Methodologie d’approche et analyse des eaux au cours de la fabrication de la biere

LES DIFFERENTS TYPES D’EAU AU SEIN DE LA BRASSERIE STAR D’ANTSIRABE

Plusieurs types d’eau sont rencontrés au sein de la brasserie STAR dont l’eau d’approvisionnement, l’eau de process (eau industrielle et eau domestique) et l’eau usée ou l’effluent de l’usine.

Les eaux d’approvisionnement

L’approvisionnement en eau de la brasserie est assuré à la fois par l’eau de la JIRAMA prélevée du lac Andraikiba et l’eau provenant des 03 puits creusés dans l’enceinte même de l’usine.

Les eaux de process

Les eaux d’approvisionnement vont subir un processus de traitements mécaniques, physiques, chimiques, physico-chimiques ou encore biologiques, afin d’obtenir une eau de process. Ce processus de traitement se traduit par :
– Une décantation dans une cuve de 1200 m3 : une méthode permettant l’élimination des matières en suspension et une partie des organismes pathogènes sous l’effet de la gravitation.
– Une chloration : une méthode de désinfection permettant de détruire les organismes pathogènes et protéger l’eau contre de nouvelles contaminations au cours de son transport ou de son stockage. Au cours du processus, il y a deux dosages de chlore (avant et après la filtration).On obtient ainsi une « eau chlorée ».
– Une filtration : une méthode qui consiste à faire passer l’eau à travers un matériau filtrant pour obtenir une « eau filtrée ». L’usine utilise une série de filtres dont les éléments retenus dépendent de la dimension de ces filtres:
❖ deux filtres à sable : pour éliminer en particulier, des impuretés physiques (boue, l’argile) mais pas les éléments chimiques, de réduire ainsi la turbidité de l’eau.
❖ deux filtres à charbon : efficace sur les éléments chimiques tels que l’hydrogène sulfuré (H2S), les traces de métaux lourds et permet aussi l’adsorption des matières organiques lorsque l’eau les traverse.
❖ Ultrafiltration : pour retenir divers éléments ayant une dimension de l’ordre d’une centaine de microns incluant ainsi les microbes. Le moindre risque de contamination est alors à éviter.

Notons que l’ultrafiltration est destinée pour une partie de l’eau sortie du Château d’eau. Elle sera suivie de désaération et servira spécialement pour la fabrication de la bière. En définitive l’eau de process est l’eau qui est stockée dans le château d’eau et qui est qualifiée d’eau potable et propre à la consommation humaine.

Nous allons diviser l’eau de process en deux catégories: l’eau industrielle qui va dans les différents secteurs d’activités de l’usine et l’eau domestique qui sera utilisée pour les laboratoires, la cantine et la buanderie.

• Les eaux industrielles :
Elles représentent les eaux utilisées au cours des différentes opérations industrielles pour la fabrication de la bière. Ces eaux subiront par la suite, différents traitements pour obtenir selon le cas :
– Une eau déminéralisée ou eau désionisée : obtenue par échange ionique des ions positifs (Mg2+, Na+ , Ca2+) par des ions H+ et des ions négatifs (Cl2-) par des ions OH-, à travers les résines anioniques.
– Une eau chaude stérilisée : obtenue en transformant l’eau à l’état liquide en état de vapeur, par augmentation de la température dans une chaudière.
– Une eau désoxygénée : dépourvue d’oxygène 02.
– Une eau agressive : dépourvue de tous les éléments capable d’engendrer un entartrage comme les ions Ca2+, Mg2 . Cette eau est utile pour le détartrage.

Les effluents

L’effluent est l’ensemble des toutes les eaux usées ou polluées qui seront déversées à la station d’épuration (STEP). On en distingue trois types selon leur origine :
➤ Les eaux usées industrielles qui proviennent de toutes les activités industrielles de l’usine.
➤ Les eaux usées domestiques et qui dérivent donc des services notés précédemment.
➤ Les eaux de ruissellement feront aussi partie des effluents. Ces eaux de ruissellements sont une fraction de l’eau de pluie qui s’écoule à la surface du sol.

Ces eaux seront traitées à la station d’épuration (STEP). A la fin du traitement, l’eau obtenue est appelé « eau épurée » et sera rejetée dans le milieu naturel à travers un canal débouchant à un cours d’eau qui rejoint la rivière de Sahalombo se trouvant à 4km de l’usine.

METHODOLOGIE UTILISEE POUR LES ANALYSES DES PARAMETRES

Le mode d’échantillonnage

L’échantillonnage a été effectué sur trois points de prélèvement, respectivement
– A la sortie du château d’eau,c’est-à-dire au niveau de l’eau filtrée-chlorée (Potable) qui va servir comme eau de process. Cet échantillon sera considéré comme étant l’échantillon « initial ».
– A l’entrée de la station d’épuration (STEP), c’est-à-dire au niveau de l’eau polluée constituée par le mélange des eaux usées industrielles et domestiques ainsi que des eaux de ruissellement (Echantillon « entrée »). Les prélèvements ont été effectués dans le bassin de relevage.
– A la sortie de la station d’épuration (STEP), c’est-à-dire au niveau de l’eau épurée avant d’être canalisée dans le milieu naturel (Echantillon « sortie »). Les prélèvements ont été effectués à la sortie du silo à boue.

Les prélèvements sont réalisés chaque semaine. La récupération des échantillons s’effectue dans un récipient en plastique.

Inventaires des paramètres d’évaluations de la caractérisation des eaux

L’analyse de ces échantillons est effectuée à l’usine elle-même. L’analyse des paramètres physico-chimiques est faite au laboratoire de physico-chimie. De même, les paramètres organoleptiques ayant rapport aux sensations ont été considérés. Par contre, les paramètres microbiologiques ne sont pas traités dans ce travail.

Les paramètres organoleptiques

Ces paramètres concernent l’aspect, la saveur et l’odeur de l’eau.
• L’aspect visuel
Ce paramètre caractérise l’eau en fonction de sa couleur et sa transparence. L’eau répondant à la norme est incolore. (Décret n° 2003/464 du 15/04/03, Article 5 et Décret n° 2004-635 du Juin 2004, Article 6). Les champs d’application sont : A la sortie du château d’eau, à l’entrée de la station d’épuration, à la sortie de la station d’épuration.
• L’odeur
L’odeur est un paramètre définit comme étant la sensation causée par des substances à tension de vapeur appréciable qui stimulent les organes sensoriels du nez et des cavités des sinus. C’est donc aussi un paramètre organoleptique déterminé par le sens olfactif. La qualité normale d’une doit-être inodore. (Décret n° 2003/464 du 15/04/03, Article 5 et Décret n° 2004-635 du Juin 2004, Article 6).

Les champs d’application sont: A la sortie du château d’eau, à l’entrée de la station d’épuration, à la sortie de la station d’épuration.

• La saveur
Pareil comme l’odeur mais cette fois-ci elle concerne la langue. Une eau potable doit, si possible, être agréable à consommer. (Décret n° 2004-635 du Juin 2004, Article 6). Le champ d’application est : A la sortie du château d’eau.

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Table des matières

INTRODUCTION
CHAPITRE I : CADRAGE DE L’ETUDE
I.1. CONTEXTE DE LA ZONE D’ETUDE
I.1.1. Contexte géographique et localisation
I.1.2. Contexte climatologique
I.1.3. Contexte hydrologique et hydrographique
I.2. PRESENTATION DE LA SOCIETE STAR ET LA BRASSERIE D’ANTSIRABE
I.2.1. La STAR MADAGASCAR
I.2.2. La Brasserie STAR d’Antsirabe
I.2.3. Processus de fabrication de la bière
CHAPITRE II : METHODOLOGIE D’APPROCHE ET ANALYSE DES EAUX AU COURS DE LA FABRICATION DE LA BIERE
II.1. LES DIFFERENTS TYPES D’EAU AU SEIN DE LA BRASSERIE STAR D’ANTSIRABE
II.1.1. Les eaux d’approvisionnement
II.1.2. Les eaux de process
II.1.3. Les effluents
II.2. LA POLLUTION DE L’EAU AU COURS DU PROCESSUS DE FABRICATION DE LA BIERE
II.3. LA STATION D’EPURATION (STEP)
II.4. DESCRIPTION DU PROCESSUS D’EPURATION DE L’EAU AU SEIN DE LA STEP
II.4.1. Le prétraitement : par voie physique et mécanique
II.4.2. Le traitement : par voie biologique
II.5. METHODOLOGIE UTILISEE POUR LES ANALYSES DES PARAMETRES
II .5.1. Le mode d’échantillonnage
II.5.2. Inventaires des paramètres d’évaluations de la caractérisation des eaux
II.5.2.1. Les paramètres organoleptiques
II.5.2.2. Les paramètres physico-chimiques
II.5.2.3. Les paramètres biologiques
II.5.3. Les normes et références
CHAPITRE III : RESULTATS, INTERPRETATIONS ET DISCUSSION
III.1. CARACTERISATION DES EAUX DE PROCESS OUECHANTILLON « INITIAL »
III.1.1. Caractérisation de l’eau de process par les paramètres organoleptiques
III.1.2. Caractérisation de l’eau de process par les paramètres physico-chimiques
III.2. CARACTERISATION DES EFFLUENTS (ECHANTILLONS ENTREE ET SORTIE DE LA STEP)
III.2.1. Caractérisation des effluents par les paramètres organoleptiques
III.2.2. Caractérisation des effluents par les paramètres biologiques et organiques
III.3. EVALUATION DU DEGRE DE POLLUTION AU COURS DU PROCESSUS DE FABRICATION DE LA BIERE
III.3.1. Par le moyen des paramètres organoleptiques
III.3.2. Par le moyen des paramètres biologiques et organiques
III.3.3. Par le moyen des paramètres physiques
III.4. EVALUATION DU TAUX D’EFFICACITE DE LA METHODE D’EPURATION AU SEIN DE LA STEP
III.4.1. Selon les paramètres organoleptiques
III.4.2. Selon les paramètres biologiques et organiques (DCO, DBO, COT, PT, NGL et MES)
III.4.3. Selon les paramètres physiques (pH, turbidité)
III.5. MISE EN PLACE DU SYSTEME DE BY-PASS DANS LA STATION D’EPURATION
CONCLUSION GENERALE