LES PROPRIETES PHYSICO-CHIMIQUES DE L’EAU

LES PROPRIETES PHYSICO-CHIMIQUES DE L’EAU

Généralités sur l’eau

L’eau nommée or bleu, est une ressource naturelle vitale pour la survie de l’humanité et de toutes les espèces sur terre. Cependant, les déficits nationaux ou régionaux, les manques saisonniers en eau dans la plupart des régions du globe et son utilisation irrationnelle dans plusieurs domaines de la vie la rendent de plus en plus rare et menacée. Elle a des propriétés physiques originales qui résultent de la composition de sa molécule et de la façon dont ces molécules se lient entre elles. On peut la trouver sous trois formes: liquide, solide ou gazeuse [L’EAU C’EST QUOI ?]. 2. L’ORIGINE DE L’EAU Elle s’est retrouvée sous forme gazeuse et sous forme de particules de glace souvent fixées sur des poussières de matière interstellaire. Ces poussières ont des dimensions de quelques microns à quelques dizaines de microns. Notre système solaire s’est formé, il y a 4,5 milliards d’années, à partir de gaz et de poussières qui se sont agglomérés pour former notre soleil et les planètes. On pense que la présence de l’eau sur terre a deux origines principales : ·La première considère que, lors de la formation de la terre, l’eau était présente sous forme de glace (dans les particules de poussières) et de gaz qui se sont condensées sous l’effet de la gravitation, et elle s’est retrouvée prisonnière dans le manteau terrestre. Elle a rejoint la surface grâce à l’activité volcanique. ·La seconde origine pourrait provenir d’un bombardement de comètes et de météorites qui se sont abattues sur notre planète lors du premier milliard d’années après la formation de la terre. Il semblerait que la première hypothèse soit à l’origine de plus de 85% de l’eau sur terre. 3. LES ETATS DE L’EAU Si l’on trouve l’eau sous forme liquide sur terre c’est parce que sa distance au soleil conduit des températures compatibles à cet état. Si notre planète eut été trop près du soleil, Chapitre 1 Généralités Traitement de l’eau en Dialyse3 l’eau se serait retrouvée sous forme gazeuse uniquement, si elle eut été trop loin, l’eau se serait retrouvée uniquement sous forme de glace. L’autre raison qui a permis de conserver l’eau sur terre est due au fait que notre planète a une masse (une taille) suffisante pour générer une force de gravitation (force d’attraction) permettant de la retenir dans l’atmosphère. Si la masse de notre terre eut été plus petite, cette force d’attraction n’aurait pas été suffisante et l’eau serait partie et retournée dans l’espace. Grâce aux températures et à la masse de la terre et grâce à la pression atmosphérique qui règne sur notre planète, l’eau est dans tous ses états : solide, liquide et gazeuse. Ceci est pour l’instant considéré comme exceptionnel dans notre Univers où on ne la retrouve uniquement que sous forme solide et gaz [DANIEL J.Y. & al.,1999]. 4. DIFFERENTS TYPES D’EAU POUR LA CONSOMMATION HUMAINE 4.1. Les eaux naturelles Les eaux destinées à la consommation humaine sont les eaux de distribution publique (eau du robinet), eaux conditionnées (les eaux de source, les eaux minérales naturelles et les eaux rendues potables par traitement), et les eaux de puits privés utilisées pour la boisson. L’eau prélevée des milieux naturels n’est généralement pas utilisable directement pour la consommation humaine. Elle doit subir des traitements selon les exigences réglementaires de qualité en tous points du réseau, pour pouvoir être consommée sans danger par l’ensemble de la population. Toutes les eaux de consommation n’ont pas la même composition chimique, puisqu’elles ne contiennent pas toutes les mêmes substances minérales considérées comme des paramètres spatio-temporels. Avec l’accroissement de la population mondiale et le développement économique de la planète, la consommation d’eau a presque doublé au cours de ces cinquante dernières années [RABIET M., 2006]. Généralement, les réserves des eaux naturelles sont constituées des eaux de surfaces qui comprennent les eaux courantes des rivières et des canaux, des eaux de surfaces stagnantes ou plan d’eau (les lacs, retenues de barrages, étangs…) des eaux des mers et des océans et des eaux souterraines provenant de l’infiltration des eaux de pluie dans le sol qui constituent les nappes. 4.1.1. Les eaux souterraines Les eaux souterraines sont les eaux de sous-sol qui constituent une provision d’eau potable inestimable pour l’humanité. Les eaux souterraines sont en interaction avec les autres types de masses d’eau, d’une part les eaux douces continentales (cours d’eau, zones humides, lacs…) et d’autre part avec les eaux marines en bordure littorale. Le sens de ces transferts peut varier au cours de l’année ainsi qu’en fonction des conditions hydrologiques. Elles assurent souvent le débit de base des systèmes d’eaux continentales superficielles et de ce fait influencent leur qualité. En d’autres termes, les effets de l’activité humaine sur la qualité des eaux Chapitre 1 Généralités Traitement de l’eau en Dialyse4 souterraines et les débits des nappes peuvent se répercuter sur la pérennité et la qualité écologique des écosystèmes aquatiques associés et des écosystèmes terrestres directement dépendants [KAID RASSOU K., 2009]. Les sources et les eaux souterraines sont traditionnellement les ressources en eau privilégiées pour l’eau potable, car plus à l’abri des pollutions que les eaux de surface. La protection des eaux souterraines est devenue un objectif primordial depuis des années [JOURNAL OFFICIEL, 2005]. Les eaux souterraines représentent près de 7 milliards de m3 exploitable des ressources en eau mobilisables en Algérie et jouent un rôle important dans le développement Socio-économique du pays [DJAFFAR S. & KETTAB A]. La composition et la qualité des eaux souterraines sont à l’origine liées à la nature géologique du terrain. Ils ont un impact direct sur celle des eaux de surface, ainsi que sur les écosystèmes aquatiques et terrestres associés. Les eaux souterraines sont moins sensibles aux pollutions accidentelles [MEMENTO TECHNIQUE DE L’EAU] mais la croissance démographique et la modernisation de l’agriculture ainsi que le développement industriel entraînent un grand problème de détérioration de la qualité de cette source souterraine, déjà en quantité limitée [ABDELBAKI C. & al., 2007]. 4.1.2. Les eaux de surface Les eaux de surface (douce) sont l’eau qui coulent ou qui stagnent à la surface du sol (rivières, lacs, étangs, barrages,…). Elles ont pour origine, soit des nappes souterraines dont l’émergence constitue une source, soit les eaux de ruissellement. Leur composition chimique dépend de la nature des terrains rencontrés durant leur parcours [BOHY M., 2003]. Ces eaux sont le siège, dans la plus part des cas, d’un développement d’une vie microbienne à cause des déchets rejetés dedans et de l’importante surface de contact avec l’extérieur. Les ressources en eau douce sont essentielles pour l’homme qui les sollicite fortement, notamment dans le cadre de ses activités agricoles [THIOLLET SCHOLTS M., 2004]. En général, les eaux de surface sont rarement potables sans aucun traitement. 5. LES PROPRIETES PHYSICO-CHIMIQUES DE L’EAU L’eau est constituée de molécules formées de deux atomes d’hydrogène et d’un atome d’oxygène (H2O). Elle possède une teinte bleuâtre, perçue uniquement lorsqu’elle est en couche épaisse. Le point de congélation est de 0ºC et son point de d’ébullition est de 100ºC. Appelée fréquemment le solvant universel, elle s’allie avec certains sels pour former des hydrates et réagit avec des oxydes de métaux pour former des acides. Elle est utilisée comme catalyseur dans de nombreuses réactions chimiques [NOUALI Z., 2014]. Chapitre 1 Généralités Traitement de l’eau en Dialyse5 L’eau possède sa densité la plus élevée à 4°C et par la même son plus petit volume. Elle se dilate aussi bien au refroidissement qu’au réchauffement. Ce phénomène, qui se produit uniquement avec l’eau, est appelé anomalie de l’eau [SARDI K., 2014]. L’eau à des propriétés physico-chimiques exceptionnelles, ses caractéristiques si précieuses sont : · Sous forme liquide, elle a une densité de 1, 000 000 à 3,982 °C et 0,999 867 à 0°C. Le passage de son état liquide à l’état gazeux se traduit par une diminution de la densité et ceci est une propriété extrêmement rare. · Sa chaleur massique est, après celle de l’ammoniac (NH3), la plus élevée des liquides avec 4,18 103 J/k/°C. · L’eau est un solvant extraordinaire. C’est la forme de sa molécule qui lui donne une structure polaire (positive d’un côté, négative de l’autre). Ceci est une caractéristique qui a eu des applications sans fin. Elle permet de détacher de la matière d’un support (comme la fonction de laver), de transporter des molécules d’un endroit à un autre, comme des éléments nutritifs dans notre corps, dans les plantes, dans le sol. · L’eau comme beaucoup de liquide est incompressible et ne se dilate pas avec la température. · L’eau permet de stocker de l’énergie. Le fait que la molécule d’eau possède une masse d’un kilogramme par litre d’eau, lui permet de stocker de l’énergie sous forme cinétique (énergie récupérée dans des chutes d’eau des barrages par exemple) ou sous forme thermique, lorsqu’elle est chaude. Une différence de température, de concentration en sel entraîne des mouvements de liquide qui se traduisent par des courants marins importants dans les océans et les mers. · On dit souvent que l’eau gèle à 0°C. Soigneusement refroidie, elle peut rester sous forme liquide à – 40°C. On dit qu’elle est en sur fusion. Elle ne cristallise sous forme de glace qu’en présence d’un «germe» qui a une ressemblance structurelle avec sa maille cristalline élémentaire [DANIEL J.Y., al., 1999].

L’EAU DANS LE MONDE ET EN ALGERIE

La Terre, d’une superficie d’environ 510 millions km² est couverte à 73% d’eau, autrement dit nous vivons dans une grand île, la géosphère qui s’étend 150 millions km. Les superficies réellement habitées représentent un faible pourcentage en raison des conditions climatiques et orographiques défavorables. Chapitre 1 Généralités Traitement de l’eau en Dialyse6 La densité moyenne d’occupation est de 47 habitant/km2 . Bien que l’eau constitue environ 0,1% du volume de la Terre et 0,02% de sa masse (UNESCO et OMM, 1997), néanmoins l’eau est omniprésente dans la croûte terrestre où grouille la vie. De ce point de vue, on peut dire qu’elle est sèche. Les êtres vivants et notamment les humains qui l’habitent sont constitués d’environ 2/3 d’eau. Pour un homme de 65kg, l’eau représente 43kg (litres) répartie inégalement dans son corps avec une relative abondance dans les organes vitaux. Elle est indispensable au métabolisme comme elle l’est pour la photosynthèse chez les végétaux. Le corps humain se comporte comme une éponge qui doit toujours rester humide, il ne peut se priver d’eau plus de 2 à 10 jours alors que s’il boit sans manger, il lui arrive de résister, semble-t-il, pendant 40 jours .Globalement, il est admis que si le corps humain perd 2% de son eau(1 litre), il éprouve déjà le besoin de boire, mais une perte de 10% (4,3L) enclenche le stresshydrique et ses effets ne tardent pas à se manifester; la peau se rétracte et l’esprit hallucine. Au-delà, quand les pertes atteignent 20% (8,6L), c’est le coma qui se termine par la mort subite. La planète Terre (biosphère) qui représente la matrice de vie souffre du même syndrome lié au stress hydrique L’eau de la planète est estimée à un volume de 1 400 millions km3 , constante depuis 2 à 3 milliards d’années (UNESCO et OMM, 1997). L’essentiel (97,5%) de cette eau est de nature salée et le reste (2,5%) est une eau douce. Cette dernière est constituée de 2/3 de glaciers et de neige et le 1/3 restant est une eau courante dont une partie (43659 km3 ) est annuellement renouvelée par les précipitations. Cette eau, qui n’excède pas 1% du volume total d’eau douce, constitue l’écoulement des cours d’eau et le stock des nappes phréatiques et par conséquent, elle est plus sollicitée par les utilisateurs. La répartition équitable de cette eau sur les 7 milliards d’habitants de la planète permet à chacun de disposer annuellement de 6 237 m3 . Une quantité qui reflète une suffisance théorique mais qui est loin de la réalité, car c’est seulement une fraction de cette quantité qui est régulièrement disponible à la population et qui est inégalement répartie. Certaines régions bénéficient de la clémence du ciel à cause de leur positionnement sur la surface du globe, d’autres en souffre en raison de cette position. L’eau est très inégalement répartie sur notre planète. Actuellement, 1,1 milliards de personnes n’ont toujours pas accès à l’eau salubre (= eau propre) et un tiers de la population mondiale est privée d’eau potable, c’est-à-dire celle que l’on peut consommer [EAU DANS LE MONDE] La consommation de l’eau dans le monde a été multipliée par sept depuis le début du XXème siècle on estime aujourd’hui que sous la triple pression de la démographie en hausse, de l’agriculture irriguée, de l’industrie et de l’urbanisation, les besoins en eau doublent tout les vingt ans. La consommation d’eau potable représente 6% de la consommation générale de l’eau dans le monde [NOUALI Z., 2014]. En Algérie, l’eau est une ressource de plus en plus précieuse. La concurrence que se livrent l’agriculture, l’industrie et l’A.E.P pour avoir accès à des disponibilités limitées en eau grève d’ores et déjà les efforts de développement de nombreux pays. La pluviométrie moyenne annuelle en Algérie du nord est évaluée entre 95 et 100.109 m3 . Plus de 80.109 m3 s’évaporent, 3.109 m3 s’infiltrent et 12,5.109 m3 s’écoulent dans les cours d’eau. Chapitre 1 Généralités Traitement de l’eau en Dialyse7 Dans l’Algérie du nord, l’apport principal vient du ruissellement. Les eaux de surface sont stockées dans les barrages. En 2002, l’Algérie dispose de 52 grands barrages d’une capacité de 5,2 milliards m3 . Le reste (7,3.109 m3 ) se déverse directement dans la mer. Le problème de l’eau est aggravé ces dernières années par une sécheresse qui a touché l’ensemble du territoire de notre pays, et qui a montré combien il était nécessaire d’accorder la plus grande attention à l’eau

Table des matières

REMERCIEMENTS
DEDICACES
RESUME
TABLE DES MATIERES
INTRODUCTION GENERALE i
Chapitre 1 : GENERALITES
I. CADRE GENERAL
1. OBJECTIF DE L’ETUDE
2. INTRODUCTION
II. GENERALITES SUR L’EAU
1. DEFINITIONS
2. L’ORIGINE DE L’EAU
3. LES ETATS DE L’EAU
4. DIFFERENTS TYPES D’EAU POUR LA CONSOMMATION HUMAINE
4.1. Les eaux na
4.1.1. Les eaux souterraines
4.1.2. Les eaux de surface
5. LES PROPRIETES PHYSICO-CHIMIQUES DE L’EAU
6. LES RESSOURCES EN EAU
7. L’EAU DANS LE MONDE ET EN ALGERIE
8. L’EAU POTABLE
8.1. Définition
8.2. Critère de potabilité
8.3. Norme de potabilité
8.4. Contrôle de l’eau potable
9. TRAITEMENT DE L’EAU POTABLE
9.1. Le prétraitement
9.2. La préoxydation
9.3. La clarification
9.3.1.Coagulation / floculation
9.3.2. Décantation ou flottation
9.3.3. Filtration
9.4. L’a
9.4.1.L’ozone
9.4.2.Le charbon actif
9.4.3.L’utilisation de membranes
9.5. La désinfection
9.5.1.La désinfection par oxydation chimique
9.5.2.Les rayonnements ultraviolets et la filtration sur membrane
10. ETAT DES POTENTIALITES EN EAU
11. DIVERSIFICATION DES RESSOURC
11.1. Barrages et transferts régionaux
11.2. Dessalement l’eau de mer
12. LA DISTRIBUTION DE L’EAU POTABLE
13. LA CONSOMMATION D’EAU POUR HEMODIALYSE
Chapitre 2 : L’INSUFFISANCE RENALE ET DIALYSE
III. CONTEXTE DE LA ZONE D’ETUDE
1. LOCALISATION GEOGRAPHIQUE DE LA REGION D’ETUDE
1.1. Présentation de la zone de Maghnia
1.2. Situation Démographique
IV. EPH DE MAGHNIA
1. SITUATION DE L’HOPITAL DE MAGHNIA
2. LES SERVICES DE L’ETABLISSEMENT AVEC LE PERSONNEL ET
LEURS ROLES
3. FICHE TECHNIQUE DE L’ETABLISSEMENT
3.1. Organigramme des services administratifs de l’hôpital Chaabane
Hamdoune
V. CONCLUSION
I. INTRODUCTION
1. REINS ET FONCTIONS RENALES
1.1. Les reins
1.2. Les fonctions rénales
1.2.1.Fonction d’épuration
1.2.2.Fonction hormonale
2. L’INSUFFISANCE RENALE
2.1. Définition
2.2. Epidémiologie
2.3. Différents types de L’insuffisance rénale
2.3.1. L’insuffisance rénale aiguë (IRA)
2.3.2. L’insuffisance rénale chronique(IRC)
3. LES TRAITEMENTS DE SUPPLEANCE DE L’INSUFFISANCE RENALE
3.1. La transplantation rénale
3.2. La dialyse
3.2.1. Définition
II. LA DIALYSE
1. DEFINITION
2. PRINCIPE
3. TYPE DE DIALYSE
III. HEMODIALYSE
1. DEFINITION ET PRINCIPE
1.1. Diffusion
1.2. L’ultrafiltration
1.3. Osmose
2. LE CIRCUIT SANGUIN EXTRACORPOREL
2.1. Hémodialyseur
2.2. Le dialysat 28
2.3. Le générateur de dialyse
3. LA DIALYSE PERITONEALE (DP)
3.1. Définition et principe 30
4. CRITERES PRINCIPAUX AU CHOIX DE LA TECHNIQUE DE LA
DIALYSE
IV. LES COMPLICATIONS INFECTIEUSES EN DIALYSE
Chapitre 3 : QUALITE DE L’EAU UTILISEE EN HEMODIALYSE
1. PRINCIPALES INFECTIONS
1.1. Les infections bactériennes
1.1.1. Les infections d’accès vasculaire
1.1.2. Infections du cathéter
1.1.3 Infection de la fistule artério-veineuse
1.1.4. Portage nasal de staphylocoque
1.1.5. La péritonite infectieuse (PI)
a. L’infection de l’orifice de cathéter
1.1.6. Les infections urinaires
1.1.7. La tuberculose
1.1.8. Les infections cutanées
1.2. Les infections virales
V. CONCLUSION
I. INTRODUCTION
II. GENERALITES
III. QUALITE DE L’EAU UTILISEE EN HEMODIALYSE
1. IMPORTANCE D’UNE QUALITE DE L’EAU DANS L’HEMODIALYSE
2. QUALITE PHYSICO CHIMIQUE ET BACTERIOLOGIQUE DE L’EAU POUR HEMODIALYSE
2.1. Contaminants inorganiques solubles
2.1.1. Les cations
a. Sodium et potassium
i. Sodium
ii. Potassium
b. Calcium et magnésium
i. Calcium
ii. Magnésium
2.1.2. Les anions
a. Chlore
b. Fluor
c. Nitrates
d. Sulfates
e. Phosphates
f. Aluminium
g. Cuivre
h. Zinc
i. Oligoéléments
2.1.3. Ammoniaque
2.2. Contaminants organiques solubles
2.3. Bactéries et substances pyrogènes
IV. RECOMMANDATIONS RELATIVES A L’INSTALLATION D’UNE UNITE DE TRAITEMENT D’EAU POUR HEMODIALYSE
1. LES COMPOSANTS
2. STOCKAGE DE L’EAU.
3. DES ALARMES SONORES ET VISUELLES
4. LES MATERIAUX
Chapitre 4 : ETUDE SUR L’EAU DE LA STATION D’HEMODIALYSE DE L’EPH
5. LE CIRCUIT HYDRAULIQUE
6. LES CANALISATIONS
7. LE CHOIX
V. RECOMMANDATIONS RELATIVES AU FONCTIONNEMENT D’UNE
UNITE DE TRAITEMENT D’EAU POUR HEMODIALYSE.
1. LE CONTROLE BACTERIOLOGIQUE
2. LE CONTROLE CHIMIQUE
3. PROGRAMME DE CONTROLE ET DE SURVEILLANCE D’UNE UNITE
DE TRAITEMENT D’EAU POUR HEMODIALYSE
VI. CONCLUSION
I. INTRODUCTION
II. L’EAU POUR HEMODIALYSE
1. DEFINITION DE LA PHARMACOPEE
1.1. Rôle de la pharmacopée
1.2. La pharmacopée européenne
III. OBJECTIF DU TRAITEMENT D’EAU
1. LA CONSOMMATION D’EAU POUR HEMODIALYSE
IV. QUALITE DE L’EAU POUR HEMODIALYSE
1. TRAITEMENT DE L’EAU DE DIALYS
1.1. Exemple d’un circuit de traitement de l’eau de dialyse
1.2. Le réseau de distribution
1.3. Service de dialyse de l’établissement public hospitalier Chaabane Hamdoun
1.3.1. Infrastructure
1.3.2. Ressources humains
1.3.3. Les moyens techniques
1.3.4. La capacité d’accueil
2. LA STATION DE TRAITEMENT DE L’EAU DE DIALYSE DE L’EPH
3. DESCRIPTION GENERALE DU PROCESSUS DU TRAITEMENT DE
L’EAU
3.1. Filtre à cartouche
3.2. Réservoir d’alimentation de la station
3.3. Filtre à sable
3.4. Filtre à charbon actif
3.5. Les adoucisseurs
3.6. Un filtre à cartouche
3.7. L’osmoseur
4. PRINCIPE DE L’OSMOSE INVERSE 5
4.1. Les membranes
4.2. Le principe
V. CONCLUSION
Chapitre 5 : METHODES D’ANALYSES ET INTERPRETATIONS
I. MATERIELS ET METHODES
1. INTRODUCTION
2. CADRE DE L’ETUDE
3. QUELQUES DEFINITIONS SUR L’EAU UTILISEE
3.1. L’eau Adoucie
3.2. L’eau Osmosée
4. ANALYSES PHYSICO-CHIMIQUES DE L’EAU
4.1. Paramètres physico-chimiques
4.1.1. Le pH
4.1.2. La Température
4.1.3. La conductivité et salinité
4.1.4. La dureté
4.1.5. La turbidité
4.1.6. Titre alcalimétrique simple (TA)
4.1.7. Titre alcalimétrique complet (TAC)
4.1.8. Dosage du Calcium (Ca2+)
4.1.9. Magnésium (Mg2+)
4.1.10. Dosage des chlorures Cl
4.1.11. Dosage de Sulfate (SO
4.1.12. Dosage de Nitrates NO3ˉ
4.1.13. Dosage de nitrites NO2
4.1.14. Dosage des phosphates PO4
4.2. Analyses microbiologiques
4.2.1. Les bactéries coliformes
4.2.1.1. Les Coliformes totaux (bactéries coliformes)
4.2.1.2. Les coliformes fécaux (thermo-tolérants)
4.2.1.3. Escherichia coli
4.2.2.Matériel utilisé en bactériologie
4.2.3. Prélèvement d’échantillons d’eau pour l’examen
4.2.4. Lecture des résultats
4.3. Coliformes totaux et Escherichia coli
4.3.1.Tests de présence/absence 66
II. RESULTATS ET DISCUSSIONS
1. RESULTATS DES ANALYSES PHYSICO-CHIMIQUES
1.1. Le pH
1.2. Conductivité électrique
1.3. Minéralisation
1.4. Salinité
1.5. Turbidité
1.6. Titre Alcalimétrique (TA)
1.7. Titre Alcalimétrique complet (TAC)
1.8. Titre Hydrométrique (Dureté Totale)
1.9. Calcium (Ca2+)
1.10. Magnésium (Mg2+)
1.11. Chlorure (Clˉ)
1.12. Sulfate
1.13. Fer (Fe)
1.14. Nitrate
1.15. Phosphate
1.16. Zinc
1.17. Aluminium
1.18. Carbonate
1.19. Bicarbonate
2. RESULTATS DES ANALYSES MICROBIOLOGIQUES
2.1. Germes Totaux à 37 °C
2.2. Germes Totaux à 22 °C
2.3. Coliformes Totaux à 37 °C
2.4. Clostriduim Sulfitio-réducteurs 46˚C/20ml
III. CONCLUSION
CONCLUSION GENERALE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
LISTE DES ABREVIATIONS
LISTE DES FIGURES
LISTE DES TABLEAUX
LISTE DES PHOTOS
ANNEXES

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