Les paramètres physicochimiques

Les eaux usées reçues à la station d’épuration à boue activée de Mécheria sont issues d’un réseau unitaire. Les ERU initialement très chargées présentent des valeurs assez élevées en DCO, DBO5 et NT (azote total) avec des moyennes respectives de 814 mg O2/l, 493 mg O2/l et 79,5 mg/L, néanmoins, le ratio des valeurs moyennes DCO/DBO5 égal 1,6 ce qui montre le caractère biodégradable de ces effluents facilement traitables par voie biologique . 4 Résultats et discussion des analyses physico -chimiques Pilote

Selon Tab.24 les tests statistiques n'ont pas rejeté l'hypothèse de normalité pour les deux échantillons traitée par les lentilles d’eau, sauf pour la variable NO2^- du Baquet 2 (La variable dont provient l'échantillon ne suit pas une loi Normale).

4.1.1 Rendements épuratoires

En générale l’efficacité de dépollution des paramètres dissous estimé par les rendements opératoire augmente de façon significative avec le temps de séjour des effluents dans les Baquets végétalisés (Fig.65.66 , Tab.25 ).

Tableau 25. Rendement épuratoire de l’ensemble des paramètres analysés

Rendement % DBO mg O/l DCO mg

O/l ^{MES mg/l} NH mg/l PO mg/l Coli. T UFC/ml Coli.F UFC/ml Str.F UFC/ ml Témoin 18 14 48,4 0,2 0,9 43,9 44,6 34 Bac 1 93,5 95,1 89,8 95,3 65,3 93 96 50 Bac 2 95,7 96,5 97,8 97 72 99 99 99

Figure 65. Les rendements épuratoires du pilote expérimentale (Baquet 1, Baquet 2, Témoin)

DBO₅ DCO MES NH₄ PO₄ Coli.T Coli.F Str.F

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 R en d eme n t %

Type d’ACP : Pearson (n) Biplot de distance (axes F1 et F2 : 100,00 %)

Figure 66. ACP de rendement des paramètres physico-chimiques de l’ensemble du pilote expérimental.

L’analyse statistique des variables donne une différence significative entre l’abattement des paramètres de pollution et la présence des lentilles ainsi une corrélation significative avec le temps de séjours avec p <0,05 ( Fig.67) .

Type d'ACP : Pearson (n) Biplot de distance

physico-4.1.2 Évolution de pH

La détermination de pH été effectuer selon la norme (NF EN ISO 10523, 2012). Il semble être le paramètre le plus important dans le processus de biosorption. En général, nous avons remarqué une diminution importante du taux d’alcalinité dans les eaux traitées par

Lemna minor par rapport à celles des eaux usées brutes. Le pH a diminué légèrement de 8,23

à 7,95 ± 0,082 pour le Baquet 1 et 7,35 ± 0,42 pour le Baquet 2. Ceci dit, les lentilles d'eau peuvent tolérer une large gamme de pH (3,0 à 10,0), avec une croissance optimale dans un milieu de 5,0 à 7,0 (Landolt, 1986). Ceci corrobore aussi les résultats trouvés par Abioye & Mahmood (2005) qui notent que le pH a été réduit de presque alcalin à neutre dans tous les cas étudiés par le traitement par macrophytes aquatiques. Cependant, leur croissance rapide est due selon Oueslati et al. (1998) a sa tolérance aux importantes variations d'intensité lumineuse, de pH, de salinité et de température comme il a référé Urbanska (1980) ; Landolt (1986) ; Dudley (1987).

La diminution de pH dans les deux Baquets plantés (Fig.68) est vraisemblablement due aux réactions chimiques et /ou biologiques qui produisent des acides neutralisant les ions basiques sans oublier que les réactions de nitrification entrainent une acidification du milieu (Rejsek, 2002). Selon Kone, (2002) pour compenser le prélèvement de certains cations (nutrition minérale) la plante produit des ions H⁺ ainsi que la sécrétion d’exsudats (acides organiques) au niveau des racines. Dans le cas de l'effluent non traité (Témoin) la valeur obtenue est de 8,06 ± 0,14, ce qui correspond aux valeurs des effluents d’origine urbaine.

L’effluent Témoin devient acide par l’accumulation du CO₂ conséquence de la dégradation de la matière organique par les bactéries hétérotrophes (Attionu, 1976 ; Jedicke et al, 1989, Mancer, 2010).

(R²=1,000) XLSTAT 2016 - ANCOVA29 -Intervalle de confiance 95%

Figure 68.Régression de pH par le temps de séjours (Baquet 1, Baquet 2 et Témoin)

4.1.3 Évolution de la température

La température joue aussi un rôle dans la solubilité des sels surtout des gaz. Elle conditionne les équilibres de dissociation et elle agit sur la conductivité électrique (El Maroufy, 1992). Quant aux valeurs des températures moyennes obtenues respectivement à l’entrée au niveau du Témoin, du Baquet 1 et du Baquet 2 elles sont de 16,06 ± 1,08°C, 17,06 ± 0,26°C 16,66 ± 0,80 °C ( Fig.69). Ces différentes valeurs sont liées aux conditions climatiques de la région et restent en dessous de la norme réglementaire de rejet qui est de 30°C.

(R²=1,000) XLSTAT 2016 - ANCOVA -Intervalle de confiance 95%

Figure 69. Régression de la température par le temps de séjour (Baquet 1, Baquet 2 et Témoin)

4.1.4 Évolution de la conductivité

La détermination de la conductivité électrique a été réalisée selon la méthode normalisée (NF EN 27888,1994). Une réduction significative a été observée dans la conductivité après 20 jours de traitement dans le Baquet 2 (224 µs/cm) après un pic au niveau Baquet1 de l’ordre 1333 µS/cm (Fig.70). La baisse du rendement épuratoire est inversement proportionnelle à la densité végétale ce qui est en accord avec les travaux de Radoux et Kemp (1988).Ce constat nous a amenés à réduire la biomasse dans le Baquet 2, pour mieux maîtriser le taux de recouvrement des Baquets par la plante aquatique, évitant ainsi une eutrophisation de ceux-ci. On constate une diminution de la conductivité au niveau des deux Baquets passant d’une moyenne de 1392 ± 102,52 μS/cm de l’effluent de contrôle à des moyennes respectives de 619,66 ± 540,40μS/cm et 261,66 ± 32,71 μS/cm pour le Baquet 1 et le Baquet 2. La réduction de la conductivité s’explique par l’adsorption de certains ions sur le support granulaire et des prélèvements des plantes comme nutriments, De plus, el-kheir et al., (2007) ont signalées que les Lemnacée sont très efficaces pour éliminer les sels solubles, matières organiques, et la densité des coliformes. Les espèces de ce genre de plantes peuvent supporter

une charge organique élevée ainsi que des concentrations élevées de micronutriments Hasan & Chakrabarti (2009).

Figure 70. Variation de la MES et la conductivité (Baquet 1, Baquet 2 et Témoin)

4.1.5 Évolution de MES

Le dosage des matières en suspension a été effectué par filtration sur filtre en fibres de verre (NF EN 872 , 2005) .Une réduction également significative (p <0,05) a été remarqué pour la MES. Par contre, pour l'échantillon Témoin, la MES et la conductivité présentent une légère diminution (Fig.70).

Les rendements épuratoires moyens de la MES sont respectivement de 89,8 et 97,8% pour Baquet 1 et Baquet 2. Une différence significative (p < 0,05) a été notée entre les comportements des deux Baquets. La matière en suspension est vraiment réduite grâce à une bonne décantation ; de 51 ± 9,84 mg /l pour l’eau Baquet 1 à 10,66 ± 4,72 mg/L pour l’eau Baquet 2 par rapport le Témoin 258±53,70 mg/L.

La diminution de la valeur du MES dans les eaux traitées est vraisemblablement due au piégeage par la plante par le procédé de la filtration et de l’absorption par le système

décantation, les racines et le gravier empêchent les mouvements horizontaux de la MES. Ces mêmes constatations ont été faites par Mandi et al.,(1993).

4.1.6 Les paramètres de pollution organique DBO5 et DCO

La demande chimique et biologique en oxygène permet de suivre l’évolution de la pollution organique du milieu aquatique, des concentrations élevées de DCO peuvent affecter les réserves d’oxygène des cours d’eau. La détermination de la DCO est basée sur la méthode normalisée (NF T 90-101, 2001).

Les paramètres de pollution organique DBO5 et DCO ont montré des changements rigoureux lorsque l'effluent a été traité par les lentilles d’eau (Fig.71). Dans les effluents du Baquet 1, la DBO5 a été réduite de façon significative de 93,5% par rapport au Témoin dont le rendement été seulement de 18% après 20 jours de séjours hydraulique. Lorsque l'effluent a été retraité Baquet 2, le rendement de la DBO5 était de 95,7% au bout de 20 jours de temps de rétention. La DCO de l'effluent du Baquet 1 a également montré une réduction significative (p <0,01). L'effluent du Baquet 1 et du Baquet 2 a mis en exergue une réduction respective de la DCO de 89,8% et de 97,8% par rapport au Témoin14% (Fig.65, Tab.24).

La réduction de la DBO5 a été signalée par Cardot (1999), qui note que l’activité des microorganismes épurateurs assure la dégradation et la transformation de la matière organique et permet donc l’élimination de la pollution organique. Aussi que le bon fonctionnement du substrat assure une décantation efficace favorisant ainsi la sédimentions de la MES responsable de l’élimination de la quasi-totalité de la DBO5.

Suivant Cossu et al.,(2001), la charge en demande chimique en oxygène DCO libérée par les lentilles est autour de 2 g/m²/jour et notent que les lentilles d’eau produisent une plus grande quantité d’oxygène dissous que la jacinthe d’eau. L’abattement de tous ces paramètres à une relation directe avec le phénomène de diffusion dans le milieu de l'oxygène via les racines, le mécanisme a été décrit par Moorhead et Reddy (1988), Reddy et al.,(1989) et Gerald (1993). Les macrophytes libre flottant libèrent par leurs racines des quantités notables d'oxygène Jedicke et al., (1989).

Figure 71. Variation de la DBO5et de la DCO au cours de traitement (Baquet 1, Baquet 2, Témoin)

L’enlèvement des polluants de milieu aquatique peut se réaliser par l’action des racines ou par d’autres parties des plantes aquatiques (Kelly et al., 1999).

4.1.7 Évolution des composés azotés

Concernant la pollution azotée l’analyse a été effectuée selon la méthode normalisée (NF EN ISO 13395,1996).Nos résultats montrent une concentration moyenne légèrement supérieure au niveau du Baquet1 19,78 ± 0,51 mg N-NO3/L, comparativement à celle de Baquet 2 qui est de 23,48 ± 8,55 mg N-NO3/L (Fig.72 ). Le test statistique des variables révèle une différence non significative à p > 0,05. La mauvaise nitrification est due aux conditions défavorables d’oxygénation, une couverture dense de lentilles d'eau sur la surface de l'eau inhibe à la fois de l'oxygène entrant dans l'eau par diffusion et la production photosynthétique d'oxygène par les phytoplanctons.

Les lentilles d'eau sont parmi les plantes les plus dynamiques au monde, doublant souvent leur biomasse dans des conditions optimales en 2 ou 3 jours Vymazal, (2001). L'eau