5.1. Echantillonnage
Notre expérience a duré 5 jours du 19 Mai 2013 au 23 Mai 2013, Les mesures ont été faites de façon journalière et ont porté sur les paramètres de suivi de performance que sont : l’oxygène dissous, la température, le pH, le potentiel redox, la conductivité et la turbidité. Ces analyses ont été effectuées in situ dans la matinée sur les échantillons d’eaux traitées. Les MES, la DCO, la DBO5, le NTK ainsi que les orthophosphates ont été déterminés au Laboratoiredes Sciences et Techniques de l’Eau (LSTE). Ces prélèvements d’eaux traitées ont été effectués au même endroit et pendant 4 jours dans la matinée, plus précisément au niveau du tuyau d’évacuation des eaux traitéex qui est raccordé à notre bassin.
Les échantillons à analyser au laboratoire, pour déterminer les paramètres globaux de pollution, ont été conservés dans des flacons en plastique qui sont remplis à ras bord pour éviter de piéger de l’air, susceptible d’assurer des réactions d’oxydation et par conséquent la modification des valeurs exactes des paramètres.
5.2 Les paramètres physico-chimiques
Les paramètres physico-chimiques utilisés pour l’évaluation de la performance des filtres plantés de roseaux sont : la température, le potentiel d’hydrogène, le potentiel redox, la conductivité, la turbidité, l’oxygène dissous. Leur rôle dans l’évaluation des performances du traitement des filtres plantés des roseaux, ainsi que les méthodes d’analyses utilisées sont présentés ci-dessous.
5.2.1. La température
La température de l’eau, est un facteur écologique qui entraîne d’importantes répercutions écologiques. Elle agit sur la solubilité des gaz dans l’eau, la dissociation des sels dissous, de même que sur les réactions chimiques et biochimiques, le développement et la croissance des organismes vivant dans l’eau et particulièrement les microorganismes responsables de la réduction de la pollution.
Elle s’exprime en °C et a été mesurée en même temps que l’oxygène dissous.
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5.2.2. L’oxygène dissous
L’oxygène dissous représente la fraction dissoute de l’oxygène se retrouvant dans l’eau. Il est caractéristique du type de milieu. Sa concentration est très faible et le plus souvent proche de zéro dans les eaux résiduaires brutes, compte tenu des concentrations élevées en composés réducteurs (oxydables) et de l’activité des microorganismes présents. La présence d’oxygène dissous conditionne les réactions de dégradation aérobie de la matière organique et favorise l’élimination de la pollution azotée par un procédé de nitrification-dénitrification (Rejsek, 2002). L’oxygène dissous a été mesuré selon la méthode électrochimique normalisée (NF T 90-106) en utilisant un oxymètre Oxi 730 WTW. L’oxygène dissous s’exprime en mgO2/L.
5.2.3. Le potentiel d’hydrogène (pH)
Le pH de l’eau mesure la concentration des protons H+ contenus dans l’eau. Il résume la stabilité de l’équilibre établi entre les différentes formes de l’acide carbonique et il est lié au système tampon développé par les carbonates et les bicarbonate. Le pH a été mesuré par la méthode potentiométrique avec le pH-mètre pH 3110 SET 3 WTW.
5.2.4. Le potentiel redox (eH)
Le potentiel redox (eH) définit le pouvoir oxydant ou réducteur du système. Il quantifie les réactions d’oxydation et de réduction qui correspondent au transfert d’électrons entre les composés chimiques présents dans l’eau (Rejsek, 2002). La valeur du potentiel redox des influents renseigne sur leur septicité:
- Si eH > +150 mV alors l’influent est frais et non septique ; - Si eH < +150 mV, il y a risque de fermentation de l’influent ; - Si eH < +50 mV, il y a possibilité de production de sulfures.
Il s’exprime en milli volt (mV) et il a été mesuré avec le pH-mètre pH 3110 SET 3 (WTW).
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5.2.5. Le pouvoir d’oxydo-réduction (rH)
Le pouvoir d’oxydo-réduction (rH) représente le pouvoir oxydant ou réducteur d’un système à pH donné. En connaissant la valeur du eH, le rH se détermine à l’aide de la formule suivante :
r𝐻 = 𝑒𝐻
0,0992∗ 𝑇(°𝐾)+ 2 ∗ 𝑝𝐻
L’estimation du pouvoir d’oxydo-réduction permet d’apprécier et de voir si le milieu est oxydant ou réducteur ainsi :
- Si rH < 15 : le milieu est réducteur et on est dans un domaine anaérobie ;
- Si 15 < rH < 23 : le milieu est favorable à l’oxydation des composés organiques et on est dans un domaine anoxique ;
- Si rH > 23 alors le milieu est oxydant et on est dans un domaine aérobie.
5.2.6. La conductivité
La mesure de la conductivité constitue une bonne appréciation du degré de minéralisation d’une eau où chaque ion agit par sa concentration et sa conductivité spécifique. C’est aussi la capacité de l’eau à conduire le courant électrique puisque la plupart des matières dissoutes dans l’eau sont sous forme d’ions (CEAEQ, 2002). Elle a été mesurée à l’aide d’un conductimètre Hanna Instrument 98311 selon la norme NF EN 27888 (janvier 1994). Elle est fonction de la température et s’exprime en μS/cm.
5.2.7. La turbidité
La turbidité donne une première indication sur la teneur en matières colloïdales, d’origine minérale ou organique, qui trouble l’eau. La turbidité se mesure par la réflexion d’un rayon lumineux dans l’eau. La turbidité est mesurée par un test optique qui détermine la capacité de réflexion de la lumière. La turbidité s’exprime en « NTU » (unité néphélométrique). La méthode de détermination par diffusion de la lumière (NFT 90-033) a été utilisée pour sa détermination, grâce au turbidimètre TURBIQUANT MERCK 110 IR.
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5.3 . Les paramètres globaux de pollution 5.3.1. Les matières en suspension (MES)
Les matières en suspension (MES) constituent l’ensemble des particules minérales et/ou organiques présentes dans une eau naturelle ou polluée. Elles peuvent être composées de particules de sable, de terre et de sédiment arrachées par l’érosion, de divers débris apportés par les eaux usées ou les eaux pluviales très riches en MES, d’êtres vivants planctoniques (notamment les algues). Elles correspondent à la concentration en éléments non dissous d’un échantillon. Le calcul des MES après passage à l’étuve est effectué à l’aide de la formule : [MES] = (𝑀1−𝑀2)
𝑉𝑒 avec
[MES] : Teneur en MES de l'échantillon (mg/L) M1 : Masse de la membrane avant filtration (mg) M2 : Masse de la membrane après filtration (mg) Ve : Volume de l'échantillon (mL)
5.3.2. La demande chimique en oxygène (DCO)
La demande chimique en oxygène est la quantité d’oxygène nécessaire pour oxyder toute la matière organique oxydable, biodégradable ou non, contenue dans l’eau. En pratique, c’est la quantité d’oxygène équivalente à la quantité de dichromate de potassium nécessaire pour oxyder (en milieu acide, à reflux pendant 2 heures, en présence de catalyseur) les matières oxydables. La DCO reste le paramètre composite le plus fiable pour la mesure de l’oxydabilité et la dégradabilité de la pollution organique des eaux usées parce qu’elle mesure l'oxygène nécessaire pour oxyder tous les composés présents dans l'eau. A la différence de la DBO5, qui ne prend en compte que les matières organiques biodégradables.
5.3.3. La demande biochimique en oxygène à cinq jours (DBO
5)
La demande biochimique en oxygène est la concentration, en masse d’oxygène dissous, consommée pour l’oxydation par voie biochimique des matières organiques contenues dans
Rédigé par DJIWA BOUNDI T. Jérôme 23 l’échantillon, dans les conditions de l’essai (Rodier et al., 2009). On utilise souvent la DBO5, c’est-à-dire la quantité d’oxygène consommée après 5 jours d’incubation. La DBO5 est un paramètre traditionnel en ce qui concerne l’évaluation de la charge organique des eaux. Des valeurs élevées de DBO5 et de DCO témoignent d’une forte charge organique de l’influent.
Plus la DBO5 est élevée, plus le degré de pollution de l’eau sera élevé (CEAEQ, 2002).
5.3.4. Azote KJELDHAL (NTK)
Le NTK évalue les teneurs totales en azote organique et en ammonium. C’est un paramètre clé de traitement des eaux usées (Rodier et al., 2009). En présence des phosphates, les nitrates favorisent l’eutrophisation. Ce phénomène se manifeste par une prolifération massive de plantes et d’algues, qui réduisent la teneur en oxygène dans l’eau, parfois jusqu’à une teneur létale pour la faune aquatique (Idrissi, 2006).
5.3.5. Les orthophosphates
Tableau 3: Tableau récapitulatif des appareils de mesure des paramètres globaux de pollution et les normes correspondantes.
Paramètres Appareil Méthode Norme
MES Etuve, balance, membrane, système de filtration, dessiccateur
Filtration NF EN 872
DCO Réacteur DCO, système de dosage Volumétrique NF T 90-101 DBO5 Armoire thermostatique, Oxytops Manométrique
NTK
3-Spectrophotomètre DR2800 Spectrophotométrique
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