5. Résultats et discussion
5.2 Fluorescence – Par pic
5.2.2 Intensité de fluorescence maximale des pics
La fluorescence peut s’avérer utile pour suivre la qualité des sources d’eau. Les concentrations de COD sont rarement suivies dans les UTE car les appareils d’analyse en laboratoire ou en continu sont coûteux et délicats à opérer. De plus, le COD donne une information quantitative globale sur le carbone organique sans renseigner sur sa nature. La fluorescence pourrait donc être utile puisque cette méthode est moins coûteuse, plus simple et peut donner de l’information sur la nature de la MON. Le Tableau 5-5 présente la gamme de variation de l’intensité de
71 fluorescence de l’eau brute pour les trois pics pour l’UTE de Québec et de Victoriaville. La Figure 5-15 présente les variations saisonnières de la fluorescence pour l’ensemble des échantillons de l’UTE de la Ville de Québec et de celle de Victoriaville, incluant les campagnes de 2009 à 2011.
Tableau 5-5: Variation de l’intensité de fluorescence des pics A, C et T pour l’UTE de Québec et de Victoriaville – Eau brute
Pic UTE Québec UTE Victoriaville
Min Max Moy. Min Max Moy.
A 7,9 18,9 12,2 7,0 24,6 16,9
C 4,6 16,5 7,7 4,0 18,6 10,4
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73 Pour les trois campagnes, des échantillons ont été pris dans la période comprise entre mai à juillet. Pour tous les pics A, C et T, il y a une différence entre les échantillons d’eau brute de l’UTE de Québec de 2009-2010 et ceux de 2011. Les valeurs obtenues lors de la campagne 2009-2010 ont une intensité globalement inférieure à celle de la campagne de 2011. La différence est toutefois moins marquée pour le COD et le SUVA (voir Figure 5-2). Une hausse moyenne de 18% est observée entre les valeurs du COD entre 2010 et 2011 (31% pour les valeurs de SUVA). Les augmentations sont plus grandes en ce qui concerne la fluorescence qui sont en moyenne de 39%, 33% et 27% pour les pics A, C et T respectivement. Selon les données climatiques historiques (voir Annexe F), les pluies ont été plus faibles en 2010 qu’en 2011, ce qui peut expliquer en partie une teneur en matière organique plus faible dans les eaux brutes.
Dans le cas de la campagne de 2011, la période des crues printanières n’a pas été échantillonnée. Par contre, il est possible d’observer une hausse marquée des paramètres de fluorescence à l’eau brute pour les échantillons échantillonnés en août. La valeur la plus importante a été enregistrée le 29 août 2011, tant pour le COD que la fluorescence. Les données climatiques indiquent que pour l’année 2011, les pluies les plus fortes enregistrées ont eu lieu en mars (printemps) et en août. En effet, les précipitations d’août sont équivalentes à celles de mars. Dans le cadre des campagnes 2010 et 2011, il est donc possible d’observer les variations saisonnières et journalières dans les sources d’eau brute tant à partir des données de COD qu’à l’aide de la fluorescence.
L’analyse des résultats pour l’UTE de Victoriaville est plus limitée puisque seulement 9 échantillonnages ont été faits à l’eau brute. Les valeurs de fluorescence diminuent selon l’ordre suivante pic A> pic C > pic T. La plus forte hausse est observée le 13 juillet 2010 pour les pics A et C, alors que le COD maximal a été mesuré le 24 mai 2010 (voir Figure 5-2). Le 13 juillet correspond à la mesure maximale de turbidité (voir Figure 5-1) qui est également une journée orageuse. Il est possible de déduire que la hausse de COD enregistrée au 24 mai n’était pas forcément associée aux acides humiques mais à une autre fraction de la MON puisque l’absorptivité UV est légèrement en bas de la moyenne.
La Figure 5-16 présente les caractéristiques des eaux brutes (COD et fluorescence) de l’UTE de Québec et de l’UTE de Victoriaville, et ce pour la même période, de mai à juillet 2010. Cette figure permet de faire ressortir les différences entre ces deux sources d’eau.
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Figure 5-16 : Variation du COD et de la fluorescence (Pic A) de l’eau brute de l’UTE de Québec et de Victoriaville pour la période de mai à juillet 2010
Le COD et la fluorescence sont plus élevés et plus variables pour l’eau de Victoriaville que pour l’eau provenant de Québec. Ces différences sont plus marquées en termes de fluorescence qu’en termes de COD. Ceci est aussi vrai pour le pic C (résultats non montrés). Ce résultat est sans surprise puisque Victoriaville est une région agricole alors que la source d’eau de Québec se situe en milieu urbain. Les sources d’eau situées en milieux rural où l’agriculture est prédominante contiennent plus de matières organiques que les sources en milieux urbains. La fluorescence n’est pas une mesure directe et absolue de la concentration comme le COD car elle est influencée aussi par le rendement quantique et absorptivité molaire, mais elle est toutefois une mesure relative de la quantité de MON. L’augmentation de fluorescence sera toutefois plus marqué si la hausse de la MON a une nature plus aromatique et plus hydrophobe comme cela semble être le cas de l’eau de Victoriaville.
5.2.2.1
La fluorescence en cours de traitement
L’intensité de la fluorescence permet de suivre l’efficacité du traitement, et ce au même titre que le COD ou l’absorptivité UV. La Figure 5-17 présente la variation de l’intensité de fluorescence du pic A en cours de traitement. Sur cette figure on peut voir que l’intensité de fluorescence diminue en cours de traitement. La même tendance est observée pour le pic C. En fait, il est même plus facile de voir l’effet du traitement d’ozonation avec la fluorescence qu’avec le COD ou l’absorbance UV puisque la diminution observée est plus grande (voir Figure 5-5).
75 Figure 5-17: Fluorescence (pic A) en cours de traitement à l’UTE de Québec et de Victoriaville
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En termes d’intensité de fluorescence, la diminution relative entre l’eau brute et décantée est en moyenne de 45 à 50% pour le pic A et C. La diminution relative est encore plus grande avec le procédé d’ozonation, elle est de 65% en moyenne pour le pic A et C entre l’eau décantée et l’eau ozonée.
Dans le cas de l’UTE de Victoriaville, l’intensité de la fluorescence subit une forte baisse entre l’eau brute et l’eau décantée. Par contre, il y a très peu de différence entre l’eau décantée et l’eau filtrée bien qu’il y ait une inter-ozonation dans la chaine de traitement (voir section 4.1.2). À noter que la même tendance est observée pour le pic C. En termes de diminution relative d’intensité, le pré-traitement, la coagulation-floculation et la décantation permettent de réduire en moyenne de 80% l’intensité de fluorescence tant pour le pic A et le pic C, et en moyenne de 45% le COD. L’enlèvement de la MON est beaucoup moindre pour les étapes d’inter-ozonation et de filtration, les intensités des pic A et pic C diminuant respectivement de 11% et 6%, et le COD diminuant de 15%. En comparant les deux usines, et pour les périodes étudiées, il ressort que l’inter- ozonation a un effet beaucoup plus marqué dans le cas de l’UTE de Québec que pour l’UTE de Victoriaville. Il faut noter qu’à l’UTE de Victoriaville, de l’ozone (pré-ozonation) et du permanganate de potassium sont ajoutés avant la décantation, ceci pourrait expliquer la différence observée entre les deux usines.