Introduction

Le Bénin dispose d'un potentiel national de ressources en eau de 13,106 milliards de m³ par an en moyenne pour les eaux superficielles et 1,870 milliards de m³ par an en moyenne pour la recharge de la nappe souterraine (PANGIRE, 2011, p. 15 ; Brève Analyse Bénin, 2014, p. 12). Cependant, il n'est pas épargné de la pénurie d’eau (L. Odoulami, 2009, p. 15) et du problème d’altération de la qualité des ressources en eau (M. Makoutodé et al., 1999, p. 2). Comme le disait WHO (2008), cité par H. S. Totin Vodounon (2010, p. 26), la disponibilité de l’eau, en termes de qualité, résulte de son état de pollution par les éléments physiques et chimiques, et ou de sa contamination par les agents bactériens. Elle est appréciée en fonction des teneurs en polluants et des standards de l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS, 2017, p. 182).

La ville de Kandi dans le département de l’Alibori en République du Bénin, connaît aussi des problèmes d’altération de la qualité des ressources en eau, notamment celle de la nappe phréatique, plus utilisée par les populations. En effet, cette ville à urbanisation moyenne (INSAE, 2016, p. 4), est confrontée aux difficultés d’assainissement : absence de voirie pour la gestion des déchets solides ménagers (OCS, 2013, p. 83), qui se retrouvent éparpillés ou en tas d’immondices dans les bas-fonds parfois proches des points d’eau (les puits publics). Aussi il y a dans la ville de Kandi l’inexistence d’une filière de gestion des eaux usées et excrétas. Les latrines, majoritairement sèches (OCS, 2013, p. 56), une fois remplies, sont abandonnées au profit d’une nouvelle, creusée juste à côté de l’ancienne. Toute cette situation d’assainissement non adéquat, impacte la qualité de l’eau de consommation notamment celle provenant des puits (M. Gandji, 2015, p. 11 ; D. I. Assouma, 2018, p. 128). De ce fait, les risques sanitaires liés à la consommation des eaux de puits dans la ville de Kandi existent et méritent une attention.

Cette étude vise à analyser la qualité microbiologique et physico-chimique de l’eau des puits dans la ville de Kandi et les risques de maladies auxquels sont exposées les populations qui en font usage.

Méthodologie

1. Données et méthodes

1.1. Présentation du secteur d’étude

La ville de Kandi est située au Nord - est du Bénin, entre 2° 54’ 38’’ et 2° 58’ 00’’ de longitude Est et 11° 6’18’’ et 11° 9’ 30’’ de latitude Nord. Elle est limitée au nord par les arrondissements de Kandi I et d’Angaradébou, au sud par les arrondissements de Kandi II et de Kassakou à l’est par ceux de Kandi III et Saah et à l’ouest par l’arrondissement de Donwari. Elle s’étend sur une superficie de 1437 km². La population urbaine de Kandi est de 56043 habitants ; soit 31 % de la population totale de la commune (INSAE, 2013, p. 4). Le taux d’urbanisation est de 29 %. La ville de Kandi est dans le domaine du climat soudanien à une saison pluvieuse de mai à octobre et une saison sèche de novembre à avril (R. Dimon, 2008, p. 49). Les hauteurs des précipitations atteignent leur maximum au cours du mois d’août et leur minimum en janvier (G. L. Djohy et al., 2015, p. 3). Les types de vent qui soufflent à Kandi sont l’alizé maritime (avril à novembre) et l’harmattan (novembre à mars) (Vissin, 2007) cité par D. I. Assouma (2018). La carte n° 1 présente la situation géographie de la ville de Kandi.

Carte n° 1 : Situation géographique de la ville de Kandi

Source : Fond Topographique IGN, 1992 et OpenStreetMap, 2020

Kandi est un domaine par excellence de sols ferrugineux qui résultent de l’altération de formations rocheuses en place (I. Youssouf et M. Lawani, 1981, p. 29). Le relief de Kandi est constitué de plateaux au Nord, de plaines au Sud et au Sud-est. Par endroit, il y a quelques collines faites de roches dures. (R. Dimon, p. 50).

1.2. Données d’étude

Dans le cadre de cette étude, cinq principales sources de données ont été exploitées : (i) les données des résultats du quatrième recensement général de la population et de l’habitat (RGPH4) de l’INSAE organisé en 2013 au Bénin qui a permis d’estimer sur la base de la population de Kandi, la taille de l’échantillon d’enquête ménage ; (ii) les rapports épidémiologiques des cinq dernières années de l’hôpital de zone de Kandi qui ont permis de recenser les affections hydriques pour lesquelles les populations de Kandi consultent très souvent; (iii) la banque intégrée de donnée des ouvrages d’eau modernes de la Direction Départementale de l’Eau de l’Alibori qui a été utilisée dans le calcul des différents statistiques relatifs à l’accès à l’eau des populations de Kandi ; (iv) les résultats des analyses d’eau effectuées dans le cadre de cette étude qui ont  permis d’apprécier la qualité de l’eau de puits étudiée et (v) les résultats des enquêtes de terrain organisées dans le cadre de cette étude qui ont  permis de recueillir les idées des populations sur les maladies hydriques, l’eau, l’hygiène et l’assainissement.

1.3. Méthodes

1.3.1. Echantillonnage

Les enquêtes ont été menées dans les trois arrondissements de la ville.

Pour le choix des puits étudiés, les observations directes sur le terrain (proximité de dépotoir d’ordure, de puisard, de latrines, existence de dalle anti bourbier au niveau des puits, disponibilité permanente de l’eau, puits situé dans une dépression,) ont permis de retenir un total de dix puits très fréquentés par les populations.

Deux lots de dix échantillons d’eau de ces puits (un lot pour la bactériologie et un lot pour la physico-chimie) ont été prélevés au cours de chaque campagne (saison sèche et saison pluvieuse) et ce, avec toutes les précautions requises suivant le protocole général de A. W. Hounslow (1995, p. 71).

L’échantillon d’enquête auprès des ménages a été conçu de manière à fournir des estimations sur les indicateurs liés à l’accès à l’eau potable et à l’assainissement.

L’échantillonnage raisonné a été choisi pour sélectionner les ménages à interviewer. Un ménage par maison qui possède au moins un puits et les ménages qui ne disposent pas de puits mais qui utilisent l’eau de puits. La taille de l’échantillon a été déterminée suivant la formule utilisée par F. Lafont (2016, p. 4)

L’expression mathématique de la formule est la suivante :   n =     où :

• n est la taille requise de l'échantillon exprimée en nombre de ménages

• t = niveau de confiance déduit du taux de confiance (pour un taux de confiance de 95 %, t = 1,96)

• p = proportion de la population n’ayant pas un abonnement SONEB dans la zone 77 %

• e = marge d’erreur = 5 %.

D’après les calculs, la taille de l’échantillon est estimée à 272 ménages repartie en fonction du nombre de ménage par arrondissement comme suit : 95 ménages pour le premier arrondissement ; 113 ménages pour le deuxième arrondissement et 64 ménages pour le troisième arrondissement.

Les enquêtes ont concerné les femmes et les jeunes filles de plus de 17 ans qui sont très actives dans la corvée d’eau dans les ménages et les focus groups (au total 12) ont concerné trois groupes d’hommes ; trois groupes de femmes ; trois groupes de jeunes filles, et trois groupes de jeunes garçons, à raison d’un groupe de chaque catégorie par arrondissement urbain. Le nombre d’individu par focus group est compris entre cinq et sept de différents ménages.

1.3.2. Analyse d’eau au laboratoire et modèles d’analyse des résultats

Les analyses physico-chimiques ont concerné les paramètres tels que le pH, la température, la conductivité électrique, la turbidité, le calcium, le magnésium, le fer II, le chlorure, le fluorure, le sodium, l’ammonium, le potassium, le nitrite, le nitrate, le sulfate, le bicarbonate, la dureté et l’alcalinité de l’eau. L’analyse microbiologique est focalisée sur la recherche des coliformes totaux, d’Escherichia coli et des streptocoques fécaux. Pour attester de leurs valeurs réelles, la conductivité, le pH et la température ont été mesurés directement sur le terrain lors des prélèvements d’échantillons d’eau, à l'aide d’un conductimètre DiST 4 WP et d’un pH-mètre DiST 3 WP. Cette précaution se justifie par le fait que ces paramètres sont très changeants avec le temps et les conditions de transport (B. Lepot, 2016, p. 11). Quant aux autres paramètres, les mesures ont été faites au laboratoire suivant quatre méthodes d’analyse : la spectrophotométrie, la titrimétrie, la potentiométrie et la néphélométrie. Les analyses bactériologiques ont été faites conformément aux méthodes homologuées au laboratoire d’analyse de l’eau de la Direction Départementale de l’Eau et des Mines de Borgou.

Les données collectées et traitées sont analysées par les modèles diagramme de Piper élaborés à partir des concentrations des ions majeurs (cations et anions) pour caractériser les faciès hydrochimiques des eaux échantillonnées. (M. A. N’diouck, 2009, p. 22 ; V. Dominique, 2009, p. 13). La grille d’évaluation des sources de pollution basée sur l’identification des éléments d’appréciations existants ou non dans l’environnement. L’analyse factorielle des correspondances avec le test d’indépendance de Khi² a permis de faire la correspondance des sources d’eau aux usages qui en sont faits par les ménages. Les résultats issus du traitement des données collectées dans le cadre de cette étude, sont présentés comme ci-après.

Résultats

2. Résultats

2.1. Caractéristiques physico-chimiques des eaux de puits

Pour connaître la qualité physico chimique des eaux, 18 paramètres ont été analysés par saison et dans chacun des dix échantillons d’eau prélevés au niveau des puits sélectionnés dans la ville de Kandi. Le tableau n° 1 présente les résultats groupés de toutes les analyses physico-chimiques effectuées.

Tableau n°1 : Normes de qualité de l’eau de boisson et valeurs mesurées

Sources : Valeurs normes tirées, du décret N⁰ 2001-094 du 20 Février 2001 fixant les normes de qualité de l’eau potable en République du Bénin et Directives de l’OMS (2017).

2.1.1. Température et conductivité

Le paramètre température dépend de nombreux facteurs tels que, l’altitude du site, l’heure de prélèvement, les conditions climatiques au moment du prélèvement ou la profondeur de l’aquifère. Elle n’est donc pas intrinsèquement liée à la nappe. La mesure de la conductivité renseigne sur les sels dissous contenus dans l’eau (B. A. Ketty, 2011, p. 55). Les figures n° 1 et 2 montrent les différentes valeurs de températures et de conductivités relevées au cours des deux saisons, au niveau des puits étudiés.

Figure n° 1 : Valeurs de températures               Figure n° 2 : Valeurs de conductivités 

Source : Résultats de traitement des données, Mars, 2020

Les températures mesurées (Figure n°1) varient entre 25,7 et 27,5 °C en saison des pluies et de 26,3 et 28,7 °C en saison sèche. Elles sont toutes supérieures à la normale recommandée par l’OMS (2017) pour la qualité de l’eau de consommation (25 °C). Les températures de la saison sèche sont supérieures à celles de la saison des pluies. Cette situation pourrait s’expliquer par l’effet d’échange thermique entre l’eau et l’air ambiant (H. S. Totin Vodounon, 2010, p. 203). Les conductivités mesurées (figure n° 2) au niveau de l’ensemble des puits varient entre 154 et 676 µS/cm ; soit une variabilité de 522 µS/cm. L’eau de la nappe phréatique à Kandi est moyennement minéralisée comparativement à la référence de l’OMS (2017), qui qualifie de faiblement minéralisée, toute eau à conductivité inférieure à 400 µS/cm.

2.1.2. pH et Turbidité

La turbidité et le pH constituent un paramètre essentiel de la qualité de l’eau. Les valeurs de pH mesurées en saison des pluies et en saison sèche (Figure n°3), sont à 95 % au-delà de la borne d’acidité de l’eau (pH = 6,5) et à 100 % en deçà de celle de la basicité (pH = 8,5). Cette plage de pH de l’eau des puits est très optimale pour le développement des micro-organismes (Bactéries 4,5 < pH < 9 ; Levures 2 < pH < 9 ; Moisissures 1,5 < pH < 11) en cas de contamination de la nappe (C. Denis, 2014, p. 6). 

Figure n° 3 : Valeurs du pH de l’eau  Figure n° 4 : Valeurs de la turbidité de l’eau    

Source : Résultats de traitement des données, Mars, 2020

Quant à la turbidité de l’eau (Figure n°4), l’apport plus ou moins important de matières solides en suspension dans l’eau vient détériorer son état (A. Guiraud et A. Blum, 2014, p.6), et son aptitude à la potabilisation pour la consommation humaine. Près de 50 % des puits ont une turbidité supérieure ou égale à la norme de qualité (5 NTU). La remise en suspension des particules autrefois sédimentées au fond des puits, suite aux mouvements de puisage, peut contribuer à l’élévation de la turbidité de l’eau observée au niveau des puits (P4 ; P5 ; P6 et P8) surtout en période sèche où le niveau d’eau dans les puits est plus bas (proche du fond des puits) et l’effet du vent (harmattan) qui soulève la poussière et certains déchets (feuilles mortes, sachets etc.) qui se retrouvent dans les puits non couverts.

2.1.3. Ions nitrates et ions potassiums

Les concentrations des ions nitrates (Figure n°6) sont comprises entre 1,32 et 193 mg/L en saison pluvieuse et entre 2,11 et 189 mg/L en saison sèche. Dans 70 % des cas, les valeurs de concentration des ions nitrates sont supérieures en saison sèche qu’en saison des pluies. C’est au niveau des puits P1, P2 et P10 que les concentrations en nitrates sont supérieures en saison pluvieuse qu’en saison sèche. Quant aux concentrations de l’ion potassium (Figure n°5) observées en saison sèche, elles sont situées entre 0,882 et 46,241 mg/L. Dans 40 % des cas, ces valeurs sont supérieures à la norme (12 mg/L) recommandées par l’OMS cité par (G. R. K. O. Soro et al, 2016). Les études menées par L. J.  Lewis (2018, p.1) ont montré qu’une consommation de potassium trop élevé (hyperkaliémie) ou trop bas (hypokaliémie) peut avoir de graves conséquences sur la santé ; comme des anomalies du rythme cardiaque voir un arrêt du cœur.

Figure n° 5: Concentrations ions potassium       Figure n° 6: Concentration ion nitrates       Source : Résultats de traitement des données, Mars, 2020

Les forts taux de nitrates notamment dans les puits P1, P8 et P10 (Figure n°6), est la conséquence d’une pollution insidieuse par les excrétas ou l’insalubrité (Planche n°1).

Planche n°1 : Puits ayant des taux de nitrate plus élevés dans l’eau

Les photos P1, P8, et P9 sont les images des puits dont les taux de nitrate sont très élevés ; ils sont soit dans un environnement sale (P1) ou plus proches des latrines (P8) ou entouré de deux latrines (P10), l’un situé à 13 m du puits remplis et abandonnée et l’autre à 12 m du puits en cour d’utilisation.

En vue de caractériser les faciès géochimiques, les données des analyses chimiques ont été reportées sur le diagramme de Piper (Figure n°7).

2.2. Faciès hydrochimiques

Le diagramme de Piper (Figure n°7) illustre l’hydrochimie des eaux de puits dans la ville de Kandi.

Figure n°7 : Faciès hydrochimiques des eaux de puits dans la ville de Kandi

L’analyse du diagramme montre que les eaux des puits étudiés se répartissent en quatre faciès hydrochimiques : chloruré et sulfaté calcique et magnésien (40 % des puits), suivi d’hyper chloruré sodique (30 % des puits) ensuite d’hyper chloruré calcique (20 % des puits) et enfin de chloruré sodique et potassique (10 %) des puits. Outre la qualité physico-chimique et le faciès hydro chimique de l’eau des puits étudiés, les caractéristiques microbiologiques des eaux ont été évaluées. Les résultats sont présentés au point 2.3.

2.3.Caractéristiques microbiologiques de l’eau des puits

Dans le cadre de cette étude, les germes recherchés sont : Escherichia coli (E. coli), coliformes totaux et streptocoques fécaux. Les valeurs des germes dénombrés sont élevées, leurs nombres sont compris entre 70 et 46 000 UFC/100 mL pour Escherichia coli et entre 32 et 20 100 UFC/100 mL pour les streptocoques fécaux. Les valeurs des coliformes totaux sont comprises entre 13200 et 640000 UFC/100 mL. Ainsi, aucun des dix puits étudiés dans la ville de Kandi ne respecte les critères de potabilité de l’eau de consommation humaine au Bénin (contenir zéro germe pathogène).

2.4. Processus de détérioration de la qualité de l’eau

2.4.1. Sources de contamination de l’eau des puits de Kandi

La source de contamination la plus identifiée par les ménages en saison sèche est l’absence de couvercle sur la margelle du puits (45 % des ménages). En saison pluvieuse, l’infiltration et le ruissellement de l’eau pluviale qui sont plus cités, respectivement par 25 et 28 % des ménages comme cause de pollution des eaux. Ensuite viennent les déchets issus des latrines, puisard ainsi que les eaux stagnantes autour des puits. Les populations estiment que l’infiltration et le ruissèlement drainent les eaux pluviales vers les puits et accentue leur contamination, notamment les puits P4 et P6, qui sont en zones inondables. Ce qui serait à la base du changement de couleur, et d’odeur au niveau de certains puits. A travers les sources de contamination identifiées, il ressort que les puits sont plus exposés à la pollution en saison pluvieuse qu’en saison sèche. Ceci peut être aussi liée aux effets des inondations (cyclique) qui par ruissellement pluvial entraînent une importante pollution des eaux (engrais, pesticides, hydrocarbures les métaux lourds, les matières organiques) de surface et souterraines, ainsi qu’une pollution des sols, ce qui peut porter atteinte à la qualité de l’environnement (CEPRI, 2012, p. 20).

2.4.2. Caractérisation de l’environnement immédiat des puits

L’environnement immédiat des puits étudiés présente par endroit, des signes de malpropreté qui sont favorable à la pollution de la nappe phréatique. La figure n° 8 présente les proportions des puits suivant l’état de leur environnement.

Figure n°8 : Proportion des puits suivant l’état de leur environnement immédiat

Sur le plan de l’état physique de l’environnement immédiat des puits, 50 % sont fortement polluants ; il s’agit de l’environnement des puits P1, P3, P4, P5 et P8. Près de 40 % sont polluants (P2, P7, P9 et P10) et 10 % sont moyennement polluant (P6). Ces caractéristiques de l’environnement des puits sus mentionnés, pourraient justifier les fortes teneurs en germes bactériologiques et nitrates de l’eau dans les puits.

2.4.3. Analyse factorielle des correspondances entre sources d’eau et usages domestiques

 L’Analyse Factorielle des Correspondances des sources d’eau aux usages (Figure n°9) est validée par le test de khi² pour s’assurer de la relation de dépendance entre les variables (la source de l’eau et l’usage qui en est fait).

Dans ce test l’hypothèse nulle H0 (la source de l’eau et l’usage sont indépendants) est généralement rejetée lorsque p ≤ 0,05 et l’hypothèse Ha (Il y a un lien entre la source de l’eau et l’usage) qui stipule que les variables sont dépendantes est acceptée. Avec une marge d’erreur de 5 %, la p-value du test de Khi² est nulle (p-value = 0,000). Cette valeur étant inférieure à 0,05, alors, l’hypothèse nulle H0 est rejetée. Ainsi l’hypothèse Ha de dépendance des sources de l’eau aux usages est acceptée. L’usage que les populations font de l’eau dépend de la source de l’eau.

Figure n°9 : Analyse Factorielle des Correspondances des sources d’approvisionnement en eau aux usages

2.5. Maladies hydriques récurrentes à Kandi

D’après les résultats des enquêtes menées dans le cadre de ce travail, 50 % des ménages affirment avoir souvent des problèmes de douleurs abdominales, 18 % parlent des problèmes de la peau (gale, boutons et plaie), 10 % affirment avoir souvent la diarrhée, 10 % parlent des infections gynécologiques (les femmes), 5 % affirment avoir des allergies, 5 % souffrent de la fièvre typhoïde et 2 % le choléra. Les ménages enquêtés estiment que la diarrhée (surtout chez les enfants de moins de 5 ans), les douleurs abdominales et le choléra sont les maladies qui sévissent plus en saison pluvieuse qu’en saison sèche. La fièvre typhoïde et les problèmes de la peau sévissent beaucoup plus en saison sèche. Les allergies, et les infections gynécologiques sont enregistrées pendant les deux saisons.

Conclusion

Conclusion

Cette étude a permis d’avoir une connaissance de la qualité physico-chimique et microbiologique de l’eau de la nappe phréatique exploitée au moyen des puits dans la ville de Kandi ; le processus de sa dégradation et les risques sanitaires auxquels les populations qui la consomment sont exposés. Une forte pollution bactériologique suivie par endroit d’un dépassement des normes de qualité liées aux nitrates, à la turbidité, au potassium à la température et au fer est observée dans ces eaux. Sur le plan bactériologique, les eaux souterraines de la ville de Kandi présentent de fortes concentrations de streptocoques fécaux (32 et 20100 UFC/100 ml), de coliformes totaux (13200 et 640000 UFC/100 ml) et d’Escherichia coli (70 et 46000 UFC/100 ml) témoignant d’une pollution d’origine fécale humaine et animale. Tous les puits dont l’environnement a été reconnu comme fortement polluant, ont une qualité d’eau, notamment microbiologique, très mauvaise (P1 : Hamdallaye), (P4 : Ganssosso), (P5 : Zongo) ; (P8 : Sinekoussouberi) et (P3 : Baobab). Les différentes pollutions enregistrées au niveau des puits sont plus prononcées en période sèche dans 70 % des cas qu’en période de pluies. Ce qui montre que la dégradation de la qualité de l’eau des puits ne provient pas exclusivement de l’infiltration d’eau de pluie, mais aussi du manque d’hygiène et d’assainissement aux alentours des puits. Par exemple l’utilisation des puisettes souillées par les eaux usées stagnantes et l’absence de couvercle de protection des puits contre les aérosols en période de poussière (période sèche).

Références