Évaluation de la toxicité des détergents et savons ...

Institut International d’Ingénierie Rue de la Science - 01 BP 594 - Ouagadougou 01 - BURKINA FASO Tél. : (+226) 50. 49. 28. 00 - Fax : (+226) 50. 49. 28. 01 - Mail : [email protected] - www.2ie-edu.org

MÉMOIRE POUR L’OBTENTION DU

MASTER EN INGÉNIERIE DE L’EAU ET DE L’ENVIRONNEMENT

OPTION : COLLECTIVITÉS LOCALES

------------------------------------------------------------------

Présenté et soutenu publiquement le 27 juin 2013 par

Ismaïl KABORÉ

Travaux dirigés par :

David MOYENGA

Ingénieur de recherche à 2iE UTER CCR-EC

Dr. Ynoussa MAIGA

Enseignant chercheur à 2iE UTER CCR-EC

Jury d’évaluation du stage :

Président : Dr Yacouba KONATE

Membres et correcteurs : Dr Mariam SOU

Ir David MOYENGA

Drissa SANGARE

Promotion 2012/2013

ÉVALUATION DE LA TOXICITÉ DES

DÉTERGENTS ET SAVONS UTILISÉS POUR LA

PRODUCTION DES EAUX GRISES DANS LES

MÉNAGES EN MILIEU RURAL ET PÉRIURBAIN

Évaluation de la toxicité des détergents et savons utilisés pour la production des eaux grises dans les

ménages en milieu rural et périurbain

Ismaïl KABORÉ Mémoire de Master d’Ingénierie

Soutenu le 27 juin 2013

Promotion

2011/2013

ii

REMERCIEMENTS

Je remercie toute l’équipe AMELI-EAUR de m’avoir accueilli au sein du projet et

également de m’avoir permis de réaliser ce mémoire de fin de cycle Master.

Je désire remercier mes encadreurs M. MOYENGA David, Ingénieur de recherche et le Dr

MAIGA Ynoussa, tout deux Enseignants Chercheurs à la Fondation 2iE pour m’avoir accepté

comme stagiaire au sein du projet AMELI-EAUR et pour les conseils et critiques qui ont servi à

améliorer ce travail.

Je remercie également le Dr SOU Mariam, Enseignant Chercheur à la Fondation 2iE,

coordonatrice du projet Ameli-Eaur ;

Je remercie M. SAWADOGO Boukary, M. SOSSOU Seyram, M.Drissa SANGARE tous

Ingénieurs de recherche à la Fondation 2iE pour leur contribution à la réalisation de ce travail.

Les Techniciens de Laboratoire OUEDRAOGO Moustapha, ZONGO Bernard et les

stagiaires et amis ZEBA Abraham, MAHAMA Tolgouro, SOME Firmin, OUEDRAOGO

NOUFOU, SOMDA Timothée pour leur assistance permanent lors des analyses.

A mes parents Mme KABORE Aissata, M. KABORE Bréhima ainsi que mes frères

Daouda et Bachir, je vous suis infiniment reconnaissant.

Mes sincères remerciements aux amis KORSAGA J. Calvin, Makouby Avi Pierre

OUEDRAOGO Ludovic, NIKIEMA Ynoussa, YONI Sidoine, KABORE Huguette, BORO Aida

et aux camarades de Master 2 Collectivité Locale promotion 2012-2013.





Promotion

2011/2013

iii

RÉSUMÉ

La réutilisation des eaux grises offre une option attrayante dans les pays sahéliens comme

le Burkina Faso, car elle pourrait réduire la consommation d'eau potable de près de 50% et

contribuer au développement de l’agriculture. Cependant, la composition de ces eaux est

influencée par l’utilisation de produits détersifs, qui confèrent à ces effluents une certaine toxicité.

En effet, les eaux grises présentent d’importants tensioactifs tels que les linear

alkylbenzènesulfonates (LAS) issus du lavage avec les détergents ménagers. Si les nutriments et

certains sels peuvent être bénéfiques à la plante, il n’en est pas de même pour les tensioactifs et

l’excès de certains éléments tels que le sodium, le chlore et le bore qui peut être nuisible. Le

présent travail propose d’étudier l’impact des produits détersifs fréquemment utilisés dans la

production des eaux grises en milieu rural sur la germination et la croissance racinaire d’une

variété de chou (Brasssica rapa var. perviridis). Dans cette étude des échantillons ont été préparés

à base des produits détersifs collectés dans les villages de Barkoundba et Kologodjessé. Ces

échantillons ont permis d’évaluer les concentrations en LAS dans chaque produit puis servis à des

essaies de germination sur les graines de choux. Les résultats obtenus montrent que

l’augmentation des LAS affecte sensiblement le taux de germination et inhibe la croissance

racinaire de l’espèce à 0.16g/l d’OMO soit 0.41mg/l de LAS. Il est également ressorti que le

détergent OMO parait le plus toxique en termes de concentration en tensioactif parmi les quatre

savons et détergent étudié.

Mots Clés :

1- Savons et détergents

2- Toxicité

3- Eaux grises

4- Milieu périurbain et rural





Promotion

2011/2013

iv

ABSTRACT

The greywater reuse offers an attractive option in Sahelian countries like Burkina Faso,

because it could reduce potable water consumption by nearly 50% and contribute to the

development of agriculture. However, the composition of these waters is influenced by the use of

detergent products, which give these effluents some toxicity. Indeed greywater have significant

surfactants such as linear alkyl benzene sulfonate (LAS) from the wash with household detergents.

If nutrients and certain salts can be beneficial to the plant, it is not the same for surfactants and

excess elements such as sodium, chlorine and boron, which can be harmful. The present work

aims to study the impact of detergent products frequently used in the production of gray in rural

areas on the germination and root growth of a variety of cabbage (Brasssica rapa var. Perviridis).

In this study, samples were prepared with detergents products collected in villages and

Barkoundba Kologodjessé. These samples were used to evaluate the concentrations of LAS in

each product and then served to try to sprouting seeds of cabbage. The results show that the

increase in LAS substantially affects the germination and inhibits root growth of the species to

0.16g / l OMO is 0.41mg / l of LAS. It also emerged that the OMO detergent seems the most toxic

in terms of surfactant concentration among the four soaps and detergents studied.

Key words :

1- Soaps and detergents

2- Toxicity

3- Greywater

4- Suburban and rural





Promotion

2011/2013

v

LISTE DES ABRÉVIATIONS

2iE : Institut International d’Ingénierie

°C : Degré Celsius

ACIA : Agence Canadienne d’inspection des Aliments

Améli-Eaur : Projet d’amélioration de l’accès à l’assainissement en zone sahélienne en Afrique

: Bore

: Calcium

CE 50 : Concentration efficace à 50 %, qui inhibe le paramètre étudié à 50 % par rapport à une

population témoin.

Cu : Cuivre

: Chlore

CL50 : Concentration létale à 50 %, qui entraîne 50 % de mortalité chez la population étudiée.

CENO : concentration à effet non observé.

CMEO : concentration minimale à effet observé

CLHP : Chromatographie liquide haute performance

DCI : Desorption chemical ionization

DGRE : Direction Générale de la Ressource en Eau

FAB: Fast atom bombardment

Fe: fer

FD : Field desorption

INSD : Institut National de la Statistique et de la Démographie

KOH : Hydroxyde de potassium

: Potassium

LAB : alkylbenzène linéaire

LAS : Liner Alkyl benzène Sulfonate

LEDES : Laboratoire Eau, Dépollution Ecosystèmes et Santé

MAHRH : Ministère de l'Agriculture, de l'Hydraulique et des Ressources Halieutiques

: Magnesium

Mn : Manganèse

N : Azote

: Sodium

NaCl : Clhorure de sodium

O : Oxygène





Promotion

2011/2013

vi

P : Phosphore

RAS : Ratio d’Absorption de Sodium

S : Soufre

SDS : Sodium dodécyl benzensulfonate

UEMOA : Union Economique et Monétaire Ouest Africain

UNITAR : Institut des Nations Unies pour la Formation et la Recherche

Zn : Zinc





Promotion

2011/2013

1

TABLE DES MATIÈRES

REMERCIEMENTS ......................................................................................................................... ii

RÉSUMÉ .......................................................................................................................................... iii

ABSTRACT ..................................................................................................................................... iv

LISTE DES ABRÉVIATIONS ......................................................................................................... v

TABLE DES MATIÈRES ................................................................................................................ 1

LISTE DES TABLEAUX ................................................................................................................. 3

LISTE DES FIGURES ...................................................................................................................... 4

INTRODUCTION GÉNÉRALE ....................................................................................................... 5

1. Contexte et problématique .................................................................................................. 5

2. Objectifs de l’étude ............................................................................................................. 6

2.1. Objectif général ............................................................................................................ 6

2.2. Objectifs spécifiques .................................................................................................... 6

3. Hypothèses .......................................................................................................................... 6

CHAPITRE I :GÉNÉRALITÉS ........................................................................................................ 7

I.1. Zone de l’étude .................................................................................................................... 7

I.2. Caractéristiques des eaux grises .......................................................................................... 7

I.3. Les savons et détergents ...................................................................................................... 7

I.4. Propriétés générales des tensioactifs ................................................................................... 8

I.5. Classification des tensioactifs ............................................................................................. 9

I.5.1. Les tensioactifs anioniques .......................................................................................... 9

I.5.2. Les tensioactifs non anioniques ................................................................................. 10

I.5.3. Les tensioactifs cationiques ....................................................................................... 10

I.5.4. Les amphotères .......................................................................................................... 10

I.6. Les différentes techniques de détermination des tensioactifs ........................................... 11

I.6.1. Méthode colorimétrique ............................................................................................. 11

I.6.2. Méthodes par absorption atomique ............................................................................ 12

I.6.3. Méthodes polarographiques ....................................................................................... 12

I.6.4. La chromatographie ................................................................................................... 12

I.6.5. La spectrométrie de masse ......................................................................................... 12

I.7. Impact des tensioactifs sur l’environnement ..................................................................... 13

I.8. Germination des graines et les paramètres influants ; ....................................................... 13

I.8.1. Le pH ......................................................................................................................... 13





Promotion

2011/2013

2

I.8.2. Le sodium et le chlore ................................................................................................ 14

I.8.3. Les nutriments ............................................................................................................ 14

I.9. L’évaluation de la toxicité des eaux grises ....................................................................... 14

CHAPITRE II : MATERIEL ET METHODES .............................................................................. 16

II.1. Matériel ............................................................................................................................. 16

II.1.1. Les savons et détergents utilisés ................................................................................ 17

II.1.2. Le savon peulh ........................................................................................................... 17

II.1.3. Le savon « KABAKOUROU » .................................................................................. 17

II.1.4. Le savon CITEC ........................................................................................................ 17

II.1.6. Détergent en poudre OMO ......................................................................................... 17

II.2. Méthodes ........................................................................................................................... 18

II.2.1. Préparation des échantillons ...................................................................................... 18

II.2.2. Détermination des tensioactifs ................................................................................... 18

II.2.3. Les tests de germination ............................................................................................. 18

CHAPITRE VI : DISCUSSION…………………………………………………………………...29

CONCLUSIONS ET RECOMMANDATIONS ............................................................................. 30

BIBLIOGRAPHIE…………………………………………………………………………………31

ANNEXES ...................................................................................................................................... 34





Promotion

2011/2013

3

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1: Composition type d’une lessive, (Thoumelin, 1995) ........................................ 8





Promotion

2011/2013

4

LISTE DES FIGURES

Figure 1: Réaction de formation d'une paire d'ions entre le bleu de méthylène et un tensio-actif anionique

………………………………………………………………………………………………………...11

Figure 2 : Savons et détergents utilisés dans les ménages en milieu rural et périurbain……………..16

Figure 3 : Concentration en LAS pour chaque savon et détergent…………………………………...20

Figure 4 : Taux de germination sous l'effet du SDS……………………………………………...…22

Figure 5 : L’élongation racinaire sous l'effet du SDS…………………………………..………...... 21

Figure6: Taux de germination sous l'effet de l'OMO…………………………………………...……22

Figure 7 : Élongation racinaire sous l'effet de l'OMO…………………………………………….....22

Figure 8 : Taux de germination sous l’effet du S.Peulh………………………………………….…...24

Figure 9 : Élongation des racines sous l’effet du S.Peulh …................................................................24

Figure 10 : Taux de germination sous l’effet du savon CITEC ………………………………….…..25

Figure 11 : Élongation des racines sous l’effet du savon CITEC…………………………………..…25

Figure 13 : Élongation des racines sous l’effet du savon KABAKOUROU…………………………26

Figure 12 : Taux de germination sous l’effet du savon KABAKOUROU…………………………...26

Figure 14 : Variation des CL50 en fonction des savons et détergents ………………………….…….27





Promotion

2011/2013

5

INTRODUCTION GÉNÉRALE

1. Contexte et problématique

Au Burkina Faso l’agriculture occupe 65% des ressources en eau. (MAHRH, 2006).La

mobilisation de ces ressources constitue un réel problème avec un taux d’accès à l’eau potable de 60% et

une couverture en assainissement de 10%(DGRE ,2006). Pourtant les eaux grises rejetées constituent 80%

de la consommation en eau au sein des habitations (Intizar et al., 2002). Face à cette situation, la

revalorisation des eaux grises peut constituer une solution alternative. Cependant, la composition de ces

eaux est influencée par l’utilisation de produits détersifs, qui confèrent à ces effluents une certaine

toxicité. La présence de ces composés peut entrainer une perturbation de la fertilité des sols agricoles et

provoquer une baisse du rendement des cultures. Il parait alors nécessaire d’évaluer la toxicité de ce

paramètre afin de connaitre leur influence sur les cultures. L’évaluation du paramètre toxique des eaux

grises peut s’effectuer directement dans les effluents produits, ou à partir des détergents et savons ayant

servi à leur production.

De nombreux travaux ont été menés dans le but d’évaluer l’influence des détergents et savon sur

l’environnement. Il a été prouvé que les LAS (alkylbenzène sulfonate) contenues dans les détergents

provoquent des signes de toxicité aigües chez des organismes aquatiques tels que les Algues, les Poissons

et les Daphnies (Thoumelin, 1995). D’autres études sur la germination ont montré un effet négatif sur la

biomasse et la croissance racinaire de la graine de komatsuna (Hijikata et al. 2013)

Ce travail vient compléter des résultats antérieurs qui avaient permis d’analyser des paramètres

globaux (Matières organiques, l’azote le phosphore et les cations) et toxiques (analyses des surfactants,

effet sur la germination) d’effluents gris provenant de sites ruraux et périurbains. En effet, des pilotes de

traitement d’eaux grises par système de bacs inclinés ont été mis en place dans les villages de Kamboinsé

(Adoum, 2011), Kologodjessé (NIKIEMA ,2012) et Barkoundba (Sangaré, 2011). Cette première série

d’analyse a permis d’évaluer les performances épuratoires des pilotes et de vérifier l’adéquation des eaux

grises traitées pour une réutilisation en irrigation. De ces études, il est ressorti que les eaux grises

produites dans l’ensemble des ménages de ces villages ne satisfont pas aux normes nationales de rejet.

Cela pourrait être liées à la présence des LAS dans les eaux grises, pouvant engendrer des maladies aux

cultures tel que la chlorose (Ito, 2009). Ce travail s’inscrit dans une logique de continuité visant à évaluer

l’influence du caractère toxique des savons et détergents sur les cultures. L’ensemble de ces travaux

s’inscrit dans le cadre du projet de recherche Ameli-eaur (Amélioration de l’accès durable pour l’eau

potable et l’assainissement en zone urbaine et rurale) qui vise de valoriser les eaux grises pour l’irrigation

à l’échelle des ménages, à l’aide de systèmes de traitement onéreux et adaptés aux zones rurales et

périurbaines.





Promotion

2011/2013

6

2. Objectifs de l’étude

2.1. Objectif général

Évaluer l’apport des savons et détergents sur la toxicité des eaux grises en milieux rural et

périurbain par l’analyse de paramètres spécifiques.

2.2. Objectifs spécifiques

- Collecter les savons utilisés dans les ménages sur les sites d’études ;

- Analyser la composition d’échantillons de savons et détergents en surfactants (tensioactifs, LAS) ;

- Réaliser des essais de germination sur des graines d’espèces végétales (variétés de chou Basssica

rapa var. perviridis).

3. Hypothèses

Les détergents et savons utilisés dans la production des eaux grises contiennent des substances

toxiques nuisibles aux plantes dont principalement les tensioactifs. Ces substances existent en diverses

concentrations dans les produits détersifs qui pourraient inhiber le développement des plantes, agissant

sur deux paramètres essentiels :

- La germination des graines

- La croissance des racines

Le présent document comprend une introduction, trois grandes parties qui sont les généralités, la

méthodologie, les résultats-discussions et une conclusion suivi de recommandations.





Promotion

2011/2013

7

Chapitre I : GÉNÉRALITÉS

I.1. Zone de l’étude

Notre étude a porté sur l’analyse des détergents et savons collectés en zones rurales précisément dans les

villages de Barkoundouba et Kologodjessé tout deux situés dans la commune de Ziniaré chef lieu de la

province de l’Oubritenga. Le village de Barkoundouba compte 920 habitants et constitué en majorité de

l’ethnie Peulh. L’activité principale de la population est l’élevage. Les espèces rencontrées sont les

bovins, les ovins, les caprins et la volaille. L’agriculture se place en seconde position dominé par des

cultures céréalières comme le mil, le sorgho et le maïs et est confrontée également à l’insuffisance de

terres cultivables, l’irrégularité des pluies et la baisse de fertilités des sols. (Sangaré, 2011). Celui de

Kologodjessé compte 104 ménages et est majoritairement constitué de Mossi. L’activité principale de la

population est l’agriculture et élevage de chèvres, moutons et quelques vaches. Le village dispose de 3

forages, d’un grand puits traditionnel vieux de 30 ans, et d’un petit barrage situé à une distance de 5km

des habitations, qui est une source d’eau pour le jardinage. (Nikiema, 2012)

I.2. Caractéristiques des eaux grises

Les eaux usées domestique issues des multiples utilisations quotidiennes de l'eau faites par

l'homme. Les eaux usées domestiques sont un liquide trouble, gris ou jaunâtre, d'odeur fade, chargé de

flocons de boue, d'excréments, de résidus de végétaux ainsi que de lambeaux de papier et de matières

synthétiques. On distingue les eaux vannes et les eaux grises. Les eaux vannes sont issues des WC et des

toilettes (urines, matières fécales) fortes teneurs en azote organique et ammoniacal, riches en germes

pouvant être pathogènes. Les eaux usées ménagères sont issues des autres activités domestiques (cuisine,

lessive, bain etc.…), contiennent des matières en suspension, des matières dissoutes organiques ou

minérales, des graisses et surtout des savons et des détergents divers (Morel and Diener, 2006).

I.3. Les savons et détergents

Les détergents sont définis comme des substances qui permettent d’éliminer les graisses et les

autres salissures à la surface des matériaux (actu-environnement.com). Ils sont constitués de composés

chimiques tels que les tensioactifs, des adjuvants (phosphates, zéolites), des agents de blanchiment

(perborate, enzymes...), et divers produits de charge et additifs (sulfates, parfums...). Les tensioactifs sont

les composés chimiques responsables de l’action détergente. On note que les tensio-actifs ne représentent

que 14 % environ de la masse totale d’un détergent et qu'ils sont constitués pour moitié

d'alkylbenzènesulfonates linéaire (LAS) (Thoumelin, 1995).





Promotion

2011/2013

8

Tableau 1: Composition type d’une lessive, (Thoumelin, 1995)

Composants Quantité

1) Tensioactifs

Savon 2,5%

Non ioniques (alcools éthoxylés) 4,5%

Alkylbenzènesulfonates 7,0%

2.) Adjuvants 36 %

3.) Agents de blanchiment 18.6 %

4.) Charges et additifs 31 ,4 %

I.4. Propriétés générales des tensioactifs

Les tensio-actifs sont des composés chimiques organiques dont la molécule comporte d'une part

un groupement polaire hydrophile capable d'assurer leur solubilisation dans l'eau et d'autre part un radical

constitué d'une chaîne carbonée de caractère lipophile, c'est-à-dire hydrophobe. Cette structure

particulière permet de modifier certaines propriétés physiques au niveau des contacts solides-liquides en

abaissant en particulier les tensions superficielles (Thoumelin, 1995). A l’origine les tensioactifs étaient

réalisés à partir de matières premières issues d'organismes vivants (huiles végétales, graisses animales), la

fabrication industrielle des tensio-actifs fait aujourd'hui largement appel aux produits dérivés du charbon

et du pétrole. Ils sont de nos jours utilisés que ce soit à des fins domestiques ou industrielles notamment

dans les préparations détergentes et sont susceptibles d'aboutir dans le milieu naturel via les effluents

industriels ou domestiques. Les tensioactifs ont une propriété de biodégradabilité. La biodégradation peut

être définie comme la transformation par les organismes vivants de composés chimiques en produits plus

simples. C'est le processus principal qui conditionne le devenir des tensio-actifs dans l'environnement.

Diverses études ont montré que les Las sont les tensioactifs les moins facilement dégradables. Selon Guy

Thoumelin (1995), leur pourcentage de dégradation est compris entre 53 et 73% au bout de 12 jours. La

dégradation est rapide au cours des cinq premiers jours, mais se ralentit ensuite et tend à s'arrêter. Il

arrivent à la conclusion que la dégradation ultime des LAS est discutable.





Promotion

2011/2013

9

I.5. Classification des tensioactifs

La classification des tensioactifs nécessite une petite revue littéraire sur les substances

amphiphiles. Les savons, détergents, agents mouillants, agent moussant, sont des substances amphiphiles

c'est-à-dire présentant une double affinité. Du point de vu physico chimique ces substances possèdent une

dualité polaire-apolaire. Une molécule amphiphile typique se compose de deux parties: d'une part un

groupe polaire contenant des hétéroatomes tels que O, S, P ou N, inclus dans des groupements

fonctionnels tels que les alcools, éther, ester, acide, sulfate, sulfonate, phosphate, amine, amide, etc. ...

d'autre part, un groupe essentiellement apolaire qui est en général une chaîne hydrocarbonée du type

alkyle ou alkylbenzène, parfois avec des atomes d'halogène et même quelques atomes d'oxygène non

ionisée. La partie polaire présente une forte affinité pour les solvants polaires, en particulier l'eau et est

souvent appelé partie hydrophile. La partie apolaire est appelé hydrophobe ou lipophile présentant une

affinité avec la graisse. Au contact d’un solvant les molécules amphiphiles présentent une très forte

tendance à migrer vers les interfaces ou des surfaces et s’orientent de sorte que le groupe polaire se trouve

dans l'eau et le groupe apolaire est placée hors de lui, et finalement dans l’huile (Salager, 2002). Le terme

tensioactif couramment utilisés pour qualifier les savons et détergents, est perçu différemment chez les

français et les américains. En terminologie américaine, le terme tensioactif (abréviation de tensio-actif-

agent) désigne une substance qui présente une activité inter faciale ou superficielle. Cependant, seuls les

amphiphiles ayant des tendances équilibrées hydrophiles et lipophiles sont capables de migrer vers la

surface ou l’interface. Il y’a pas de migration si la molécule amphiphile est trop hydrophile ou trop

hydrophobe. Chez la documentation française, le terme tensioactif désigne les substances capables

d’abaisser les tensions superficielles au contact solide-liquides (Cabridenc, 1976). Cette propriété n’est

pas générale chez tous les amphiphiles (Salager, 2002).

La classification des tensioactifs la plus acceptée est basée sur leur dissociation dans l’eau.

On distingue principalement quatre grands groupes de tensioactifs : les anioniques, les non-

ioniques, les cationiques et les amphotères.

I.5.1. Les tensioactifs anioniques

Les tensioactifs anioniques sont dissociés dans l'eau en un anion amphiphile et d'un cation, qui est

en général un métal alcalin (Na +, K +) ou un ammonium quaternaire. Ce sont les plus utilisés. Ils

comprennent les alkylbenzènesulfonates (détergents), (acide gras) les savons, le laurylsulfate (agent

moussant), di-alkyl-sulfosuccinate (agent mouillant), les lignosulfonates (Dispersants) etc. Les

tensioactifs anioniques représentent environ 50% de la production mondiale (Salager, 2002).





Promotion

2011/2013

10

Les alkylbenzènesulfonates ont spécialement suscité des interrogations quant à leur toxicité et ont

fait l’objet de nombreux travaux. Ce sont des composés comprenant une chaîne alkyl linéaire sur laquelle

est branchée un cycle benzénique possédant un groupement S03" "diamétralement" opposé à la chaîne. La

synthèse de ces composés s'effectue en deux étapes principales. Dans un premier temps, on forme des

hydrocarbures de type alkylbenzène linéaire (LAB) par alkylation catalytique du benzène. Dans un

deuxième temps, les LAB sont sulfonés au moyen d'acide sulfurique concentré ou par du S03 sous

pression, méthode actuellement la plus répandue. Les LAS sont présents sous forme d'une famille de

composés et non en tant que composé unique. Cette famille peut être divisée en différents homologues,

chacun de ces homologues étant défini par le nombre de carbones de la chaîne alkyle. Pour chaque

homologue, il existe différents isomères suivant la position du carbone sur lequel est branché le cycle

benzénique.

I.5.2. Les tensioactifs non anioniques

Ils sont en deuxième position avec 45% de l’ensemble de la production mondiale. Ils n’ionisent

pas en solution aqueuse, parce que leur groupe hydrophile est un non dissociable. Une grande proportion

de ces agents tensioactifs non ioniques sont rendus hydrophiles par la présence d'une chaîne de

polyéthylène. Ils sont appelés tensioactifs non ioniques polyéthoxylés. En ce qui concerne le groupe

lipophile, il est souvent de l'alkyle ou de type alkylbenzène. La polycondensation de l'oxyde de propylène

permet de produire un polyéther qui est légèrement hydrophobe. Cette chaîne de polyéther est utilisée

comme groupe lipophile.

I.5.3. Les tensioactifs cationiques

Tensioactifs cationiques sont dissociés dans l'eau dans un cation amphiphile et un anion, le plus

souvent de type halogène. Une très grande proportion de cette classe correspond à l'azote composé tels

que les sels d'amines grasses et les ammoniums quaternaires, avec un ou plusieurs longues chaînes du

type alkyle, provenant souvent à partir d'acides gras naturels. Ces tensioactifs sont en général plus chers

que les anioniques, en raison d'une réaction d'hydrogénation sous haute pression à effectuer au cours de

leur synthèse. Ils sont utilisés généralement comme bactéricide ou comme hydrophobant.

I.5.4. Les amphotères

Ce sont des surfactant dont la molécule présente deux dissociations anionique et cationique. C’est

le cas des substances naturelles tel que les acides aminés et les phospholipides. Certains amphotères sont

insensibles au pH, tandis que d'autres sont cationiques à faible pH et anioniques à pH élevé, avec un

comportement amphotère à pH intermédiaire. Les tensioactifs amphotères sont généralement très coûteux,





Promotion

2011/2013

11

et par conséquent, leur utilisation est limitée à des applications très spécifiques tels que les cosmétiques

où leur compatibilité biologique élevée et une faible toxicité est de première importance

I.6. Les différentes techniques de détermination des tensioactifs

Il existe principalement deux techniques d’analyse pour la détermination des tensioactifs.

La première regroupe les techniques analytiques qui permettent le dosage global d'une famille de

tensio-actifs (anioniques, non-ioniques...). La seconde comprend celles qui permettent le dosage

individuel des différents composés appartenant à une famille de tensio-actifs, comme par exemple les

isomères et les LAS. Chaque technique utilise trois principaux types de méthodes illustrées dans le

tableau suivant :

I.6.1. Méthode colorimétrique

Pour les tensioactifs anioniques, la méthode colorimétrique la plus connue et la plus employée est

la méthode au bleu de méthylène. Initialement mise au point par Evans (1950) et Degens et al. (1953)

pour l'analyse des effluents d'égout, elle a été améliorée et appliquée aux eaux de rivières par Longwell et

Maniece en 1955 (Thoumelin, 1995). Elle est facile à mettre en œuvre et peu onéreuse. Les teneurs en

"substances actives au bleu de méthylène" (SABM) ont été souvent assimilées aux concentrations en LAS

qui sont les tensio-actifs anioniques les plus utilisés dans les détergents commerciaux.

Les détergents anioniques forment avec le bleu de méthylène une paire d’ion colorée extractible

au chloroforme. Pour éliminer les interférences dues à d’autres substances qui réagissent avec le bleu de

méthylène (protéine, acides humique), l’extrait chloroformique est lavé par une solution acide de bleu de

méthylène. Il est ensuite dosé par spectrophotométrie avec le DR 5000 (654nm). La concentration en

tensioactif est calculée par rapport à une courbe d’étalonnage réalisée avec un produit standard tel que le

dodécylbenzosulfate de sodium. La deuxième méthode utilisée a consisté à la mesure directe des

concentrations avec l’appareil (DR 5000).

Figure 1: Réaction de formation d'une paire d'ions entre le bleu de méthylène et un tensio-actif

anionique (Koga et al, 1999)





Promotion

2011/2013

12

I.6.2. Méthodes par absorption atomique

Ce type de méthode fait intervenir la formation de paire d'ions entre l'agent tensio-actif anionique

et un composé contenant un ion métallique. Après extraction de la paire d'ions par un solvant organique,

le métal complexé est dosé par spectrophotométrie d'absorption atomique sans flamme. La concentration

en anionique est déterminée par rapport à une courbe d'étalonnage réalisée avec un produit standard

(Mannoxol OT, dodécyl sulfate de sodium). (Thoumelin, 1995)

I.6.3. Méthodes polarographiques

Il existe différentes techniques polarographiques permettant de mesurer toutes les substances

présentant des propriétés tensio-actives

La première est basée sur la suppression en présence de substances tensio-actives du maximum

polarographiques se produisant lors de la réduction d'ions mercuriques en solution aqueuse. La calibration

est effectuée avec un produit standard, par exemple le Triton X-100. La seconde méthode est la

polarographie à tension sinusoïdale surimposée qui permet également de mesurer des faibles teneurs en

substances tensio-actives. Elle repose sur le fait que les substances tensio-actives en solution viennent

s'adsorber à l'électrode de mercure, ce qui entraîne une diminution du courant de capacité. Cette

diminution est fonction de l'importance de l'adsorption et donc de la concentration en substances tensio-

actives de l'échantillon. La calibration est effectuée avec un produit standard. Ces méthodes sont rapides

et permettent d’effectuer directement les mesures dans l’échantillon. Par ailleurs ces méthodes sont non

sélectives car ne permettent pas de différencier les différents types de tensio-actifs (anioniques,

canoniques, non-ioniques, amphotères).

I.6.4. La chromatographie

La chromatographie repose sur l'entraînement d'un échantillon dissous par une phase mobile

(liquide, gaz ou fluide supercritique) à travers une phase stationnaire (papier, gélatine, silice, silice greffée

polymère, etc.). Chaque espèce chimique se déplace à une vitesse propre dépendant de ses

caractéristiques et de celles des deux phases. Les différentes espèces ont une vitesse caractéristique qui

permet de les identifier. Cette méthode se distingue en trois principales étapes : l’injection, la séparation

et la détection. On distingue ainsi la chromatographie liquide haute performance (CLHP), la

chromatographie gazeuse.

I.6.5. La spectrométrie de masse

Cette méthode utilise plusieurs techniques que nous citons brièvement : La technique par FD

(Field desorption), par FAB (fast atom bombardment) et par DCI (desorption chemical ionization). La

technique par FD combinée à la CAD (collisionally activated decomposition) nécessite l'utilisation de





Promotion

2011/2013

13

deux spectromètres de masse en série (MS/MS). Le premier (FD) permet de présélectionner les ions

moléculaires qui sont alors captés et soumis au second (CAD). On obtient alors pour chacun d'entre eux

les fragments spécifiques de décomposition. L'intérêt de ces méthodes est qu'elles permettent d'identifier

directement les différents composés appartenant à un mélange de tensio-actifs. Outre l'acquisition d'un

équipement très coûteux, leur inconvénient majeur est qu'elles ne permettent pas une quantification

précise notamment des tensio-actifs anioniques.

I.7. Impact des tensioactifs sur l’environnement

Les tensioactifs anioniques précisément les LAS sont nocifs pour l’environnement. Ils participent

à la pollution des eaux et constituent une menace pour la flore aquatique et la faune. Des travaux ont été

menés sur la toxicité des LAS vis-à-vis des organismes aquatiques. Il a été mis en évidence que ces

organismes étaient sensibles à partir de certaines gammes de concentration présentant alors des signes de

toxicité aigue et chronique, (Thoumelin, 1995).

De plus, la présence des LAS dans les eaux usées utilisées pour l’irrigation des plantes peuvent

entrainer des problèmes de croissance aux plantes telles que la laitue et causer des maladies aux cultures

telles que la chlorose (Ito, 2009). D’autre études plus récentes sur la germination de graines de komatsuna

sous l’effet des LAS ont montré que ces derniers inhibaient la biomasse et la croissance de la plante à 200

mg/l, tout comme le Soja à 600mg/l (Hijikata et al, 2013).

I.8. Germination des graines et les paramètres influant ;

La germination est l’apparition et le développement, à partir de l’embryon de la semence, des

structures essentielles qui sont indicatrices, chez l’espèce soumise à l’essai, de la capacité de la semence à

produire au champ, dans des conditions favorables, une plante utile et mature (ACIA, 2012). Elle est

conditionnée par la présence de plusieurs facteurs déterminant selon les « Méthodes et procédés

canadiens d’essaies de semences, ACIA 2012 » à savoir l’aération, l’humidité, la lumière, le substrat, le

ph et la température. Les paramètres tels que la température, l’humidité et la lumière sont fonction de

l’espèce choisie. Le substrat doit être non toxique avec un pH se situant entre 6,0 et 7 ,5.

I.8.1. Le pH

Le pH est une mesure de l’acidité de l’eau c’est -à-dire de la concentration en ions d’hydrogène

(H+). Des pH faibles augmentent notamment le risque de présence de métaux sous une forme ionique

plus toxique. L’acidité du sol affecte grandement la disponibilité des nutriments. Des pH élevés

augmentent les concentrations d’ammoniac qui peuvent s’avérer toxique pour les plantes. Les savons ont

généralement une action basique pouvant agir sur les végétaux. Des études sur la germination ont montré





Promotion

2011/2013

14

que la présence d’agent alcalin dans les détergents augmente le pH du sol empêchant la fixation d’azote et

inhibant la croissance de la plante indirectement (Hijikata et al, 2013).

I.8.2. Le sodium et la salinité

Ce sont des critères d’importances majeures car un excès de sel augmente la pression osmotique de

l’eau du sol et provoque des conditions qui empêchent les racines d’absorber l’eau. Ces conditions

provoquent une sécheresse physiologique. Même si le sol semble avoir beaucoup d’humidité, les

plantes flétrissent parce que les racines n’absorbent pas suffisamment d’eau pour remplacer celle

perdue par évapotranspiration. Pour ce qui concerne la salinité, les principaux sels responsables de la

salinité de l’eau sont les sels de calcium ( ), de magnésium ( ), de sodium (Na+), les

chlorures (Cl-), les sulfates (SO42-) et les bicarbonates (HCO3-). Une valeur élevée de la salinité

signifie une grande quantité d’ions en solution, ce qui rend plus difficile l’absorption de l’eau et des

éléments minéraux par la plante (Isabelle Couture, 2004). Elle peut se mesurée par la conductivité qui

est exprimée en milli siemens/centimètre (mS/cm).

I.8.3. Les nutriments

Les macros nutriments utilisés par les plantes pour croître sont : l'azote (N), le phosphore (P), le

potassium (K), le calcium (Ca), le magnésium (Mg) et le souffre (S). L'addition de ces éléments,

spécialement l'azote, améliore le rythme de croissance alors qu’une déficience le ralenti et engendre des

Symptômes. Les micros nutriments utilisés par les plantes sont requis en très faibles quantités : il y a le

fer (Fe), le manganèse (Mn), le zinc (Zn), le cuivre (Cu), le bore (B), le clore (Cl) et le molybdène (Mo).

I.9. L’évaluation de la toxicité des eaux grises

Les essais de toxicité consistent à comparer l’effet de deux types de substrats sur la germination et

le développement des racines d’une espèce donnée. La germination et la croissance des semis sont

généralement les principaux paramètres à surveiller.

Les essaies de germination ont été utilisés pour tester l’effet des LAS sur la germination et la

croissance des racines. La toxicité a été évaluée par le biais de la concentration létale à 50 % (CL50),

concentration qui entraîne 50 % de mortalité chez la population étudiée (Thoumelin, 1995). Ces

paramètres permettent de rendre compte à la fois une faible toxicité, ce qui affecte la croissance des

racines et une toxicité élevée, ce qui affecte la germination (Sh. M. Selim et al., 2012). D’autres

paramètres peuvent être évalués lors dans les essais de toxicité. Il s’agit de la concentration efficace à 50

% (CE 50) qui peut traduire l'effet d’une diminution de croissance ou de la quantité de biomasse produite,





Promotion

2011/2013

15

et ceci par rapport à une population témoin.la CL50 est généralement déterminée pour les essais de

toxicité aigue. La CE 50 sur une courte période (24-120h) peut être considérée comme indicatrice de

toxicité aiguë. Sur une période plus longue elle est aussi considérée comme indicatrice de toxicité

chronique. Dans les études de toxicité chronique, d'autres paramètres sont très fréquemment déterminés.

Il s'agit de la concentration à effet non observé, CENO : C’est la concentration maximale pour laquelle

aucun effet toxique n'est observé. La CMEO, ou concentration minimale à effet observé peut être aussi

déterminée La détermination de la CMEO et/ou de la CENO est importante puisqu'elle permet de préciser

les niveaux maximums de concentration pour lesquels aucun effet nocif ne sera constaté. La comparaison

ultérieure avec les concentrations mesurées dans le milieu naturel permet de déterminer si l'on dispose

d'une marge de sécurité quant à l'innocuité du composé étudié. Cette démarche est généralement nommée

processus d'évaluation du risque. (Thoumelin, 1995). La toxicité peut être étudiée à deux niveaux à savoir

la toxicité aiguë et la toxicité chronique. La toxicité aiguë induit concentrations qui entraînent un effet

toxique important, en particulier un taux de mortalité élevé sur une courte période (24 à 120 h).La toxicité

chronique induit les concentrations ayant une incidence à plus long terme sur le développement des

organismes (diminution de la vitesse de croissance, du taux d'éclosion des œufs, du pourcentage de survie

des larves, etc.). Cette incidence est habituellement étudiée sur des temps beaucoup plus longs, de 10 à 30

jours suivant les organismes. (Thoumelin, 1995)





Promotion

2011/2013

16

CHAPITRE II : MATERIEL ET METHODES

II.1.Matériel

Dans le cadre de notre étude, nous avons travaillé sur différents matériels à savoir :

Les produits détersifs que sont OMO, CITEC, KABAKOUROU et le savon peulh. Les savons et

détergents ont été collectés dans les villages-pilotes de Barkoundba et Kologodjessé. En effet une

enquête préliminaire antérieure réalisée en 2011 dans le cadre des activités du projet Ameli-eaur

montrait que 100% des ménages dans les sites concernés emploient ces savons pour leurs activités

ménagères. Ils ont servi à la préparation des échantillons sur lesquels les mesures directes des

tensioactifs ont été effectuées. Les échantillons ont ensuite servi à réaliser les différents tests de

germination.

Figure 2 : Savons et détergents utilisés dans les ménages en milieu rural et périurbain (Kabore,

2013)





Promotion

2011/2013

17

II.1.1. Les savons et détergents utilisés

Les savons sont produits par réaction d’un corps gras (acides gras) avec un hydroxyde de sodium

ou de potassium, des composés réputés pour être des bases extrêmement fortes. La réaction qui a lieu

entre ces substances produit un sel : le savon (SALAGER, 2002).

II.1.2. Le savon peulh

C’est un savon originaire d’Afrique occidentale principalement chez les peuples pastoraux qui ont

une tradition d’élevage (Peulh, Targui et Maures). Chez ces communautés le trait du bétail est transformé

en lait caillé après extraction du beurre. Ce beurre est ensuite utilisé par les femmes pour l’entretien des

cheveux, de la peau ou encore pour fabriquer le savon peulh appelé « Katarè » utilisés dans le traitement

des teignes (Sanon, 1995). Ce savon est régulièrement utilisé à des à des soins corporels. Il est donc une

composante importante des eaux grises produite en milieu rural. En matière de fabrication du savon

peulh, il existe deux procédés l’un à base de potasse et l’autre à base de cendre issue des chaumes brulées

(petit mil, sorgho). (Sanon 1995)

II.1.3. Le savon « KABAKOUROU »

C’est un savon traditionnel en boules rondes fait à base d’huile rouge et de potasse. Sa fabrication

est détenue par les femmes Mandé du nord (UEMOA, 2008). Ici le procédé utilisé est la saponification,

défini comme la réaction entre un alcali (la lessive) et un corps gras (huile ou graisse). Les composés

formés sont le savon et la glycérine. Ce processus fait donc intervenir des composés tels que l'hydroxyde

de sodium, l’hydroxyde de potassium et le carbonate de potassium. La soude (comme la potasse ou le

carbonate de sodium) est utilisée dans l'élimination des graisses naturelles qu'elle saponifie en formant

des savons qui viennent renforcer l'action détergente du produit. L'hydroxyde de potassium KOH, ou

potasse caustique possède un bon pouvoir hydrolysant est utilisé dans les détergents industriels pour son

alcalinité.

II.1.4. Le savon CITEC

C’est un savon industriel fait à base de coton fabriqué par société nouvelle huilerie et savon SN

CITEC située à Bobo Dioulasso et également obtenu par saponification. Ce savon présente certains vertus

thérapeutiques car constituant un vrai antiseptique et peut être conseillé pour l’hygiène des malades

(UNITAR ,2008).

I.5. Détergent en poudre OMO

C’est une lessive commerciale propriété d’Unilever crée en 1952. Comme la plupart des

détergents ce produit est constitué d’agents tensioactifs anioniques ou cationiques, de composés alcalins

qui augmentent le pH de l’eau, de triphosphate, de produit de blanchiment etc...





Promotion

2011/2013

18

Les graines d’espèce végétale (variétés de chou Basssica rapa var. perviridis) sur lesquelles ont

été réalisés des essaies de germination. C’est un type de légume-feuille cultivé commercialement

au Japon et à Taiwan dont le nom est de « komatsuna » en japonais. Il est généralement

consommé bouilli, mariné, sauté, ajouté aux soupes ou utilisé fraiche dans les salades. Il est une

excellente source de calcium. Ces feuilles peuvent être consommées à différents stade de la

croissance. Dans un plant mature ils sont vert foncé avec des tiges vert clair minces, environ 30

cm de long et 18 cm de large. Cette variété de graine a été choisie principalement pour sa capacité

de germination rapide et sa croissance racinaire uniforme.

Pour les mesures au laboratoire, différents outils ont également été utilisés dans la détermination

des tensioactifs, les essaies de germination et la détermination des ions (chlorure, sodium,

magnésium, potassium).

I.2. Méthodes

La méthodologie utilisée dans la réalisation de ces travaux a consisté dans un premier temps à faire une

phase exploratoire sur les sites d’étude qui a permis d’acquérir les détergents puis dans un second temps à

effectuer un travail en laboratoire pour quantifier les différents degrés de toxicité.

I.2.1. Préparation des échantillons

Les échantillons sont les solutions de détergent et des solutions étalons de sodium dodécil-

benzensulfonate (C-12 LAS) à différentes concentrations que nous avons préparé au laboratoire. Pour

chaque détergent, des solutions de concentrations croissantes de 0,1g/l ; 0,3g/l ; 0,5g/l ; 1g/l ; 1,5g/l ;

2g/l ; 3g/l ; 4g/l ; 5g/l ont été préparées. Pour ce faire, nous fabriquons la solution de 5g/l comme solution

mère et ensuite on obtient facilement par dilution les autres concentrations.

I.2.2. Détermination des tensioactifs

La mesure des concentrations en tensioactif a été réalisée par la méthode colorimétrique au bleu de

méthylène dérivée de réf 1 (Analyse de l’eau ver.5, La Société japonaise pour la chimie analytique,

Hokkaido Direction, 2005 ISBN978-4-7598-0991-6) de la méthode au bleu de méthylène d’origine réf2

(Détermination de détergents anioniques dans les eaux usées, des effluents d’eaux usées et les eaux

fluviales, J.Lonwell et WD Maniece, analyse1955, 80,167-171,(DOI :10.1039/AN9558000167).

I.2.3. Les tests de germination

Nous prélevions 6 ml de l’échantillon que l’on applique sur du papier filtre (Whatman n-41,

diamètre 90 mm) contenu dans des boites de Pétri (Schleicher and Schuell no. 595, 85 mm rundfilter) et





Promotion

2011/2013

19

10 ou 50 graines sont ensuite placées sur le papier filtre. Cinq pré-expériences à 10 graines, étendue par la

suite à 50 graines ont été réalisées. Les boites de pétri ont été scellées avec du papier aluminium et

incubées dans l’obscurité pendant 5 jours à 25 °C au bout desquels la longueur des racines est déterminée.

Le taux de germination se lisait 48h après l’incubation. La germination des graines dans l’eau de robinet a

été utilisée comme témoin. Le taux de germination a été calculé suivant la méthode utilisée par [Zucconi

et al, 1981.b »] :





Promotion

2011/2013

20

CHAPITRE III : RESULTATS

La figure 3 présente la variation des concentrations des LAS pour chaque type de détergent à une

concentration de 1g/l. On observe que la solution d’OMO a la concentration la plus élevée en surfactants

avec une concentration de 2.584 mg/l. Ensuite vient la solution de savon Peulh avec une faible

concentration de 0.020 mg/l. Les savons CITEC et KABAKOUROU ont également des concentrations

faible en LAS avec 0.013 mg/l et 0.011 mg/l.

Figure 3 : Concentration en LAS pour chaque savon et détergent

0,013 0,011 0,02

2,584

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

Citec Kaba S.peulh OMO

LAS (mg/l) Conc (mg/l)





Promotion

2011/2013

21

La figure 4 présente la variation du taux moyen de germination de la graine de choux (Brassica

rapa var perviridis) sous l’effet du SDS à différentes concentrations croissantes allant de 0 à 5 mg/l. On

observe un fort taux de germination au début qui décroit ensuite avec l’augmentation de la concentration.

Il est de 80% à 0.1g/l ,déscend ensuite à 50% à partir de 1g/l et reste constant jusqu’à 5g/l.La CL50

s’aperçoit à 1g/l .

La figure 5 présente les variations de l’allongement racinaire de la plantule sous l’effet du SDS.

On remarque une longueur racinaire assez élevée à 0.1g/l de 2.5cm qui s’annule ensuite très vite à partir

de 0.3 g/l et reste constant jusqu' 5g/l. La CL 50 se dessine à 0.15g/l.

Figure 4 : Taux de germination sous l'effet du SDS Figure 5 : L’élongation racinaire sous l'effet du SDS

0%

20%

40%

60%

80%

100%

0 1 2 3 4 5

Taux de germinati

on (%)

Concentration (g/l)

SDS Témoin : 100%

CL50 : 0,15 g/l 0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

0 1 2 3 4 5

Long.racine (cm)

Concentration (g/l)

SDS Témoin : 3,8 cm

CL50 : 0,15 g/l





Promotion

2011/2013

22

La figure 6 présente la variation du taux de germination de la graine sous l’effet d’OMO.

On remarque un taux de germination assez élevé et relativement constant jusqu’à 5g/l. Ce taux varie entre

100% et 80% jusqu’à 1g/l et décroit ensuite légèrement à 70% entre 1.5g/l et 5g/l. La CL50 ne peut être

déterminée dans ce cas.

La figure 7 présente la variation de l’allongement racinaire sous l’effet d’OMO . On observe une longueur

de 1.9 cm à 0.1g/l qui décroit rapidement et s’annule à 1g/l et reste constant jusqu’à 5g/l . L’effet d’OMO

sur la germination est nettement perceptible car la CL50 apparait immédiatement à 0.16g/l .

Figure 6 : Taux de germination sous l'effet de l'OMO Figure 7 : Élongation racinaire sous l'effet de l'OMO

0%

20%

40%

60%

80%

100%

0 1 2 3 4 5

Concentration (g/l)

OMO Témoin : 97%

Taux de germination(%)

CL50 : Non observé

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

0 1 2 3 4 5 Concentration (g/l)

OMO Témoin : 3,1 cm

Long. Racine

CL50 : 0,16g/l





Promotion

2011/2013

23

La figure 8 présente la variation du taux de germination sous l’effet du savon Peulh. On observe un fort

taux de germination au départ de 90%. Ce taux diminue ensuite progressivement jusqu’à 3g/l avant de

chuter brusquement à 20% entre 3g/l et 10g/l. La Cl50 apparait à 4.8g/l.

La figure 9 présente l’élongation racinaire sous l’effet du savon Peulh. On remarque une taille de 2cm à

0.1g/l qui diminue progressivement jusqu’à 3g/l et s’annule entre 3g/l et 10g/l. La CL50 est très vite

observée à 0.3g/l.

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Concentration (g/l)

S.Peulh Témoin : 3,1 cm Long. Racine

CL50 :0,3g/l

0%

20%

40%

60%

80%

100%

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Concentration (g/l)

S.Peulh Témoin : 100 %


CL50 : 4,8g/l

Figure 8 : Taux de germination sous l’effet du

S.Peulh

Figure 9 : Élongation des racines sous l’effet du

S.Peulh





Promotion

2011/2013

24

La figure 10 présente la variation du taux moyen de germination sous l’effet du savon CITEC. On

observe un taux moyen situé entre 90% et 80% de 0.1g/l à 2g/l. Ce taux variant entre 80% et 100%

jusqu’à 7g/l et diminue légèrement à 70% entre 7g/l et 10g/l. La CL50 n’apparait donc pas dans ce cas.

La figure 11 présente les variations des longueurs racinaires sous l’effet du savon CITEC. On

observe des longueurs assez grandes comprises entre 2.5cm et 3 cm de 0.1g/l à 0.5g/l . Elle diminue

ensuite et s’annule à 1.5g/l.la CL50 apparait à 0.75g/l.

CL50

:0.75g/l

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Concentration (g/l)

CITEC Témoin : 85 %


Non observé

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Concentration (g/l)

CITEC Témoin : 4,3 cm

Long. Racine

CL50 : 0,6g/l


savon CITEC

Figure 11 : Élongation des racines sous l’effet du savon

CITEC





Promotion

2011/2013

25

La figure 12 présente la variation du taux de germination sous l’effet du savon KABAKOUROU. On

observe aussi un fort taux 95% à 0.1g/l qui décroit ensuite légèrement à 85% puis diminue

progressivement entre 1g/l et 10g/l jusqu’à 60%. La CL50 ne peut être déterminée.

La figure 13 présente la variation des longueurs racinaires sous l’effet du savon KABAKOUROU. Les

longueurs sont assez grandes entre 0.1g/l et 0.3g/l variant entre 2.8cm et 2cm. Elle décroit ensuite et

s’annule à 1 g/l jusqu’à 10g/l. La CL50 se dessine à 0.48g/l.

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Concentration (g/l)

KABA Témoin : 3,2 cm

Long. Racine

CL50 : 0,48 g/l

0%

20%

40%

60%

80%

100%

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Concentration (g/l)

KABA Témoin : 90%


Non observé


savon KABAKOUROU

Figure 13 : Élongation des racines sous l’effet du savon

KABAKOUROU





Promotion

2011/2013

26

La figure 14 présente la variation des CL50 obtenues au niveau des longueurs racinaires pour

chaque type de savon et détergent. On remarque que le SDS et l’OMO ont les valeurs les plus faibles avec

respectivement 0.15g/l et 0.16g/l ensuite vient le savon peulh avec 0.30g/l. Les savons KABAKOUROU

et CITEC ont les valeurs les fortes avec respectivement 0.48 g/l et 0.6 g/l.

0,15 0,16

0,3

0,48

0,6

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

SDS OMO S.Peulh KABA CITEC

CL50 (g/l) Savon et détergents

Figure 14 : Variation des CL50 en fonction des savons et détergents





Promotion

2011/2013

27

CHAPITRE IV : DISCUSSION

Il est nécessaire de souligner l’importance de la qualité des eaux traitées pour l’irrigation des

plantes. Une eau qui ne répond pas aux normes de rejet peut impacter négativement l’environnement et

les sols. Les eaux usées peuvent contenir des paramètres toxiques tels que les surfactants provenant des

détergents utilisées pour la vaisselle, la lessive, la douche etc.… l’analyse des surfactants a montré que

OMO possède une concentration plus élevée en LAS (2.584 mg/l soit 2.584 mg de LAS dans un 1 g

d’OMO). Le savon peulh vient en deuxième position avec 0.020mg/l correspondant à 0.020 mg pour un

1g de savon. CITEC et KABAKOUROU sont en dernière position avec 0.013mg pour 1g de CITEC et

0.011mg pour 1g de KABAKOUROU. Deux méthodes ont été utilisées, celle par mesure directe sur

l’appareil (DR5000) et l’autre à l’aide de la courbe d’étalonnage (SDS, dodécil benzène sulfonate) par le

biais de l’absorbance. Les résultats obtenus ont été sensiblement identiques. La légère différence des

valeurs obtenues peut être liée à la fiabilité des méthodes et de l’appareil utilisé (DR5000) mais cela nous

donne une idée sur la concentration en LAS du composé. La méthode au bleu de méthylène présente

certains inconvénients au sens qu’elle est sensible à la présence de divers produits organiques. Ainsi les

sulfates, phosphates organiques réagissent avec le bleue de méthylène de même que les surfactants,

contribuant à donner des valeurs en excès. Les amines et autre substances chargées positivement telles

que les protéines peuvent donner lieu à des résultats par défaut car elles entrent en compétition avec le

bleu de méthylène pour la formation de paires d'ions avec les anioniques. (Thoumelin, 1995)

Les essaies de germination sous l’effet du SDS ont donné une CL50 (concentration létale

entrainant 50% de mortalité chez le témoin) de 1g/l. Les LAS influencent donc la germination des choux

à cette concentration entrainant une mortalité de 50% des graines après deux jours. Les mesures de

l’allongement racinaire ont donné une CL50 située à 0.15g/l.

Les essais de germination sous l’effet d’OMO ont montré un ralentissement progressif de la

germination à partir de 1g/l même si la CL50 n’apparait pas. Au niveau de la croissance racinaire, l’effet

d’OMO est nettement perceptible car la CL50 apparait à 0.16g/l. Ces résultats sont comparables à ceux

obtenus au niveau du SDS.L’OMO car parait donc aussi toxique que le SDS car en terme de toxicité une

CL50 élevée traduit une faible toxicité alors qu’une faible CL50 traduit une forte toxicité. (Thoumelin,

1995).

Les essais de germination sous l’effet du savon peulh ont montré une sensibilité de la graine au

niveau du taux de germination à 3g/l, la CL50 apparait à 4.8g/l. Cette sensibilité s’explique par l’action

des LAS mais aussi par l’effet de salinité. En effet des études ont montré que l’augmentation du stress

salin entraine une réduction non seulement des taux de germination mais aussi du temps moyen de

germination (Jaouadi & al., 2010). Au niveau de l’allongement racinaire la CL50 apparait très vite à





Promotion

2011/2013

28

0.3g/l. Elle est supérieure à celle obtenu avec le SDS et l’OMO ; le savon peulh parait donc moins toxique

que ces deux composés.

Les résultats obtenus sous l’effet du savon CITEC ont donné une tendance assez différente au

niveau des taux de germination entre 0.1g/l et 3g/l. En effet on observe un taux de germination assez fort

de 90% entre 0.1g/l et 0.3g/l qui décroit ensuite jusqu’à 80% à 1g/l puis remonte à 100% entre 2g/l et

3g/l. Ces taux sont assez élevés mais reste assez aléatoire car ne reflètent pas l’effet de ralentissement ou

d’inhibition attendu sur la germination malgré l’augmentation des concentrations en LAS. Cette non

concordance pourrait être dû aux conditions expérimentales liées au fonctionnement de l’incubateur et à

la fréquence des tests. La reprise dans des conditions plus maîtrisées des essais pourrait permettre une

explication plus précise. Cependant, la CL50 a été observée à 0.6g/l au niveau de l’allongement racinaire.

Ce résultat semble logique car traduit une inhibition de la croissance. La CL50 ici est supérieure à celle

obtenue avec le SDS (0.15g/). La graine résiste plus au savon CITEC qu’au SDS. Cela se justifie par une

toxicité du SDS par rapport au savon CITEC.

Les essais de germination sous l’effet du savon KABAKOUROU ont montré une diminution

progressive du taux de germination à 1g/l. La Cl50 s’observe à 0.48g/l au niveau de la longueur racinaire.

Cette valeur est également supérieure à celle obtenue avec le SDS et l’OMO. La graine parait moins

sensible au KABAKOUROU qu’à ces deux composés.

En somme les essais de germination sous l’effet des quatre composés (CITEC, OMO, KABA,

S .Peulh) ont permis d’observer une diminution progressive des taux de germination . Cette diminution

est due à l’action des tensioactifs mais aussi à l’effet de salinité engendré par les ions Na+, Cl- contenu

dans les détergents. Ces ions provoquent une élévation du potentiel osmotique entrainant une difficulté

d’hydratation au sein de la graine (Jaouadi & al., 2010) .

Les résultats relatifs à l’effet des quatre composés montrent que la croissance racinaire de la graine

est très sensible à l’effet des LAS. La valeur limite de CL50 a été observée sous l’effet de l’OMO à

0.16g/l correspondant à 0.41mg/l de LAS. Plus la concentration en LAS augmente, plus la longueur

racinaire diminue. Cela pourrait s’expliquer par la présence d’agents alcalins dans les savons et détergents

qui augmentent le pH du substrat empêchant la fixation d’azote et inhibant la croissance de la plante

indirectement (Hijikata & al., 2013).

L’analyse comparative des CL50 obtenues montre que le SDS et l’OMO ont les valeurs les plus

faibles avec respectivement 0.15g/l et 0.16g/l ensuite vient le savon peulh avec 0.30g/l. Les savons

KABAKOUROU et CITEC ont les valeurs les fortes avec respectivement 0.48 g/l et 0.6 g/l. Cependant

on peut remarquer que les CL50 les plus faible présente les concentrations en LAS les plus élevées donc





Promotion

2011/2013

29

les plus toxique. Des quatre composés étudiés l’OMO possède donc la concentration toxique la plus

élevée qui est de 0.41mg/l.





Promotion

2011/2013

30

CONCLUSIONS ET RECOMMANDATIONS

La présente étude a permis d’analyser la composition en surfactants de savon et détergents collecté en

milieux rural dans les villages de Barkoundouba et Kologodjessé par la méthode colorimétrique au bleu

de méthylène. Des échantillons préparés à base de ces produits détersifs ont ensuite permis d’effectuer

des essais de germination sur des graines d’espèces végétales (variétés de chou Basssica rapa var.

perviridis). De cette étude il est ressorti que les LAS sont présent dans les quatre types de savons et

détergents. Le détergent en poudre OMO a la plus grande concentration tandis que pour les autres les

quantités de LAS sont très faibles. La capacité germinative des graines diminue avec l’augmentation des

concentrations pour chaque type de savon. Les LAS présents dans les savons et détergents inhibent la

croissance des racines du Komatsuna. La présence des composés alcalins tels que le sodium, les chlorures

et le bore dans les savons et détergents augmente le pH du substrat qui inhibe la croissance des racines.

Au regard de ces résultats l’élimination des tensioactifs parait indispensable pour une meilleure

réutilisation des eaux grises dans l’irrigation. Cependant nous suggérons d’effectuer des analyses plus

poussés afin de déterminer précisément les concentrations en ions chlorures, potassium, magnésium,

sodium, et le rôle qu’ils pourraient jouer dans la germination et la croissance des plantes.





Promotion

2011/2013

31

Bibliographie

Couture, I. (2004). Analyse d’eau pour fin d’irrigation, AGRI-VISION 2003-2004 MAPAQ Montérégie-

Est. 8p.

Hijikata, N., & al., a. (2013). Feasibility of greywater reuse for irrigation: the impact of laundry detergent

and its surfactant on plant growth and symbiotic bacteria. 3p.

IKIO. (2011). Faisabilité du traitement des eaux grises en milieu rural :cas de Kolongodjessé. Mémoire de

Master en ingénierie de l’eau et de l’environnement, 2iE, Burkina Faso,. 31p.

Intizar, H. (2002). Wastewater use in agriculture: Review of impact and methodological issues in valuing

impacts, working paper 37, Colombo, Shri Lanka, International water management institute. 1-3pp.

ITO, K. (2010). Design of the slanted soil graywater treatment system for arid zones in developing

countries. Master of Engineering thesis, Hokkaido University, Japan,. 37p.

Jaouadi, W., & al., a. (2010). Étude de la germination des graines d’Acacia tortilis sous différentes

contraintes abiotiques. 10p.

MAHRH. (2006). Programme National d’Approvisionnement en Eau Potable et d’Assainissement à

l’horizon 2015 (PN-AEPA 2015),. 55p.

Morel., A., & DienerS., a. (2006). Greywater Management in Low and Middle-Income Countries, Review

of different treatment systems for households or neighbourhoods. Swiss Federal Institute of Aquatic

Science and Technology (Eawag). Dübendorf, Switzerland. 96p.

NIKIEMA, B. C.-Y. (2012). Etude pilote du traitement des eaux grises pour petite communautés en

milieu Rural: cas du village de Kologodjessé. 51p.

PRASET. (1996). Atelier régional d’échanges d’expériences sur la production et la commercialisation du

fromage en milieu pastoral. Compte rendu de l’atelier de Natitingou au Bénin. Cotonou : PRASET. 94p.

SALAGER, J.-L. (2002). SURFACTANTS Types and Uses. 50p.

Sangaré, D. (2011). Faisabilité du traitement et de réutilisation des eaux grises en milieu rural : cas de

Barkoundouba (Ziniaré, Burkina Faso). Mémoire de Master en Génie Sanitaire 2iE, Burkina Faso. 43p.

Sanon, Y. (1995). Organisation et division du travail chez les pasteurs peuls du Burkina Faso. Enquêtes

sur l’élevage laitier traditionnel dans les zones aménagées de la Nouhao, Sidéradougou, Sambonay et la

zone péri-urbaine de Hamdalaye. 125 p.





Promotion

2011/2013

32

THOUMELIN, G. (1995). Les TENSIO-ACTIFS dans les EAUX DOUCES et MARINES ANALYSE,

COMPORTEMENT, ECOTOXICOLOGIE . 113p.

UEMOA. (2008). Education formelle et réussite des femmes dans le secteur informel urbain. 34p.

UNITAR. (2008). PROFIL NATIONAL DU BURKINA FASO POUR LA GESTION DES PRODUITS

CHIMIQUES. 111p.





Promotion

2011/2013

33





Promotion

2011/2013

34

ANNEXES



1

Tableau présentant les concentrations en LAS pour chaque savon et détergent

Test N°1 des surfactants sur les solutions de détergent à 1g/l

ECH Citec Kaba S.peulh OMO

Methode

1

A654 nm 0,01 0,008 0,015 2,991

[ mg/l ] 0,016 0,014 0,019 2,06

Methode

2 [ mg/l ]

0,013 0,011 0,02 2,584

Test N°2 des surfactants sur les solutions de détergent à 1g/l

ECH Citec Kaba S.peulh OMO

Me

thode 1

A654 nm 0,011 0,012 0,01 2,347

[ mg/l ] 0,017 0,017 0,016 1,624

Me

thode 2 [ mg/l ]

0,012 0,015 0,018 2,034



2

Tableau présentant les valeurs des taux de germination pour chaque savon et détergent

CITEC

Conc (g/l) 0 0,1 0,3 0,5 1 1,5 2 3 4 5 7 10

Taux de

germination 85% 91% 94% 95% 81% 87% 97% 99% 93% 91% 90% 70%

OMO

Conc (g/l) 0 0,1 0,3 0,5 1 1,5 2 3 4 5

Taux de

germination 97% 95% 83% 81% 81% 76% 86% 69% 68% 67%

KABA

Conc (g/l) Blanc 0,1 0,3 0,5 1 1,5 2 3 4 5 7 10

Taux de

germination 79% 93% 83% 79% 84% 82% 79% 72% 71% 84% 70% 60%

S.Peulh

Conc (g/l) Blanc 0,1 0,3 0,5 1 1,5 2 3 4 5 7 10

Taux de

germination 95% 75% 79% 83% 63% 75% 79% 69% 83% 68% 20% 20%



3

Tableau présentant les valeurs de l’allongement des racines pour chaque savon et

détergent

CITEC

Conc (g/l) Blanc 0,1 0,3 0,5 1 1,5 2 3 4 5 7 10

Longueur

racine

Moyenne

N°1 et N°3 4,3 3,4 2,4 3,5 0,35 0 0 0 0 0 0 0

OMO

Conc (g/l) Blanc 0,1 0,3 0,5 1 1,5 2 3 4 5

Longueur

racine

Moyenne

N°1 et N°3 2,3 1,7 0,8 0,5 0,05 0,2 0 0 0 0

KABA

Conc (g/l) Blanc 0,1 0,3 0,5 1 1,5 2 3 4 5 7 10

Longueur

racine

Moyenne

N°1 et N°3 3,2 1,7 1,15 0,8 0 0 0 0 0 0 0 0



4

S.Peulh

Conc (g/l) Blanc 0,1 0,3 0,5 1 1,5 2 3 4 5 7 10

Longueur

racine

Moyenne

N°1 et N°3 3,8 1,6 1,3 1,68 0,45 0 0 0 0 0 0 0



5

Tableau présentant les valeurs des taux de germination et de l’allongement racinaire

sous l’effet du SDS

Taux de

germination

Conc (g/l) Blanc 0,1 0,3 0,5 1 1,5 2 3 4 5

Taux de

germination 100% 80% 70% 60% 60% 60% 50% 50% 50% 50%

Longueur des

racines

Conc (g/l) Blanc 0,1 0,3 0,5 1 1,5 2 3 4 5

Longueur

des racines

5,2 3,5 0 0 0 0 0 0 0 0

4,7 2 0 0 0 0 0 0 0 0

4,5 3 0 0 0 0 0 0 0 0

1,5 1,5 0 0 0 0 0 0 0 0

3 2 0 0 0 0 0 0 0 0

4,2 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3,8 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Moyenne 3,8 2,4 0 0 0 0 0 0 0 0



6

Tableau présentant les concentrations en ions chlorure pour chaque savon ou détergent

ECH ESSAIS Volume

(ml) Normalité Cl- (mg/l)

Moy Cl-

(mg/l)

CITEC

Essai 1 14,2 0,0282 284,31

279,30 Essai 2 13,7 0,0282 274,30

OMO

Essai 1 3,4 0,0282 68,07

74,08 Essai 2 4 0,0282 80,08

KABA

Essai 1 13,1 0,0282 262,28

257,28 Essai 2 12,6 0,0282 252,27

S.Peulh

Essai 1 8,2 0,0282 164,18

154,16 Essai 2 7,2 0,0282 144,15



7

Tableau présentant les valeurs de CL50 obtenues au niveau de la croissance des

racines

Savon et détergent SDS OMO S.Peulh KABA CITEC

CL50 (mg/l) 0,15 0,16 0,3 0,48 0,6

Évaluation de la toxicité des détergents et savons ...

Documents

Transcript of Évaluation de la toxicité des détergents et savons ...