Rôles épidémiologiques de l’eau

Projet, rapport de stage, et mémoire de fin d’études CONTRIBUTION A LA REPRISE DE LA FILTRATION LENTE SUR SABLE POUR L’APPROVISIONNEMENT EN EAU POTABLE DANS LES COMMUNAUTÉS RURALES  en PDF

GENERALITES SUR L’EAU

Définition dans sa forme naturelle

C’est un corps fluide, incolore, inodore et insipide. Il est liquide à la température ordinaire et est composé d’hydrogène et d’oxygène. Il peut dissoudre un certain nombre de corps.

Caractères physiques

– Température: . la fraîcheur témoigne son origine profonde;
. sa variabilité indique la présence d’infiltrations nuisibles par des fissures calcaires dans le sous-sol;
– turbidité: c’est le degré de trouble de l’eau affectant son aspect physique;
– saveur: elle varie selon la quantité d’oxygène et de gaz carbonique dissous; un goût métallique est dû à la présence de sels ferreux;
– odeur: . elle est nulle pour l’eau potable;
. celle d’œufs pourris s’il y a dépôts de soufre;
. celle des eaux de rivières est caractéristique à cause des déchets industriels ou des fermentations microbiennes;
– résistivité électrique: elle est liée à la minéralisation de l’eau;
– pH: s’il est inférieur à 7, il y a absence de calcaire causant la détérioration des canalisations avec passage possible de plomb dans l’eau;

Caractères chimiques

– les taux de calcaire et de magnésium sont mesurés par hydrotimétrie:
. inférieurs à 7, l’eau est pauvre en calcaire;
. supérieurs à 30, l’eau est très riche en calcaire, elle est impropre à la cuisson;
– la présence de fer et de manganèse donne à l’eau un goût désagréable;
– la présence de plomb est un danger pour l’organisme;
– le calcium doit être dosé car l’eau en est un des transporteurs;
– l’iode également car il témoigne le caractère du sol et du climat;
– le fluor: sa présence avec sa teneur dans les limites normales est un indicateur de bonne qualité hygiénique de l’eau;
– le zinc: il donne un goût astringent à l’eau. Il constitue un facteur freinant ou inhibant l’activité bactérienne de la membrane biologique lors de la filtration lente sur sable. Sa présence dans l’eau traitée avec un taux élevé permet de douter l’épuration bactérienne.

Caractères organiques

– un taux de substances organiques supérieur à 2 mg/l indique une pollution quelque soit son origine: végétale, ou animale, ou humaine;
– la présence de nitrates est normale dans l’eau jusqu’à 5 mg d’azote /l, elle est due à la décomposition des matières normalement présentes;
– la découverte de nitrites est un argument en faveur d’une pollution par des microbes aérobies qui sont toxiques pour l’organisme;
– la présence d’ammoniaque est un signe de putréfaction;
– la présence de sulfates et de phosphates témoigne d’une pollution par les urines, ou par les matières fécales, ou le passage de l’eau à travers des terrains dont la filtration est insuffisante;
– la présence de chlorures indique la pollution par des excrétas animaux ou le passage de l’eau à travers des roches sédimentaires ou à proximité de la mer d’où l’utilité de savoir leur taux (supérieur à 2 mg/l === suspect). Le chlore en présence de phénol se lie à celui-ci pour donner du chlorophénol qui est atoxique mais donne à l’eau un goût très désagréable;

Physiologie de l’eau

Des quantités considérables d’eau et d’électrolytes transitent quotidiennement par l’intestin grêle. Ainsi chez l’adulte, aux 2 litres de liquide consommés sous formes d’aliments ou de boissons vont s’ajouter la salive ainsi que les sécrétions de l’estomac, du pancréas et du foie.

Au total, environ 9 litres d’eau pénètrent journellement dans l’intestin grêle. La majeure partie, mais non la totalité, est réabsorbée dans l’intestin grêle. Un litre environ parvient au côlon, où l’absorption d’eau, bien que moins efficace, se poursuit: seuls 100 à 200 ml seront excrétés dans les selles en cas de transit intestinal normal.

Au niveau de l’intestin grêle, les mouvements d’eau se font dans les deux directions: d’une part une sécrétion d’eau du plasma vers la lumière du tube digestif, d’autre part une absorption de la lumière vers le plasma. Simultanément, l’eau et les électrolytes sont absorbés par les villosités et sécrétés par les cryptes intestinales. Les volumes d’eau transportés sont considérables car lorsque l’intestin absorbe 8 litres d’eau par jour, ce sont 120 à 140 litres d’eau qui dans le même temps sont passés d’un côté à l’autre.

A l’inverse des autres cellules de l’organisme tels que les globules rouges, l’entérocyte est une cellule orientée, c’est-à-dire que les systèmes de transport situés au niveau de la bordure en brosse (au contact de la lumière digestive) ne sont pas les mêmes que les autres. Ces systèmes de transport concernent, entre autres, les électrolytes dont les mouvements créent des gradients osmotiques; ceux-ci génèrent des mouvements passifs d’eau, qui suivent donc le déplacement des électrolytes.

Le sodium joue un rôle primordial. Pour pénétrer dans l’entérocyte, quatre mécanismes s’offrent à lui :
1) s’associer à l’absorption de chlorures,
2) être absorbé directement en tant qu’ion sodium,
3) être échangé contre l’ion hydrogène ou
4) lier son absorption à celle du glucose ou de certains acides aminés.

Ainsi, l’addition de glucose à une solution d’électrolytes peut tripler la résorption du sodium par l’intestin: ce phénomène est très important dans le traitement des diarrhées. Une fois absorbé, le sodium quitte l’entérocyte par un système actif, « la pompe à sodium », désignée comme système ATPase Na+ K+. Il est ainsi transféré dans le liquide extracellulaire, situé en particulier dans les espaces intercellulaires, espaces déformables limités par les membranes latérales de deux entérocytes adjacentes.

L’élévation de l’osmolarité qui en résulte provoque un flux passif d’eau par les pores des jonctions intercellulaires, depuis la lumière jusqu’au liquide extra-cellulaire; ainsi, l’équilibre osmotique se maintient-il entre les liquides de l’intestin et le liquide extracellulaire des tissus intestinaux. Les espaces intercellulaires gonflent donc du fait de l’arrivée d’eau, mais les entérocytes s’opposent à un gonflement excessif en faisant sortir le soluté par le seul espace libre, vers le bas ou vers le plasma.

Dans le même temps où se déroule l’absorption d’électrolytes et d’eau au niveau des villosités intestinales, les cryptes sont le siège d’une sécrétion. C’est en particulier l’ion chlorure qui est transporté activement des liquides extracellulaires vers la lumière de la crypte intestinale. Cela crée un gradient osmotique qui génère un flux passif d’eau et d’électrolytes du liquide extracellulaire vers la lumière digestive, et ce en passant par les espaces intercellulaires.

Ainsi, à partir du volume liquidien atteignant l’intestin grêle, les quantités d’eau et d’électrolytes absorbées au niveau des villosité ainsi que celles sécrétées par les cryptes déterminent le volume hydrique s’engageant dans la lumière colique.

Rôles épidémiologiques de l’eau

L’eau représente le facteur de transmission et de propagation des germes responsables de maladies infectieuses et parasitaires intestinales. Dans les pays en voie de développement, leurs fréquences sont encore très élevées du faite de la mauvaise qualité de l’eau consommée par la population

Physiopathologies

La diarrhée est la conséquence d’un dysfonctionnement du transport del’eau et des électrolytes au niveau des intestins. Le résultat en est une élévation du nombre, du volume et de la consistance des selles (selles liquides). Le risque est lié surtout à la déshydratation, aux modifications de l’équilibre acido-basique ainsi qu’à la malnutrition qui peuvent en découler. Les agents infectieux en cause peuvent agir de plusieurs façons, qui sont plus ou moins associées.

La diarrhée sécrétoire

La diarrhée sécrétoire est provoquée par la sécrétion anormale de liquides (eau et électrolytes) dans l’intestin grêle. Elle peut être liée à la réduction de l’absorption du sodium par les villosités et/ou par l’élévation de la sécrétion de chlorures dans les cryptes. Il en résulte une déperdition nette d’eau et d’électrolytes sous la forme de selles liquides, qui crée ainsi une déshydratation. On distingue plusieurs types de mécanismes, selon l’agent infectieux :

– les entérotoxines: ce sont des polypeptides sécrétés par les bactéries dans la lumière intestinale. Leur présence va perturber le transport des électrolytes en réduisant l’absorption du sodium et en augmentant la sécrétion du chlore;  l’épithélium intestinal est histologiquement intact, les selles sont liquides, afécales, sans glaire, ni sang. Les germes responsables sont: l’Escherichia coli, le Vibrio cholerae, le Yersinia, le Bacillus cereus, le Klebsiella, le Pseudomonas aeruginosa. sur l’épithélium intestinal se créent des lésions inflammatoires, voire des ulcérations: ce sont les cas des shigelles, du clostridium, de certaines souches de E. coli, des staphylocoques, des salmonelles, ainsi que des parasites tels que l’Entamoeba hystolitica. Les selles seront volontiers glairo-sanglantes. certains germes en traversant l’épithélium intestinal et sa muqueuse se multiplient au sein du système réticulo-endothélial; ils peuvent envahir l’organisme à distance. C’est le cas des S. typhi et des Yersinia entérolitica.

– Les virus: en particulier, les rotavirus pénètrent les entérocytes matures situées à la pointe des villosités. Ces cellules détruites, il en résulte une atrophie villositaire et donc une réduction de l’absorption de l’eau et des électrolytes; les entérocytes altérées sont remplacées par des entérocytes non matures qui sont issues de la multiplication des cellules naissantes dans les cryptes avec principalement une fonction sécrétoire. De plus, les enzymes intestinaux ne sont plus produits, en particuliers la lactase, ce qui surajoute à ces mécanismes une diarrhée osmotique.

Table des matières

NTRODUCTION GENERALE
I. GENERALITES SUR L’EAU
I.1. Définition dans sa forme naturelle
I.2. Caractères
I.2.1. Physiques
I.2.2. Chimiques
I.2.3. Organiques
I.2.4. Bactériologiques (microbiologiques)
I.3. Normes de potabilités selon l’OMS et législations de quelques pays
I.4. Rôles physiologiques de l’eau de boisson
I.4.1. rôle en tant que constituant
I.4.2. physiologie de l’eau
I.4.3. rôles épidémiologiques de l’eau
I.4.4. physiopathologies
a) diarrhées sécrétoires
b) diarrhées osmotiques
I.5. Les agents pathogènes susceptibles d’être retrouvés dans l’eau polluée, non ou mal traitée
I.5.1. les bactéries
I.5.2. les parasites
I.5.3. les virus
I.6. Anomalies en minéralisation de l’eau en fin de traitement
I.7. Les maladies provoquées par l’administration d’eau souillée
I.7.1. les bactérioses
I.7.2. les parasitoses
I.7.3. les viroses
I.7.4. les diarrhées des voyageurs
I.8. les maladies occasionnées par l’administration d’eau dont Les teneurs en éléments minéraux sont anormales
I.9. Besoins de l’organisme par jour
I.10. Les eaux naturelles à Madagascar
I.10.1. Quelques mots sur la météorologie
I.10.2. Les eaux naturelles à Madagascar et leurs potabilité
a) les eaux souterraines
b) les eaux de surface
c) les eaux météoriques
I.11. Qualités de l’eau consommées en milieu rural
II. QUELQUES DONNEES CLINIQUES JUSTIFIANT LA NECESSITE DE L’APPROVISIONNEMENT EN EAU POTABLE EN MILIEU RURAL
III. LA FILTRATION LENTE SUR SABLE
III.1. Procédés d’épuration
III.2. Etudes expérimentales et résultats
III.2.1. première expérience et résultats
III.2.2. deuxième expérience et résultats
III.2.3. mécanismes
III.3. Entretien du système
III.4. Commentaires
III.4.1. sur la qualité de l’eau traitée
a) Sur la nécessité de stérilisation
b) Sur la nécessité de reminéralisation
c) Sur la nécessité de corriger le débit
d) Sur la nécessité de couvrir le bassin
III.4.2. sur le système en général
III.4.2.1. rendements
III.4.2.2. avantages économiques et sociaux
III.4.2.3. possibilités d’emploi
III.4.2.4. limites d’emploi
III.4.2.5. besoins en superficie minimale
III.4.2.6. inconvénients
III.5. Construction et spécifications des éléments d’installation d’une FLS
III.5.1. dimensions et dispositions des filtres
III.5.2. ouvrages d’entrée
III.5.3. dimensions, granulométrie des filtres
III.5.4. cas de trop-plein du réservoir d’eau surnageante et vanne d’évacuation
III.5.5. ouvrages de sortie
III.5.6. installations simples de prétraitement
III.5.7. installation d’une filtration rapide pour dégrossissage
III.5.8. pré-filtration sur gros matériaux à circulation horizontale
III.6. Facteurs freinant ou inhibant l’activité bactérienne de la membrane biologique
IV. ETUDES ECONOMIQUES ET PROJET DE VULGARISATION DU SYSTEME
V. SUGGESTIONS
CONCLUSION GENERALE
ANNEXES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

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