MERI-LL
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Les différents types d’eau
L’eau totalement pure n’existe pas ou bien elle est très rare et coûteuse. Cette eau n’est pas pour autant plus saine étant donné que son élaboration incite l’introduction d’éléments indésirables et de plus elle est dépourvue de minéraux. De nos jours, l’eau peut être trouvée sous différentes formes : l’eau du robinet, l’eau de source, l’eau minérale et les boissons à base d’eau.
L’eau de pluie
Elle est une eau douce de pH = 6 ou un peu moins quand l’air est pollué, sa température est ambiante. Ce qui est idéal pour les plantes.
Par contre, elle n’est pas exempte de pollution, en traversant l’atmosphère, l’eau se charge d’éléments indésirables. Ce qui participe également à la pollution des sols au moment de l’arrosage.
Les eaux de surfaces
Ce sont les eaux de rivières, des ruisseaux, des lacs et des mares. Elles se trouvent à bonne température et leur pollution varie énormément.
Elle a pour réglementation de puiser de l’eau dans un ruisseau ou un lac, si vous en êtes riverain, sauf en cas de restriction notifiée par la mairie.
Les eaux souterraines
Ce sont les eaux de source, c’est à dire une sortie de nappe phréatique ou une résurgence de rivière souterraine ou alors un puits.
Sa nature est très variable, elle peut être calcaire ou très douce. Les sources sont plus ou moins polluées selon les régions ou l’agriculture.
Vous avez le droit d’utiliser l’eau d’une source présente sur votre propriété mais pas au – delà. Vous ne pouvez ni la détourner ni la polluer. Par ailleurs, vous avez le droit de creuser un puits si la nappe n’est pas une eau courante et pour un prélèvement inférieur à 1 000 mètre cube par an. Un puits de plus de 10 mètres de profondeur doit être déclaré en préfecture.
Pour préserver la qualité des ressources en eau et réduire l’importance des traitements de potabilisation, les eaux usées issues des activités humaines sont en général traitées avant d’être rejetées dans l’environnement. L’ensemble des sources d’eau douce exploitables est donc : les eaux libres de surface, les eaux souterraines, l’eau de pluie, l’humidité de l’air, les eaux chargées en sédiments, contaminants et pathogènes ; et enfin l’eau de mer.
GENERALITE SUR LE TRAITEMENT DE L’EAU
La sûreté et qualité de l’eau destinée à la consommation est un enjeu important qui menace la vie humaine. La mort de plusieurs million de personnes est due à l’utilisation d’une eau polluée. C’est dans cette vision que l’organisation Mondiale de la Santé et les réglementations nationales et internationales ont mis en place des normes et des recommandations, afin d’éviter la présence de micro – organismes et de substances chimiques indésirables dans l’eau potable. Les eaux brutes qu’elles soient souterraines ou superficielles ne présentent pas toujours les critères requis en termes de qualité chimique et microbiologique, ce qui nécessite un traitement adéquat avant la consommation. [a]
Dans ce chapitre, nous allons présenter différents processus de traitement de l’eau
Dégrillage
L’eau est d’abord filtrée à travers une grille afin d’arrêter les plus gros déchets, puis elle passe dans des tamis à mailles fines retenant des déchets plus petits. [5]
Pré chloration
C’est un procédé de prétraitement utilisé dans le cas ou l’eau est chargée en matière organique. Elle s’effectue avant le débourbage, pour permettre au chlore d’agir à temps et de décomposer les matières organiques afin de faciliter leur décomposition dans les décanteurs. Le pré chloration permet aussi d’oxyder les corps existants dans l’eau tels que les ions ferreux manganeux, les nitrites ou nitrates, les matières organiques et les micros – organismes (algues, Plancton et bactéries) qui sont susceptibles de se développer dans les différents ouvrages de traitement.
Décantation
La décantation est un traitement essentiel pour l’obtention d’une eau de bonne qualité. Ce phénomène est assuré par voie physique, il s’opère par effet de gravité. La sédimentation permet l’élimination des matières en suspension présentes dans l’eau brute et celles formées par l’étape de coagulation floculation. Ceci provoque le dépôt des particules en suspension et la formation des boues au fond du bassin.
Coagulation
La coagulation de l’eau doit permettre l’abattement maximal de la charge organique et également de la turbidité. Elle consiste donc à l’ajout des réactifs en quantité optimale à la charge polluante de l’eau brute afin de neutraliser les matières colloïdales présentes dans l’eau. Les coagulants les plus utilisés sont les sels d’aluminium ou de fer. Le choix du réactif dépend des caractéristiques de l’eau brute (pH, minéralisation, teneur en matière organique et turbidité). Par exemple l’utilisation des sels de fer est préférée dans le cas d’eau brute fortement chargée en MO d’origine dissoute.
Floculation :
La floculation est l’agglomération de particules déstabilisées en micro floc et ensuite en flocons plus volumineux que l’on appelle flocs. Ce processus est assuré par l’intervention d’un réactif chimique (floculant).
Filtration
Ce processus permet de retenir les particules en suspension dans l’eau, que celles – ci existent dans l’eau brute ou formées lors des étapes préalables de traitement (coagulation – floculation). La filtration consiste à retenir les matières en suspension à la surface et dans les pores du lit filtrant durant le passage de l’eau à travers.
L’objectif de la filtration ne se limite pas à la rétention de MES, mais participe également à plusieurs tâches au sein de la chaîne de traitement en fonction des caractéristiques du matériau filtrant utilisé et les conditions de mise en œuvre. L’efficacité de la filtration se contrôle classiquement par des mesures de turbidité sur l’eau filtrée , on peut aujourd’hui intégrer le comptage de particule.
Désinfection
C’est la dernière étape : elle élimine tous les micros – organismes qui pourraient être dangereux pour notre santé.
Ozonation et Chloration
L’ozonation et la chloration fait partie aussi de traitement chimique de l’eau mais ce sont le moins utilisés à cause de son coût.
Ozonation
L’eau est désinfectée grâce à l’ozone, qui a une action bactéricide et antivirus. Ce gaz, mélangé à l’eau, agit aussi sur les matières organiques en les cassant en morceaux. Il améliore également la couleur et la saveur de l’eau.
Chloration
Du chlore est ajouté à la sortie de l’usine de production et sur différents points du réseau de distribution afin d’éviter le développement de bactéries et de maintenir la qualité de l’eau tout au long de son parcours dans les canalisations.
Le traitement biologique de l’eau
Le traitement biologique utilise les micro- organismes naturellement présents dans l’eau, principalement les bactéries. Elles dégradent la matière organique biodégradable, la matière naturelle ou les micropolluants artificiels en produits plus simples et moins dangereux pour l’homme.
Des filtres introduits dans la filière de traitement permettent, par exemple, de fixer des bactéries qui vont se développer en surface. Selon la nature du filtre et de sa place dans la filière, les populations bactériennes retenues et leur activité sont différentes : les filtres à sable, par exemple, favorisent la croissance de bactéries nitrifiantes qui éliminent l’azote ammoniacal.
Quelques exemples de techniques de traitement biologique :
Boues activées : ce procédé imite l’épuration naturelle observée dans les cours d’eau, en l’intensifiant : l’eau, dans laquelle on insuffle de l‘air, est brassée pour faire se multiplier rapidement les microorganismes épurateurs, qui évoluent librement dans les eaux sales. Les bactéries ainsi sollicitées sont ensuite séparées de l’eau par décantation.
Lagunage : ce procédé, plus rustique, revient à laisser faire la nature, en exposant les eaux usées à la lumière du soleil dans une série de bassins de faible profondeur. Les micros algues vivant dans ces eaux s’y développent. Elles dégagent ainsi de l’oxygène qui, ajouté à celui qui s’échange entre l’air et l’eau permet aux bactéries épuratrices de vite se reproduire.
Bio filtre: ce procédé s’inspire de l’épuration naturelle opérée par les sols : l’eau usée passe à travers une couche formée de petites billes sur lesquelles les microorganismes épuratoires de cette eau affectionnent de se fixer. Le système est aéré artificiellement.
Clarification : elle permet de séparer par décantation l’eau des bactéries qui forment des boues. Les eaux clarifiées sont acheminées vers une canalisation de sortie.
Les normes de potabilités
Pour être consommée, l’eau doit répondre à des critères de qualité très stricts fixés par le ministère de la santé et le ministère de l’Eau, Assainissement et hygiène.
Voici les principaux paramètres définissant la qualité de l’eau potable :
Tout d’abord, les paramètres organoleptiques sont liés à la couleur, à la saveur et à l’odeur de l’eau. En résumé, afin d’obtenir une qualité organoleptique, l’eau doit être agréable à boire, claire, fraîche et sans odeur. Une eau peut être trouble, colorée ou avoir une odeur particulière et néanmoins être consommable.
Ensuite, les paramètres physico – chimiques correspondent aux caractéristiques de l’eau telles que le pH, la température et la conductivité. Ils concernent donc tout ce qui est relatif à la structure naturelle de l’eau et délimitent des concentrations maximales pour un certain nombre d’éléments, notamment des ions comme les chlorures, le potassium et les sulfates.
De plus, les paramètres microbiologiques permettent de vérifier que l’eau ne contient pas de germes pathogènes qui provoqueraient des maladies chez les consommateurs. C’est le critère le plus important concernant la potabilité de l’eau.
En outre, les paramètres concernant les substances indésirables concernent des substances dont la règlementation tolère la présence en faible quantité. On peut citer par exemple la teneur maitrisée en fluor, en nitrates, en nitrites, en sels minéraux…
Enfin, il existe des paramètres concernant des substances toxiques telles que les pesticides, les métaux lourds comme le plomb ou le chrome… Les teneurs tolérées sont extrêmement faibles, car ce sont des poisons mortels pour l’homme.
Comme nous avons le critère de l’eau pour être potable, on va voir alors quelques exemples de norme à suivre avant de le boire. Premièrement, le pH doit être supérieur à 6.5 et inférieur à 9. Ensuite, on doit aussi se focaliser sur le TH soit la dureté de l’eau, qui correspond à la mesure de la teneur d’une eau en ions calcium et magnésium, doit être supérieure à 15 degrés français (°F). Autrement dit, une eau ne doit pas posséder moins de 60 mg.L – 1 de calcium ou 36 mg.L–1de magnésium, sinon elle sera jugée trop douce : pour ne pas corroder les canalisations, elle devra faire l’objet de minéralisation et/ou de neutralisation pour retrouver un équilibre calco – carbonique. Ensuite la quantité de résidus secs, après déshydratation (dessiccation) à 180°c, doit être inférieure ou égale à 1500 mg.L – 1. On doit aussi tenir compte la teneur en sulfate qui doit être inférieure à 250 mg.L – 1, la teneur en potassium doit être inférieure à 12 mg.L – 1et enfin la teneur en fluore, qui doit être inférieure à 1.5 mg.L – 1.
RENSEIGNEMENT SUR LE LIEU DE STAGE
Dans ce chapitre, nous allons voir les présentations du lieu de stage, ensuite le système existant dans la société JIRAMA Mandroseza et enfin le renseignement sur l’ouvrage Pratique Daniel.
Présentation du lieu de stage
La société JIRAMA est une compagnie d’électricité et de production d’eau potable à Madagascar. Elle possède plusieurs branches à travers la grande île et s’efforce de servir toute la population en eau et en électricité.
SYSTEME DE FONCTIONNEMENT DE L’OUVRAGE PRATIQUE DANIEL
Dans ce chapitre, nous allons élaborer les infrastructures et système existantes concernant notre ouvrage, ensuite on va voir les entretiens des matériaux fonctionnels.
Les données
Cette section est très importante car c’est à partir de cela que nous justifions la zone d’étude afin de pouvoir bien mené la rédaction de notre rapport de stage. Pourquoi choisir un établissement semi – privé comme la société JIRAMA ? La réponse est simple, parce que l’expérience obtenue au sein de cette société est importante. Avoir une expérience de traitement de l’eau est très importante dans la vie.
De plus, avec la situation actuelle de Madagascar, la connaissance d’un établissement technique comme celui – ci est intéressante.
En ce qui concerne le traitement de l’eau, il y a différents étapes pour rendre l’eau potable et aussi il y a différents décanteur au sein de la JIRAMA Mandroseza. Mais pourquoi avons-nous choisis le décanteur P.D ? Les quatre autres décanteurs existant à Mandroseza ont même principe de fonctionnement par rapport au décanteur que nous avons étudié. Ce dernier est une découverte de 1927 donc c’est le plus intéressant. Nous allons voir les données primaires et secondaires.
Données primaires
Les données primaires c’est la méthode de collecte d’informations au sein de la société et nous avons utilisés quelques systèmes afin d’avoir un bon renseignement à propos de notre thème. Pour bien mener notre étude, il est important de savoir comment nous avons procédé pour la réalisation du rapport et des enquêtes. Nous avons obtenus les données primaires comme suit : il est important pour nous d’avoir des équipes bien organisés. Pour ce faire, une enquête personnelle a été entreprise. Cela nous permet de savoir la faisabilité, la réalisation et les aides aux études ; nous avons fait une visite avant de faire notre recherche. L’application des cahiers de contrôle et cahier de norme sont aussi utilisable pour mener notre recherche à propos de qualité des eaux produites dans le citerne et sur toute les siphons de P.D. l’établissement d’un plan de rédaction provisoire pour classer les données reçues, qui a également servi de guide durant l’élaboration du rapport.
Données secondaires
Nous avons comme données secondaire les archives et ceux qui existent déjà auprès de la société JIRAMA. Cela revêt une importance particulière dans la mesure où cela nous a permis de procéder à la confirmation de notre hypothèse concernant l’importance de bonne qualité en eau traité. Il y a aussi des recherches sur internet comme : la consultation dans les sites concernés, aussi la consultation des magazines, les études sur l’enquête opérées par différents départements. En dehors de tout cela, pour avoir plus de données, il nous a été nécessaire de faire des entretiens avec notre encadreur professionnel et d’autre personne concernées, mais aussi la connaissance des cours théoriques auprès de notre établissement durant l’année universitaire.
Systèmes existantes concernant l’ouvrage P.D
Le décanteur P.D
Comme nous avons vue dans la figure E, chaque décanteur est composé de : quatre filtres, un cône au fond du décanteur pour faire sortir les boues qui sont au fond du décanteur. Il comporte aussi des grilles d’emplacement de gravillon, des gravillons, des sables pour assurer la filtration des flocs.
Le bac à produit
Dans le bac à produits, on ajout 300kg de Sulfate d’Alumine Al2(SO4)3.
La figure G ci – dessous montre le lieu où on ajoute le produit pour séparer les boues avec l’eau et ce phénomène s’appelle floculation.
Le Sulfate d’alumine est ajouté suivant cette flèche et se dissocie rapidement dans ce bac avant de rejoindre les tuyaux d’amener vers le décanteur.
filtres
Servent à filtrer les particules non retenues par la décantation en passant par une couche de sable avec une granulométrie de 1,8mm de millimètre. Ce filtre équipé par des buselures où les eaux filtrées sont conduites vers un siphon.
Siphons
Il y a six siphons dans l’ouvrage P.D. Chaque décanteur contient deux siphons où l’eau sortant du filtre y va.
La pompe à lavage
Chaque filtre contient une pompe à lavage pour éviter le colmatage des filtres.
Entretiens des matériaux fonctionnels
Il faut entretenir les matériels existants pour qu’ils soient toujours fonctionnels.
Entretiens des ouvrages de traitement
Bac à produits : un lavage de bac à solution est chaque trois mois.
Décanteurs : un lavage régulier de décanteur est effectué chaque trois mois par l’extraction des boues qui se sont décantées au fond des décanteurs.
Filtre : lavage journalier : pour le soufflage : séparation des boues avec la masse filtrante avec une pompe à vide. Concernant le rinçage : élimination des boues avec une pompe à petit débit de 100m3.h – 1.
Mais entre – temps, comme le filtre retient les particules non décantées, il y a ce que l’on appelle « décolmatage » toutes les deux heures. Il consiste à libérer la masse filtrante des boues qui entre colles les grains avec une pompe de grand débit de 500m3h – 1. Pour les six filtres P.D, il nous faut 400m3 d’eau.
Il faut purger les boues décantées avant de faire le lavage du décanteur.
La citerne, le lavage se fait chaque trois mois.
En cas de panne des machines, la réparation devrait être effectuée le plus rapide afin d’éviter la non – distribution de l’eau.
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Table des matières
INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE- ETUDES BIBLIOGRAPHIQUES
CHAPITRE I : GENERALITE SUR L’EAU
1.1.1 L’eau et la chimie
a. L’eau solvant
b. Oxydoréduction
1.1.2 L’eau et la physique
a. La molécule d’eau
b. La structure de l’eau
c. Propriétés physiques
1.2 Cycle de l’eau
1.3 Les différents types d’eau
1.3.1 L’eau de pluie
1.3.2 Les eaux de surfaces
1.3.3 Les eaux souterraines
CHAPITRE II: GENERALITE SUR LE TRAITEMENT DE L’EAU
2.1 Dégrillage
2.2 Pré chloration
2.3 Décantation
2.3.1 Coagulation
2.3.2 Floculation :
2.4 Filtration
2.5 Désinfection
2.6 Ozonation et Chloration
2.7 Le traitement biologique de l’eau [6]
2.8 Les normes de potabilités [7]
CHAPITRE III : RENSEIGNEMENT SUR LE LIEU DE STAGE
3.1 Présentation du lieu de stage
3.1.1 Identification de l’entreprise JIRAMA
3.1.2 Historique
3.2 Système existant dans la société
3.2.1 Pompage d’eau
3.2.2 Le prétraitement
3.2.3 Traitement de l’eau
3.3 Renseignement sur l’ouvrage Pratique Daniel (P.D)
DEUXIEMEPARTIE- MATERIELS ET METHODES
CHAPITRE I : SYSTEME DE FONCTIONNEMENT DE L’OUVRAGE PRATIQUE DANIEL
1.1 Les données
1.1.1 Données primaires
1.1.2 Données secondaires
1.2 Systèmes existantes concernant l’ouvrage P.D
1.2.1 Le décanteur P.D
1.2.2 Le bac à produit
1.2.3 filtres
1.2.4 Siphons
1.2.5 La pompe à lavage
1.3 Entretiens des matériaux fonctionnels
1.3.1 Entretiens des ouvrages de traitement
1.3.2 Entretient des matériaux
1.3.3 Amélioration de matériel existant
CHAPITRE II : MATERIELS ET METHODE DE RECHERCHE
2.1 Les méthodologies de travail
2.1.1 Les méthodes utilisées
2.1.2 Méthode d’analyse physico – chimique
a. Méthode d’analyse physique
b. Méthode d’analyses chimiques
2.1.3 Méthodes d’analyses bactériologiques
a. Démarche de l’analyse
b. Détermination des germes
2.1.4 Etalonnage
2.2 Les matériels utilisés
2.2.1 Matériel de terrain et de laboratoire
2.2.2 Matériel utilisé pour l’étalonnage
TROISIEME PARTIE- RESULTATS ET RECOMMANDATIONS
CHAPITRE I : RESULTATS ET INTERPRETATIONS
1.1 Résultats d’eau traités
1.1.1 Classification des eaux de surfaces
1.1.2 Résultats d’analyse
a. Caractéristiques saisonnière des eaux traitées
b. Caractéristiques de l’eau produite par le décanteur P.D
1.1.3 La quantité d’eau produite
1.1.4 Les produits utilisés par la JIRAMA
1.2 Sur le fonctionnement de l’ouvrage P.D
1.2.1 Système de traitement
1.2.2 Budget de fonctionnement
2.1 Objectifs
2.1.1 Objectifs spécifiques
2.1.2 Objectifs global
2.1.3 Résultats attendus
2.1.4 Plans d’actions
2.2 Discussion sur l’eau potable et le développement
2.2.1 Approche économique
2.2.2 Valeur écologique
2.2.3 Valeur social
2.3 Recommandations
2.3.1 La quantité d’eau
2.3.2 Sur les produits utilisés
2.3.3 Sur l’ouvrage P.D
2.3.4 Sur le budget de fonctionnement
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
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