Soutenance mémoire
L’eau est un élément indispensable pour tout être humain et ses conditions d’existence, elle est aussi l’élément primordial de l’ensemble de l’écosystème de la planète et leur milieu. Environ quatre-vingt-dix-sept pourcent (97,14%) de l’eau de la planète est formée par l’eau de mer qui reste inconsommable, alors que l’eau douce ne représente que trois pourcent (2,86%) qui est consommable, soit 40106240 km3 . Soixante pourcent (59,84%) de cette eau douce est en partie indisponible car elle se trouve sous forme solide [1]. On compte actuellement environ 6,5 milliards d’êtres humains sur la planète terre et d’après une estimation, ce chiffre va atteindre 10 à 12 milliards d’ici quarante-quatre ans (en 2050) [1]. Le volume d’eau consommé à l’échelle mondiale est de 2 958 976 milliards de litre le 06 Août 2014 et de 4 378 965 milliards de litre en novembre 2014, (d’après ONU, UNESCO, FAO Novembre 2008). En l’espace de trois mois, environ 1 420 000 milliards de litres ont été consommés à l’échelle mondiale. Donc nos besoins en eau ne cessent d’augmenter en quantité . La qualité de l’eau dans le monde a connu depuis quelques années une vaste
détérioration à cause des différentes sortes de pollution. Cette ressource se faisant de plus en plus rare et soumise à un risque croissant de pollution. Ces pollutions résultent principalement des activités humaines, telles que les rejets industriels non contrôlés, l’utilisation intensive des engrais chimiques dans l’agriculture ainsi que l’exploitation désordonnée des ressources en eau. Ces activités peuvent produire des modifications dans la composition chimique de l’eau et la rendent impropre aux usages souhaités, y compris la consommation humaine. A cause de ces différentes sortes de pollution qui affectent l’eau et qui entravent sa qualité, des études particulières sont effectuées sur cette eau. A Madagascar, 90% de la population vit dans les régions rurales dont les ressources en eau utilisées dans la vie quotidienne sont principalement d’origine différente, ce sont des « sources naturelles » soit des puits traditionnels. Pour cela, l’Etat malgache a adopté depuis quelques années une politique d’approvisionnement et d’adduction d’eau potable pour la population, surtout pour les zones rurales qui n’ont pas accès à l’eau de la JIRAMA (Jiro sy Rano Malagasy). Le taux d’accès en eau potable ne représente que 27,7 % selon le PNUD en 2011.
Généralités sur l’eau
Origine
L’eau est un constituant essentiel des êtres vivants. Elle représente 60 à 95% de la masse des cellules et des tissus. Le rôle prépondérant de l’eau en biologie est dû à ses propriétés physiques et chimiques L’eau est un corps dont l’unité de base est la molécule d’eau. Cette molécule est formée d’un atome d’oxygène relié à deux atomes d’hydrogène (H2O). Ces deux atomes sont liés par des forces appelées « forces électrostatiques » qui assure la propriété physique de l’eau. Cette liaison est dite ‘liaison covalente (O-H).
Mais naturellement l’eau n’est pas pure. Elle est constituée par d’autres éléments qui peuvent être indispensable ou toxique pour l’organisme. C’est pour cette raison qu’on effectue des études approfondies sur l’eau.
Propriétés de l’eau
Propriétés chimiques
L’eau joue un rôle très important dans toutes les réactions chimiques qui impliquent des matières chargées électriquement. Les liaisons hydrogènes sont à l’origine des propriétés chimiques et physiques particulières de l’eau. L’eau est une substance qui a une forte capacité de dissoudre d’autres éléments. Elle peut aussi dissoudre des gaz présents dans l’air comme le gaz carbonique (CO2) ou l’oxygène (oxygène dissous). Par exemple, l’eau contenue dans le corps humain sert de support à la multitude de réactions et d’échanges qui sont nécessaires à la vie. Outre ses qualités chimiques propres, l’eau est un excellent véhicule, notamment pour les agents agressifs comme les acides ou le gaz carbonique. Le gaz carbonique dans l’eau se transforme en un acide faible qui par la suite dissout entre autres les calcaires. Cependant, une élévation de température ou une aération de l’eau précipite le calcaire sous forme de tartre. De la même façon, l’eau des océans régule la teneur en gaz carbonique de l’atmosphère.
Propriétés physiques
L’eau est le seul composé naturel qui existe sous les 3 états (solide, liquide et gazeux) dans les conditions rencontrées à la surface de la terre. L’état liquide étant le plus fréquent. Le changement d’état se fait en rompant des liaisons hydrogène.
État solide
Si l’on diminue la température de l’eau liquide, l’agitation thermique des molécules d’eau diminue progressivement et les liaisons d’hydrogène, qui pouvaient aisément se déformer dans le liquide, se raidissent progressivement pour devenir pratiquement rectilignes (droites). Les molécules d’eau forment alors une structure rigide très organisée : l’eau s’est transformée en glace. Dans la glace, l’agitation thermique des molécules d’eau est réduite au minimum : les molécules ne peuvent plus changer de position, elles ne peuvent que vibrer autour de cette position.
État liquide
Si l’on refroidit la vapeur d’eau, l’agitation thermique des molécules d’eau diminue. Lorsque leur énergie d’agitation n’est plus suffisante pour les en empêcher, les molécules commencent à se lier les unes aux autres. Elles se rassemblent en paquets pour finalement former, au sein de la vapeur d’eau, des gouttes d’eau liquide qui tombent sous l’action de leur poids au fond du récipient. La vapeur se transforme ainsi progressivement en eau liquide. L’eau est le seul liquide apte à développer un aussi grand nombre des liaisons d’hydrogène qui jouent un rôle extrêmement important en lui conférant des propriétés très particulières.
État gazeux
Au sein de la vapeur d’eau, l’agitation thermique des molécules d’eau est grande. Elles se déplacent en tous sens, séparément les unes des autres et de façon apparemment désordonnée, défiant les lois de la pesanteur car l’énergie thermique qui les habite est suffisamment importante pour les empêcher de s’associer et de tomber sous l’action de leur poids. Comme pour tous les gaz, il est possible de comprimer la vapeur d’eau.
Reserve d’eau
Eau de mer
Au total le volume de l’eau d’océan est environ 1 360 000 000 km3 c’est-à-dire 97,14% du volume total de l’eau de l’hydrosphère. Cette eau occupe les 70% de la surface du globe terrestre. La majorité de l’eau qui existe dans notre planète est donc salée.
Eau douce
Les eaux douces sont essentiellement placées dans les inlandsis, glaciers continentaux, glaces polaires, les lacs, les rivières et les eaux souterraines. On montre dans le tableau suivant le volume d’eau douce à la surface de la Terre (données UNESCO).
Les glaces sont constituées essentiellement des calottes glaciaires polaires auxquelles s’ajoutent les glaciers de montagne et les neiges éternelles. Les eaux souterraines sont stockées dans les fissures et les interstices de roches réservoirs, poreuses et perméables, appelées aquifères. Avec les eaux continentales de surface, elles constituent les stocks utilisables pour la consommation humaine. Les principales techniques de prélèvement de cette eau sont les barrages, les lacs artificiels, les forages et les captages de sources pour les eaux souterraines, et la canalisation pour les eaux de surface.
Pollution de l’eau
Type et origine de la pollution
L’eau douce peut être polluée par plusieurs types d’éléments dont leurs origines sont différentes, telles que les activités domestiques, agricoles, urbaine, industrielles, minières et les activités pétrolières. On peut classer cinq grands types de pollution :
• Pollution par les matières organiques ;
• Pollution par les pesticides ;
• Pollution chimique ;
• Pollution thermique ;
• Pollution radioactive.
Conséquence de la pollution
Les conséquences de la pollution de l’eau ne sont pas nécessairement directes et immédiates. Pourtant, il faut les prévenir puisqu’elles peuvent être graves et difficiles à remédier. Les conséquences de la pollution sont multiples, elle peut avoir des effets sur la santé et sur la nature .
Solution pour la pollution
La pollution est évitable par plusieurs moyens, premièrement la sensibilisation des gens pour qu’ils sont conscients de ne pas polluer l’eau dans différents usages : consommation, irrigation, navigation, baignade, pêche. Deuxièmement la mise en œuvre d’une réglementation et de moyens préventifs, ces objectifs doivent être respectés par tous, collectivités et particuliers. Et troisièmement la dépollution de l’eau. C’est-à-dire traitement de l’eau pour le rendre réutilisable. En outre, avant de prendre des mesures face à la pollution, il faut d’abord analysé l’eau par des experts au laboratoire pour mieux connaître le type de polluant.
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Table des matières
INTRODUCTION
I- Généralités sur l’eau
I.1. Origine
I.2. Propriétés de l’eau
I.2.1. Propriétés chimiques
I.2.2. Propriétés physiques
I.3. Reserve d’eau
I.3.1. Eau de mer
I.3.2. Eau douce
I.4. Cycle de l’eau
I.5. Pollution de l’eau
I.5.1. Type et origine de la pollution
I.5.2. Conséquence de la pollution
I.5.3. Solution pour la pollution
II-Géochimie des eaux
II.1. Définition
II.2. Solutés des eaux souterraines
II.3. Système géochimique des eaux souterraines
II.3.1. Ions majeurs
II.3.2. Importances des ions majeurs
II.4. Balance ionique
II.4.1. Définition
II.4.2. Origine de déséquilibre ionique
II.4.3. Les paramètres physiques
III- Réglementation sur la qualité des eaux
III.1. Potabilité de l’eau
III.2. Normes de potabilité de l’eau à Madagascar
III.2.1. Paramètres organoleptiques
III.2.2. Paramètres physiques
III.2.3. Paramètres chimiques
IV- Analyse de l’eau
IV.1. Analyse par chromatographie ionique
IV.1.1. Définition de la chromatographie ionique
IV.1.2. Principe et théorique de la chromatographie ionique
IV.1.3. Avantage de la méthode de chromatographie ionique
IV.2. Chromatographie ionique
IV.2.1. Appareillage
V- Description de la zone d’étude
V.1. Localisation géographique
V.2. Caractéristiques géologiques
V.3. Environnement
V.3.1. Climat
VI- Méthodologie
VI.1. Echantillonnage
VI.1.1 Préparation des matériels et de la campagne d’échantillonnage
VI.1.2. Points d’échantillonnage
VI.1.3. Condition et stockage de l’échantillon
VI.1.4. Précaution pour l’échantillonnage
VI.1.5. Mesure in situ
VI.1.6. Mesure au laboratoire
VII- Résultats et interprétations
VII.1. Présentation et exploitation des résultats
VII.1.1. Validation des résultats
VII.1.2.Résultats des mesures des paramètres physiques et des analyses chimiques
VII.2. Interprétation des paramètres physiques
VII.3 Interprétation des paramètres chimiques
VII.3.1. Etude de la minéralisation
VII.3.2. Corrélation entre ions majeurs et CE
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES
