Soutenance mémoire
L’eau est une ressource indispensable à la vie. Pourtant, elle est très inégalement répartie sur notre planète : elle est très abondante dans les régions tempérées (Europe, Amérique du Nord) et dans les régions équatoriales (Brésil, Afrique équatoriale) ; tandis que très rare dans les régions sèches (Afrique du Nord et Moyen-Orient) qui souffrent fréquemment de stress hydrique .
GENERALITES SUR L’EAU
Définition
L’eau est une substance chimique avec des molécules composées d’un atome d’oxygène et deux atomes d’hydrogène de formule moléculaire H2O. Ce composé est très stable et néanmoins très réactif .
Quelques propriétés physico-chimiques de l’eau
L’eau sur terre que dans l’atmosphère se présente sous trois forme : liquide (lacs, océans, rivières…) ; solide (glace) ; gazeux (vapeur d’eau). Elle passe d’un état à l’autre en fonction de la température mais la quantité reste toujours la même .
Cycle de l’eau
Sous l’effet du soleil, l’eau s’évapore et se condense dans l’atmosphère formant ainsi les nuages .Elle retombe ensuite sous forme de précipitation puis s’écoule et s’infiltre dans les cours d’eau et la nappe avant de s’évaporer à nouveau : c’est le cycle de l’eau.
Eaux de consommations
Le corps humain est composé à 65% d’eau pour un adulte, à 75% chez les nourrissons et à 94% chez les embryons de trois jours. Les cellules, quant à elles, sont composées de 70% à 95% d’eau. Les animaux sont composés en moyenne de 60% d’eau et les végétaux à 75%. Sur terre ; on trouve 97% d’eau de surface salée et les 3% restants constituent les réservent d’eau douce de la planète. Ces eaux douces sont les ressources les plus utilisables dues à leur salinité faible à la consommation (la valeur de sel permise est de 500 à 700 mg.l-1 ).Elles représentent 2,5% de la totalité de l’eau sur terre dont on y rencontre : les eaux souterraines et les eaux de surfaces (lacs, rivières, fleuves) [d]. Madagascar dispose comme eaux courante de plus de 3000km de fleuves et de rivières situées entre 800 et 140m d’altitude. Son réseau hydrographique est naturellement subdivisé en six grands bassins fluviaux d’importance inégalité qui se subdivisent en 256 bassins. Les principaux plans d’eau douce stagnante sont formés essentiellement par les lacs continentaux et les lacs littoraux ; ils occupent une superficie totale d’environ 2000km² sur 0.3% du territoire avec 3429 étendues d’eau libre. Concernant les eaux souterraines, la nappe phréatique à faible profondeur alimente traditionnellement les puits et les sources en eau potables .
Eaux de surface
Les eaux de surface appelées aussi eaux superficielles constituent les eaux circulantes ou stockées à la surface des continents qui sont en contact direct avec l’atmosphère : cours d’eau, océans, lacs, eaux de ruissellement.
Origine
Elles sont issues d’une nappe profonde qui en émergeant donne naissance à un ruisseau ou à une rivière et à une eau de ruissellement.
Eaux souterraines
Les eaux souterraines sont retenues dans ce qu’on appelle aquifères c’est à dire une formation géologique où une partie de celle-ci est constituée d’un matériau perméable capable de stocker des quantités importantes d’eau. Elles se trouvent presque partout et leurs qualités sont très bonnes. Le fait qu’elles soient stockées dans des couches situées sous la surface et parfois à des profondeurs très élevées, permet de les protéger contre toutes contaminations et de préserver sa qualité. De plus, elles constituent une ressource naturelle qui peut souvent être trouvée près des consommateurs finaux et ne nécessitent pas de gros investissement en termes d’infrastructures et de traitement, comme qui est souvent le cas lors de la récolte des eaux de surfaces.
Origine
Les eaux souterraines sont à l’origine de l’infiltration des eaux de pluies dans le sol et la fonte des neiges ou par l’eau qui fuite à travers le fond de certains lacs ou rivières.
Traitement des eaux de consommation
Les eaux de surfaces et souterraines sont les ressources les plus recueillies par les hommes pour assurer plusieurs fonctions dans différents domaines comme agriculture et élevage, l’alimentation, l’énergie, la santé et l’hygiène ainsi que le transport. Mais l’accès direct, surtout à la consommation, de ces ressources n’est pas conseillé car toutes eaux entrant en contact avec les milieux naturels sont polluées (fertilisants, pesticides, colorants, rejets industriels…) et peuvent contenir des microorganismes nuisibles à la santé des consommateurs. Pour cela, les faire traiter s’avère est très nécessaire pour les rendre potables et saines. Ce traitement se déroule dans une station d’épuration. Ainsi ,de nombreux paramètres sont à corriger pour rendre l’eau potables suivant les normes de qualité recommandées par l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS), des règlementations internationales et nationales : paramètres physico-chimique (température, pH, turbidité, conductivité, titre alcalimétrique, dureté, indice de minéralisation, teneur en ions nitrite, ammonium, sulfate….) ; paramètres organoleptiques (coloration, odeur, turbidité, saveur); paramètres chimiques(substances indésirables, toxiques); paramètres microbiologiques(microbes pathogènes) ; paramètres micropolluants (arsenic, hydrocarbure…) .
Etapes de la production d’eau potable
Dans une usine de potabilisation, les eaux brutes subissent plusieurs étapes de traitement.
a -Dégrillage et tamisage
L’eau est d’abord filtrée par une grille afin d’arrêter les plus gros déchets, puis dans des tamis à mailles fines retenant des déchets plus petits.
b-Clarification
La clarification permet de rendre plus claire l’eau du bassin de décantation en éliminant 90% de MES.
c-Filtration
Pour éliminer les 10% restantes de MES, l’eau traverse une filtre, lit de sable fin et /ou un filtre à charbon actif : la filtration sur sable élimine les matières encore visible à l’œil nu, tandis que les filtres à charbon actif retiennent en plus les micropolluants, les composés à l’origine des gouts et des odeurs.
d-Désinfection
La désinfection c’est la dernière étape, elle élimine tous les micro-organismes qui pourraient être dangereux à la santé.
d-1-Ozonation
L’eau est désinfectée par l’ozone, qui a une action bactéricide et antivirus. Ce gaz, mélangé à l’eau, agit aussi sur les MO en les cassant en morceaux. Il améliore également la couleur et la saveur.
d-2-Chloration
Le chlore est ajouté à la sortie de production et sur différents points de réseau de distribution afin de d’éviter le développement de bactéries et de maintenir la qualité de l’eau tout au long de son parcours dans les canalisations.
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Table des matières
Introduction
PARTIE I – SYNTHESES BIBLIOGRAPHIQUES
I-1- Généralités sur l’eau
I-1-1- Définition
I-1-2- Quelque propriétés physico-chimiques de l’eau
I-1-3- Cycle de l’eau
I-1-4- Eaux de consommations
A- Eau de surface
B- Eaux souterraines
I-1-5- Traitement des eaux de consommation
A- Etapes de la production d’eau potable
a- Dégrillage/tamisage
b- Clarification
c- Filtration
d- Désinfection
d-1- Ozonation
d-2- Chloration
I-1-6- Normes de qualité des eaux de consommation
a- Qualités microbiologique
b- Qualités chimiques
c- Qualités physique et gustative
I-2- Généralités sur la filtration
I-2-1- Définition
I-2-2- Classification des filtrations
A- Mode de passage de fluide
B- Dimension des pores
a- Filtration clarifiant
b- Microfiltration
c- Ultrafiltration
d- Osmose inverse
I-2-3- Objectif de la filtration
I-2-4- Type de filtre à sable
I-3- Station de traitement d’eau de la JIRAMA PK7 Antsiranana
I-3-1- Station de traitement
I-3-2- JIRAMA Antsiranana
I-3-2-1- Dexo
A- Production d’Eau
B- Distribution d’Eau
I-3-2-2- Ouvrage de cette station de traitement
1- Captage des Sources
2- Traitement
3- Distribution
I-3-2-3 Traitement existant
A- Traitement complet
1- Prétraitement des sources
2- Floculation/Décantation
3- Filtration à sable lente monocouche
4- Désinfection
B- Traitement physique simple
PARTIE II – MATERIELS ET METHODES
II-1- Cadre contextuel de l’étude
II-1-2- Zone d’étude
A- Localisation
B- Historique
C- Délimitation administrative
D- Situation démographique
II-2-Système de filtration à sable existant au JIRAMA PK7Antsiranna
II-2-1- Objectif
II-2-2- Principe de fonctionnement
II-2-3- Condition de fonctionnement
II-2-4- Suivi de fonctionnement du filtre
II-3- Matériels de base d’une filtration lente à sable
II-3-1- Milieu filtrant
II-3-1-1- Caractéristiques de ces sables de filtration
a- Origine
b- Granulométrie
c- Pertes
d- Hauteur des sables dans le filtre
II-3-2- Gravier de support
II-3-2-1- Rôle
II-3-3- Fonds du filtre
II-3-3-1- Rôles des Buselures
II-3-4- Système de commande d’un filtre
II-4- Méthode de fonctionnement d’un filtre lente à sable
II-4-1- Mode opératoire d’un filtre en marche
II-4-2-Fonctionnement du lavage d’un filtre
1- Matériels
2- Mode opératoire
i- Soufflage à l’air
ii- Lavage à l’eau à grand débit
iii- Remise en marche de la filtration
PARTIE III – RESULTATS, INTERPRETATIONS ET DISCUSSIONS
III-1- Résultats
III-1-1- Résultats avant traitement
A- Analyses physico-chimiques
B- Analyses bactériologiques
III-1-2- Résultats après traitement
A- Analyses bactériologiques
III-2- Interprétations
III-3- Discussions
III-3-1- Sur la filtration à sable
III-3-2- Sur la station de traitement PK7 Antsiranana
III-3-3-Recommandations
Conclusion
Références bibliographiques
