BERGHMAN Erica (ULB)
Analyse et modélisation d’un système de production d’eau potable par filtration sous lit de rivière
Promoteur : Prof. Benoît Haut
« L’accès à l’eau, bien qu’un besoin de base, n’est toujours pas universel. A Camiri en Bolivie, la distribution en eau de la ville dépend de 7 galeries souterraines, exploitant le phénomène naturel de filtration sous lit de rivière : l’eau percole au travers de celui-ci et est récoltée au sein d’un tube horizontal perpendiculaire au flux du cours d’eau et connecté à un puits. Elle est ensuite pompée vers une station centrale où un traitement au chlore la rend potable, pour ainsi être distribuées vers les habitations.
Ces systèmes de filtration sous lit de rivière sont étudiés par l’Université libre de Bruxelles en collaboration avec la coopérative des eaux de Camiri (COOPAGAL). L’objectif du projet initial, défini sur base des priorités du gouvernement, est de mieux comprendre ces systèmes afin de les implémenter dans d’autres parties du pays et ainsi améliorer la gestion locale de l’eau en Bolivie.
L’objectif de ce mémoire est de simuler un système de filtration d’eau sous lit de rivière afin de pouvoir en déterminer la productivité a priori. Cette simulation est validée par comparaison du coefficient de productivité calculé avec cette simulation et celui obtenu avec les systèmes réels se trouvant à Camiri. Elle fait intervenir (1) la géométrie du système, (2) la différence de pression aux bornes de celle-ci et (3) sa perméabilité en tout point. Ces trois paramètres ont été déterminés sur base d’échantillons de sable prélevés sur le terrain ou sur base de travaux précédents. Par ailleurs, la simulation ne peut se faire sur la rivière entière : un domaine de celle-ci doit être défini. Ce travail met en avant qu’une portion de la rivière de 65 mètres autour de la galerie est requise pour prendre en compte tous les effets du système.
Avec ces résultats, la simulation permet d’obtenir des coefficients de productivité d’un ordre de grandeur équivalent aux coefficients mesurés sur place, tout en étant cependant trop élevés. En considérant notamment la disposition spatiale des galeries et les interférences possibles entre systèmes, les résultats numériques sont plus proches de la réalité. »
BLONDIAU Lucie (ULg-Gx)
Nutrient recycling using biochar on plinthosol of Burkina Faso : a soil-plant column experiment
Promoteur : Prof. Jean-Thomas Cornelis
« Les sols du Burkina Faso sont pauvres en nutriments et en matières organiques. L’application d’engrais minéraux et organiques est indispensable pour assurer la fertilité des sols et le maintien de des rendements. De plus, les fortes précipitations lors des saisons des pluies lessivent ces fertilisants, les rendant indisponibles pour les cultures. Un amendement du sol en biochar pourrait améliorer la rétention des intrants. Le biochar produit à partir des matériaux ligneux à une faible teneur en nutriments. Cependant, combiné à des matériaux plus riches en éléments nutritifs, ce dernier peut être enrichi et libérer des nutriments plus longtemps dans le sol. Ce biochar pourrait être utilisé comme nouvel amendement slow release en Afrique de l’Ouest.
Cette étude porte sur l’effet du biochar, enrichi par incorporation dans le processus de compostage, ou par mélange avec une solution d’engrais NPK, sur le recyclage des nutriments dans un Plinthosol du sud-ouest du Burkina Faso.
Dans cette expérimentation en colonnes de sols, cinq modalités ont été considérées : du co-compost, du compost , du biochar et du biochar macéré avec de l’engrais NPK ainsi que des colonnes témoins . Les percolas et les biomasses récoltés ont été analysés afin de quantifier leurs concentrations en nutriments.
Les rendements et l’assimilation des nutriments par les plantes n’ont pas été significativement impactés par les traitements étudiés. Une rétention plus importante des cations (potassium, calcium, magnésium) a été observée lors d’une application de co-compost mais couplée à une augmentation de la perte de phosphore. À l’inverse, le biochar enrichi en NPK a permis de réduire les pertes de phosphore mais n’a pas empêché le lessivage des cations.
Cette étude peut être considérée comme une première approche dynamique de l’influence des biochars activés sur des sols burkinabé. Elle permet d’appréhender les futures utilisations de cette technologie afin améliorer la fertilité des sols en Afrique de l’Ouest. »
DELOBBE Martin (ULB)
Conception et réalisation d’une solution permettant la centralisation et la visualisation de données de monitoring provenant de centres de santé en RDC
Directeur : Prof. Antoine Nonclercq, Co-Promoteur : Prof. Jean-Michel Dricot et Superviseur : Loïc Vaes
« Le contexte dans lequel s’inscrit ce mémoire provient du besoin exprimé par la société AEDES de monitorer les éléments hardwares et softwares du système CERHIS. Ce dernier permet d’informatiser des centres de santé à faible ou moyen budget dans des régions n’ayant qu’un accès très limité à l’électricité.
Le travail, développé sur deux ans au travers d’un projet de coopération au développement et d’un mémoire de fin d’étude, est séparé en deux parties :
1. La réalisation d’une solution de monitoring permettant de détecter les pannes et les situations instables du système CERHIS : lorsqu’une telle situation se produit, des SMS sont envoyés aux techniciens pour les prévenir du problème. La solution s’est articulée autour d’une application pour Smartphone couplé à un Arduino.
2. La réalisation d’un système de centralisation des SMS de monitoring provenant des centres de santé : la solution permet de visualiser tous les centres de santé sur une carte et de sélectionner un centre en particulier pour obtenir un compte rendu de l’état de ce dernier. La solution s’est articulée autour d’une application web couplée à différentes API.
La combinaison des deux travaux permet aujourd’hui de minimiser les déplacements des techniciens ainsi que de superviser les centres de santé. C’est un élément indispensable pour le passage à l’échelle de CERHIS au niveau international, qui offre de nouvelles opportunités de développement et qui permettra, à terme, d’améliorer de manière drastique la gestion des centres de santé tant au niveau local que global. »
FAUVIEAU Justine (ULB)
Etude expérimentale et modélisation de la cinétique du séchage des fèves de Theobroma cacao, sur base du suivi en continu de l’humidité au sein des fèves – Brésil
Directeur : Benoît Haut et Promoteur : Christelle Herman
« Les fèves de cacao, issues de Theobroma cacao, constituent la matière première pour la fabrication du chocolat. L’une des étapes cruciales de cette fabrication est le séchage des fèves de cacao. Cette étape permet une réduction importante de l’eau au sein des fèves jusqu’à une teneur acceptable pour que celles-ci ne soient pas soumises au pourrissement et puissent être conservées avant l’exportation.
Le séchage des fèves et, en particulier, la cinétique de cette opération sont, à l’heure actuelle, encore mal compris. Ceci est d’autant plus vrai pour les fèves de cacao issues du bassin amazonien, produites dans le nord du Brésil, qui ont fait l’objet de cette étude. Par conséquent, l’objectif principal de ce travail était d’améliorer la compréhension et la quantification des phénomènes physicochimiques prenant place au cours du séchage et de les modéliser. Pour ce faire, des tests de séchage et des analyses de matière sèche ont été réalisés à l’Université Fédérale du Pará à Belém et ce, sur deux lots de fèves ; le premier se composait de fèves fermentées et le second de fèves fermentées et préalablement immergées dans de l’eau avant d’initier le test. L’étude de ce second lot permettait, si on transposait l’étude expérimentale à l’échelle du terrain, de simuler un épisode de précipitation survenant lors d’un séchage naturel sur le terrain. Par ailleurs, un modèle mathématique a été implémenté afin de quantifier les phénomènes prenant place au cours du séchage.
Ce mémoire de fin d’études a permis de réaliser un certain nombre d’avancées en matière de séchage des fèves de cacao amazoniennes. Plus spécifiquement, ce travail a permis de mettre en évidence l’existence de trois phases qui caractérisent la cinétique du séchage des fèves immergées, validant une hypothèse émise par Herman et al. (2018). Il a ainsi été démontré expérimentalement et théoriquement que ces phases correspondent à des évaporations successives ayant lieu dans des compartiments distincts de la fève (en surface pour la première phase, dans la pellicule pour la seconde phase et plus en profondeur, c’est-à-dire dans le nib des fèves, pour la dernière phase). »
LECOMTE Lucas (ULg)
Coproduction et durabilité : Etude du système de gestion de l’eau à Cochabamba – Bolivie
Directeur : M. Jacques TELLER (Promoteur) et Juan Edson CABRERA (second tuteur)
« Ce travail de fin d’étude s’inscrit dans une réflexion sur l’impact urbanistique des réseaux, en particulier les réseaux d’eau. Dans les pays du Sud, le manque de moyens et d’investissements publics pour les services de base contraint les habitants des métropoles à opter pour des modes de gestion alternatifs, et la coproduction du service (c’est-à-dire un partage de la gestion entre un acteur public et des acteurs privés) est une configuration très usuelle.
A Cochabamba, troisième plus grande métropole de Bolivie, le service d’eau fait intervenir une entreprise publique et des opérateurs locaux de petite échelle (OLPE(s)), qui se regroupent en associations de voisins (sur initiative citoyenne) à l’échelle d’un quartier. Ces différentes entités se partagent la production du service d’eau sur l’ensemble de l’aire métropolitaine.
Ce travail questionne la durabilité de ce type de configurations en analysant des quartiers de l’aire métropolitaine où la gestion est assurée par des OLPE(s). Pour appuyer cette analyse un choix a été fait de constituer une grille d’indicateurs de durabilité.
L’étude s’articule en deux temps en commençant par la construction de la grille d’indicateurs sur base de la littérature scientifique, puis par l’application de cette grille à un échantillon de 8 quartiers de l’aire métropolitaine sous gestion OLPE(s). Des enquêtes de terrain ont été réalisées pour recueillir les informations nécessaires et ont été compléter d’interviews pour analyser le système dans sa globalité.
L’objectif, outre la systématisation de l’analyse de durabilité via la construction d’un outil simple adapté à l’échelle d’étude est d’aboutir à des préconisations autour de ce mode de gestion alternatif. »
RAUW Chloé (ULg-Gx)
Influence of Biochar on nutrients dynamics in tropical soils of Burkina Faso
Promoteur : Prof. Jean-Thomas Cornélis
« L’agriculture fait face à un défi majeur en termes d’usage de l’engrais dont l’efficience est aujourd’hui inférieure à 50%. Il est donc nécessaire de trouver des alternatives durables et plus efficaces à ces engrais. Ces dernières décennies, des études concernant le biochar ont montré une amélioration des propriétés des sols, particulièrement dans des sols très altérés, grâce à la modification de leurs caractéristiques physico-chimiques. Récemment des études ont démontré que le biochar amélioré par des composés organiques ou inorganiques peut être utilisé comme engrais à libération progressive et améliorer le cycle des nutriments.
Cette étude met l’accent sur la dynamique des nutriments pour des engrais à base de biochar et sur leur utilisation potentielle en tant qu’engrais à libération progressive. Des biochars améliorés par des engrais, par de l’urine et par co-compostage ont été comparés par des extractions de nutriments en série afin d’évaluer leur potentiel é remplacer les engrais chimiques. De plus, l’effet du temps d’incorporation du biochar dans les sols et son influence sur la dynamique des nutriments a été évaluée à travers l’étude de biochar ayant séjourné dans des sols tropicaux pendant 6 et 18 mois.
Les résultats ont démontré que le biochar pur perd rapidement son contenu en nutriments tandis que le biochar enrichi en nutriments par macération avec de l’urine montre une amélioration du cycle des nutriments en ce qui concerne le potassium et le magnésium. Le biochar chargé par macération avec de l’engrais chimique possède un potentiel important de libération progressive de phosphore.
Le biochar est donc un bon support pour des engrais à libération progressive lorsqu’il a macéré dans de l’urine ou lorsqu’il a été amélioré avec des engrais phosphatés. »