Paramètres physico-chimiques et bactériologiques

4.1.3. Base d’évaluation du développement des macrophytes au niveau des bassins d’expérimentations

L’évaluation de la croissance de la jacinthe d’eau s’est faite en fonction de la masse finale de jacinthes d’eau obtenues dans chaque bassin ainsi que du nombre de pieds obtenus aussi après le temps de séjour de l’eau usée dans ces bassins qui est de 21 jours. Cette étude nous a permis de tracer la courbe de croissance de jacinthe d’eau en fonction du pH par la formule :

Taux de croissance =

× 100 (13) Mf : Masse finale

Mi : Masse initiale

T : temps de séjour qui est de 21 jours ici

4.2. Paramètres physico-chimiques et bactériologiques

Les paramètres physico-chimiques et bactériologiques utilisés pour l’évaluation de la performance de la jacinthe d’eau sont : la température, le potentiel d’hydrogène, le potentiel redox, la conductivité, les matières en suspension, la turbidité, l’oxygène dissous, la demande chimique en oxygène, la demande biochimique en oxygène, l’azote, les orthophosphates, et les coliformes fécaux. Leur rôle dans l’évaluation des performances du traitement, ainsi que les méthodes d’analyses utilisées sont présentés ci-dessous.

4.2.1. La température

Il est important de connaitre la température de l'eau avec précision car elle joue un rôle dans la solubilité des sels et surtout des gaz, dans la détermination du pH, pour la connaissance de l'origine de l'eau et des mélanges éventuels, etc.

(Rodier et al., 2009). Elle affecte les propriétés de l’eau : la solubilité des gaz, la tension de vapeur de l’eau, la conductivité électrique, le pH, les vitesses de réaction chimiques et biochimiques. Elle s’exprime en °C et a été mesurée en même temps que la conductivité grâce à un conductimètre pH/EC/TDS waterproof Family selon la norme NF EN 27888 (janvier 1994).

4.2.2. Le potentiel d’hydrogène (pH)

C’est un paramètre environnemental qui influence fortement la croissance bactérienne. Une variation brusque du pH traduit une modification du milieu et une évidence de nouvelles réactions chimiques. Le pH a été mesuré par la méthode potentiométrique avec le pH-mètre pH 3110 SET3(WTW).

Mémoire de fin de formation pour l’obtention du diplôme d’Ingénieur de Conception

présenté et soutenu par Albant SAGBO 43

4.2.3. Le potentiel rédox (E

)

Le potentiel rédox (E_H) 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 rédox des influents renseigne sur leur septicité (Rejsek, 2002) :

- Si E_H > +150 mV alors l’influent est frais et non septique ; - Si E_H < +150 mV, il y a risque de fermentation de l’influent ; - Si E_H < +50 mV, il y a possibilité de production de sulfures.

Il s’exprime en milli volt (mV). Il a été mesuré avec le pH-mètre pH 3110 SET 3 (WTW).

4.2.4. Le pouvoir d’oxydo-réduction (R_H

)

Le pouvoir d’oxydo-réduction (R_H) représente le pouvoir oxydant ou réducteur d’un système à pH donné. En connaissant la valeur du E_H, le R_H se détermine à l’aide de la formule :

(14)

L’estimation du pouvoir permet d’apprécier et de voir si le milieu est oxydant ou réducteur ainsi :

- Si R_H < 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 R_H > 23 : alors le milieu est oxydant et on est dans un domaine aérobie.

4.2.5.

La conductivité

La détermination de la conductivité permet d’apprécier la quantité de sels dissous dans l’eau. Elle varie en fonction de la température : elle est plus importante lorsque la température augmente cela s’explique par le fait que, la mobilité des ions augmente à cause de la diminution de la viscosité. Elle a été mesurée à l’aide d’un conductimètre pH/EC/TDS waterproof Family selon la norme NF EN 27888 (janvier 1994). Elle est fonction de la température et s’exprime en µS/cm.

Mémoire de fin de formation pour l’obtention du diplôme d’Ingénieur de Conception

présenté et soutenu par Albant SAGBO 44

4.2.6. La turbidité

La turbidité donne une première indication sur la teneur en matières colloïdales, d’origine minérale ou organique, qui trouble l’eau. L’unité de la turbidité est « l’Unité de Turbidité Néphélométrique (NTU) ». La méthode de détermination par diffusion de la lumière (NFT 90-033) a été utilisée pour sa détermination, grâce au turbidimètre TURBIQUANT 110 IR MERCK.

4.2.7. L’éclairement lumineux

La lumière est un ensemble d’ondes électromagnétiques visibles. La lumière est due à des oscillations extrêmement rapides d'un champ électromagnétique dans une gamme particulière de fréquences perceptibles par l'œil humain. Différentes méthodes sont utilisées en éclairage pour mesurer la lumière. Dans le cadre de notre recherche, nous avons utilisé l’unité d’éclairage qu’est le Lux c’est la quantité de flux lumineux reçue par une surface de un mètre carré 1lux = 1lm/m². L’éclairage a été mesuré à l’aide d’un luxmètre Digital Lux Meter Model : LX1330B. L’éclairement lumineux est mesuré trois fois par jour à 9 heures, 12 heures et 15 heures. La relation entre l’éclairement E (Lux) et l’intensité lumineuse I (Cd) est :

I = E × D² (15)

Avec D la distance entre la source et la surface à éclairer.

4.2.8. Les matières en suspension (MES)

Elles ont été déterminées par filtration pour les eaux peu chargées et par centrifugation pour les eaux boueuses selon les normes NFT 90-105-1 et NFT 90-105-2 (janvier 1997). La masse de matière sèche est obtenue après séparation des MES des eaux usées, puis déshydratation à 105°C à l’étuve (DRY-Line VWR). Le calcul des MES après passage à l’étuve est effectué à l’aide de la formule :

MES =

Avec :

MES : Teneur en MES de l'échantillon (mg/L).

M₂: Masse de la membrane après filtration (mg).

M₁: Masse de la membrane avant filtration (mg).

V_E: Volume de l'échantillon (L)

Mémoire de fin de formation pour l’obtention du diplôme d’Ingénieur de Conception

présenté et soutenu par Albant SAGBO 45

Le dispositif de filtration utilisé est de marque Sartorius Stedium et la pompe de marque vaccum gaspump, VWR. La centrifugeuse est de marque VWR Compact Star CS 4.

4.2.9. 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, tant ceux organiques qu'inorganiques; à la différence de la DBO₅, qui ne prend en compte que les matières organiques biodégradables. Elle est déterminée par la méthode volumétrique suivant la norme NFT 90-101. Elle s’exprime en mg O₂/L.

4.2.10. La demande biochimique en oxygène (DBO

)

La DBO₅ est un paramètre de pollution, qui renseigne sur la quantité d’oxygène disponible dans un milieu pour permettre l’oxydation biochimique par les micro-organismes des matières organiques et ou inorganiques (REJSEK, 2002). Elle est souvent mesurée au bout de cinq (5) jours par la détermination de la concentration en oxygène dissous avant et après incubation de l’échantillon d’eau contenu dans l’oxytop dans l’armoire thermostatée (Norme NF T 90-103).

La DBO₅ a été mesurée suivant la norme (NFT 90-103). De l’analyse de la valeur obtenue pour la DCO, on déduit le volume de l’échantillon à prélever pour la mesure de la DBO₅ (grille de l’oxytop). Ce volume est introduit dans l’oxytop, qui est ensuite mis dans l’armoire thermostatée pour une durée de 5 jours pour incubation. Elle s’exprime en mg O2/L.

4.2.11. L’azote

L’azote présent dans les EUD se retrouve sous formes d’azote total Kjeldhal (NTK), d’azote nitrate (N-NO₃^-) et d’azote nitrite (N-NO₂^-). Le NTK évalue les teneurs totales en azote organique et en ammonium. La méthode de dosage de l’azote Kjeldhal après minéralisation au sélénium suivie de la distillation a été utilisée pour déterminer ce paramètre, suivant la norme NF EN 25663 (janvier 1994). L’azote nitrate et l’azote nitrite ont été déterminé par la

Mémoire de fin de formation pour l’obtention du diplôme d’Ingénieur de Conception

présenté et soutenu par Albant SAGBO 46

méthode d’analyse en flux et détection spectrométrique, suivant la norme NF EN ISO 13395.

4.2.12. Les orthophosphates

Le phosphore se retrouve dans les EUD sous forme d’orthophosphates (entre 50 et 80%) (Rejsek, 2002). La détermination du phosphore se fait donc à travers celle des orthophosphates. Les orthophosphates ont été déterminé par la méthode d’analyse en flux et détection spectrométrique, suivant la norme NF EN ISO 13395.

4.2.13. Coliformes fécaux

Les coliformes fécaux sont des organismes indicateurs de la pollution fécale des eaux usées. La présence de ces bio-indicateurs traduit une forte probabilité de présence de germes pathogènes tels que Salmonellasp., Sighellasp., Vibriocholerae,... (Mara, 1976 cité par Kengne, 2000 ; Rodier, 2009). Pour leur détermination, le dénombrement en milieu solide par la méthode par incorporation en gélose a été utilisé. Les coliformes fécaux ont été dénombrés selon la norme NF-08-05 avec le milieu Rapid-E Coli (24h à 44°C).

Les résultats obtenus ont été exprimés en nombre d’unités génératrices de colonies dans la quantité de référence d’échantillons (généralement par 100 mL).