MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
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UNIVERSITE D’ABOMEY-CALAVI
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ECOLE POLYTECHNIQUE D’ABOMEY-CALAVI
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OPTION : SCIENCES ET TECHNIQUES DE L’EAU
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RAPPORT DE FIN DE STAGE POUR L’OBTENTION DU DIPLOME DE LICENCE PROFESSIONNELLE
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THEME
Réalisé et Soutenu par Iliass BELLO MEMBRES DU JURY
Président : Dr BACHAROU Taofic Rapporteur : M. AZA-GNANDJI Ruben
Membre : Ing AGOSSOU Yvette
Sous l’encadrement de: Sous la supervision de : Samson MOUSSORO Dr Ing. PEACE H. WENDEOU
4ème PROMOTION
Année Universitaire :
2014-2015
TRAITEMENT DE l’EAU SOUTERRAINE POUR CONSOMMATION : CAS DE L’USINE D’EAU DE
OUANDO
DEDICACE Je dédie ce travail :
- A mon père Ramani Atanda BELLO ;
Toi dont le souci premier est l’instruction de tes enfants et qui te bats vraiment pour que j’aie accès à la meilleure formation possible, trouves en ce travail le fruit de tes efforts, aucune expression ne suffirait pour te remercier.
- A ma mère Sikirath AMADOU ;
Toi qui fus la première personne à m’encourager et à croire en ma réussite lorsque j’ai commencé mes études en Science et Technique de l’Eau, sois assurée de toute ma tendresse
- Toi qui me trouves une place dans ton cœur, ceci est le langage de ma reconnaissance pour tes conseils et ton assistance.
REMERCIEMENTS
La réalisation de ce travail n’a été possible que grâce à une assistance incontestable et une collaboration permanente de nombre de personnes.
Nous nous permettons donc d’adresser nos sincères remerciements à :
Dr Ing Peace S ; H.WENDEOU, Enseignante à l’EPAC et qui a accepté de superviser ce travail ;
Professeur Martin Pépin AINA, Maître de Conférences des Universités CAMES, Enseignant-chercheur à l’Université d’Abomey- Calavi ;
Docteur HOUINOU GOSSOU PAUL, Enseignant-chercheur à
l’Université d’Abomey- Calavi, Chef du Département de Génie Civil de l’EPAC ;
Professeur François de Paule CODO, Ingénieur. Master of Sc., PhD ; Maître de Conférences des Universités CAMES, Chef option Sciences et Techniques de l’Eau ;
Tous les enseignants et personnel de l’Ecole Polytechnique d’Abomey-Calavi, en particulier ceux du département de Génie Civil à savoir :
- Ingénieur AGOSSOU Daniel, Enseignant à l’EPAC ; - Ingénieur AGOSSOU Yvette, Enseignante à l’EPAC ; - Ingénieur AHONONGA Elena, Enseignante à l’EPAC ; - Ingénieur ASSOGBA Maxime, Enseignant à l’EPAC ;
- Docteur BACHAROU Taofic, Enseignant-Chercheur à l’EPAC ; - Ingénieur GBAGUIDI Brice, Enseignant à l’EPAC ;
- Prof GBAGUIDI Aïssè Gérard, Maître de conférences des Universités CAMES, Enseignant-Chercheur à l’EPAC ;
- Prof GBAGUIDI Victor, Maître de Conférences des Universités CAMES, Enseignant-Chercheur à l’EPAC ;
- Docteur GBODOGBE Jean – Claude, Enseignant à l’EPAC ;
- Docteur ZEVOUNOU Crépin, Maître assistant des Universités CAMES, Enseignant-Chercheur à l’EPAC ;
- Docteur ZINSOU C. Luc, Enseignant-Chercheur à l’EPAC ; - Docteur ZOGO Dieu-donné, Enseignant-Chercheur à l’EPAC ;
Nos vifs remerciements et témoignages de gratitude vont également à l’endroit de tous ceux qui nous ont donné entière satisfaction par leur assistance constante lors de cette période de stage en particulier
M. Clément BALOGOUN, le Directeur de la Direction Départementale Ouémé-Plateau ;
A M. Samson MOUSSORO chef usine de la station de traitement de Ouando qui a vraiment tout mis en œuvre afin que ce stage puisse être accompli dans des conditions idéales ;
A l’hydraulicien Rémi C. AHLONSOU Chef distribution et à M.
KOUNDE chef dépannage ;
A M. FOLY Jean et à M. TCHIGOSSOU Gilbert chefs chantiers qui nous ont guidés et formés sur le chantier au cours du stage ;
Tous ceux qui, de près ou de loin ont contribué à l’élaboration de ce rapport, merci pour tout ;
LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS
OMS Organisation Mondiale de la Santé SBEE Société Béninoise d’Electricité et d’Eau SONEB Société Nationale des Eaux du Bénin SDEE Société Dahoméenne d’Electricité et d’Eau CCDEE Compagnie Coloniale de Distribution d’Energie
Electrique
DDOP Direction Départementale Ouémé-Plateau pH Potentiel Hydrogène
TH Titre Hydrotimétrique TA Titre Alcalimétrique simple TAC Titre Alcalimétrique Complet pHs Potentiel Hydrogène de Saturation
RESUME
Le présent rapport intitulé « traitement des eaux souterraines pour boisson, cas de l’usine d’eau de Ouando » entre dans le cadre de l’obtention du diplôme de licence professionnelle en Science et Technique de l’Eau. Il retrace tous les travaux que nous avons menés et effectués durant ces trois (03) mois de stage à l’usine de production d’eau de Ouando.
Ce stage a pour but d’offrir une vision assez claire de la qualité de l’eau et des différentes étapes de traitement qui sont apportées à l’eau souterraine (destinées à la boisson) avant d’être déclarée potable suivant la norme prescrite par l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS). Pour atteindre ce but nous avons dû faire recours au cours de traitement des eaux potables, des recherches et des explications reçues sur les lieux.
L’eau brute issue des forages suit des traitements physico-chimiques visant à réduire les éléments qu’elle contient. Ces traitements consistent d’une part à réduire la concentration du dioxyde de carbone agressif présente dans l’eau à travers un dégazage qui a lieu dans la tour de dégazage. D’autre part on neutralise le reste du dioxyde de carbone avec de la chaux éteinte. Il s’en suit l’étape de la désinfection qui est la plus importante. Cette étape consiste à détruire les bactéries, virus, et parasites présents dans l’eau. Pour finir la distribution est assurée par un réseau de canalisation jusqu’au robinet du consommateur.
Mis à part les conditions de travail difficile sur le terrain, ce stage s’est déroulé dans une bonne ambiance et sans difficultés majeures. Il nous a permis d’enrichir davantage nos connaissances en matière de traitement d’eau pour consommation.
SOMMAIRE
DEDICACE ... i
REMERCIEMENTS ... ii
LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS ... iv
RESUME ...v
LISTE DES TABLEAUX ... viii
INTRODUCTION ...1
PREMIERE PARTIE : CADRE INSTITUTIONNEL DU STAGE ...3
I.1. PRESENTATION DE LA SONEB ...3
I.1.1 Historique ...3
I.1.2.Mission de la SONEB ...5
I.1.3 Répartition géographique ...6
I.1.4 Missions de la SONEB...6
I.2 ORGANISATION ET ACTIVITES DE LA SONEB ...7
I.2.1 Organisation de la SONEB...7
I.2.1.1 Le conseil Administratif(CA) ...7
I.2.1.2 La Direction Générale ...9
I.2.1.3 Le Comité de Direction ...9
I.2.2 Activités de la SONEB... 10
I.2.2.1. La captation... 10
I.2.2.2 Le traitement ... 10
I.2.2.3. La distribution ... 10
I.3. PRESENTATION DE LA STRUCTURE D’ACCUEIL ... 11
I.3.1. Organigramme de la Direction Départementale Oueme/Plateau ... 17
DEUXIEME PARTIE : GENERALITES ET DEFINITIONS... 19
II.1. GENERALITES ... 19
II.1.1. Généralités sur les eaux souterraines ... 19
II.1.1.1.Définition de l’eau souterraine ... 19
II.1.1.2 Sources de contamination des eaux souterraines ... 20
II.1.1.3. Objectif du traitement de l’eau souterraine ... 20
II.1.2 Problématique de la dureté et de l’alcalinité de l’eau ... 21
II.1.2.1 Notion de dureté de l’eau ... 21
II.1.2.2. Notion d’alcalinité de l’eau ... 22
II.1.3. Généralités sur la désinfection ... 25
II.1.3.1. Définition de la désinfection ... 25
II.2.QUELQUES DEFINITIONS ... 26
TROISIEME PARTIE:DEROULEMENT DU STAGE, DIFFICULTES ET SUGGESTIONS.. 29
III.1.DEROULEMENT DU STAGE ... 29
III.1.1.Les sources d’eau alimentant les stations de pompage et de traitement de la SONEB ... 29
III.1.2.Etude du caractère agressif de l’eau ... 30
III.1.2.1.Agressivité de l’eau ... 30
III.1.2.2.Objectifs du traitement de l’eau agressif ... 31
III.1.3.Traitement de l’eau brute ... 31
III.1.3.1. Le dégazage ... 32
III.1.3.2. La neutralisation ... 32
III.1.3.3.La désinfection ... 36
III.1.4. La distribution ... 43
III.1.4.1.Définition ... 43
III.1.4.2. Le réseau ... 47
III.1.4.3.Utilité et importance des plans pour un service de distribution ... 48
III.1.5.Le dépannage ... 50
III.2. DIFFICULTES RENCONTREES ET RECOMMANDATIONS ... 53
III.2.1.Difficultés rencontrées ... 53
III.2.2. Suggestions et recommandations ... 53
CONCLUSION ... 55
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ... 56
ANNEXES ... 57
LISTE DES PHOTOS
Photo 1 : Usine d’eau de Ouando ... 11
Photo 2 : Bâche à eau ... 12
Photo 3 : Château d’eau ... 13
Photo 4 : Tour de dégazage ... 13
Photo 5 : Pompes de refoulement... 14
Photo 6 : Service dépannage ... 15
Photo 7 : Forage no3 ... 29
Photo 8 : Bacs de préparation ... 34
Photo 9 : Pompes doseuses ... 34
Photo 10 :Fleur de chaux ... 34
Photo 11 : Point d’injection du lait de chaux ... 35
Photo 12 : Bacs de préparations ... 39
Photo 13 : Point d’injection de l’hypochlorite de calcium ... 40
Photo 14 :Armoire de commande des pompes doseuses ... 40
Photo 15 : Conduites d’aspiration ... 42
Photo 16 : Chambre des vannes ... 42
LISTE DES TABLEAUX Tableau 1 Nouvelle grille tarifaire de la SONEB ... 7
Tableau 2 Masse équivalente des principaux ions présents dans l’eau ... 25
INTRODUCTION
Nous pouvons vivre sans abri ou vêtements pendant des mois, sans manger pendant des jours mais, sans eau, la vie est une question d'heures et de minutes.
C’est un besoin essentiel dans la vie quotidienne. Il faut boire de l’eau chaque jour pour réhydrater son corps. Le corps tout entier est composé d’eau. Selon ESKA Water (English Shokotan Karate Association, 2015), l’eau représente 85 de notre cerveau, 83 de notre sang, 70 de nos muscles ,22 de nos os et 2 de l’émail de nos dents. Ce liquide, présent de façon abondante dans notre corps est utilisé par tous les organes du corps. Il permet d’expulser les toxines, d’acheminer les nutriments aux cellules et d’hydrater les tissus des oreilles, du nez et de la gorge. L’eau est un élément indispensable à toute vie, qu’elle soit végétale, animale ou humaine. Ainsi, par tout où l’une quelconque de ces différentes vies se trouvent, l’eau doit être non seulement disponible mais aussi en qualité. Mais l’eau potable à l’état naturel est disponible dans une proportion de 0,3%. Le Bénin ne fait pas dérogation à cette indisponibilité de l’eau potable.
Ceci conduit à capter l’eau, là où elle est disponible et à la traiter pour la rendre potable et bonne pour la consommation humaine.
C’est dans cette perspective qu’il est organisé un stage pratique d’une durée de trois (03) mois en fin de formation de la licence professionnelle en Sciences et Techniques de l’Eau afin de lier un tant soit peu la théorie à la pratique. Suite à une organisation spatiale établie par l’administration de notre école nous nous sommes retrouvés dans l’usine de production d’eau de Ouando pour effectuer notre stage.
Le présent rapport rend compte des différentes activités que nous avons menées au cours de ce stage pratique à l’usine de production d’eau de Ouando.
PREMIERE PARTIE :
CADRE INSTITUTIONNEL DU
STAGE
PREMIERE PARTIE : CADRE INSTITUTIONNEL DU STAGE I.1. PRESENTATION DE LA SONEB
I.1.1 Historique
Au commencement était la Compagnie Centrale de la Distribution de l’Energie Electrique(CCDEE) qui avait à la charge la distribution de l’énergie électrique et de l’eau. Cette compagnie fut rachetée par l’Etat Dahoméen qui créa la S.D.E.E (Société Dahoméenne d’Electricité et d’Eau) par l’ordonnance n° 73-13 du 07 février 1973.En 1974, les statuts de la Société Dahoméenne d’Electricité et d’Eau(S.D.E.E) ont été fixés par l’ordonnance N°74 -20 du 11 mars, qui l’a définie comme un établissement public national à caractère industriel et commercial.
Elle exerce ses activités conformément aux règles du droit commun des sociétés.
Sa gestion financière respecte les règles de la comptabilité privée en usage dans les sociétés industrielles et commerciales de maniéré à faire face à toutes les charges d’exploitation, de fonctionnement et d’investissement. Son capital social est entièrement souscrit par l’état en apport immobiliers, matériels et par une dotation financière.
La S.D.E.E a pour mission principale de réaliser toute opération concernant directement ou indirectement la production, le transport, la distribution d’eau potable et l’évacuation des eaux usées. Son champ d’action s’étend sur l’ensemble du territoire national.
Lorsqu’en 1975, la République du Dahomey changea de dénomination pour devenir la République Populaire du Benin, la Société Dahoméenne d’Electricité et d’Eau (S.D.E.E) devient alors Société Béninoise d’Electricité et d’Eau (SBEE).
Par décret N°89_123 du 30 1975 mars portant approbation des statuts de la SBEE, la Société Béninoise d’Electricité et d’Eau est devenue une société d’état à caractère industriel et commercial, dont le capital est de un milliard de francs CFA (1000 000 000) divisé en 100 000 actions de 10000 francs CFA souscrite entièrement.
En 2003, au terme du processus de la réforme institutionnelle de Société Béninoise d’Electricité et d’Eau qui a abouti à la séparation des activités « Eau»
et « Electricité», la Société Nationale des Eaux du Benin (SONEB) fut créée par le décret N° 2003-203 du 12 juin 2003.C’est ainsi que, par la note de service N°1085/04/SONEB/DCF du 25-11-2004 prises respectivement par la Directrice Générale de la Société d’Energie Electrique et le Directeur Société Nationale des Eaux du Benin, il a été créé une commission paritaire chargée de la séparation comptable des actifs et passifs des activités (eau) et ( électricité). La séparation comptable a été effective le 29 décembre 2004 sur la base des comptes de l’exercice des activités (Eau) qui est conféré à la SONEB. Il est à noter que ses activités ont réellement démarré le 1er janvier 2004.
Créée en 2003 par décret N° 2003-203 du 12 juin 2003, suite à la séparation des deux activités Eau et Energie de l’ancienne Société béninoise d’Electricité et d’Eau (SBEE), la SONEB est une société anonyme unipersonnelle à caractère industriel et commercial appuyée par l’Etat fédérale allemande qui exerce son activité dans le domaine de l’eau potable. Au départ, la distribution de l’énergie électrique et de l’eau était assurée au Bénin, depuis la période de l’Indépendance jusqu’à fin décembre 2003, par une seule et unique société : LA SOCIETE BENINOISE D’ELECTRICITE ET D’EAU (SBEE). Mais cette société a changé plusieurs fois de dénomination pour diverses raisons. En effet, la convention du 30 septembre 1955 avait concédé à la COMPAGNIE COLONIALE DE DISTRIBUTION D’ENERGIE ELECTRIQUE (CCDEE)
toutes les installations qui étaient en gérance sous régie. Par la même convention, la CCDEE avait aussi en charge l’adduction et la distribution de l’eau potable à Cotonou, seule ville en développement à cette époque. Après l’indépendance des pays africains, la CCDEE est devenue successivement
COMPAGNIE CENTRALE DE DISTRIBUTION D’ENERGIE
ELECTRIQUE(CCDEE) et COMPAGNIE CENTRALE DE DISTRIBUTION D’EAU ET D’ENERGIE (CCDEE).
En 1973, l’Etat Dahoméen sous "la Révolution", en prenant en charge les secteurs vitaux de l’économie nationale, a procédé à la nationalisation de la Compagnie Centrale de Distribution d’Eau et d’Energie. Et par l’ordonnance n°
73-13 du 07 février 1973, il a été créé la SOCIETE DAHOMEENNE D’ELECTRICITE ET D’EAU (SDEE) qui deviendra plus tard la SOCIETE BENINOISE D’ELECTRICITE ET D’EAU (SBEE).
En 2003, au terme du processus de la réforme institutionnelle de la Société Béninoise d’Electricité et d’Eau (SBEE) qui a abouti à la séparation des deux activités «Eau et Electricité», la SOCIETE NATIONALE DES EAUX DU BENIN (SONEB) a été créé par décret n°2003-203 du 12 juin 2003. La Société a pour objet la production, le transport et la distribution de l’eau potable et l’assainissement.
I.1.2.Mission de la SONEB
La SONEB a pour mission le captage, le transfert, le traitement et la distribution de l’eau potable ainsi que l’évacuation des eaux usées en milieu urbain et périurbain. Ses activités s’étendent sur toute l’étendue du territoire national. La SONEB est placée sous la tutelle du Ministère de l’Eau. La Société est dotée de la personnalité civile et de l’autonomie financière. Elle exerce ses activités conformément à ses statuts et aux lois ainsi que les
règlements de l’acte Uniforme de l’Organisation pour l’Harmonisation en Afrique du Droit des Affaires (OHADA) relatif au droit des sociétés commerciales et groupements d’intérêt économique.
I.1.3 Répartition géographique
La Société Nationale des Eaux du Benin (SONEB) dispose de six directions Départementales managées par les Directeurs Départementaux. Ceux-ci représentent en principe le Directeur General dans leurs régions respectives.
Cependant, pour des besoins d’exploitation, ils dépendent de la Directeur General d’exploitation. Ces Directions Départementales sont :
La Direction Départementale Ouémé-Plateau (DDOP)
La Direction Départementale Atlantique-Littoral (DDAL)
La Direction Départementale Mono-Couffo (DDMC)
La Direction Départementale Zou-Colline (DDZC)
La Direction Départementale Borgou-Alibori (DDBA)
La Direction Départementale Atacora-Donga (DDAD)
I.1.4 Missions de la SONEB
La SONEB a pour mission selon la politique du gouvernement, sur l’ensemble du territoire national :
Le captage, le traitement, la distribution de l’eau potable dans les milieux urbains périurbains ;
La réparation de ces matériels de distribution ou de stockage grâce à son service de dépannage.
Pour bien répondre aux besoins de la population, la SONEB exploite essentiellement les eaux souterraines provenant des 150 forages dont la production représente 95% de la consommation totale et les 5% de la production
totale restante alimentent les villes de Parakou, Djougou, Natitingou, et Savalou par des eaux de surface. Elle a un plan directeur sur 10 ans dont les grandes axes couvrent l’ensembles des 69 communes sur 77 que gère la SONEB à partir de 62 systèmes d’adduction d’eau. La SONEB étant une société d’Etat, le prix de l’eau est fixé par le gouvernement. Ainsi, la structuration de la nouvelle grille tarifaire se présente comme suit :
Tableau 1 : Nouvelle grille tarifaire de la SONEB
Source : Agence de la Direction Départementale Ouémé-Plateau (DDOP)
Au montant réel de la consommation s’ajoutent les frais d’entretien et de location du compteur ainsi que la TVA calculée sur la deuxième tranche.
I.2 ORGANISATION ET ACTIVITES DE LA SONEB I.2.1 Organisation de la SONEB
Elle se présente comme suit :
I.2.1.1 Le conseil Administratif(CA)
La SONEB est administrée par un conseil d’administration investi des pouvoirs les plus étendues pour agir en toute circonstance au nom du gouvernement de la Catégories Nouveaux tarifs Anciens tarifs Observations
Branchement Individuels
Tranche1: 0-5 m3/mois 198F CFA le m3 198F CFA le
m3 Sans changement
Tranche2: 6-50 m3/mois 453F CFA le m3 415F CFA le m3 --
Tranche3: 51 m3 et plus 658F CFA le m3 415F CFA le
m3 Nouvelle tranche
Accès collectifs 330F CFA le m3 415F CFA le
m3 Réduction
république du Bénin. Selon les statuts, le conseil d’administration est composé de sept (07) membres :
Le président du Conseil d’Administration
Deux représentants de ministères dont un des ministères chargés du développement et du ministère de l’économie et des finances ;
Deux représentants de l’ANCB : le président et le deuxième vice- président (Association Nationales des Communes du Benin) ;
Un représentant de l’association des consommations ;
Un représentant des travailleurs de la société;
Les administrateurs sont nommés par décret, sur proposition des ministres qu’ils représentent ; les maires sont désignés par Association Nationales des Communes du Benin et le représentant du personnel est élu par les travailleurs de la société. Le conseil d’administratif dispose notamment des pouvoirs suivants :
Il définit les objectifs de la société de l’orientation qui doit être
Il exerce un contrôle permanent de la gestion assurée par le Directeur Général ;
Il arrête les comptes de chaque exercice ;
Il approuve et adopte les budgets annuels de la société.
Certains Départements sont directement rattachés au Directeur Général. Il s’agit :
Du Secrétariat de la Personne Responsable des Marchés publics (S/PRMP)
De la Cellule de Contrôle des Marchés Publics (CCMP)
De la Commission de Passation des Marchés Publics (CPMP)
I.2.1.2 La Direction Générale
Elle est assurée par un Directeur Général nommé par décret pris en conseil des ministres, sur proposition du ministre. Il représente la société dans ses rapports avec les tiers. Pour l’exercice de des fonctions, le Directeur Général est investi des pouvoirs les plus étendus qu’il exerce dans la limite de l’objet social et sous réserve de ceux expressément unique par les dispositions légales ou statutaires.
La Direction Générale est constituée d’un Secrétariat Particulier et d’un assistant du Directeur Générale. En cas de nécessité, le Directeur nomme de(s) conseiller(s) pour l’appuyer dans ses fonctions.
I.2.1.3 Le Comité de Direction
Il est constitué des Directions Centrales et des Départements :
Directions Centrales
DECR : Direction de l’Exploitation de la Coordination du Réseau
DDPE : Direction du Développement de la Planification et des Etudes
DAAG : Direction des Affaires Administratives et Générales
DF : Direction Financière
DCMQ : Direction Commerciale du Marketing et de la Qualité
DCGGR : Direction du Contrôle Générale et de la Gestion des Risques
Départements
DLA : Département de la Logistique et de l’Approvisionnement
DCP : Département de la Communication et du Protocole
CFME : Centre de Formation aux Métiers de l’Etat
I.2.2 Activités de la SONEB
Il est question pour nous de décrire comment se fait l’exploitation de l’eau à la SONEB.
Ainsi nous aurons à décrire les opérations de captation, de traitement et de distribution de l’eau potable.
I.2.2.1. La captation
Cette activité s’effectue dans les forages. Ainsi, l’eau brute est aspirée du sous- sol par des pompes puis canalisée vers les stations de traitements.
I.2.2.2 Le traitement
L’eau potable distribuée par la SONEB est produite à partir des eaux souterraines et des eaux de surface traitées à l’aide de nombreux produits chimiques. Le chlore qui sert à la désinfection est le principal produit utilisé dans le traitement de ces eaux. La chaux éteinte est le produit utilisé pour la neutralisation dont l’utilisation dépend de la source et du degré d’agressivité de l’eau brute ainsi captée.
I.2.2.3. La distribution
Cette activité regroupe d’une part la canalisation de l’eau après traitement et d’autre part des branchements pour alimenter les maisons.
La canalisation de l’eau potable s’effectue par des pompes de grandes capacités qui conduisent l’eau des stations de traitement vers les zones de consommation.
La gestion de branchement se fait pour de nouveaux abonnés. Les ordres de branchement affectés au chef secteur techniques sont enregistrés pour être transmis au chef secteur branchement pour exécution. Ce dernier fait en conséquence une demande de matériels
qui est soumis aux signatures du chef secteur technique et d’agence puis du Directeur Départemental. La réalisation du branchement chez le client aboutit enfin à la pose du compteur.
I.3. PRESENTATION DE LA STRUCTURE D’ACCUEIL
Photo 1 : Usine d’eau de Ouando
L’usine d’eau de Ouando utilise essentiellement les ressources souterraines.
Cette usine est équipée d’un laboratoire qui s’occupe du contrôle de la qualité de l’eau brute et de l’eau traitée et d’une section Production. Cette section se charge :
- Du traitement et du refoulement de l’eau traitée dans le réseau - Du suivi du fonctionnement des pompes immergées
- De la préparation des produits de traitement
- De l’entretien des pompes doseuses et des pompes immergées - De l’entretien du matériel aérien des forages
- Du réglage du traitement
- De la relève des index des compteurs de production et des pressions et niveaux d’eau
L’usine de traitement d’eau de Ouando dispose en son sein : - D’un château d’eau ;
- D’une Tour de dégazage ; - D’une bâche à eau ;
- Des pompes de refoulement.
Elle dispose aussi d’un Service dépannage
Photo 2 : Bâche à eau
Photo 3 : Château d’eau
Photo 4 : Tour de dégazage
Photo 5 : Pompes de refoulement
Situé précisément à Catchi, le service de dépannage a pour mission :
Le contrôle et l’entretien des conduites de distribution de l’eau potable aux abonnées de la SONEB ;
La réparation des conduites de transfert et de distribution de surface ou souterraines en cas de casse ;
Le branchement et la réalisation de nouvelles extensions (prolongement du réseau) ;
La résolution des problèmes de manque d’eau dans les diverses localités (changement de vanne etc.) ;
La reprise des compteurs ;
Photo 6 : Service dépannage
I.3.1. Organigramme de la Direction Départementale Ouéme/Plateau
Secrétariat Assistant DDOP
SERCICE
TECHNIQUE SECTEUR CONTROLE
ET ANALYSES DES PERFORMANCES
SECTEUR APPUI INFORMATIQUE
SECTEUR COMMERCIAL
SECTEUR RECOUVREMENT ET
FINANCES SECTEUR ADMINISTRATIF SECTEUR
PRODUCTION
SECTEUR DISTRIBUTION
SECTEUR MAINTENANCE ELECTROMECA
NIQUE
AGENCE PORTO-
NOVO AGENCE
POBE SECTEUR POLYVALENT
DE SEME-KPODJI
DIRECTION DEPARTEMENTALE
OUEME/PLATEAU
DEUXIEME PARTIE :
GENERALITES ET DEFINITIONS
DEUXIEME PARTIE : GENERALITES ET DEFINITIONS II.1. GENERALITES
II.1.1. Généralités sur les eaux souterraines II.1.1.1.Définition de l’eau souterraine
Le terme eau dérive du latin aqua qui veut dire « eau ». Le terme aqua a été ensuite repris pour former quelques mots comme aquarium. Un mélange aqueux est un mélange dont le solvant est l'eau.
L'eau se retrouve en trois états : liquide, solide (glace) et gazeux (vapeur d'eau).
Ce dernier état de l'eau se retrouve dans l'air. Les nuages sont des accumulations de gouttelettes d'eau dans l'air. La formule chimique de l’eau pure est H2O.
On appelle eaux souterraines toutes les eaux se trouvant sous la surface du sol, dans la zone de saturation et en contact direct avec le sol ou le sous-sol. Elles constituent une provision d'eau potable inestimable pour l'humanité. Dans plusieurs pays, c'est pratiquement la seule source d'approvisionnement.
En tant que ressource naturelle vitale et plus ou moins renouvelable et parfois transfrontalières, ces eaux posent des questions juridiques particulières. C'est parfois une source de conflit inter ethnique ou entre pays.
Les eaux souterraines proviennent de l’infiltration des eaux de pluie dans le sol.
Celles-ci s’insinuent par gravité dans les pores, les microfissures et les fissures des roches, humidifiant des couches de plus en plus profondes, jusqu’à rencontrer une couche imperméable. Là, elles s’accumulent, remplissant le moindre vide, saturant l’humidité du sous-sol, formant ainsi un réservoir d’eau souterraine appelé aquifère.
II.1.1.2 Sources de contamination des eaux souterraines
Parmi les sources de contamination des eaux souterraines, on trouve les sites d’enfouissement, les déchets industriels, les déchets d’animaux, les déchets des usines de traitement dans les régions minières, la décharge des boues, les cimetières, l’écoulement de surface de sel et autres produits chimiques sur les routes, les pesticides et fertilisants.
Les activités humaines ne sont les seules causes de la contamination de l’eau souterraine. La nature peut être aussi source de contaminations. C’est le cas de la surabondance de fer, de manganèse et d’arsenic, l’uranium dans le substratum rocheux, et l’intrusion d’eau salée, qui se produit lorsque l’eau de mer s’infiltre dans l’eau souterraine près des zones côtières.
II.1.1.3. Objectif du traitement de l’eau souterraine
La réglementation définit une eau potable comme une eau qui ne doit pas contenir un nombre ou une concentration de micro-organismes, de parasites ou de toutes autres substances constituant un danger potentiel pour la santé des personnes. Elle doit, de plus, être conforme aux limites de qualité définies à l’annexe I.1 du décret d’application 2001-1220 de la directive européenne 98/83 relative à la qualité des eaux destinées à la consommation humaine.
L’objectif du traitement est alors de protéger les consommateurs de micro- organismes pathogènes et d’impuretés désagréables à la consommation ou dangereuses pour la santé. L’eau qui coule au robinet, produit élaboré, reflète les deux préoccupations permanentes que sont la santé publique, le confort et le plaisir de boire.
NB : Nous devrions nous préoccuper de notre réserve d’eau souterraine. L’eau souterraine est généralement plus sûre à boire que l’eau de surface parce que le sol et les roches fournissent un processus naturel qui filtre et purifie l’eau. Il nous faut prendre des précautions pour protéger l’eau souterraine parce qu’il y a plusieurs menaces à sa pureté. Il est difficile de déterminer les sources de pollution de l’eau souterraine et lorsque nous trouvons de la pollution, il est difficile de la rendre propre parce qu’elle n’est pas facile d’accès et elle se déplace lentement. Il est plus facile de prévenir la pollution que de la nettoyer.
Evitons donc de polluer l’eau souterraine.
II.1.2 Problématique de la dureté et de l’alcalinité de l’eau II.1.2.1 Notion de dureté de l’eau
La dureté traduit la présence de certains cations alcalinoterreux dans l’eau. Il s’agit notamment du calcium et du magnésium et dans une moindre mesure du lithium. La dureté dépend essentiellement des couches géologiques traversées par la nappe captée. Il en résulte des effets gênants notamment : la formation de dépôt de calcaire dans les ustensiles de cuisine après chauffage, la consommation excessive de savons du fait de la formation de stéarate de sodium insolubles.
Le calcium et le magnésium sont liés dans l’eau à des anions qui sont soit des ions carbonates ou non. Lorsque les cations responsables de la dureté sont associés aux ions carbonates, on parle de dureté carbonatée ou temporaire et dans le cas où ils se retrouvent avec d’autres ions autres que carbonatés tels que les chlorures, les sulfates etc., on qualifie la dureté de permanente. Par ailleurs, une eau ayant une très faible dureté est dite douce. La dureté d’une eau est due à la présence d’ions métalliques bivalents, en l’occurrence le calcium Ca2+ et le magnésium Mg2+.On parle alors de la dureté calcique et de la dureté
magnésienne (duretés dues aux ions Ca2+ et Mg2+). Une eau qui n’est pas dure est douce et l’eau douce est aussi potable que l’eau dure. Toutefois, les eaux dures présentent deux inconvénients principaux notamment à savoir la formation de stéarates de calcium empêchant le moussage des savons engendrant alors une forte consommation de savon lors des lessives et la formation de tartres de carbonates de calcium dans les ustensiles de cuisine et les chaudières. Ces inconvénients justifient alors le traitement de réduction de la dureté de l’eau.
En chimie de l’eau, on évoque le titre hydrotimétrique dont on en dénombre cinq :
Le titre hydrotimétrique total (TH) qui correspond à la totalité des ions calcium et magnésium présent dans l’eau ;
Le titre hydrotimétrique calcique (THCa) correspond à la teneur globale en sels de calcium ;
Le titre hydrotimétrique magnésium (THMg) qui englobe toute la teneur en sels de magnésium ;
Le titre hydrotimétrique permanent (TH permanent). C’est la dureté encore appelée dureté non carbonatée. Elle représente la dureté dans laquelle les ions calcium et/ou magnésien sont liés aux anions chlorures ou sulfates et qui subsiste après ébullition de l’eau ;
Le titre hydrotimétrique temporaire (TH temporaire) est celle qui provient de la liaison entre le calcium et ou le magnésium avec les ions carbonates ou bicarbonates. Elle est encore dénommée dureté carbonatée et disparait à la suite de l’ébullition de l’eau.
II.1.2.2. Notion d’alcalinité de l’eau
II.1.2.2.1. Définition de l’alcalinité
L’alcalinité est déterminée par titration avec un acide fort. Elle est due à un grand nombre d’ions différents parmi lesquels les plus courants sont : les bases libres (OH-), les bicarbonates (HCO3
-) et les carbonates (CO3
2-). D’autres ions tels que phosphates et les silicates peuvent contribuer à l’alcalinité. Deux déterminations sont faites successivement sur une même prise d’essai : le titre alcalimétrique simple (TA) ou P Alkalinity déterminé par le virage de la phénolphtaléine à pH 8,3 et le titre alcalimétrique complet (TAC) ou M Alkalinity, déterminé par le virage du méthylorange à pH 4,3.
II.1.2.2.2. Différents types d’alcalinité
Titre alcalimétrique simple ou TA
Le premier point de neutralisation à pH 8,3 caractérisé par le passage de la phénolphtaléine du rouge à l’incolore correspond à la neutralisation des bases libres, soude, chaux
Ca(OH)2+ 2HCl CaCl2 + 2H2O
Et à la demie neutralisation des carbonates (passage en bicarbonates). On parle du titre alcalimétrique simple(TA).
TA= (OH-) + 1/2 (CO32-
)
Titre alcalimétrique complet ou TAC
Il s’agit du deuxième point de neutralisation à pH 4,5 caractérisé par le passage du méthylorange du jaune au rose. Il correspond à la neutralisation des bicarbonates, c’est-à-dire la moitié des carbonates et les bicarbonates présents initialement.
AC= (OH-) + (CO32-
)
II.1.2.2.3. Relation entre dureté et alcalinité de l’eau Si TAC=0 alors la dureté est permanente ou non carbonatée ;
Si TAC=0 alors le TAC est égal à la dureté carbonatée et la dureté non carbonatée est égale à TH-TAC
Si TAC=TH alors toute la dureté est temporaire
Si TACTH alors la dureté est carbonatée et l’alcalinité résiduelle (TAC-TH) est due à des sels monovalents tels que le sodium et le potassium.
En conclusion on peut affirmer que la dureté carbonatée peut être éliminée par un voire plusieurs traitements à la chaux pure alors que celle non carbonatée, l’emploi de chaux et de carbonate de sodium anhydre est indispensable.
Pour une bonne interprétation des analyses chimiques de l’eau, il faut que les concentrations de tous les ions soient exprimées en concentrations équivalentes de CaCO3 suivant l’expression ci-après :
( )
( )
Avec C(CaCO3) = concentration de l’ion (mg/L de CaCO3) C = concentration de l’ion (mg/L)
ME = masse équivalente de l’ion
Le tableau ci-dessous présente la masse équivalente de quelques principaux ions présents dans l’eau :
Tableau 2 Masse équivalente des principaux ions présents dans l’eau
Source : Document de cours de traitement des eaux potables
II.1.3. Généralités sur la désinfection II.1.3.1. Définition de la désinfection
Désinfecter l'eau potable signifie de la nettoyer ou de la stériliser de manière qu'elle ne puisse infecter les humains ou les animaux et leur environnement. Il faut désinfecter l'eau quand il y a un risque qu'elle contienne des germes susceptibles de nous rendre malade
II.1.3.2. Pourquoi désinfecter l’eau ?
Lors de la désinfection de l'eau, nous détruisons les bactéries, les virus et les parasites. De nombreuses maladies sont propagées par des germes qui peuvent contaminer l'eau potable. Il s'agit des « infections hydriques ». Dans les infections courantes on compte celles au Campylobacter ou à la Salmonella, le
Ions Masse équivalente
Al3+ 9,0
Ca2+ 20,0
Cl- 35,5
CO2 22,0
CO32-
30,0
Fe2+ 18,6
HCO3- 61,0
HSIO3-
77,1
K+ 39,1
Mg2+ 12,2
Na+ 23,0
NO3-
62,0
OH- 17,0
SO42-
48,0
Sr2+ 43,8
choléra, la dysenterie amibienne, l'infection au Giardia (fièvre du castor), celle au cryptosporidium, et la Toxoplasmose.
II.2.QUELQUES DEFINITIONS
Eau potable : On appelle « eau potable » une eau qui satisfait un certain nombre de caractéristiques la rendant propre et qui est jugée bonne à la consommation humaine. Sur l’échelle de qualité des eaux, celle-ci se trouve sur la première marche. Consommer de l’eau de moindre qualité peut être dangereux puisqu’elle est potentiellement porteuse de maladies, comme différentes formes de gastro- entérites et de diarrhées, auxquelles les enfants sont particulièrement vulnérables. Pour obtenir de l’eau potable, l’eau récoltée doit d’abord être traitée et libérée de toutes les impuretés. Pour ce faire, différentes technologies sont utilisées en fonction de la source, des polluants, des normes à satisfaire et des ressources financières disponibles.
Eau brute : Eau brute désignant celle qui n’a pas été traitée, c'est-à-dire, l’eau dans l’état où elle est prélevée dans le milieu naturel, et qui n’a pas été introduite dans le réseau de distribution.
Eau agressive: Une eau agressive est une eau riche en dioxyde de carbone qui peut provoquer une corrosion car c’est une eau naturellement acide avec une teneur élevée en anhydride carbonique. L’agressivité de l’eau douce et en particulier de l’eau du robinet se détermine par le pH.
Eau douce: Eau définie comme étant l'opposée, soit d'une eau salée (elle est alors une eau à faible teneur en minéraux dissous), soit d'une eau dure (dans ce cas, elle est une eau à faible teneur en calcium et en magnésium). Ainsi, l'appellation d'eau douce a-t-elle deux acceptions.
Eau dure : Eau contenant une forte quantité de calcaire. L’eau dure empêche le savon de mousser
Entartrage : Formation sur les parois des récipients ou des tuyauteries d'une couche de tartre (dépôt généralement dur et adhérent, parfois poreux) constitué essentiellement de sels (carbonates, sulfates, silicates de calcium, etc.) provenant des eaux dures ou calcaires
Corrosion : Attaque de la surface d'un métal due à une action électrochimique en milieu aéré ou non. Une attaque par action physique peut être la cause d'érosion ou d'abrasion. L'attaque d'un matériau non métallique est une dégradation.
Equilibre calco-carbonique: Etat d'une eau dont les teneurs en calcium, dioxyde de carbone libre, bicarbonates et carbonates sont telles que, mise en contact avec du calcaire, ses caractéristiques ne changent pas : il existe de nombreuses méthodes graphiques pour déterminer le pH d'équilibre (ou pH de saturation = pHs de Langelier) d'une eau de composition chimique déterminée
TROISIEME PARTIE:
Déroulement du stage, difficultés
et suggestions
TROISIEME PARTIE:DEROULEMENT DU STAGE, DIFFICULTES ET SUGGESTIONS
III.1.DEROULEMENT DU STAGE
III.1.1.Les sources d’eau alimentant les stations de pompage et de traitement de la SONEB
Pour accomplir sa mission d’approvisionnement des populations des zones urbaines et périurbaines au Bénin, la Société Nationale des Eaux du Bénin (SONEB) capte de l’eau à partir de deux sources. Il s’agit des eaux souterraines dont le captage se fait par réalisation de forage et les eaux de surface dans les zones géologiques difficiles qui sont généralement mobilisées dans les retenues d’eau des barrages. Les eaux souterraines représentent 95 % des services d'eaux exploitées, et les eaux de surface, 5%.
L’usine de traitement d’eau de Ouando puise ses eaux à partir de 13 forages dont l’un se situe à l’usine de traitement présenté sur la photo 7 ci-dessous :
Photo 7 : Forage no3
L’eau captée est généralement pompée par des pompes immergées à partir des puits forés et transportée de la source vers la station de traitement où diverses méthodes sont utilisées selon sa nature physico-chimique et les composantes bactériologiques identifiées.
De ce fait, il y a des endroits où l’eau subit un traitement unique au chlore, notamment pour sa désinfection c'est le cas où l'eau ne présente aucune particularité nécessitant un traitement spécifique préalable. Il arrive que l'eau brute comporte des éléments en excès tels que le gaz carbonique (eau agressive).
Elle subit dans ce cas des traitements de dégazage et de neutralisation à la chaux.
III.1.2.Etude du caractère agressif de l’eau III.1.2.1.Agressivité de l’eau
L’agressivité d’une eau se définit comme la propension de celle-ci à attaquer les matériaux à base de ciment comportant du calcium (chaux, carbonates de calcium, silicates de calcium et silico-aluminates de calcium). Elle induit également le caractère corrosif de l’eau qui est sa propension à attaquer les matériaux non revêtues. L’agressivité d’une eau peut être évaluée par un test chimique appelé essai au marbre. L’eau à analyser est additionnée d’une faible quantité de marbre finement broyé et lavé. Apres 24h, la comparaison des valeurs de pH, TAC et TH avant et après cet ajout permet de définir les propriétés agressive ou non de l’eau. Notons que la mesure de ces paramètres se fait au laboratoire. Il existe aussi une méthode graphique qui permet de déterminer la teneur de l’eau en dioxyde de carbone agressif et de mesurer la valeur du pH de saturation (pHs) d’une eau. Elle est basée sur l’utilisation des diagrammes de Langelier, et de Hallopeau et Dupin.
III.1.2.2.Objectifs du traitement de l’eau agressif
Le traitement de la mise à l’équilibre carbonique de l’eau vise à corriger le caractère agressif ou incrustant de l’eau. Ce procédé permet également d’ajuster le pH à une valeur définie de l’eau. Entre autres objectifs, ce traitement est destiné à :
La protection des ouvrages de stockage de l’eau et des conduites de distribution contre la corrosion ou l’entartage, objet des fuites d’eau et des pertes de charges ;
La neutralisation d’effluents divers avant rejet dans le milieu naturel : effluents industriels acides ou alcalins ;
L’ajustement de pH avant un stade de traitement biologique ou physico- chimique, cas par exemple de la coagulation-floculation ;
La protection de la santé des consommateurs car il prévient contre le risque de dissolution des métaux toxiques (plomb, cuivre) ;
Une meilleure désinfection de l’eau ;
La prévention contre les fuites et casse engendrant l’infiltration des eaux souillées.
III.1.3.Traitement de l’eau brute
L’eau recueillie à partir des 13 forages acheminée vers la station de traitement subit deux traitements à savoir :
Le dégazage (traitement physique)
La neutralisation et la désinfection (traitements chimiques)
III.1.3.1. Le dégazage
Le dégazage de l’eau brute a lieu dans la tour de dégazage. Pour l’élimination du dioxyde de carbone (CO2) agressif, l’usine de production d’eau de Ouando dispose d’une tour de dégazage bien équipée, constituée du massif filtrant, nid d’abeille, d’une fenêtre d’aération d’une soufflante d’air, d’une pulvérisation, d’un piège à sable et d’une plateforme. L’eau brute refoulée dans la tour de dégazage passe par le collecteur et se diffuse vers les plastiques qui permettent d’assurer l’échange entre l’air et l’eau. La soufflante aspire de l’air et le refoule à travers les plastiques sur lesquels coule l’eau de façon gravitaire. Ce processus permet de réduire la quantité du dioxyde de carbone contenue dans l’eau brute.
Après la diminution de la quantité du dioxyde de carbone par le processus du dégazage, une partie du dioxyde de carbone demeure dans l’eau dégazée.
Ensuite, l’eau dégazée échoue suite à son traitement chimique. En générale la tour de dégazage assure la dispersion de l’eau à travers un procédé physique.
III.1.3.2. La neutralisation
III.1.3.2.1 Définition de la neutralisation
La neutralisation peut être définie en chimie comme étant le retour au pH neutre égal à 7. Par contre en traitement des eaux, la neutralisation correspond à l’élimination de l’agressivité carbonique et a pour but de ramener le pH de l’eau à une valeur de son pH d’équilibre.
L’eau dégazée, reçoit à la sortie de la tour de dégazage une injection sous pression de la solution de chaux éteinte qui transforme le reste du CO2 en sels minéraux suivant la réaction chimique :
Ca(OH)2 + 2CO2Ca(HCO3)2
La chaux éteinte est couramment utilisée pour ajuster le pH de l'eau en vue d'un traitement subséquent. La chaux a pour effet de précipiter le CO2 pour former du
carbonate de calcium, qui fournit un enduit protecteur à l'intérieur des canalisations d'eau.
La chaux éteinte permet aussi d’éliminer le reste du dioxyde de carbone qui a survécu au traitement physique. L’ajout de la solution du lait de chaux permet aussi d’améliorer le goût et l’odeur de l’eau.
Pour pallier le phénomène de la corrosion, il est créé à partir des bicarbonates de l’eau un dépôt à la surface des conduites qui formera une couche protectrice pouvant empêcher le développement de la corrosion.
L’équilibre calcocarbonique est caractérisé par la réaction ci-après : H2CO3 +CaCO3 Ca(HCO3)2
Cette réaction exprime l’équilibre qui existe dans l’eau entre les bicarbonates de calcium d’une part et le carbonate de calcium et le gaz carbonique dissous d’autre part. Cet équilibre dépend de trois facteurs à savoir : la température, l’alcalinité (TAC), et le potentiel hydrogène (pH).
III.1.3.2.2 : Mode d’action des produits chimiques
Pour la neutralisation du CO2, divers produits alcalins sont utilisés comme : le calcaire (CaCO3), la magnésie (MgO), la chaux éteinte Ca(OH)2, la chaux vive (CaO) etc…
Réactions chimiques :
CO2 +H2O + CaCO3 Ca (HCO3-)2
2CO2 + H2O + MgO Mg (HCO3-)2
2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3-
)2
III.1.3.2.3: Préparation du lait de chaux
La préparation du lait de chaux se fait dans deux bacs de chaux de capacité 1600L munis d’un agitateur et d’une pompe doseuse travaillant alternativement.
L’injection du lait de chaux dans l’eau se fait à l’aide de deux pompes doseuses (une pompe pour chaque bac).
Photo 8 : Bacs de préparation
Photo 9 : Pompes doseuses
Le processus de préparation est le suivant : - Arrêter la pompe doseuse ;
- Arrêter l’agitateur ;
- Procéder au remplissage de la moitié du bac à l’eau traitée ; - Verser 25kg de fleur de chaux éteinte ;
- Mettre l’agitateur en service ;
- Remplir entièrement à l’eau traitée ;
L’injection du lait de chaux dans l’eau se fait au point d’injection à l’aide d’une pompe doseuse comme le montre la photo11 ci-dessous :
Photo 11 : Point d’injection du lait de chaux
III.1.3.3.La désinfection
Cette étape de désinfection de l’eau, est l’étape finale indispensable dans toute filière de traitement de potabilisation et de distribution. Elle a pour but de neutraliser tous les virus et bactéries pathogènes. Elle n’est efficace que si l’eau a été préalablement bien traitée.
Ce procédé, chimique fait appel à des produits dont les plus courants sont : le chlore et ses dérivés, le dioxyde de chlore.
III.1.3.3.1. Etude de la désinfection au chlore et sous-produits chlorés
Le chlore est le produit désinfectant le moins couteux, très soluble, ayant un caractère bactéricide suffisant avec un grand pouvoir rémanent.
III.1.3.3.1.1. Différentes formes de chlore
Le chlore existe sous la forme solide, gazeuse et liquide. Le chlore en traitement des eaux peut être utilisé sous les formes suivantes (Cours de traitement des eaux potables, 2014):
Le chlore gazeux embouteillé, consommé en Europe, Amérique, Afrique du Nord, Ghana et en Afrique du Sud
Le chlore solide : l’hypochlorite de calcium utilisé également en Europe, Amérique et dans les stations de la sous-région : Bénin, Togo, Côte d’Ivoire
Le chlore liquide : l’hypochlorite de sodium utilisé au Burkina-Faso, et souvent en usage domestique.
III.1.3.3.1.2.Caractéristiques des désinfectants chimiques III.1.3.3.1.2.1.Le caractère rémanent
Le caractère rémanent est le caractère d’un produit dont les actions persistent dans le temps et dans l’espace loin de la source d’injection. L’avantage de ce pouvoir est la prise en charge des bactéries à la suite de la désinfection à l’usine d’eau au cours de la distribution de l’eau potable. Le réseau d’eau devant être considéré comme un réacteur, il est indispensable surtout en pays chaud que le désinfectant ait un pouvoir rémanent pour pallier tout phénomène de réviviscence ou de recroissance microbienne dans les canalisations.
III.1.3.3.1.2.2.Le pouvoir bactéricide
Le pouvoir bactéricide d’un produit est sa capacité de détruire le microorganisme soit en agissant sur son génome pour rendre impossible sa survie. Pour mesurer le pouvoir bactéricide de différents désinfectants, on mesure le coefficient de mortalité de différents microorganismes imputables à chacun de ces désinfectants.
=
Avec CR la concentration résiduel du désinfectant en mg/L ;
T99 le temps de contact nécessaire pour éliminer 99 des microorganismes en minute ;
III.1.3.3.1.2.3.Le caractère oxydant
Le caractère oxydant des produits de désinfection réside dans la possibilité qu’ont ces produits pour aider à oxyder certaines matières notamment les
matières organiques, certains métaux lourds tels que le fer et le manganèse. Ce caractère explique la raison pour laquelle ces produits sont utilisés en tête de traitement qualifié de prétraitement.
III.1.3.3.1.2.4.Le caractère bactériostatique
Le caractère bactériostatique est la capacité que possède un produit et par laquelle elle neutralise un microorganisme en limitant sa possibilité de croissance. Le microorganisme pourra reprendre vie normale plus tard si les lésions subies ne sont pas fatales.
Les paramètres qui influencent la désinfection de l'eau sont :
Nombre et nature des micro-organismes à détruire ou à inactiver
Type de concentration du désinfectant utilisé
Température de l'eau à désinfecter : plus la température est élevée, plus la désinfection est rapide et complète.
Le temps de contact : la désinfection est d'autant complète que le produit reste en contact avec l'eau.
La nature de l'eau à désinfecter : la présence de particules colloïdales ou organiques entrave le processus de désinfection.
Le pH de l'eau
Le mélange : un bon mélange assure une dispersion correcte du désinfectant dans l'eau.
La nature du désinfectant: pouvoir oxydant (bactéricide); pouvoir rémanent
III.1.3.3.1.3.Préparation du chlore
La préparation du chlore qui servirait au traitement se fait dans 2 bacs de capacité 500L qui fonctionnent alternativement c’est à dire que l’un est en
marche pendant que l’autre est au repos. L’injection du chlore dans l’eau se fait à l’aide de deux pompes doseuses (une pompe pour chaque bac).
Photo 12 : Bacs de préparations Le processus de préparation est le suivant :
Arrêter la pompe doseuse du bac concerné
Arrêter l’agitateur
Remplir le bac d’eau traitée au ¾
Préparer une solution primaire dans un seau plastique de 10L
Mettre l’agitateur en marche
Verser la solution primaire dans le bac et remplir entièrement le bac
L’injection de l’hypochlorite de calcium dans l’eau a lieu au point d’injection par l’intermédiaire d’une pompe doseuse comme l’indique la photo 13 ci- dessous :
Photo 13 : Point d’injection de l’hypochlorite de calcium
L’injection du lait de chaux et celui d’hypochlorite de calcium se fait à l’aide des pompes doseuses équipées de clapets et de canne d’injection qui sont contrôlées par une armoire de commande.
Photo 14 : Armoire de commande des pompes doseuses
III.1.3.3.1.4.Principe d’action
Le chlore une fois dissous dans l’eau génère un produit actif appelé acide hypochloreux de l’eau et l’ion hypochlorite suivant les deux réactions selon le potentiel hydrogène (pH) de la solution :
Cl2 + H2O HOCl + HCl HOCl H+ + OCl-
L’acide hypochloreux et l’ion hypochlorite (OCl-) sont de puissants oxydant avec cependant une prédominance d’efficacité pour l’acide hypochloreux (HOCl).
Bien que les eaux souterraines soient souvent naturellement exemptes de microorganismes, la désinfection prévient le risque d’une contamination par infiltration dans la ressource et dans le réseau. Une petite quantité de chlore reste dans l'eau produite pour éviter un développement bactérien plus en aval, dans le réseau d'eau.
NB : Il existe également un procédé physique pour la désinfection de l’eau. Il s’agit d’un procédé au cours duquel aucune substance chimique n’est utilisée.
Au plan industriel la désinfection par rayonnement ultraviolet peut être étudiée.
Ce traitement présente l’inconvénient de n’avoir aucun pouvoir rémanent.
Une fois désinfectée, l’eau est acheminée vers la bâche à eau de capacité 1100m3 ou elle est stockée. De la bâche à eau partent trois (3) conduites d’aspiration qui aspirent l’eau puis la refoulent dans la chambre des vannes ou l’eau est prête à être distribuée.
Photo 15 : Conduites d’aspiration
Photo 16 : Chambre des vannes
L’usine dispose d’un manomètre qui mesure la pression de l’eau à la sortie d’usine. La pression à la sortie d’usine est généralement comprise entre 3 à 4 bars.
III.1.3.3.1.5.Analyse d’eau traitée
Il est nécessaire de prévoir dans l’eau traitée une quantité de chlore pour que le traitement soit assuré jusqu’au consommateur le plus éloigné possible. Pour contrôler cette quantité, l’usine dispose d’un dispositif constitué :
d’un Comparateur standard ;
de 2 cuvettes graduées A/B ;
d’une plaquette chlore libre graduée : 0,1 à 2mg/l ;
l’acide Orthotoludine.
Mode opératoire :
rincer les deux cuvettes avec de l’eau à analyser ;
prélever de l’eau à traiter dans les deux cuvettes jusqu’au trait B ;
ajouter dans l’une des cuvettes, 10 goûtes d’acide orthotoludine, la seconde cuvette servira de témoin au cours de l’observation ;
introduire les deux cuvettes dans le comparateur ;
comparer la couleur obtenue après ajout de l’acide aux couleurs marquées sur la plaquette chlore libre ;
lire la valeur inscrite, correspondante à la couleur obtenue. Cette valeur correspond à la quantité de chlore libre contenue dans l’eau traitée ;
Selon la norme, la quantité de chlore libre contenu dans l’eau traitée doit varier de 0,1mg/l à 0,5mg/l.
A l’usine de traitement d’eau de Ouando, le traitement est assuré quand la quantité de chlore libre est comprise entre 0,3 et 0,4 mg/l.
III.1.4. La distribution III.1.4.1.Définition
Un réseau de distribution est un ensemble cohérent :
de réservoirs et d’équipements hydrauliques ;
de conduites de transfert ou feeders ;
de conduites de distribution ;
de conduites de branchements ;
de points de livraison ;
de tous les appareils de robinetterie et de régulation nécessaires.
III.1.4.1.1. Réservoirs et équipements hydrauliques
On distingue deux types de réservoirs : les réservoirs enterrés et les réservoirs semi-enterrés. Ils sont réalisés selon le cas en maçonnerie, en béton ordinaire ou en acier pour les petites capacités. Les réservoirs constituent les organes régulateurs de pression et de débit entre le régime de production et le régime de consommation d’un réseau. Ils permettent d’emmagasiner l’eau lorsque la consommation est inférieure à la production et la restituent lorsque la consommation devient supérieure à la production. Les réservoirs assurent une certaine souplesse à l’exploitation en permettant de faire face aux incidents suivant sans gêne :
- panne électrique ou coupure du réseau - avarie sur une pompe
- casse sur une conduite de refoulement III.1.4.1.2Conduites de transfert
Une conduite de transfert est une conduite qui véhicule de l’eau potable sous branchement particulier d’un ouvrage ou d’un secteur à un autre. Les conduites de transfert se distinguent des ouvrages d’adduction parce qu’elles véhiculent de l’eau potable, presque toujours sous pression. Les ouvrages de traitement ou de stockage constituent sa limite amont ; mais elles peuvent aussi prendre leur origine dans un secteur.
Son rôle étant essentiellement de transporter de l’eau potable, normalement elle ne comporte pas de branchement de distribution à l’exception parfois de l’alimentation de quelques abonnés isolés situés en dehors des zones urbanisées, car elle est elle-même très souvent implantée en dehors de ces zones.
