L eau de distribution et les pollutions accidentelles

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE

يـــــــــــــملعلا ثــــحبلا و يـلاــــــعلا مــــيلعـتلا ةرازو

Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique

بيــعشوـــب جاـحلب يـــعمالجا زـــــكرلما تنشوـــــتم نــــــيع -

-

Centre Universitaire Belhadj Bouchaib - Ain Temouchent-

Institut de Technologie

Département de Génie de l’Eau et de l’Environnement Mémoire de fin d’études pour l’obtention du diplôme de Master

Filière : Hydraulique

Spécialité : Sciences de l’Eau et de l’Environnement Thème :

Soutenu : 14/06/2017 Par : MEKRANTER EL HABIB MOUNIR

Devant le jury composé de M Gemou

MCB Président

M Benmia CT Examinateur

M Benaicha MAA Encadreur

Année Universitaire : 2016/2017

L’eau de distribution et les pollutions accidentelles

Remerciement

Je remercie avant tout mes parents et ma proche famille

Pour leurs sacrifices, leur soutien et leur aide qui m’ont permis de réaliser un cursus universitaire honorable.

Je remercie tous mes professeurs et je leur exprime ici ma

Profonde gratitude pour leur disponibilité inconditionnelle tout au long de ma formation universitaire et plus spécialement mon professeur encadreur.

LISTE DES FIGURES LISTE DES TABLEAUX LISTE DES ABREVIATIONS

INTRODUCTION………. 1

PARTIE I : SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE CHAPITRE I : NORME DE POTABILITE DE L’EAU ET LES CAUSES DE…. LA DEGRADABILITE I- NORMES D’UNE EAU CONFORME……… 4

I.1- Potabilité analyses et paramètres………... 4

I.2- Normes Algériennes………. 10

I.3- Contrôle de la qualité des eaux……… 12

I.4- Potabilisation pour la distribution d’une eau……….. 14

II- CAUSES DE LA DEGRADATION DE L’EAU DE DISTRIBUTION…… 18

II.1- Nature des réseaux de distribution……… 19

II.2- Causes microbiologiques……….. 20

II.3- Causes physico-chimiques………. 26

II.4- Causes accidentelles………. 31

CHAPITRE II : ENTRETIEN ET LUTTE CONTRE LES POLLUTIONS ACCIDENTELLES I- ENTRETIEN DES RESEAUX POUR LE MAINTIEN DE LA QUALITE DE. L’EAU DE DISTRIBUTION 33 I.1- Ouvrages de stockage………. 34

I.2- Exploitation des réseaux………. 37

I.3- Choix des matériaux………... 41

I.4- Traitement de désinfection………. 42

II- LUTTE CONTRE LES POLLUTIONS ACCIDENTELLES ……… 44

II.1- Les réservoirs……… 44

II.2-Les retours d’eau……… 45

CHAPITRE I : PRESENTATION DE L’ORGANISME DE GESTION DES EAUX POTABLES

I-PRESENTATION DE L’ALGERIENNE DES EAUX………. 51

I.1-Mission de l’Algérienne Des Eaux……….. 51

I.2-L’organisation de l’Algérienne Des Eaux………... 51

I.3-l’Algérienne Des Eaux en quelques chiffres………... 51

I.4 l’Algérienne Des Eaux unité Ain-Temouchent………... 52

II-ANALYSE DE L’EAU………. 61

II.1- Echantillonnage……… 63

II.2- Méthodes d’analyses………. 63

CHAPITRE II : DIAGNOSTIQUE ET ANALYSE DE L’EAU I- RESULTATS ET INTERPRETATIONS………. 68

I.1- Paramètres organoleptiques……….. 68

I.2-Paramètres physico-chimiques……….... 68

I.3- Paramètres microbiologiques………. 78

CONCLUSION ……… 82

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ………..………... 83

ANNEXE………... 84 RESUME…

LISTE DES FIGURES

Partie I : Synthèse Bibliographique

Chapitre I : Norme de potabilité de l’eau et Les causes de la dégradibilité

Figure 01 : Courbe de demande en chlore Figure02 : Coupe d’un filtre à sable Figure 03 : Caractéristiques du bio film

Partie II : Partie Expérimentale

Chapitre I : Présentation de l’organisme de gestion des eaux potables Figure 04 : Organigramme de l’Unité d’Ain-Temouchent

Figure 05 : Schéma adductions de la ville d’Ain-Temouchent

Figure 06 : Schéma réseaux de distribution de la ville d’Ain-Temouchent

Figure 07: Répartition des volumes d’eaux (M³) Produits selon leurs origines Pour 1^er Trimestre 2017

Figure 08 : Répartition des volumes d’eaux (M³) distribuée à travers les communes de la wilaya d’Ain-Temouchent Pour 1^er Trimestre 2017

Figure 09 : Le laboratoire de l’ADE Ain Temouchent

Figure 10 : Schéma synoptiques du réseau de distribution de la ville Ain Temouchent par Air de distribution

Chapitre II : Diagnostique et analyse de l’eau

Figure 11: Comparateur de disque (test de chlore)

Figure 12 : pH mètre de paillasse Figure 13 : conductivimètre de paillasse

Figure 14 : oxymètre de paillasse Figure 15 : Turbidimètre de paillasse Figure 16 : spectrophomètre

Figure 17 : Spectrophotomètre à flamme

Figure 18 : Rampe de filtration à 6 postes

LISTE DES TABLEAUX

Partie I : Synthèse Bibliographique

Chapitre I : Norme de potabilité de l’eau et Les causes de la dégradabilité Tableau 01: Paramètres bactériologiques

Tableau 02: Paramètres physico-chimiques

Tableau 03: Fréquences de prélèvements à l’entrée du réseau

Tableau 04: Fréquences de prélèvements dans le réseau de distribution Tableau 05: Principales différences entre eaux de surface et eaux souterraines Tableau 06: Différents types de coagulants

Tableau 07: Différents types de floculant Tableau 08: Différents types de décanteurs

Tableau 09: Avantages et inconvénients des produits de désinfections Tableau 10: Macro organismes susceptibles d’être présents dans les réseaux Tableau 11: Micro-organismes susceptibles d’être présents dans les réseaux Tableau 12: Valeurs guides indicatives pour minimiser le potentiel nutritif Tableau 13: Des microorganismes produisant des problèmes organoleptiques Tableau 14: Problèmes organoleptiques d’origine physico-chimiques

Tableau 15: Origine des altérations de la qualité de l’eau potable dans les réseaux et conséquences

Chapitre II : Entretien et lutte contre les pollutions accidentelles Tableau 16: Recommandations pour la désinfection des réseaux et réservoirs

Tableau17: Revêtements associés à un relargage de substances organiques utilisables par les microorganismes

Tableau 18: Recommandations pour la désinfection des réseaux et réservoirs Tableau 19: Tableau récapitulatif

Partie II : Partie Expérimentale

Chapitre I: Présentation de l’organisme de gestion des eaux potables Tableau 20: Les Infrastructures hydrauliques

Tableau 21: Etat des fuites réparées

Tableau22: Décret exécutif n° 09-414 du 28 Dhou El Hidja 1430 correspondant au 15 décembre 2009

Tableau 23: Paramètres physico-chimiques Tableau 24: Paramètres microbiologiques

Chapitre II : Diagnostique et analyse de l’eau Tableau 25: Résultats d’analyses physico-chimiques -1- Tableau 26: Résultats d’analyses physico-chimiques -2- Tableau 27: Classification des eaux selon la turbidité.

Tableau 28: Fiabilité du l’analyse en fonction de la balance ionique Tableau 29: Contrôle des analyses par la balance ionique (résultats) Tableau 30: Résultats d’analyses microbiologiques -1-

Tableau 31: Résultats d’analyses microbiologiques -2-

ADE : Algérienne Des Eaux.

AEP Alimentation en Eau Potable BI Balance ionique

B.H.I.C Bureau d’Hygiène Inter Communale BWC Beni saf Water Company

°C Degré Celsius

Cl^- chlorure

Ca²⁺ Calcium

CMA Concentrations Maximale Admissible CaCl Chlorure de Calcium

COT Carbone Organique Total COA Carbone Organique Assimilable COD Carbone Organique Dissous

CODB Carbone Organique Dissous Biodégradable D/C Doubles Concentration

D.S.P Direction de la Santé Populaire DFC Département Finance et Comptabilité DRH Département Ressources Humaines DEXP Département Exploitation

DC Département Commercial

DAM Département Administration et Moyens généraux EDTA Ethylène DiamineTétrAcétique.

°F Degré Français Fe3

++ Fer

g Gramme

H Heure

HCO3 Bicarbonate

ISO International Organization for Standardization

kg kilogramme

KCl Chlorure de Potassium

Km Kilomètre

K⁺ Potassium

L Litre

MES Matière En suspension

mm: Millimètre

Mg²⁺ Magnesium

µS Micro Siemens

meq milliéquivalent

N Normalité

NA Normes Algériennes NaCl Chlorure de Sodium

NTU Unité de Turbidité Néphélométrique NO3

- Nitrate

NO2

- Nitrite

NH4

+ Ammonium

Na⁺ Sodium

OMS Organisation Mondiale de la Santé O.N.A Office Nationale d’Assainissement

pH Potentielle d’Hydrogène

Po4 Phosphate

S Service

S/C Simple Concentration

SIG Système d’Information Géographique SPA Société par action

SEAAL Société des Eaux et de l’Assainissement d’Alger

SEACO Société des Eaux et de l’Assainissement de Constantine SEOR Société des Eaux et de l’Assainissement d’Oran

SEMEP Service d’Epidémiologie et de Médecine Préventive SO4^- sulfate

T° Température

TAC Titre alcalimétrique complet

TGEA Gélose Triptoné à l’extrait de levure TCa Titre Calcique

TH Titre Hydrométrique THM Trihalomethanes

U Unité

UFC Unité Formant une Colonie UV Ultra violet

VF Viande Foie

V Volume

1

INTRODUCTION GENERALE

L’eau est source de vie mais elle peut être aussi une cause mortelle.

L’eau de distribution est une eau dont la qualité et la conformité sont établies par l’OMS (organisation mondiale de la santé) et rappelées par un décret présidentiel du 03 Mars 2016 fixant les attributions des ressources en eaux.

De la source au robinet aussi bien que dans les réseaux publics, dans les installations intérieures, l’eau doit impérativement conserver les critères qui sont définis pour son usage domestique, humain, sanitaire, et agricole.

Pour préserver la qualité de l’eau, il est nécessaire de respecter un certain nombre de consigne d’exploitation se résumant ainsi :

- Une pratique de bonnes règles de production pour une eau de bonne qualité.

- un système de transport fiable de l’eau (réseaux)

- détection et élimination des sources de pollution en réseaux de distribution.

Les casses sur les conduites ou les accessoires non étanches (vanne) causées par siphonage lors des ruptures de la distribution favorisent l’infiltration des eaux pollués qui dégradent la qualité de l’eau.

Les défauts de la conception hydrauliques (absence de clapet)…) occasionnent des retours d’eau polluées et des négligences humaines dans la pratique de la distribution pouvant survenir de la production au robinet du consommation sont également à l’origine de la dégradation de la qualité de l’eau.

L’étude proposée présente un développement de ces point a fin de permettre aux différent opérateurs des services des eaux d’adopter la stratégie qui garantirait le maintient de la qualité de l’eau dans les réseaux de distribution.

2

PARTIE I

SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE

3

CHAPITRE I

Normes de potabilité de l’eau et

Les causes de la dégradabilité

4

I- NORMES D’UNE EAU CONFORME

Au début du XIX siècle, les scientifiques ont commencé à expliquer la composition de l’eau essentielle à toutes santés de vie sur la planète.

Les recherches résultent de la nécessité de préserver la santé publique au vu de l’exploitation intensive des ressources en eaux.

I.1- Potabilité analyses et paramètres L’eau est dite potable lorsqu’elle est:

 incolore, inodore et sans faux goûts.

 Elle ne contient pas de germes parasites ou pathogènes.

 Elle contient, dans des limites définies, un certain nombre d’éléments minéraux dont la présence lui confère une saveur agréable et dont l’action bénéfique sur l’organisme humain est prouvée.

 Elle ne contient pas d’éléments qui seraient des indices de pollution et d’éléments dont la toxicité est reconnue.

 Elle ne contient pas des substances la rendant inutilisable pour les travaux domestiques.

 Elle ne doit pas être agressive ou entartrante pour les canalisations.

Les normes de potabilité d’une eau portent sur sept groupes de paramètres et ces dernier sont au nombre de quarante sept. Ce sont :

I-1.1-Les paramètres organoleptiques (Rodier. J)

Une eau destinée à la consommation humaine doit être limpide, fraîche, de saveur agréable et sans couleur et sans odeur.

1 - la saveur et l’odeur

Il n’y a pas d’appareil pour les mesurer mais facilement détectables.

L’excès de fer, de manganèse, de chlore actif, de phénol et chlorophenol donnent une saveur désagréable à l’eau.

Le sulfure d’hydrogène pour les eaux souterraines, le plancton et les algues mortes pour les eaux de surface développement une d’odeur dans l’eau de consommation.

L’apparition d’odeur et de goût sont généralement des signes d’activité bactérienne donc, de pollution.

5

2 - La couleur

L’excès de certains minéraux (le fer ….) et certaines matières organiques donnent une couleur à l’eau naturelle et le traitement devient indispensable pour sa consommation. Mais une eau qui présente une belle couleur n’est pas forcement potable.

I-1.2 - Paramètres physico-chimiques 1 - La température

15⁰c est une température maximale admissible pour une potable devant être rafraîchissante. Une eau à température plus élevée est un facteur de corrosion des canalisations et un développement de micro-organismes relevant le goût, la saveur et l’odeur.

2 - Le PH

Les normes du pH sont comprises entre 6,5 et 8,5 car il explique l’acidité et l’alcalinité par sa concentration en anhydride carbonique lié à la minéralisation totale. C’est un facteur déterminant de l’agressivité de l’eau vis-à-vis des canalisations et de l’action du chlore lors de la désinfection.

3 -La conductivité

Elle est fixée entre 200 et 1000us/cm. Elle exprime la capacité de conduction de courant électrique d’une eau. Elle est fonction de la présence d’ions et augmente avec la température et la concentration des sels dissous. C’est un critère d’appréciation de la minéralisation globale d’une eau.

4 -La turbidité

Elle constitue une mesure de la charge en M.E.S (matières en suspension) d’une eau qui sont de l’argile, limons, grains de silice, matière organique, etc.…

Les corrosions dans les canalisations, des anomalies dans le traitement, le développement d’algues dans une retenue, les crues de cours d’eau sont autant de facteurs relevant l’indice de turbidité.

5 - l’oxygène dissous

La température et la nature de l’eau impacte la teneur de l’oxygène instable dans l’eau et ne dépassant rarement les 10mg/l.

6 - La dureté

Pour une eau domestique le TH (titre hydrotimétrique) doit être compris entre 80 et 150mg/l de CO3. On fixe des valeurs précises du TH pour toute autre utilisation de l’eau.

La dureté d’eau étant le résultat de sa concentration en ions métalliques (Ca²⁺, Mg²⁺ etc.…), provenant surtout du lessivage des terrains traversés.

6

7 - Les chlorures

L’activité industrielle, l’infiltration des nappes par des eaux marines et le lessivage des terrains traversés sont à l’origine des sels de sodium (Na Cl), de calcium (Ca Cl) et de potassium (KCl).

Leur concentration peut être augmentée par l’utilisation du chlore comme produit de traitement.

Au-delà de 250mg/l, on note une saveur désagréable mais aucun incidence sur la santé humaine n’a été prouvée.

8 -Le Sodium

La présence de chlorure de sodium (Na cl) provient du lessivage de formations géologiques. On fixe une concentration à200mg/l car l’excès de Na cl dans l’eau est un facteur de complications pour les sujets hypertendus.

9 - Le calcium

Indispensable au corps humain, il est répandu dans la nature sous forme de molécules composées (carbonates, sulfates, chlorures …).

Certains procédés de traitement imposent l’ajout de calcium, de magnésium, de sodium

etc.…. Les normes sont fixées à un maximum. De 75mg/l et 200mg/l de concentration.

10 - Le Magnésium

Les normes sont fixées à 150mg/l de concentration maximale. Au-delà de cette concentration l’eau aura une saveur désagréable.

11 - Le potassium

Sa teneur dans l’eau naturelle est constante et ne dépasse pas habituellement les 15mg/l avec des normes fixées à 20mg/l de concentration maximale.

Eléments indésirables 12-Le Fer

C’est un élément pouvant modifiée la saveur de l’eau, ou des désagréments sur le linge (tache de rouille).

Cependant, il ne représente aucun inconvénient pour l’organisme humain si sa concentration maximale fixée à 0.3mg/l n’est pas exagérée.

13- L’aluminium

Considéré tout comme le fer. Les normes fixent sa concentration maximale à 0.2mg/l.

7

14 - Le manganèse

L’un des facteurs provoquant la coloration de l’eau et si sa concentration maximale fixée à 0.5mg/l est exagérée entrainant ainsi des dépôts noirâtres dans les conduites et donnant à l’eau un goût désagréable.

15 - Le Zinc

Présent dans le charbon, le bitume et le pétrole, la teneur du Zinc dépasse rarement les 0.1mg/l. Les normes sont fixées à 5mg/l de concentration maximale .si cette teneur en Zinc est exagérée un goût astringent altère la saveur de l’eau.

16 - Le fluore

C’est un élément recherché pour combattre les caries dentaire à condition de l’utiliser à des faibles doses. Si la dose est forme, il rend les dents cassantes ou tachetées de noir. C’est pourquoi les normes de sa concentration maximale est admise à 1.5mg/l.

17 - Les matières organiques

Les micro-organismes favorisent ces produits de composition d’animaux ou de végétaux. Ces produits donnent un goût désagréable à l’eau, au-delà de3mg/l (oxydabilité au KMNO4) une augmentation anormale de la concentration admise, est indicateur de pollution microbienne.

La dégradation de la matière organique se traduit par la formation d’éléments selon le cycle d’oxydation :

M.O  Azote ammoniacal nitrites  nitrates.

L’azote ammoniacal appelé ammoniac comprend le (NH⁺4) et la forme ionisée (NH₃).

Lorsque sa concentration dans l’eau potable est supérieure à 0.2mg/l ,on en déduit une probable contamination fécale et confère à ce moment à l’eau des problèmes de goût et d’odeur en réduisant l’efficacité de la chloration .

18 - Les nitrites

Entre l’azote ammoniacal et les nitrates, ils apparaissent par la nitrification de l’ammoniac et par la dénitrification des nitrates selon le schéma :

Nitrification

Ammoniac nitrites nitrates C’est la forme du cycle la plus dangereuse pour la santé humaine car au-delà d’une concentration de 0.1mg/l, ils provoquent la methoglobinemie surtout chez les nourrissons.

dénitrification dénitrification

Nitrification

8

19 - Les nitrates

Ils constituent le composé final du cycle d’oxydation de l’azote. Comme ils se transforment en nitrites par dénitrification, ils deviennent une toxicité pour l’homme. Les normes fixent leur C.M.A. a 50mg/l.

20 -Les sulfates

Composé naturel de l’eau et provenant du lessivage des terrains traversés. La concentration des sulfates peut augmenter pendant le traitement des eaux de surface par l’utilisation du sulfate d’alumine. Un excès de concentration donne un goût amer à l’eau et provoque un effet laxatif chez l’homme.

Les normes sont fixées à 200mg/l comme niveau guide et à 400 mg/l comme CMA.

21- Les phosphates

Les rejets industriels, le lessivage des terrains agricoles, dégradation du la matière organique sont à l’origine de la présence de phosphate dans l’eau.

Ils sont responsables de l’accélération du phénomène d’eutrophisation des eaux superficielles. Les normes préconisent à 0.5mg/l CMA.

Eléments toxiques 22 - Les pesticides

Les qualités organoleptiques d’une eau sont modifiées par la présence de pesticides à très faible concentration.

Ces pesticides provenant du traitement des cultures contaminent l’eau dont la toxicité est un risque majeur pour l’organisme humain par la bioaccumulation dans certains tissus. Les normes fixent leur CMA à 0.001mg/l.

23 - Les hydrocarbures

Le lessivage des sols de forêts ainsi que l’activité industrielle humaine (gaz, pétrole, pétrochimie etc.…) sont à l origine de la présence d’hydrocarbures dans l’eau. Les normes fixent leur CMA à 0.2 ug/l.

24 - L’arsenic

Les rejets de l’industriel et de l’agriculture sont à l’origine de l’arsenic en faible concentration dans les eaux de surface. Son accumulation dans l’organisme et sa toxicité à faible dose sont un risque pour l’homme si la concentration est exagérée. Les normes sont fixées à 0.05mg/l CMA.

9

25- L’argent

Cet élément provient également de l’activité humaine (bijouterie, métallurgie, etc.…) et on le trouve dans de nombreux sols sous la forme sulfatée. Comme pour l’arsenic, les normes fixent la CMA à 0.05mg/l.

26- Le mercure

On le trouve dans les eaux de surfaces et dans les eaux souterraines à des concentrations insignifiantes (moins de 0.5ug/l). il devient toxique pour l’homme sous forme de sels de mercure. . Les normes fixent sa CMA à 0.001mg/l.

27- Le plomb

La dissolution du plomb constituant les éléments des systèmes d’AEP est à l’origine de la présence de plomb en quantité très négligeable dans l’eau.

Mais il devient très toxique pour l’homme et est responsable du saturnisme et de l’altération de la fertilité. Les normes fixent sa CMA à 0.05mg/l.

I-1.3 - Paramètres microbiologiques

Une eau peut être potable du point de vue physico chimique mais non potable du point de vue microbiologique. Car comme disait Pasteur:

« Nous buvons 90 de nos maladies » .

Si si l’eau est source de vie, elle peut entraîner la mort quand elle contient des formes de vie microscopique très virulente. Ainsi l’homme est à l’origine des germes les plus dangereux pour lui-même, et à autre degré, l’animal.

En analysant la qualité microbiologique de l’eau on recherche essentiellement des micro-organismes témoins d’une contamination fécale reconnus non nocif pour l’homme mais dont la présence laisse supposer une contamination des micro-organismes pathogènes de leur espèce.

Cette recherche mis en évidence :

 Coliformes : bactéries vivant dans l’intestin humain ou animal mais aussi répondus dans la nature.

 Escherichiacoli : dont la contamination est exclusivement humaine.

 Streptocoques fécaux : plus résistant qu’escherichiacoli, leur recherche est liée principalement à une vérification de l’efficacité du traitement.

Leur présence met en évidence une contamination qui peut se situer plus loin du lieu d’échantillonnage.

 Clostridium sulfito-reducteur : témoin d’une contamination ancienne car par sa capacité à sporuler, survit assez longtemps et résiste à la désinfection.

10

 On recherche dans une analyse poussée les germes salmonella , shigella , legionella, giardia et vibrio- cholerae tous très pathogènes et leur manipulation nécessite de grand précautions

Pour l’ensemble des germes à contamination fécale, les normes exigent une absence totale dans l’eau.

I-1.4-Paramètres concernant eaux adoucies et déminéralisées destinées à la consommation

Le plus souvent, un traitement de reminéralisassions s’impose avant de soumettre ces eaux à la consommation humaine.

I.2- Normes algériennes

I.2-1 - Paramètres bactériologiques

Tableau 1: Paramètres bactériologiques

Paramètres CMA Méthodes d’analyses Effets sur la santé et signification Germes totaux 10/100 ml Gélose nutritive Indicateur d’efficacité du

traitement Coliformes totaux

et fécaux 0/100 ml Filtration sur membrane et tube multiple

Gastro-entérite infantile, contamination fécale

récente Streptocoques

fécaux 0/100 ml Filtration sur membrane et tube multiple

Contamination fécale récente

Clostridium sulfito-

réducteur 0/20 ml Filtration sur membrane Contamination fécale ancienne I.2-2 -Paramètres physico-chimiques

Tableau 2: Paramètres physico-chimiques

Paramètres CMA Effets indésirables

Chlore 0.2 – 0.6 mg/l 0.2 Peu efficace sur la désinfection

1, peut entraîner des effets cancérigènes

PH 6.5 – 8.5

PH acide, corrosion des conduites PH basique diminue l’efficacité de la

désinfection

Température 25°C

Basse, diminue l’efficacité du traitement Elevée, favorise la croissance microbienne et la formation des THM Turbidité 5 NTU Protège les micro-organismes contre les

effets de la désinfection

Nitrates 50 mg/l Risque de méthémoglobinémie infantile Nitrites 0.1 mg/l Risque de méthémoglobinémie infantile

11

I.2-2 -Paramètres physico-chimiques (suite)

Tableau 2: Paramètres physico-chimiques

Paramètres CMA Effets indésirables

Azote ammoniacal 0.5 mg/l Favorise le développement de certains bactéries génératrices de mauvais goût

Résidu sec 2000 mg/l Goût désagréable

Calcium 200 mg/l Entartrage des conduites

Magnesium 150 mg/l Combiné au SO4 génère goût

Dureté total (TH) 500 mg/l de CaCO3

Entartrage des conduites. Consommation excessive de savon

Sodium 250 mg/l A concentration élevée gêne les

hypertendus

Potassium 15 mg/l Entraîne goût

Chlorures 600 mg/l Saveur désagréable, effet laxatif Corrosion des conduites

Sulfates 400 mg/l Trouble gastro-intestinaux, corrosion des conduites

Aluminium 0.2 mg/l Désordre neurologique

Cuivre 1 mg/l

Saveur désagréable Tache de linge et la plomberie

domestique

Fer 0.3 mg/l

Saveur désagréable

Tache de linge et la plomberie, favorise le développement de bactéries

Manganèse 0.5 mg/l

Saveur désagréable

Tache de linge et la plomberie, favorise le développement de bactéries

Cadmium 0.05 mg/l Maladie d’ITAI- ITAI

Chrome 0.05 mg/l Nécrose du foie, néphrite

Cyanures 0.05 mg/l Peuvent être mortels à dose élevée Fluorures 1.5 mg/l Altération dentaire et fluorose du

squelette

Plomb 0.05 mg/l Saturnisme

Sélénium 0.01 mg/l Carie dentaire

Arsenic 0.05 mg/l

Trouble gastro-intestinaux, hépatiques et rénaux. Trouble du métabolisme glucido-

lipidique

12

I.2-3- Moyens requis pour l’amélioration de la qualité des eaux

 Traitement physico-chimique classique des eaux de surface

 Désinfection des eaux avec mise en place de stations de chloration intermédiaires et de pompes doseuses

 Contrôle de la qualité des produits utilisés de traitement et mise en place d’un stock suffisant

 Traitement d’affinage (adsorption sur charbon actif)

 Mise en place et respect du programme de nettoyage des ouvrages hydrauliques.

 Mise en place d’une procédure de nettoyage et de désinfection des réservoirs, des réseaux, et des nouvelles conduites.



Coordination avec l’autorité sanitaire.



Contrôle de la qualité des eaux au niveau de toute la chaîne de production et de distribution.

I.3- Contrôle de la qualité des eaux

I-3.1 - Contrôle de la qualité bactériologique 1 - Fréquences de prélèvements

 Eau à l’entrée du réseau

Tableau 3: Fréquences de prélèvements à l’entrée du réseau Nombre d’habitants Intervalle entre deux prélèvements

 à 20 000 1 mois

De 20 000 à 50 000 2 semaines

De 50 000 à 100 000 4 jours

Plus de 100 000 1 jour

13

 Eau dans le réseau de distribution

Tableau 4: Fréquences de prélèvements dans le réseau de distribution Nombre d’habitants

desservis

Intervalle entre deux prélèvements

Nombre minimum d’écha.

À prélever

 à 20 000 1 mois 1 écha. /mois /5 000 ha 20 000 à 50 000 2 semaines 1 écha. /mois /5 000 ha

50 000 à 100 000 4 jours 1 écha. /mois /5 000 ha

 à 100 000 1 jour 1 écha. /mois /10 000 2- Type d’analyses à assurer

 Analyse des germes totaux

 Analyse des coliformes totaux

 Analyse des coliformes fécaux

 Analyse des streptocoques

 Analyse des sulfito-réducteurs

 Recherche des germes pathogènes (vibrions, choléra, salmonelle etc.) en cas de contamination par des eaux usées, en collaboration avec l’institut Pasteur.

I-3.2 - Contrôle du chlore résiduel

Pour être sûr que l’eau sera protégée au cours de son transport, apporter des corrections, ou vérifier l’efficacité du traitement, il est primordial d’effectuer ce test sur l’ensemble du réseau de distribution.

 Station de traitement : test horaire

 Station de chloration d’appoint : test horaire

 Réservoirs et bâches d’eau : simultanément avec le prélèvement pour analyse bactériologique

 Forage alimentant directement le consommateur : quotidien

 Abonné : simultanément avec l’analyse bactériologique.

I-3.3 - contrôle de la qualité physico-chimique

L’analyse physico-chimique nous renseigne non seulement sur la qualité proprement dite, mais permet aussi de suivre l’évolution de la qualité dans le temps ainsi que la détection d’éventuelles contaminations de l’eau par :

 Des eaux d’origine urbaine

 Des eaux d’origine industrielle

14

 Des engrais

 Des accidents de transport (par hydrocarbures, pesticides et autres)

 Des infiltrations marines, etc.…

1 - Paramètres à analyser

 Paramètres organoleptiques (couleurs, odeur, goût)

 Paramètres physico-chimiques (pH, conductivité, turbidité, température)

 Paramètres de pollution (ammonium, nitrites, nitrates, o/phosphates).

 Minéralisation globale (calcium, magnésium, sodium etc.)

 Eléments indésirables (fer, manganèse)

 Eléments toxiques (plomb, chrome et cyanures)

 Micro polluants organiques (phénols, hydrocarbures, etc.)

 Halogénures (fluorures, bromures) I-3.4 - analyse du phytoplancton

Le but est de surveiller l’efficacité du traitement. Ce type d’analyse consiste en un dénombrement des algues microscopiques se trouvant dans l’eau brute et dans l’eau traitée.

I-3.5 - Contrôles exceptionnels

Une équipe d’intervention s’occupe des cas suivants, en plus du contrôle systématique et réguliers :

 infiltration des eaux usées

 prélèvement après réparation de conduite

 enquête et prélèvement suite à un déversement d’un produit donné

 prélèvement après le nettoyage d’un réservoir Le type d’analyse à effectuer est en fonction de l’incident.

I.4- potabilisation pour la distribution d’une eau

Les eaux souterraines ou superficielles sont avant d’être desservie aux populations des eaux brutes. Elles sont chargées de particules ou de pollutions diverses.

Une aération et une désinfection suffisent généralement à une eau brute souterraine pour la rendre potable. Mais pour une eau superficielle, il faut approprier des procédés traitement pour la rendre potable car elle est chargée de matières en suspension et sa composition est différente de celle d’une eau souterraine.

(

DUGUET J.P)

Les procédés les plus utilisés sont :

15

I.4-1 - Les prétraitements Il s’agit de soulager le traitement.

1- Le dégrillage

Permet d’éliminer les grosses particules (troncs d’arbre, branche, etc) qui peuvent endommager les installations de traitement.

2-Le dessablage

Permet d’éliminer le gravier, le sable pour empêcher des dépôts dans les canalisations, les réservoirs et pour de protéger les équipements de pompage.

3- Le débourbage

Lorsque la concentration en MES est supérieure à 2g/l l’opération s’avère nécessaire et consiste en la décantation des sables les plus fines et des limons grossiers.

4- Le tamisage

C’est une opération pour retenir des débris animaux et végétaux, des algues etc.…

5- L’aération

Il y’a cette opération oxydation du fer et du manganèse, enrichissement de l’eau en oxygène et élimine des gaz excédentaires (H₂S, Co₂).

6- pré oxydation

On dit aussi pré chloration, c’est la première opération subie par l’eau brute à son entrée dans le processus de traitement.

Cela consiste sur l’élimination de l’azote ammoniacal, de fer, de manganèse, de la couleur, et de l’opération clarification. On utilise à ces effets, le chlore et ses dérivés et l’ozone.

La demande en chlore est une méthode déterminée par le laboratoire pour la quantité en chlore à utiliser pour l’oxydation.

Figure 01 : courbe de demande en chlore

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Tableau 5:Principales différences entre eaux de surface et eaux souterraines Caractéristiques examinées Eaux de surface Eaux souterraines

Température Variable suivant les saisons Relativement constante Turbidité, matières en

suspension

Variable, parfois élevées Faible ou nulles sauf en terrain karstique

Minéralisation, salinité totale Variables en fonction des terrains, des précipitations et

des rejets

Sensiblement constante en général, nettement plus élevés que dans les eaux de surfaces de

la même région

Fer et manganèse bivalent à l’état dissous

Généralement absents sauf au fond des lacs d’eau en état

d’eutrophisation

Généralement présents

Gaz carbonique agressif Généralement absent Souvent présent en grande quantité

Oxygène dissous Souvent au voisinage de la saturation

Absence totale la plupart du temps

Ammonium NH4

+ Présent seulement dans les eaux polluées

Présence fréquente sans être un indice de pollution Sulfure d’hydrogène H2S Absent Souvent présent

Silice Teneur généralement modérée, peu abondant

Teneur souvent élevée

Nitrates Peu abondant en général Teneur parfois élevée, risque de méthémoglobinémie

Micropolluants minéraux et organiques

Souvent présent dans des rivières

Généralement absents

Goûts et odeur Fréquents Rares sauf en présence de H2S

Eléments vivants Bactéries dont certaines pathogènes, virus, plancton

Férrobactéries fréquentes

I.4-2 - Le traitement

Les étapes suivant déterminent les procédés de traitement des eaux de surface:

1 - La coagulation

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Les matières en suspension et des substances colloïdales sont soumises à une déstabilisation et devenir par la suite flocons décantables.

On utilise les coagulants comme le sulfate d’alumine (Al2 (SO4) 3), l’aluminate de sodium (Na Al CO2), le chlorure d’aluminium (Al CL2) etc... (Tableau 06: différents types de coagulants : annexe)

2 - la floculation

Elle consiste en une opération complémentaire par un grossissement des flocs formés par l’aluminium sous l’influence d’une agitation lente.

La floculation complète la phase de coagulation pour assurer une plus grande cohésion du floc et une meilleure vitesse de sédimentation pour une meilleure utilisation de la surface des décanteurs.

Les floculants ont une action inter particulaires par pontage des micros flocs issus de l’étape de coagulation. (Tableau 07: différents types de floculant: annexe)

3- La décantation

Phase de séparation gravitaire des matières insolubles dans l’eau .Elle permet d’éliminer les focs issus de la coagulation – floculation.

On distingue la décantation à flux vertical ou l’eau suit sont trajet vertical et à flux horizontal ou les particules décantent tout au long du trajet en fonction de leurs densité. (Tableau 08 : différents types de décanteurs: annexe).

4- La filtration sur sable

Il y’a la filtration au travers d’un support poreux pour favoriser la séparation solide – liquide en vue d’améliorer la qualité décantée du point de vue turbidité ( 2NTU) l’utilisation du lit de sable comme support biologique aux bactéries nitrifiantes permet l’élimination de l’azote ammoniacal non éliminé à l’oxydation.

Il existe des filtres à sable ouverts (filtration lente) et fermés sous pression (filtration rapide).

(Voir Figure 02: annexe).

5-Le charbon actif

Le pouvoir adsorbant du charbon actif permet l’élimination de résidus de couleur, d’odeur, de saveur, de phénol, non éliminés par la méthode classique ainsi que celle de certaines substances toxiques non biodégradables telles que les trihalomethanes.

L’utilisation du charbon actif est sous forme de poudre dissoute dans l’eau et injectée dans le processus soit en grains sous forme de lit filtrant à charbon actif.

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6- La désinfection

Le principe de la désinfection repose sur l’oxydation car la désinfection par les UV est très peu utilisée.

Ce procédé est utilisable a différents stades du traitement cela permet :

 En tête de traitement de

- L’oxydation des composés minéraux (le fer, le manganèse, l’ammoniaque) - L’oxydation de la micropollution organique

- L’élimination des goûts et des odeurs

- L’inhibition de la croissance algale en clarification.

- L’amélioration de l’étape coagulation floculation.

 En milieu de traitement

La désinfection par l’oxydation augmente la biodégradabilité avant la filtration sur charbon actif.

 En fin de traitement

La désinfection par l’oxydation assure la désinfection de l’eau avant sa distribution.

En fonction de l’eau et des paramètres à traiter, il faut opter pour le meilleur type de désinfectant. En considérant qu’il n’existe pas d’oxydant idéal, le plus utilisé reste le chlore et ses dérivés. (Tableau 09 : annexe).

I I - C A U S E S D A L A D E G R A D A T I O N D E L ’ E A U D E D I S T R I B U T I O N

Les recherches approfondies conduites sur la qualité de l’eau ont donné quelques résultats qui expliquent la complexité de l’évolution de cette qualité dans les réseaux.

Pour anticiper et éviter des problèmes potentiels (maladies), les services de l’exploitation de l’usine de production au robinet de consommateur ont besoin d’une bonne connaissance des facteurs qui influencent la qualité de l’eau potable pendant sa distribution.

L’eau peut avoir une qualité différente et très éloignée du point de production au point de sa consommation car les interactions physico-chimiques et biologiques peuvent surgir à tout endroit du réseau de distribution.

II.1-Nature des réseaux de distribution

II.1-1-Influence des phénomènes de corrosions sur la qualité de l’eau

Les corrosions sont souvent responsables de la présence de fer, plomb, cuivre, cadmium ou zinc dans les eaux.

La corrosion est causée par des phénomènes électrochimiques par exemple à pH faible ou lorsque le taux d’oxygène est élevé, les bactéries accélèrent les réactions.

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La prévention de la corrosion doit se faire par des précautions au niveau du traitement de l’eau et un entretien adéquat du réseau.

II.1-2 - L’hydraulique du réseau

Le court séjour de l’eau dans le réseau préserve la qualité de l’eau

Dans les réservoirs, le temps de séjour de l’eau peut augmenter en fonction de contraintes d’exploitation, ou même résulter d’erreurs de conception.

Les dépôts apparaissent dès que la vitesse de l’eau est inférieure à 0.01m.s^-1 et disparaissent au-delà de 0.1 m.s^-1 (TRICARD – 1995).

Lors de la conception de réseaux, le diamètre des canalisations est ainsi calculé à partir des débits de points horaires. Il est conseillé des valeurs guides d’écoulement entre 0.5 et 1.5 m.s^-1.

L’écoulement de l’eau limite la croissance bactérienne par un effet d’arrachage du bio film.

Ainsi, la qualité microbiologique de l’eau peut se dégrader avec une augmentation de la vitesse d’écoulement, surtout lorsque celle-ci est brusque (exemple lors de la mise en marche d’une bouche d’incendie.

II.1-3 - Influence du choix des matériaux

Il faut éviter le contact direct eau/métal (acier, fonte) de façon à lutter contre tout phénomène de corrosion.

Lors de nettoyage des anciens réseaux constitués de fonte grise non revêtue on a constaté des dépôts de 40% en poids de fer.

Pour tout matériau métallique, la migration de micropolluants dans l’eau liée fondamentalement à des réactions électrochimiques de corrosion, existe aussi bien pour le cuivre (eaux à pH bas, effet tampon faible), le plomb (eaux à pH inférieur à 7, teneur en O2

dissous non négligeable, faible minéralisation), les canalisations en acier galvanisé (après corrosion, on observe la migration de zinc parfois contaminé par le plomb, l’arsenic et le cadmium).

Les joints des réseaux qui constituent aussi le contenant, sont soupçonnés, dans certains cas, de relarguer des substances nutritives dans l’eau pouvant stimuler la croissance bactérienne : c’est l’exemple des joints de filasses et des presse-étoupes utilisés encore à nos

jours.

Certains matériaux de revêtement interne de grosses conduites ou de réservoirs relargueront pour leur part des polymères, des adjuvants ou des solvants, ce qui se traduira par l’apparition de saveurs désagréables.

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Ce phénomène a été observe pour le caoutchouc, le silicone, le PVC, certains polyéthylènes et les revêtements bitumineux. Plusieurs plaintes ont été constatées en Grande-Bretagne dans le courant des années 80 à ce sujet. (ASHWORTH et COLBOURNE 1986).

Les tuyauteries en matières plastiques qui ont l’avantage de supprimer les risques de corrosion et de réduire dans certains cas le nombre de joints, donc de fuites, pouvant dans des situations d’emploi particulières entraîner une dégradation de la qualité de l’eau, par exemple dans des zones à risque de pollution par hydrocarbures ou solvants (stations services, teintureries, industrie à chimie organique…).

En effet, les matériaux plastiques sont, pour certains, perméables à ces produits organiques, qui migrent alors en phase gazeuse ou liquide à travers la paroi des tuyaux.

II.2-Causes microbiologiques

II.2-1 - Origine des micro-organismes

L’eau de distribution n’est jamais stérile. L’usine de production élimine les germes pathogènes présents dans l’eau brute. Pendant la désinfection, on procède à l’élimination des germes tests indicateurs de pollution fécale et de germes pathogènes possible.

Les procédés physico-chimiques classiques ne font pas une élimination totale des micro- organismes même si en sortie d’usine, les germes totaux 10 germes / ml pour un dénombrement à 37°C.

Il peut y avoir des relargages de germes ou de spores en sortie de station ainsi dans les premières eaux produites par la filtration après lavage.

Les bactéries présentes dans l’eau produite ne sont pas toutes identifiées par les techniques classiques de comptage sur gélose.

Il existera des bactéries blessées ou stressées rendues temporairement inaptes qui peuvent être identifiables sur les milieux de culture pauvres dit de « ressuscitation ».

Les temps, les nutriments présents, la température peuvent réanimer ou réparer ces bactéries blessées ou stressées à l’intérieur du réseau.

Les réservoirs oὺ l’eau est en contact avec l’air, oὺ les orifices permettent le passage des poussières et des insectes sont sujet à la contamination par les micro-organismes qui peuvent aussi s’introduire lors des réparations de branchements de dépression dans les fuites, de retours d’eau ou de cassure. (EPA – 1992, LECHEVALLIER – 1990).

II.2-2 - Formation et caractéristiques du bio film

Les microorganismes ne peuvent se développer et survivre dans un milieu qui leur est

« inhabituel », sa biomasse libre dans le réseau se fixe sur les parois de canalisations, et constitueront un premier support pour le développement de couches supérieures plus actives.

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Le développement du bio film peut avoir lieu que si ces organismes rencontrent des conditions ambiantes satisfaisantes, qui ne sont pas faciles à déterminer vu l’adaptation de certains micro-organismes.

Le bio film sera constitué d’espèces résistantes de façon non uniforme sur les parois oὺ un véritable écosystème complexe s’organise et oὺ des phénomènes de synergie sont probables.

Cet habita est alors le lieu de reviviscence (à partir d’un spore par exemple) ou de croissance et de mort (avec un recyclage des nutriments).

Le bio film présente une protection hydraulique et chimique en limitant la diffusion des désinfectants (chlore…) et en protégeant certains micro-organismes du désinfectant résiduel ou d’un nettoyage incomplet.

Des conditions d’anaérobioses se mettent en place dans des zones de dépôts ou de décantation de particules ou peuvent se développer des niches écologiques.

Le bio film n’est ni « bio » (biologique) ni « film » car on y retrouve des dépôts inorganiques, sédiments accumulés, produits de corrosion et sa nature est plutôt hétérogène.

Le traitement par charbon actif peut laisser passer des fines couches de charbon.

Toutefois les algues ne prolifèrent pas en absence de lumière, et les champignons et levures exigent une concentration en éléments organiques. (LEVI – 1995).

Figure 03 : caractéristiques du bio film

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II.2-3- Les principaux organismes présents dans les réseaux

Les organismes susceptibles d’être présents dans les réseaux de distribution couvrent une large partie de la classification des êtres vivants, en plus bactéries, virus, champignons et organismes pluricellulaires (SCHULHOF – 1990).

Dans l’écosystème que constitue le bio film, certains macro organismes (tels que certaines espèces de Gammares et l’Aselles) se nourrissent ainsi d’algues et de bactéries et sont visibles à l’œil nu.

La majorité des microorganismes dénombrés et identifiés dans l’eau provient de ces bios films :

 les virus identifiés à partir d’échantillons de 1 000 litres. retrouvés si l’oxydation par le chlore et ses dérivés, ou par l’ozone ne sont pas appliquées dans de bonnes conditions.

Les bactéries recherchées le plus souvent sont en général aérobies. Les bactéries anaérobies qui se développent en absence d’oxygène sont aussi recherchées du fait de leur caractère pathogène (c’est le cas de Clostridium perfringens ), de leur capacité à sporuler, d’où leur résistance aux désinfectants (cas de bacillus ), ou des réactions métaboliques défavorables à la qualité de l’eau (bactéries réductrices de nitrates en nitrites et des sulfates en sulfures comme les desulfovibrio et desulfuricans ).Ces dernières bactéries forment des associations complexes avec des bactéries aérobies et peuvent conduire ainsi à des perforations des parois de conduites.

 les bactéries pathogènes opportunistes telles que Pseudomonas Aerugginosa (bacille pyocyanique), Aéromonas hydrophila, (indicateur de la présence de matières organiques assimilables) ou Klebsiella pneumoniae qui sont parfois mis en évidence dans les réseaux mal entretenus. Pour cette dernière bactérie identifiée dans un bio film, signalant que des accroissements de résistance au chlore d’un facteur 150 ont été constatées (HARTEMANN – 1996).

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II-2.3.1-Macro organismes susceptibles d’être présents dans les réseaux

Tableau 10: Macro organismes susceptibles d’être présents dans les réseaux Les Levures

Telles les Rhodotorula rubre ou Glutinis, quelquefois associées aux Pseudomonas et susceptibles de se maintenir dans des conditions de désinfectant éliminant les Pseudomonas Les champignons inférieurs

Caractérisés par des spores abondants et des membranes de cellules épaisses, ils sont suspectés d’être à l’origine de problèmes de goût, réactions allergiques, voire toxiques (par voie d’inhalation uniquement). Notons la possibilité de formation de trichloranisole par certains champignons.

Les Algues

Caractérisées par une forte variation saisonnière dans certaines eaux superficielles, elles parviennent à franchir parfois les filières de traitements notamment lorsque la charge dans la ressource est très élevée, elles apportent des teneurs élevées en matières organiques et génèrent une sapidité de l’eau

Les autres Eucaryotes

Citons les rotifères, les protozoaires ciliés, flagellés qui sont difficiles à éradiquer par les produits bactéricides classiques et dont certains sont pathogènes avec par exemple des amibes, Cryptosporidium (quelques occurrences récentes aux Etats-Unis et en Grande Bretagne), Giardia (kystes résistants à désinfection par le chlore et l’ozonation).

Les Vers

Les Nématodes peuvent mesurer plusieurs millimètres et ont une remarquable capacité de survie ;

Les oligochètes se multiplient par scissiparité, surtout dans les matériaux filtrants et ont aussi une grande résistance aux désinfectants.

Les crustacés

Ils sont considérés comme non dangereux, mais sont suspectés de fournir une protection contre la désinfection pour les bactéries dans leur tube digestif. Ils peuvent atteindre une longueur de plusieurs centimètres. Citons Asellus aquaticus et Gammarus pulex.

Les Mollusques et les Insectes

Peuvent être aussi présents sous forme de larves ou d’œufs (cas des chironomes pour les insectes) si elles franchissent les matériaux filtrants dans les filières de traitement. Bien qu’elles ne trouvent pas un milieu favorable à leur développement dans le réseau, il est nécessaire de les réduire au maximum pour limiter l’apport de matière organique au réseau.

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II-2.3.2- Micro-organismes susceptibles d’être présents dans les réseaux

Tableau 11 : Micro-organismes susceptibles d’être présents dans les réseaux Pathogènes

potentiels, bactéries indicatrices

Bactéries autochtones

Bactéries de la corrosion

Moisissures et levures Salmonella

Shigella

Enterovirus

E.coli, Streptococcus

Legionella

Acinetobacter Aéromonas Alcaligenes Bacillus Enterobacter Flavobacterium

Pseudomonas Staphylococcus Corynebacterium

Proteus Yersinia

Bactéries sulfatoréductrices

Bactéries du fer

Penicillium Rhizopus Mycélium Trichomonas

Mucor Aspergillus

Quelques microorganismes susceptibles d’être présents dans les eaux potables (PAQUIN et BLOCK – 1992).

II.2-4- Facteurs jouant un rôle dans la reviviscence

Les eaux de surface, les eaux souterraines contenant peu de microorganismes et de matières organiques sont exposées à la reviviscence bactérienne.

Les réseaux présentant des caractéristiques nutritives et physico-chimiques satisfaisantes facilitent la survie et les multiplications des micro-organismes. (LEVI – 1995).

II-2.4.1 - Facteurs déterminés par le traitement en amont au réseau

 la biomasse, et les cellules microbiennes mortes ou vivantes sont un réservoir d’éléments nutritifs.

 les « niches écologiques » et les phénomènes de post-floculation .

 Le contenu en éléments organiques carbonés, le contenu azoté et phosphoré .

 Le contenu minéral avec la présence de fer et de manganèse qui favorise le développement de certaines bactéries.

 Les paramètres physico-chimiques :

*Le pH qui contrôle l’action du désinfectant, la température qui influence l’activité bactérienne.

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* Oxygène dissous qui détermine le type de communautés bactériennes qui peuvent proliférer ou non.

* Turbidité qui recouvre le contenu organique et minéral colloïdal par une mesure globale.

 La concentration en désinfectant résiduel, avec pour chaque désinfectant des spécificités de comportement vis-à-vis des bactéries et autres microorganismes.

 La demande en chlore de l’eau (qui doit être faible voire nulle si le contenu organique tend vers zéro).

II-2.4.2 - Facteurs déterminés par le réseau et sa gestion

 Les molécules de faible taille extérieures aux réseaux et pouvant traverser les parois de certains matériaux.

 Le temps de séjour de l’eau (stagnation).

 Le rapport flore libre/flore fixée.

(CORDONNIER – 1995).

II.2-5 - Mesure de la reviviscence bactérienne

Une flore bactérienne est toujours véhiculée par les eaux de distribution variant selon les sites et l’origine de l’eau de 10² à10⁵ cellules bactériennes (vivantes et mortes) par millilitre -cette flore est généralement dénombrée au microscope- et de 0 à 10³ ufc (unités formant colonies par millilitre, mesurées alors sur gélose).

En comparaison, la quantité de bactéries fixées par unité de surface est généralement de l’ordre de 10 cellules/cm², selon les valeurs généralement rapportées dans la littérature (PAQUIN –1992).

II.2-6- Conséquence d’un accroissement du bio film et contrôle de son évolution

Le développement d’un bio film sur la paroi des canalisations est un phénomène inévitable mais si le bio film se développe trop, la qualité de l’eau ainsi que la « santé » du réseau peuvent être affectées d’où les inconvénients suivant :

-Instabilité des oxydants désinfectants ; le bio film est consommateur d’oxydant et il accroît la demande en chlore si tel est l’oxydant utilisé. C’est pour cette raison qu’il faut 3 à 4 jours pour stabiliser la concentration en chlore libre dans un réseau qui n’a jamais été chloré (NANCIE – 1991).

 Formation de sous produits organochlorés, sapides et /ou toxiques.

 Hébergement de bactéries pathogènes blessées mais avec reprise de l’activité métabolique.

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 Développement possible de bactéries dénitrifiantes (en cas d’anoxies) avec dépassement des normes pour les nitrites.

 Mise en place d’écosystèmes avec organismes « brouteurs » qui sont souvent macroscopiques et visible à l’œil nu.

 Problèmes de goût, d’odeur et de coloration par relargages de débris biologiques

 Contamination plus générale du réseau du fait des mises en suspension, et ceci jusqu’au robinet de l’usager.

Notons cependant que les exportations de flocs de biomasse et la consommation par les micros invertébrés prédateurs sont des éléments de régulation de l’extension du bio film.

Pour limiter l’évolution du bio film, les moyens de prévention sont :

 Le contrôle des nutriments bactériens (carbone organique utilisable) à l’entrée du réseau.

 A un degré moindre, la qualité des matériaux utilisés et/ou des revêtements pour limiter l’ancrage du bio film.

Les oxydants résiduels n’ont qu’une action limitée sur le bio film, et agissent surtout sur la flore libre circulante (bactéries « planctoniques »)

Les moyens curatifs sont physiques (racleurs, mélange air eau,….) et chimiques (détergents et désinfectants à concentration élevée).

II.3-Causes physico-chimiques II-3.1-PH et minéralisation

Dans le réseau, le pH et la minéralisation sont importants pour le contrôle de la corrosion, l’agressivité de l’eau, l’action du désinfectant et la précipitation des éléments dissous.

 Une aération dans un réservoir peut rendre une eau dure et incrustante par une perte de CO2, ce qui risque alors d’obturer les conduites par dépôt de tartre.

La solution est l’addition de CO2 et/ou l’extraction de CaCO3, qui sert à restaurer l’équilibre.

 Inversement, une eau chargée de CO2 agressif (avec un pH bas) a tendance à attaquer les matériaux qu’elle rencontre avec des conséquences importantes : dissolution de ciments, attaque des métaux ferreux (corrosion) ou attaque de métaux toxiques tels que le plomb. Des solutions envisageables sont l’élimination de CO2 agressif, l’addition de chaux pour la mise à l’équilibre calco-carbonique ou un traitement de déminéralisation.

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II-3.2- Température

La température des eaux peut varier de plusieurs degrés pendant le transit en réseau.

Une température élevée :

 peut favoriser l’apparition de goûts et odeurs désagréables.

 elle accélère la plupart des réactions physico-chimiques et biologiques dans le réseau.

 influence la croissance bactérienne,

 dissipe l’effet du désinfectant résiduel en agissant sur les constantes d’équilibre et accélère la corrosion.

La température est aussi un des facteurs les plus importants pour la dissolution des éléments tels que le plomb. Sa solubilité par exemple, augmente de l’ordre de deux fois entre 12°C et 25°C.

II-3.3- Oxygène dissous

L’oxygène dissous peut diminuer en cours de distribution avec des réactions d’oxydation ou une prolifération bactérienne.

Une anaérobiose répandue ne se produit qu’avec des temps de séjour très longs. Il en résulte des phénomènes de fermentation et bio réduction (transformation de nitrate en nitrite), à l’origine de saveur désagréable ou de corrosion.

II-3.4- Turbidité

Les colloïdes responsables de la turbidité peuvent protéger les bactéries des oxydants.

Dans le réseau, une turbidité élevée de l’eau révèle les problèmes suivants :

 Précipitation de fer, aluminium ou manganèse, due à une oxydation dans le réseau.

 Précipitation lente de CaCO₃ (ou parfois hydroxyde de magnésium). due à un mauvais ajustement du pH à l’usine de traitement.

 Une corrosion importante.

 L’agglomération naturelle des colloïdes qui peuvent provenir d’arrachements de bio film, ou de bactéries agglomérées par leur glycocalyx (polysaccharides présents sur les parois extérieurs des bactéries).

 Une fuite de matières dans la filière de filtration de l’usine de traitement (on dit que les filtres sont « percés »).



Des précipités formés par l’effet de post floculation dans le réseau (effort persistant du floculant et polymérisation non achevée) dégradent la qualité organoleptique de l’eau et conditionnent la prolifération de microorganismes

.

(MONTIEL – 1996).

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II-3.5- Ammonium

Il est important d’éliminer l’ammonium avant d’introduire de l’eau dans le réseau parce que l’ammonium réagit avec le chlore pour produire des chloramines, qui sont des désinfectants moins efficaces et qui peuvent provoquer des goûts désagréables. Certaines bactéries prolifèrent aussi en transformant l’ammonium en nitrites puis, en nitrates.

II-3.6- Matières organiques

Source nutritive essentielle pour la prolifération bactérienne, Une consommation de la matière organique s’accompagne de l’accroissement de la densité bactérienne présente au niveau du bio film, tout comme dans l’eau en circulation. Plusieurs mesures du potentiel nutritif carboné ont été effectuées, afin de déterminer des valeurs guides indicatives pour assurer une croissance bactérienne limitée dans le réseau :