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Les écosystèmes du lac Tanganyika sont menacés par la pollution provenant des eaux usées, du plastique, des microplastiques et du ruissellement toxique des sols fertilisés. Cette dégradation environnementale, particulièrement préoccupante pour l'un des plus grands et des plus anciens lacs d'eau douce au monde, met en péril sa biodiversité unique et les services écosystémiques qu'il fournit aux populations riveraines. Des recherches sont actuellement menées à l'Université du Burundi afin de concevoir et d'évaluer des procédés de traitement capables de valoriser les eaux usées traitées biologiquement issues de la station d'épuration (STEP). L'objectif de ces travaux est double : protéger l'écosystème lacustre tout en transformant un déchet en ressource valorisable. Le phosphore est le paramètre le plus surveillé dans ces études, l'objectif étant de bloquer la croissance des plantes envahissantes telles que la jacinthe d'eau, dont la prolifération est un indicateur clair de déséquilibre écologique.
Pollution et ses dangers
L'un des principaux vecteurs de cette pollution est l'apport excessif de nutriments. Les engrais, qui contiennent de l'azote et du phosphore, sont susceptibles d'être emportés par les pluies vers les plans d'eau, entraînant un phénomène d'eutrophisation. Ce processus, caractérisé par l'enrichissement en nutriments des milieux aquatiques, est exacerbé par le ruissellement agricole et les rejets d'eaux usées non ou mal traitées. Au Burundi, la gestion de ces rejets est encadrée par l'ordonnance ministérielle conjointe n°770/468 du 25 mars 2014, qui fixe des seuils de rejet précis applicables afin de limiter l'impact sur les écosystèmes aquatiques.
Cependant, la station d'épuration (STEP) de Buterere, située près de Bujumbura, voit sa capacité dépassée en raison de l'expansion urbaine rapide et de l'évolution industrielle de la capitale burundaise. Cette surcharge compromet l'efficacité du traitement des eaux usées avant leur rejet dans le lac Tanganyika. Les limites de rejet pour les nutriments dans le bassin du lac Tanganyika sont strictement définies pour préserver la qualité de l'eau : le phosphore total (P) ne doit pas excéder un maximum de 2 mg/l à 5 mg/l, tandis que l'azote total (N) est limité à un maximum de 10 mg/l à 20 mg/l. L'ammonium (NH4+) est quant à lui plafonné à un maximum de 5 mg/l. Ces réglementations visent à prévenir la dégradation de l'écosystème lacustre face aux pressions anthropiques croissantes et à maintenir l'équilibre biologique essentiel à sa survie. La surcharge de la STEP de Buterere représente un défi majeur pour le respect de ces normes environnementales cruciales pour la santé du lac.
Traitement des eaux usées
La station d'épuration (STEP) de Buterere utilise des procédés biologiques pour l'élimination de la matière organique, de l'azote et du phosphore des eaux usées. Ces traitements, basés sur l'action de micro-organismes, sont conçus pour dégrader les polluants présents dans les effluents. L'objectif ultime de ces efforts de traitement est de produire un effluent de qualité suffisante pour être réutilisable, notamment pour l'irrigation des cultures, et de récupérer les nutriments essentiels en vue de créer un engrais vert liquide. Cette approche s'inscrit dans une logique d'économie circulaire, transformant un problème de pollution en une solution pour l'agriculture locale.
Les techniques de traitement des eaux usées peuvent être classées en trois catégories principales, chacune répondant à des objectifs spécifiques en matière d'épuration et de valorisation des ressources. Les traitements physiques incluent des processus comme la filtration, la sédimentation et la flottation, qui visent à séparer les solides des liquides. Les traitements biologiques, comme ceux employés à Buterere, exploitent l'activité de micro-organismes pour décomposer les substances organiques et éliminer les nutriments. Enfin, les traitements chimiques utilisent des réactifs pour précipiter les polluants, les neutraliser ou les désinfecter. Chacune de ces approches présente des avantages et des inconvénients, et leur combinaison est souvent nécessaire pour atteindre les normes de rejet les plus strictes et optimiser la récupération des ressources.
Recherche et valorisation
L'eutrophisation représente un déséquilibre majeur des écosystèmes aquatiques, provoqué par la présence excessive de nutriments tels que l'azote et le phosphore. Ce phénomène peut entraîner une prolifération d'algues et de plantes aquatiques, modifiant profondément l'environnement naturel du lac Tanganyika. Les concentrations élevées de ces éléments nutritifs, souvent issues des rejets d'eaux usées ou du ruissellement agricole, alimentent une croissance végétale anarchique, formant des tapis végétaux denses à la surface de l'eau. Parmi ces plantes envahissantes, la jacinthe d'eau est particulièrement préoccupante, car elle peut recouvrir de vastes étendues, bloquant la lumière et l'échange gazeux.
La pollution par les nutriments a des conséquences directes et dévastatrices sur la vie aquatique. Elle provoque une asphyxie par manque d'oxygène, car la décomposition des masses végétales en déclin consomme de grandes quantités d'oxygène dissous, essentiel à la survie des poissons et autres organismes aquatiques. Les tapis d'algues et de jacinthes bloquent la pénétration de la lumière du soleil dans l'eau, empêchant la photosynthèse des plantes et algues sous-jacentes, ce qui perturbe l'ensemble de la chaîne alimentaire. Le processus d'eutrophisation se traduit ainsi par une diminution drastique de l'oxygène dissous, essentielle à la survie des poissons et autres organismes aquatiques, perturbant ainsi l'ensemble de la chaîne alimentaire. Cette situation compromet la biodiversité du lac et la capacité des écosystèmes à se régénérer naturellement, menaçant la subsistance des communautés qui dépendent de ses ressources.
Face à ces défis, la recherche à l'Université du Burundi se concentre sur l'amélioration des méthodes de traitement des eaux usées. Les technologies membranaires sont des procédés physiques semi-perméables utilisés pour la séparation sélective des substances dissoutes dans l'eau. Ces techniques, qui incluent l'ultrafiltration, la nanofiltration et l'osmose inverse, offrent une solution avancée pour le traitement des eaux usées en permettant de retenir efficacement les nutriments, tels que le phosphore et l'azote, avant leur rejet dans les milieux naturels. Leur haute efficacité de séparation permet d'obtenir des effluents de très bonne qualité, voire de récupérer des éléments valorisables. L'application de ces méthodes pourrait contribuer significativement à réduire l'apport de polluants dans le lac Tanganyika et à maîtriser le phénomène d'eutrophisation en limitant l'accès des plantes envahissantes aux nutriments essentiels à leur croissance. Elles représentent une piste prometteuse pour la valorisation des eaux usées en vue de leur réutilisation, transformant ainsi un problème environnemental en une opportunité de développement durable pour la région. La poursuite de ces recherches est capitale pour la préservation à long terme de cet écosystème lacustre vital. ---
