Qualité des eaux souterraines et de surface dans la métropole de Cotonou au sud du Bénin : Implications pour la leptospirose

Groundwater and surface water quality of Cotonou (Benin) metropolis for leptospirosis follow-up

• Auteur / Autrice : Honoré Houemenou
• Direction : Marc Leblanc, Sarah Tweed
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Hydrogéologie
• Date : Soutenance le 27/04/2020
• Etablissement(s) : Avignon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et agrosciences (Avignon)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Environnement Méditerranéen et Modélisation Agro-Hydrosystèmes (Avignon)
• Jury : Président / Présidente : Fabienne Trolard Stoll
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Fabienne Trolard Stoll, Richard Taylor, Jean-Michel Vouillamoz, Daouda Mama, Abdoukarim Alassane
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Richard Taylor, Jean-Michel Vouillamoz

Mots clés

Mots clés contrôlés

Urbanisation

Risques pour la santé

Cotonou (Bénin)

Eaux souterraines -- Qualité

Leptospiroses

Mots clés libres

Leptospiroses pathogènes

Contamination des eaux souterraines

Risque sanitaire

Urbanisation

Maladies hydriques

Pathogenic leptospires

Waterborne diseases

Human health risk

Urbanization

Groundwater contamination

Résumé

Les eaux souterraines captées par les puits à grand diamètre dans la métropole de Cotonou (Sud du Bénin) sont tirées de l’aquifère du Quaternaire qui appartient au Bassin Sédimentaire Côtier. Cet aquifère côtier est particulièrement vulnérable non seulement de par son caractère superficiel et par l’influence des activités anthropiques mais aussi de par sa proximité avec les eaux salées du lac Nokoué et les mares contaminées. Les habitants des milieux défavorisés représentant environ 60% de la population de Cotonou sont les plus exposés face à l’utilisation quotidienne de cette ressource à des fins domestiques. Les campagnes de prélèvement spatio-temporel et les analyses physico-chimiques, isotopiques et bactériologiques, nous ont permis de décrire l’état actuel des eaux de l’aquifère peu profond, d’identifier les principaux facteurs et les périodes à risque de contamination des maladies hydriques notamment la leptospirose, une zoonose émergente méconnue à Cotonou. La nappe paraît principalement alimentée par les pluies locales. Mais l’utilisation conjointe des traceurs environnementaux (ions majeurs, ratio Cl/Br et isotopes stables), ont montré que cet aquifère peu profond est contaminé par les apports d'eau salée du lac Nokoué pendant la saison sèche, le lexiviat de déchets solides, d’eaux usées des fosses septiques et des fuites de latrines pendant la recharge par les pluies et aussi via les mares temporaires et permanentes. Même si l’interaction eau souterraine et les minéraux rocheux contribuent à la minéralisation, certains polluants anthropiques notamment les nitrates et les éléments traces (Mo, V, Zn et Al) peuvent parvenir à la nappe par lessivage ou être retenus par adsorption des sédiments sablo-argileux dans la Zone Non Saturée. D’autres comme le Fe et le Mn dépendent des conditions réductrices du milieu qui interviennent principalement au cours des processus de dénitrification et de dégradation de la matière organique. Les eaux contaminées de Cotonou se présentent donc comme un environnement favorable à la survie des leptospires en occurrence les mares obtenues après les précipitations du début de la saison des pluies. Le contact fréquent avec l'eau pendant la saison des pluies expose les habitants de Cotonou aux risques d'infections à la leptospirose. Les mesures de prévention des risques de contamination des maladies hydriques méritent sans doute une plus grande attention de la part des autorités sanitaires de la région côtière de l'Afrique de l'Ouest, en pleine expansion.

Groundwater from large diameter wells in the Cotonou metropolis (southern Benin) is drawnfrom the Quaternary aquifer, which belongs to the Coastal Sedimentary Basin. This coastal aquifer is particularly vulnerable not only by its shallow nature and therefore risks from anthropogenic activities,but also by its proximity connectivity with a saline lake and contaminated pond waters. Inhabitants of underprivileged areas accounting for approximately 60% of the city's inhabitants are the most exposed to the daily use of this water resource for domestic purposes. Spatio-temporal sampling surveys andphysico-chemical, isotopic and bacteriological analyses helped to describe the current state of the shallow aquifer waters, to identify the main factors and periods at risk of contamination by waterborne diseases,in particular leptospirosis, an emerging zoonosis that is unknown in Cotonou. The aquifer appears to be mainly recharged by local rainfall. But the combined use of environmental tracers (major ions, Cl/Br ratio and stable isotopes), showed that this shallow aquifer is contaminated by salt water from Nokoué Lake during the dry season, by the leaching of solid waste, by wastewater from septic tanks and latrine leaks during rainfall recharge and via the recharge of temporary and permanent ponds. Although the interaction between groundwater and rock minerals contributes to mineralization, some anthropogenic pollutants such as nitrogen and trace elements (Mo, V, Zn and Al) can leach to groundwater or be retained by adsorption to sandy clay sediments in the unsaturated zone. Others, such as Fe and Mn, depend heavily on the redox conditions and the degradation of organic matter. The contaminated waters of Cotonou are a compatible environment for the survival of leptospirosis, especially in the pond waters that are formed at the start of the rainy season. Frequent contact with pond waters during the rainy season exposes the population of Cotonou to the risk of leptospirosis infections. Preventive measures against the risk of contamination of water-borne diseases undoubtedly deserve greater attention from the health authorities in the rapidly expanding populations in the coastal region of West Africa.