À travers le monde, près de trois milliards de personnes n'ont pas le luxe d'avoir des toilettes à chasse d'eau. Au lieu de cela, ils s'appuient sur des systèmes d'assainissement statiques, comme des latrines à fosse pour traiter leurs déchets. Comme ceux-ci ne sont pas souvent raccordés à un égout, ils nécessitent une vidange et une élimination manuelles.

Une mauvaise compréhension des risques encourus signifie que les boues non traitées sont souvent rejetées dans les champs et les rivières avoisinants. L'impact de cela peut être dévastateur. Les germes trouvés dans les boues de vidange provoquent des maladies telles que la diarrhée qui entraîne la mort de plus de 750 personnes, 000 enfants de moins de cinq ans chaque année.

Pourtant, on estime que chaque dollar investi dans un meilleur assainissement rapporte jusqu'à 5,50 USD en avantages sociaux et économiques. Ceux-ci passent par une productivité accrue, réduction des coûts des soins de santé et prévention des maladies et des décès prématurés.

Une partie cruciale de l'amélioration de l'assainissement réside dans la recherche et le développement de des moyens plus efficaces de traiter les boues là où il n'y a pas d'assainissement et de traitement centralisé des eaux usées.

Ma recherche s'inscrit dans le cadre d'un partenariat avec la société d'ingénierie Buro Happold (BH) qui a été sollicitée par WaterAid Bangladesh pour trouver une technologie de traitement des boues efficace, pratique et abordable.

Après avoir envisagé des options incluant du biogaz et des additifs de fosse – des produits utilisés pour essayer de réduire le volume des boues – l'entreprise a opté pour des lits de séchage non plantés. Ils sont de conception simple et tirent parti de l'ensoleillement raisonnable du Bangladesh.

Les lits de séchage assèchent les boues par des processus d'évaporation et de drainage. Comme il perd de l'eau, la température au sein des boues augmente, tuer certains des germes qu'il contient. Une fois séché à une consistance appropriée pour le retrait, les boues sont compostées pour permettre une utilisation sûre en agriculture comme conditionneur de sol.

Mes recherches visent à mieux comprendre le processus de séchage des boues dans ces lits afin d'estimer le temps nécessaire avant de pouvoir les éliminer en toute sécurité, empêcher le rejet des boues non traitées dans l'environnement.

Usine de caca

Pour faire ça, il faut faire des boues en laboratoire, qui reproduit le plus fidèlement possible les propriétés chimiques et physiques de la vraie substance. Ce faisant, nous pouvons fonctionner en toute sécurité, des tests de séchage reproductibles pour déterminer comment de vraies boues vont sécher dans un climat tropical.

En plus d'être plein de germes, les boues de vidange sont très variables en termes de composition chimique et physique. Une étude portant sur le « rendement » d'un groupe d'hommes en bonne santé du même âge ayant suivi un régime contrôlé pendant trois semaines a révélé des différences notables dans la composition chimique de leur caca. Cette variation est encore amplifiée entre les différents pays, climats et régimes alimentaires.

Les principaux composants chimiques du caca sont les graisses, glucides (fibres), matière azotée, minéraux (principalement potassium, calcium et phosphore) et les micro-organismes. En 2006, des scientifiques ont développé un simulateur de caca humain pour tester la conception d'un système de collecte des déchets pour un véhicule d'exploration d'équipage pour la NASA.

En utilisant la composition chimique connue, les chercheurs de la NASA ont développé une "recette" composée de cellulose pour représenter les glucides, levure pour les micro-organismes, huile d'arachide pour les graisses et les glucides, plus chlorure de potassium, phosphate de calcium et eau.

Malheureusement, la boue qui est séchée sur les lits de séchage au Bangladesh est légèrement différente du caca frais car elle a passé du temps dans une fosse ou dans une fosse septique à se stabiliser. Cela signifie que les composants facilement dégradables du caca frais (glucides, protéines et sucres) sont décomposés, laissant derrière eux des plus stables. La recette de la NASA pour le caca frais devait être modifiée pour que nos expériences tiennent compte des changements et représentent mieux les caractéristiques de la vraie boue fécale.

Dans le cadre du Défi Réinventer les toilettes de la Fondation Bill et Melinda Gates en 2014, le Pollution Research Group en Afrique du Sud a modifié la recette de la NASA. Ils comprenaient le complément alimentaire cosse de psyllium et pâte de miso pour les fibres, éliminer le chlorure de potassium, ajouté du polyéthylène glycol pour favoriser la rétention d'eau, levure active pour représenter les bactéries et a changé la cellulose en linters de coton et en tissu déchiqueté.

Nous avons encore modifié cette recette pour remplacer les linters de coton par du chanvre car il était plus facilement disponible. La levure active a été remplacée par de la levure de bière car elle est plus facile à acheter en vrac.

Maintenant que nous disposons d'un simulant adapté aux boues de vidange, nous sommes en mesure de réaliser des tests sur lits de séchage pour mieux prédire le comportement de séchage des boues en climat tropical. Cela pourrait conduire à l'utilisation de tels lits à une échelle beaucoup plus grande, ce qui signifie qu'au lieu d'être laissé dangereusement sans traitement, le caca a un meilleur endroit où aller.

Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Lire l'article original.