Qualité des eaux de surface de la zone de Niamey : Caractérisation physico-chimique, dynamique spatio-temporelle des concentrations en matières en suspension (MES) et en bactéries d’origine fécale (E. coli)

Soutenance de thèse de Moussa Bouabacr Moussa

Le jury est composé de :

• Mme. Isabelle BERTRAND (LCPME, Université de Lorraine) – Rapporteure
• M. Philippe CECCHI (UMR MARBEC, IRD)  – Rapporteur
• M. Olivier RIBOLZI (GET, IRD) – Examinateur
• M. Bassirou ALHOU (Laboratoire de Geologie, École normale supérieure) – Examinateur
• M. Joseph SIELIECHI (ENSAI, Université de Ngaoundéré) – Examinateur
• Mme. Sylvie GALLE (IGE, IRD) – Invitée
• M. Laurent KERGOAT (GET, CNRS) – Invité
• Mme. Manuela GRIPPA (GET, Université Toulouse 3) – Co-directrice de thèse
• M. Amadou ABDOURHAMANE TOURE (Sol et dynamiques de surface, Université Abdou Moumouni) – Directeur de thèse
• M. Bruno LARTIGES (GET, Université Toulouse 3) – Directeur de thèse

Résumé

Au Sahel les eaux de surface constituent une ressource précieuse pour les populations qui y ont recours pour de multiples usages et le suivi de leur qualité est un enjeu crucial. Un accès à une eau de qualité, et un cadre de vie assaini et hygiénique peuvent conduire à une diminution des maladies hydriques, dont les maladies diarrhéiques qui touchent particulièrement les enfants en bas âge. Ces diarrhées infectieuses sont principalement causées par des bactéries pathogènes dont la présence dans l’eau est classiquement prospectée grâce à Escherichia coli qui est indicatrice de contamination fécale. Les éléments libres en surface (bactéries, matières organiques et minérales, déchets solides) sont généralement charriés vers les eaux de surfaces à la suite d’évènements pluvieux qui rendent ces dernières favorables à la prolifération des bactéries et autres pathogènes. Une meilleure compréhension des sources des agents pathogènes dans les eaux de surface, leur dynamique et les variables environnementales qui les contrôlent est donc primordiale. Ceci est d’autant plus urgent dans le contexte actuel caractérisé par les changements globaux : changement climatique, croissance démographique et modifications des écosystèmes naturels (changements de l’occupation et d’usage des terres, construction d’ouvrages hydroélectriques).

L’objectif de cette thèse est d’améliorer la connaissance de la dynamique spatio-temporelle des concentrations en matières en suspension (MES), des bactéries d’origine fécale et des paramètres physico-chimique des eaux de surface dans la zone de Niamey. Un suivi régulier et adapté a été effectué pendant 3 ans sur le tronçon du fleuve Niger entre l’amont et l’aval de la ville de Niamey et au niveau de deux lacs périurbains situés à l’est de la ville. La concentration en MES de ces eaux a été déterminée grâce à la méthode de filtration et à des mesures de la couleur des eaux dans le visible et le proche infrarouge par des radiomètres in-situ et embarqués sur satellite. La teneur des eaux en E. coli a été mesurée par la méthode de culture en microplaques grâce aux échantillonnages réalisés in-situ et les paramètres physico-chimiques ont été mesurés avec des sondes multiparamètres. Ces mesures ont été complétées par des analyses de MES par microscopie électronique à transmission et à balayage, granulométrie et spectrométrie.

Les analyses ont montré de très fines particules de kaolinite de l’ordre de 0,2 µm avec des oxyhydroxydes de fer pendant la crue rouge. Les données issues de la radiométrie in situ et du capteur embarqué sur Sentinel-2 se sont montrées efficaces pour le suivi de la dynamique des MES dans la région et ont permis de quantifier les apports importants des affluents de la rive droite en amont de Niamey. La concentration en MES a montré une relation complexe avec le débit du fleuve Niger avec des valeurs maximales atteintes avant le pic de la crue locale (crue rouge) et de très faibles valeurs pendant le 2eme pic de crue à Niamey (crue blanche). La contamination fécale s’est avérée significative pendant toute l’année avec des pics plus importants au début de la saison des pluies qui précèdent les pics de MES et de débit. La teneur en E. coli du fleuve a révélé une importante pollution fécale provenant de la ville de Niamey avec des valeurs en moyenne 16 fois plus importantes en aval de Niamey par rapport à l’amont. Les lacs périurbains ont montré de valeurs élevées notamment en saison de pluie mais généralement plus faibles que dans le fleuve Niger. Les travaux de cette thèse ont permis de fournir des connaissances nouvelles sur l’état de la qualité microbiologique des eaux de surface dans la région de Niamey, et de mettre en évidence le rôle fondamental des sources de pollution notamment en ce qui concerne les activités anthropiques à proximité du fleuve et dans la ville de Niamey.