante.
Filtres plantés:
Les filtres plantés sont une sorte de tranchée peu profonde dans laquelle des plantes de l’espèce Canna Indica recouvrent un lit de pierres pour absorber les polluants naturellement. Le fond et les parois latérales de la tranchée sont doublés d'une bâche imperméable pour éviter toute contamination par infiltration. La capacité de traitement de cette chambre est d’au moins 6cum. Pendant que l'effluent traverse le filtre planté, le contenu microbien de l'effluent forme de la gélatine et les racines des plantes diminuent le nombre d’organismes pathogènes. De l'entrée dans la chambre de filtration jusqu'au point de rejet final, le temps de rétention de l'effluent sera de 5 jours maximum. Enfin, les effluents sont collectés et testés en laboratoire pour confirmer les paramètres pour un rejet en toute sécurité dans les plans d’eau.
Fosse d’enfouissement:
La fosse d'enfouissement a été construite à l'aide d'anneaux en béton armé disponibles localement, d’une profondeur maximale de 7 pieds variant selon le niveau des eaux souterraines du site. Chaque fosse contient une enveloppe de sable de 4 pouces qui agit comme un média filtrant à la périphérie externe et au fond de la fosse. La boue épaissie dans la première chambre est vidée chaque semaine et enterrée dans la fosse adjacente avec l’enveloppe de sable et la couche de chaux. Le même processus a lieu dans les autres unités de filtration mais la vitesse de dépôt est très lente et par conséquent, l'enfouissement des boues épaissies sera peu fréquent.
Évaluation et conception (faisabilité)
Les camps sont très densément peuplés et possèdent un accès limité à des installations de lavage des mains adéquates. Practical Action a mis en œuvre une technologie compatible avec les pratiques et besoins de la population. Ainsi, la technologie sélectionnée ne produit aucune odeur et l’absence de risque de contamination physique directe a permis de gagner la confiance des bénéficiaires. La structure en acier de la station est flexible afin de permettre les réparations ainsi que son démontage en cas de besoin. Il est nécessaire de respecter un certain nombre de prérequis comme l’accès à un terrain plat d’au moins 244m2 et ne présentant aucun risque de glissement ou d’inondation. Les communauté Rohingya a été formée et mobilisée sur la base du volontariat pour assurer l’exploitation et la maintenance des stations afin d’assurer leur sécurité et sureté. L’implication des bénéficiaires est essentielle pour assurer la pérennité de la solution de traitement sur le long terme.
L’hygiène anale ou le nettoyage anal regroupe l’ensemble des pratiques effectuées autour de l’anus d’un individu, généralement peu de temps après la défécation. Les membres de la communauté Rohingya lavent habituellement leur annus et fesses à l’eau afin d’éliminer les restes de matières fécales.
Au regard du contexte local, il existe différentes méthodes permettant la vidange des latrines à fosses. Lors de la première phase d’urgence, les organisations EAH n’ont porté que peu de considération à la gestion des excretas humains. Cela a conduit à une situation critique lorsque les fosses des latrines ont été remplies par les boues rendant les latrines inutilisables par les bénéficiaires. Plusieurs ONG ont mis en œuvre différentes technologies de traitement biologique (filtration avec écoulements ascendants, filtres plantés, unité de biogaz etc…), de traitement chimique (stabilisation à la chaux) et traitement sur site. La majorité des organisations EAH collectent les boues directement depuis les fosses des latrines en utilisant des pompes à motricité humaine et des tuyaux flexibles. Pour les latrines éloignées, les boues sont stockées de façon temporaire dans des stations secondaires avant leur traitement final.
Practical Action a mis au point des unités de gestion des boues de vidange (FSM) spécifiques au contexte, en adoptant une technique de filtration à écoulements ascendants pour garantir l'élimination en toute sécurité des déchets humains sur un terrain vallonné d'Ukhiya pour les camps de Rohingya. L’unité comprend une série de chambres de filtration permettant la séparation des matières liquides et solides. Les boues fécales brutes s’épaississent dans la partie inférieure de chacune des chambres de filtration avant d’être déversées dans des fosses d’enfouissement avec du sable afin d’en sécuriser la gestion. La partie liquide des boues s’écoulera à travers le média filtrant de chaque chambre et le traitement final de l’effluent sera réalisé grâce à un filtre planté où les polluants seront naturellement absorbés par les végétaux (espèce Canna Indica). Après séparation, les boues fécales s’épaississent dans les zones inferieurs des chambres. Elles sont ensuite déversées avec du sable dans une fosse. La partie liquide des boues subira un processus de filtration plus poussé, en passant par les médias filtrant des chambres, pour enfin être introduit dans la zone des Canna Indica. Une fois décomposé, les boues enfouies seront transformées en compost. Une fois digérées, les boues enfouies seront converties en compost et si nécessaire le compost pourra être retiré pour réutiliser les fosses.
A l’instar de chaque solution de traitement des boues de vidange, il existe quelques défis à la mise en œuvre de la technologie des filtres à écoulements ascendants dans les camps. Les camps ayant une très forte densité démographique il est difficile de trouver un terrain adéquat pour la gestion des boues en prenant en compte les impératifs environnementaux et de santé publique. Certaine latrines sont situées à basse altitude et subissent des infiltrations d’eau souterraine ce qui augmente la fréquence de vidange des latrines. La topographie montagneuse représente un second défi pour la collecte des boues. Les espaces disponibles étant limités, Practical Action a modifié les caractéristiques des stations afin de les adapter à la topographie. De nombreux défis ont été soulevés dès le démarrage du projet. L’adaptation et les changements graduels ont permis de dépasser ces principaux défis.
Construction
L’achat de l’ensemble des matériaux nécessaires à la construction de la station a été réalisé par Practical Action Consulting, une filiale de Practical Action, basée à Faridpur Upazila au Nord du Bangladesh. Selon l’accord qui lie Practical Action et Practical Action Consulting, cette dernière est également responsable de la construction des stations de traitement dans les camps. Pour les médias filtrants, Practical Action a lancé un appel d’offres et recueilli divers devis auprès de fournisseurs. Practical Action a par la suite sélectionné le meilleur fournisseur pour l’obtention de ces matériaux. La sélection des fournisseurs est une étape essentielle pour l’installation de station et pour assurer un service de qualité aux bénéficiaires.
Trois niveaux de surveillance ont été assurés durant les phases de construction et mise en fonctionnement des stations de traitement des boues de vidange. Les experts techniques assurent le processus d'installation en suivant les directives appropriées et confirment la bonne qualité des matériaux filtrants. Le coordonnateur terrain et son équipe d'agents fournissent un soutien en matière de ressources humaines pour assurer la bonne conduite de des phases de construction et de mise en fonctionnement des stations. Le responsable du suivi, de la documentation et des rapports vérifie tous les avancements et alerte sur les activités prévues. Le responsable financier et administratif est en charge de la réalisation des procédures de paiement et de passation des marchés.
Il faut généralement entre 30 et 45 jours ouvrables pour la sélection du site et obtenir l’approbation des comités de gestion des différents camps. Pour intervenir dans un camp, le coordinateur terrain réalise une analyse des besoins pour le traitement des boues auprès des différents référents EAH des camps. Dans un second temps, cette analyse des besoins est soumise auprès de l’agence gouvernementale en charge de la gestion des camps (Office of the Refugee Relief & Repatriation Commissioner). Cette agence gouvernementale délivre alors une autorisation d’intervention pour la gestion et le traitement des boues. Parallèlement à ce processus d’autorisation, les équipes terrains effectuent des visites terrain afin d’identifier des sites propices à la construction des stations. Pour cela les prérequis suivant doivent être respectés : disposer d’un terrain d’une surface minimum de 244m2, être situé à au moins 10 pieds au-dessus du niveau de la mer et ne pas présenter de risque de glissement de terrain. Les équipes terrain évitent également de sélectionner des sites situés sur les hauteurs des collines du fait de la difficulté de collecter les boues depuis les latrines lorsqu’il y a un important dénivelé. Les équipes terrain sélectionnent les sites au hasard en concertation avec les points focal WaSH et les comités de gestion de camps. Par la suite, les équipes terrain et les ingénieurs visitent les sites pré identifiés et sélectionnent les sites répondant au mieux aux prérequis définis. Une fois l’autorisation gouvernementale reçue pour les camps et activités précisés, les équipes terrain sécurisent les sites sélectionnés pour les stations de traitement des boues.
L’ingénieur projet réalise les plans pour la construction de la station de traitement en prenant en compte le terrain et sa topographie. Dépendamment de la météo, il faut compter en moyenne deux à trois jours pour la préparation et la clôture du site. Un maçon, appuyé par trois ou quatre assistants, construit les fondations de la station (compter 4-5 jours). Un agent d’assainissement assure l’entretien des fondations en les arrosant pendant trois jours consécutifs. Une équipe d’experts de Practical Action Consulting procède alors à la fabrication de la structure de la station de traitement (compter 3 ou 4 jours). Un test d’étanchéité est par la suite réalisé pendant 5 à 7 jours pour s’assurer qu’il n’existe pas de fuites liées à la fabrication avant l’installation des médias filtrants dans les chambres. Parallèlement à cette phase de test, les fosses d’enfouissement, les puisards et les filtres plantés sont construits. Une fois le test d’étanchéité validé, les matériaux filtrants sont placés dans les chambres sous 3-4 jours. Il est essentiel de construire une toiture aux chambres afin de prévenir les infiltrations des eaux de pluie. Par la suite, l’eau utilisée pour les tests d’étanchéité est utilisée pour la construction et la mise en service de la station.
Les ouvriers responsables du service d’assainissement reçoivent des équipements de protection individuelle composés de casquettes, gants, bottes et tabliers en caoutchouc afin d’assurer leur propre sureté et d’éviter les contacts directs avec les excretas humains. Ils portent ces équipements de protection individuelle lors de la réalisation quotidienne des tâches qui leur incombent. Ces équipements sont renouvelés de façon régulière afin d’assurer la santé et la protection des ouvriers du service d’assainissement. Ce renouvellement des équipements représente un défi car il requiert un arbitrage entre des enjeux budgétaire et la sécurité des ouvriers. La fréquence des activités de vidange est ralentie pendant la saison des moussons en raison des fortes pluies et des risques de glissement de terrain. De plus, il devient difficile de marcher dans les sentiers glissant en transportant de lourdes machines.
Opération et maintenance
Liste des activités d’exploitation et maintenance :
• RH : équipes terrain, bénévoles, ouvriers assainissement
• Equipement : machine à moteur diesel, ventouse hi-cap, tuyaux flexibles
• Fréquence : 4 fois par semaine, 60 à 80 fosses par semaine
• Objectifs : fournir des services d’assainissement sûrs dans les camps ayant une très forte densité démographique.
• Défis : entretien inadéquat des latrines, accessibilité des fosses, manque d’eau pour la stabilisation des boues, déchets solides jetés dans les fosses
Les paramètres du traitement :
Les résultats des tests sur la qualité de l’eau à l’entrée et à la sortie montrent que l’eau traitée est équivalente à une eau industrielle.
• Réduction de la DBO de 60%
• Réduction de la DCO de 55%
• Augmentation du pH de 76%, avec un pH ayant une valeur moyenne de 7,6
La quantité de boues en sortie de station par rapport à la quantité de boue d’entrée est de 50 kg/m3. La disposition d’une couche de charbon rend le traitement inodore.
La sureté et la sécurité durant l’exploitation et la maintenance :
• Equipements de protection individuelle : casquettes, lunettes, gants, bottes et tabliers et caoutchouc
• Règles de sureté : les ouvriers assainissement doivent porter leurs équipements de protection individuelle durant la vidange, la collecte et le dépôt des boues dans la station.
• Responsabilités : ONG et des volontaires doivent s’assurer que les ouvriers utilisent correctement les équipements de protection individuelle.
Principaux défis :
• Renouvellement périodique des équipements de protection individuelle
• L’accès à des points d’eau
• La protection du site par une clôture
• Un drainage est assuré
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