la désinfection de l’eau par chloration: cas...
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FACULTE DES SCIENCES
Parcours : INGENIERIE EN SCIENCES ET TECHNIQUES DE L’EAU
Mémoire de fin d‟études pour l‟obtention du diplôme de Master II d‟Ingénierie
en Sciences et Techniques de l‟Eau
Intitulé :
Présenté le 15 Septembre 2017 par :
Monsieur RAZAKARIVOARISOA Luc Dinah
Les membres de jury:
Monsieur RAJAOARISOA Andriamanjato Docteur Président de jury
Monsieur RAZANAMPARANY Bruno Professeur Rapporteur
Monsieur Marnik VAN CLOOSTER Professeur à
l’Université
Catholique de Louvain,
Belgique
Examinateur
Année universitaire: 2015-2016
La désinfection de l’eau par Chloration: cas du
Fokontany de SAHAVALAINA : Suivi et
détermination du taux de l’hypochlorite de sodium
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
RAZAKARIVOARISOA Luc Dinah
i
REMERCIEMENTS
Je rends grâce au Père Céleste de m‟avoir donné la force, le courage et surtout la
santé durant mes années d‟études et l‟accomplissement de ce mémoire.
Nous adressons nos vifs remerciements aux nombreuses personnes qui ont contribué
à la réalisation de ce mémoire,notamment à :
-au Professeur RAHERIMANDIMBY Marson Doyen de la Faculté des Sciences de
l‟université d‟Antananarivo
-au Docteur RALAMBOMANANA Dimby Andrianina, Responsable Mention Chimie
-au Professeur RAZANAMPARANY Bruno, Responsable de la formation I.S.T.E également
rapporteur de ce mémoire qui m‟a beaucoup aidé pour l‟élaboration de ce travail et à tous les
enseignants de la Formation I.S.T.E qui n‟ont jamais cessé de chercher tous les moyens
possibles pour nous donner une meilleure formation, qui nous a accordé son temps précieux
en supervisant l‟évolution de ce travail ;
Nous tenons aussi à remercier sincèrement les personnes qui ont contribué à l‟élaboration de
ce mémoire et sans qui, ce mémoire n‟aurait jamais vu le jour, en particulier :
Au Docteur RAJAOARISOA Andriamanjato, Enseignant à la Faculté des Sciences de
l‟Université d‟Antananarivo, il nous a fait l‟honneur de présider le jury pour la
présentation de ce mémoire ;
au Professeur Marnik VAN CLOOSTER, Enseignant Chercheur à l‟Université
Catholique de Louvain en Belgique, pour le grand honneur qu‟il nous fait d‟être
examinateur de ce mémoire
Mes vifs remerciements s‟adressent également à :
Aux techniciens et le personnel du laboratoire de JIRAMA Mandroseza
Monsieur Bruno RAKOTOARIVELONANAHARY, Chef des Services Contrôle
Qualité Physico-chimique/SCQPC au laboratoire de la JIRAMA à Mandroseza, mon
encadreur professionnel
RAZANAMIHAJA Ingénieur Hydraulicien, Responsable de l‟Action de Développement,
mon encadreur professionnel.
« Merci pour votre précieux conseil, votre disponibilité, nous ne serons parvenu à
accomplir ce travail ».
Sans oublier mes parents, mes amis et toute la famille, et tous ceux qui m‟ont toujours
soutenu et encouragé au cours de la réalisation de ce mémoire.
Que Dieu vous bénisse
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
RAZAKARIVOARISOA Luc Dinah
ii
AVANT-PROPOS
Ayant terminé la cinquième année d‟étude à la formation Master d‟Ingénierie en Sciences et
Techniques de l‟Eau « M.I.S.T.E » Master 2 au sein de la Faculté des Sciences,Domaine
Sciences et Technologies, Mention Chimie ,j‟ai effectué un stage dans la société JIRAMA à
Mandroseza et l‟Action de Développement pour préparer mon mémoire afin d‟obtenir le
diplôme de MASTER II qui est l‟achèvement de notre étude à la formation M.I.S.T.E.
Ce stage est recommandé par l‟établissement, particulièrement en vue d‟imprégner
le futur d‟Ingénieur en entreprises et par la suite de pouvoir s‟intégrer facilement dans le
monde du travail. En outre, c‟est une occasion précieuse pour les apprenants de mettre en
pratique leurs acquis en cours universitaire.
On a choisi le thème suivant « La désinfection de l’eau par chloration: cas du
Fokontany de Sahavalaina ; suivi et détermination du taux de l’hypochlorite de sodium»
pour améliorer notre capacité intellectuelle et mettre en évidence l‟importance d‟une telle
étude face à la demande croissante des besoins en eau potable.
La formation est ainsi assurée par plusieurs spécialistes en eau comme des enseignants
Chercheurs de l‟Université d‟ Antananarivo, des spécialistes en eau du GRET, des Chercheurs
du Centre National de la Recherche pour l‟Environnement, des cadres du Ministère de l‟eau,
des Directeurs d‟entreprise et organisations non gouvernementales.
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
iii
TABLES DES MATIERES
REMERCIEMENTS
AVANT- PROPOS
TABLE DES MATIERES
LISTE DES ABREVIATIONS ET UNITES
LISTE DES TABLEAUX
LISTE DES FIGURES
LISTE DES ANNEXES
Introduction ....................................................................................................................... 1
PREMIERE PARTIE ...................................................................................................... 2
ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE ....................................................................................... 2
I-Présentation de la zone d’étude et situation de l’adduction d’eau potable à
Madagascar ........................................................................................................................ 3
I-1- Localisation administrative ......................................................................................... 3
I-1-1 Climat ..................................................................................................................... 3
I-1-2 Population ................................................................................................................ 4
I-1-3 Le Sol et végétation ................................................................................................. 4
I-1-4 Accès à l‟eau potable ............................................................................................... 4
II-2- Situation de l‟adduction d‟eau potable à Madagascar ................................................ 5
II-2-1- Installation de l‟adduction d‟eau potable gérée par les secteurs privés ou les
communes et les « Fokontany » .......................................................................................... 5
II-2-2- Système d‟adduction d‟eau potable ..................................................................... 5
II-2-3 Processus de traitement de l‟eau à Sahavalaina .................................................. 7
II-2-3-1 Pretraitement ..................................................................................................... 8
II-2-3-1-a) Captage .................................................................................................... 8
II-2-3-1-b) Dégrillage ................................................................................................ 8
II-2-3-2 Etapes de traitements ........................................................................................... 8
II-2-3-2-1 Clarification ................................................................................................. 8
II-2-3-2-1-a)Décantation ........................................................................................... 9
II-2-3-2-1-b) filtration ............................................................................................... 9
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
iv
II-2-3-2-2-Neutralisation ..................................................................................................... 10
II-2-3-2-3-Désinfection ...................................................................................................... 10
II-La désinfection de l’eau et le domaine d’emploi d’appareil eléctrochlorateur ....... 11
I- La désinfection de l‟eau .......................................................................................... 11
I-1-Principe ............................................................................................................. 11
I-2-Domaine d‟application ..................................................................................... 11
I-3-Les conditions d'une bonne désinfection .......................................................... 12
I-4-Nécessité de la désinfection de l'eau potable ................................................... 12
II- Domaine d‟emploi d‟appareil eléctrochlorateur ..................................................... 13
II-1-Eléctrochloration ................................................................................................ 13
II-1-1 Réalisation des électrolyseurs ..................................................................... 13
II-2- Système de chloration ....................................................................................... 14
II-2-1 Mécanisme de la désinfection par eléctrochlorateur ................................... 14
II-2-2 Mode de fonctionnement de système d‟appareil eléctrochlorateur ............. 15
II-2-3 Domaine d‟utilisation de système de chloration .......................................... 15
II-2-4 L‟installation de système de chloration ....................................................... 16
II-2-5 L‟avantage de l'utilisation de système de chloration ................................... 17
DEUXIEME PARTIE ...................................................................................................... 18
MATERIELS ET METHODES ..................................................................................... 18
I-Généralité d’analyse des paramètres physico-chimiques et bactériologiques des
eaux ..................................................................................................................................... 19
I-1- Paramètres de la qualité des eaux ...................................................................... 19
I-1-1-Paramètres organoleptiques .......................................................................... 19
I-1-2-Analyse des paramètres physico-chimiques ................................................. 19
I-1-2-1-Analyse Physique ................................................................................... 19
I-1-2-1-1-Le potentiel d‟hydrogène (pH) ........................................................ 19
I-1-2-1-2-La turbidité ...................................................................................... 20
I-1-2-1-3- La conductivité, la minéralisation et la température ...................... 20
I-1-2-2-Analyse chimique ..................................................................................... 21
I-1-2-2-1- Analyse volumétrique........................................................................ 21
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
v
a) Dureté ........................................................................................................ 22
b) Dosage de matière organique .................................................................... 22
c)Dosage des chlorures .................................................................................. 22
I-1-2-2-2-Analyse colorimétrique ........................................................................ 23
a)Détermination de la teneur en fer (méthode hydrocure) ................................. 23
b) Dosage des sulfates ........................................................................................ 24
c)Dosage des nitrites .......................................................................................... 24
d) Dosage des nitrates ........................................................................................ 24
e)Dosage des ions ammoniums .......................................................................... 24
I-2-Analyse Bactériologique des Eaux ................................................................................ 27
I-2-1-Etape de prélèvement ....................................................................................... 27
I-2-2-Analyse ............................................................................................................ 27
I-2-2-1 Germes à rechercher .................................................................................. 27
I-2-2-2 Etape d‟analyse ........................................................................................... 27
II-Descriptions détaillées de l’hypochlorite de sodium .................................................. 29
I-Hypochlorite de sodium ............................................................................................... 29
I-1-Qui a découvert l'hypochlorite de sodium? ........................................................... 29
I-2-Les caractéristiques de l'hypochlorite de sodium .................................................. 29
I-3-Les applications d'hypochlorite de sodium ........................................................... 29
I-4-Determination du chlore actif de l‟hypochlorite de sodium (NaClO) fabriqué .... 30
II-Détermination de la demande en chlore ou (taux de traitement) .................................. 32
III -RESULTATS D’ANALYSE OBTENUS DE L’EAU DU FOKONTANY DE
SAHAVALAINA ............................................................................................................... 37
I-Analyse paramètre physico-chimique de l‟eau du Fokontany de Sahavalaina................. 37
II – Résultats ........................................................................................................................ 37
II-1-Resultat de l‟eau après la désinfection chimique ........................................................ 39
III-Bactériologique .............................................................................................................. 42
IV- Suivi de Taux de chlore résiduel Cl2 de l‟eau des quelques bornes fontaines du Fokontany
de Sahavalaina (mois d‟avril) ............................................................................................. 43
IV-Proposition d‟action (suivi – contrôle) et recommandations ......................................... 44
IV -1-Proposition d‟actions ................................................................................................. 44
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
vi
Nécessité de suivi ................................................................................................................ 44
But du contrôle .................................................................................................................... 44
Contrôle microbiologique .................................................................................................. 44
IV -2- Recommandations .................................................................................................... 44
IV-2-1 Qualité bactériologique de l‟eau de la consommation ............................................ 45
CONCLUSION .................................................................................................................. 46
ANNEXES
BIBLIOGRAPHIE
WEBOGRAPHIE
TABLES DES MATIERES
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
vii
LISTE DES ABREVIATIONS ET UNITES
M.I.S.T.E Master d‟Ingénierie en Sciences et Techniques de l‟Eau
JIRAMA Jiro sy Rano Malagasy
GRET Groupe de Recherche d‟Échange Technologique
CNRE Centre National pour la Recherche Environnementale
RN2 Route National 2
SCQPC Services Contrôle Qualité Physico-chimique
EB Eau Brute
ED Eau Décantée
EF Eau Filtrée
ET Eau traitée Eau traitée
pH Potentiel hydrogène
TH Titre hydrotimétrique (dureté)
NET Noir Eriochrome T
EDTA Éthylène Diamine Tétra Acétate
TH ca Titre hydrotimétrique calcique (dureté calcique)
MO Matières Organiques
TAC Titre alcalimétrique complet
Turb Turbidité
T Température
MES Matière En Suspension
PVC Polychlorure de vinyle
PEDH Polyl Éthylène de Haut Densité
Q Débit
VMA Valeur Maximale Admissible
V Volume
C Concentration
Cond Conductivité
BF borne fontaine
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
viii
UNITES
m.s-1
Mètre par seconde
µm Micromètre
m.h-1
Mètre par heure
g.mol-1
Gramme par mole
g.mL-1
Gramme par millilitre
g.cm-3
Gramme par centimètre cube
g.L-1
Gramme par litre
mg.L-1
Milligramme par litre
°C Degré Celsius
µS.cm-1
Micro siemens par cm
NTU Nephelometric Turbidity Unit.
tr.mn-1
tours par minute
DMS degrés, minutes, secondes
TDS Total Dissolved Solids
°f Degré français
Ha Hectare
mm Millimètre
cm centimètre
m mètre
gr gramme
L Litre
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
ix
LISTE DES TABLEAUX
Tableau n° 1 : Classe de la turbidité usuelle ....................................................................... .... 20
Tableau n° 2 : Norme des paramètres physiques et chimiques ................................................ 25
Tableau n° 3 : Paramètres et réactifs d‟analyse correspondant ................................................ 25
Tableau n°4 : Matériels utilisés durant les analyses ............................................................ .... 26
Tableau n°5 : Spécificité de chaque germe sur son milieu de culture ................................. .... 28
Tableau n° 6 : Valeur de volume d‟Iodure de Potassium versé (1 essaie) .......................... .... 31
Tableau n° 7 : valeur de volume d‟Iodure de Potassium versé (2 essaie) ................................ 31
Tableau n° 8 : Résume de la description et paramètres analysé de l‟hypochlorite de sodium . 32
Tableau n° 9 : La dose optimale de l‟hypochlorite de sodium au Break Point ........................ 34
Tableau 10: Les résultats du contrôle de qualité de l‟échantillon d‟eau du mois de Janvier cas
du Fokontany Sahavalaina ....................................................................................................... 38
Tableau 11: les résultats d‟analyses paramètres physico- chimique de l‟échantillon d‟eau du
Fokontany de Sahavalaina après la désinfection ...................................................................... 40
Tableau n°12 : Résultats des analyses bactériologique effectuées L‟eau de robinet .............. 42
Tableau n°13 : Qualité bactériologique de l‟eau de la consommation .................................... 45
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
x
LISTE DES FIGURES:
Figure 1:Représentation cartographique de la zone d‟étude [Google earth 2017] ................... 3
Figure 2 :La borne fontaine du Fokontany Sahavalaina ..................................................... .... 4
Figure 3 : Système d‟adduction d‟eau potable cas du Fokontany de Sahavalaina ................... 6
Figure 4 : Organigramme des diverses étapes de traitement ............................................... .... 7
Figure 5 : Ouvrage de traitement du Fokontany de Sahavalaina ........................................ .... 7
Figure 6 : Schéma simplifié d‟un bassin de filtration .............................................................. 10
Figure 7 : Schéma de montage d‟installation de production d‟hypochlorite de sodium .......... 14
Figure 8 : Schéma d‟un appareil eléctrochlorateur .................................................................. 14
Figure 9: Schéma de fonctionnement de système .................................................................... 15
Figure 10: l‟installation de système de chloration (Eléctrochlorateur) .................................... 17
Figure 11: Ionomètre ........................................................................................................... .... 20
Figure12 : Turbidimètre ...................................................................................................... .... 20
Figure 13 : Conductimètre ........................................................................................................ 21
Figure 14 : Plaquette Etalon ..................................................................................................... 23
Figure 15 : Comparateur hydrocure ......................................................................................... 23
Figure 16: Comparateur hydrocure .......................................................................................... 35
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
xi
LISTE DES ANNEXES
Annexe I: extrait de norme malagasy sur la potabilité des eaux ......................................... I
Annexe II : analyse physico-chimique des eaux de la JIRAMA Mandroseza .................... III
Annexe III : Détermination de la demande en chlore ......................................................... VIII
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
1
INTRODUCTION
Depuis plusieurs siècles, l‟eau est considérée comme l‟un des éléments essentiels dans la vie
sur terre. Elle est utilisée dans divers domaines pour différentes finalités bien distinctes. La
mise en place d'un système d'adduction d‟eau potable dans une commune contribue largement
à son développement. A Madagascar, de nombreux milieux urbains sont confrontés à des
problèmes d'alimentation en eau potable. En effet, la forte croissance démographique entraîne
la saturation des installations destinées à la distribution de l'eau. En ce qui concerne les
milieux ruraux, de telles installations sont rares ou presque inexistantes. Par ailleurs, leur
existence dans un milieu rural pourrait susciter des problèmes de maintenance de gestion, et
d‟installations, car il est difficile d'y trouver un personnel qualifié capable de l'assurer. Ainsi,
l'accès à l'eau potable constitue un des problèmes cruciaux dans le monde rural malgache.
Les méthodes de traitement de l‟eau destinée à la consommation humaine sont une des
préoccupations des dirigeants d‟un pays pour préserver la santé de sa population. D‟où,
l‟intérêt de notre étude en vue de mettre en évidence l‟efficacité, l‟avantage d‟appareil
eléctrochlorateur et préservation d‟une meilleure qualité de l‟eau traitée.
Ce mémoire comprend deux parties distinctes : la première partie présente l‟étude
bibliographique, et est subdivisée en deux : premièrement présentation de la zone d‟étude et
situation de l‟adduction d‟eau potable à Madagascar, et la deuxième relate la généralité de la
désinfection de l‟eau et le mode d‟emploi d‟appareil Eléctrochlorateur.
La seconde partie concerne les études expérimentales effectuées en laboratoire. Elle contient
trois sous parties distinctes : la première présente l‟analyse des paramètres physico-chimiques et
bactériologiques des eaux ; la deuxième développe les descriptions détaillées de l‟Hypochlorite
de sodium et la dernière donne les résultats d‟analyse obtenus de l‟eau du Fokontany de
Sahavalaina et la proposition d‟action et les recommandations.
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
2
PREMIERE PARTIE
ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
3
I-PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE ET SITUATION DE
L’ADDUCTION D’EAU POTABLE A MADAGASCAR
I-1-Localisation administrative
La zone d'étude est localisée dans la commune rurale Ambinanony Fokontany de Sahavalaina. Les
coordonnées géographiques sont 18°36'0" latitude et 49°7'0" longitude en DMS (degrés, minutes,
secondes) chef-lieu de la région Antsinanana et province Tamatave. La zone d‟étude situe entre
Tamatave et Brickaville, plus précisément à 70km avant d‟arriver à Tamatave et 31km après
Brickaville et on prend la bifurcation à droite environ de 3km de la route nationale RN2.
Figure 1:Représentation cartographique de la zone d’étude [Google earth 2017] [7]
I-1-1 Climat
Le Fokontany de Sahavalaina possède un climat équatorial chaud et humide comme Tamatave, il est
sec mais pluvieux. Toute l‟année, la température moyenne du Fokontany de Sahavalaina est de
24.1°C et les précipitations sont en moyenne de 2751 mm du mois de janvier, la température
moyenne est de 26.7°C, et c‟est le mois le plus chaud de l'année et le mois de Juillet est le mois le
plus froid de l'année. La température moyenne de cette période est de 20.9°C.
Sahavalaina
Sahavalaina
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
4
I-1-2 Population
Le fokontany de Sahavalaina compte 6500 habitants sur une étendue de 100km2.La densité de
la population est de 10 habitants par km2.On a remarqué que 65% de la population sont
jeunes ; c‟est à dire que la plupart de la population sont des jeunes plus de 18 ans c‟est eux qui
aident leurs parents dans leurs activités économiques et sociales.
I-1-3 Le Sol et végétation
La plupart des parties du Fokontany de Sahavalaina sont dominées par le sol de type
d‟alluvionnaire très facile à fertiliser. En général, la principale activité de la commune est
l'agriculture.
L'agriculture reste l'activité principale de la commune. Les cultures vivrières comme, le
manioc, Cannel, litchis et orange sont destinées essentiellement à la consommation locale et
transportées vers les autres provinces.
I-1-4 Accès à l’eau potable
La conduction de l‟eau de la source vers le village se fait par un système d‟adduction
gravitaire, utilise aussi bien en adduction qu'en distribution par des tuyaux PEHD.
Le Fokontany de Sahavalaina possède 41bornes fontaines privés ou branchements privés
comme : hôpital, école… et 10 bornes fontaines ou Kiosques pour les habitants.
Cette figure présente l‟état de la borne fontaine du Fokontany de Sahavalaina
Figure 2 :La borne fontaine du Fokontany Sahavalaina
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
5
II-2 Situation de l’adduction d’eau potable à Madagascar
II- 2-1- Installation de l‟adduction d‟eau potable gérée par les secteurs privés ou les
communes et les « Fokontany »
Le gouvernement cherche toujours les moyens de mettre l'eau à la disposition de la population
dans les meilleures conditions. L'extension des activités de la "JIRAMA'" dans les milieux
ruraux ou dans les "Fokontany" n'est pas rentable pour l'État à cause de son coût d'installation
très élevé et le prix de revient moins chère. Ainsi la gestion et la maintenance des installations
de la distribution d'eau sont confiées à l‟autorité locale. Mais les installations gérées par les
communes créent parfois des problèmes pour les raisons suivantes:
Le nombre des bornes fontaines est limité par le financement;
Le traitement de l'eau est très simple et ne permet pas d'avoir un résultat fiable sur la
potabilité (décantation, filtration) ;
Comme le coût de l'eau est très faible, les installations d'eau potable ne sont pas
continuées
Les installations tombent souvent en panne et sont même complètement abandonnées.
L'inexistence de gestion définissant la structure de maintenance et d'entretien
contribue à la dégradation et à la destruction des investissements faites.
Le manque de personnel qualifié capable à la maintenance et la gestion des
installations d'adduction d'eau potable.
II- 2-2 Système d‟adduction d‟eau potable
Système d‟adduction d‟eau potable désigne l'ensemble des techniques permettant de
transporter l'eau de sa source à son lieu de consommation. L'eau peut être acheminée grâce à
des conduites ou des canaux.
On utilise les différents systèmes d'adduction. L'adduction par refoulement emploie un
système de pompe pour créer une pression dans le réseau tandis que l'adduction gravitaire
utilise les différences d'altitude de l'eau, comme le cas des châteaux d'eau. Divers problèmes
concernent l'adduction d'eau. En effet, le cas où les pompes cessent brusquement de
fonctionner, l'eau va refluer et soumettre les canalisations à de fortes pressions. D'autre part,
en cas d'inondations, le niveau des eaux usées peut atteindre le circuit d'eau potable et s'y
mélanger.
L‟existence d‟adduction d‟eau potable par gravitaire doit comprendre les éléments suivants :
-source de captage
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
6
-réseau d‟amenée d‟adduction
-ouvrage de traitement
-enfin du réseau de distribution qui amène l'eau aux consommateurs (robinet, fontaine, etc.)
Ces images ci-dessous représentent le système d‟adduction d‟eau potable, cas du Fokontany
de Sahavalaina
Captage de
Sahavalaina
Réseau d‟amenée
d‟adduction
Ouvrage de
traitement de
Sahavalaina
Château d‟eau de
capacité de 30 m3
Borne fontaine de
Sahavalaina
Conduction d‟eau
Figure 3 : Système d’adduction d’eau potable cas du Fokontany de Sahavalaina
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
7
II-2-3 Processus de traitement de l’eau à Sahavalaina
La première étape de traitement est commencée par le captage de l‟eau brute ; suivie le
pré-traitement et le traitement proprement dit.
Les figures 4 et 5 montrent les diverses étapes de traitement de l‟eau et l‟ouvrage de
traitement du Fokontany de Sahavalaina.
Figure 4 : Organigramme des diverses étapes de traitement
Figure 5 : Ouvrage de traitement du Fokontany de Sahavalaina
Captage, Dégrillage
Décantation
Filtration
Neutralisation
Désinfection
Eau potable
PRE-TRAITEMENTS
TRAITEMENTS Ca(OH)2
NaClO
Eau brute (Source)
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
8
La Clarification des eaux:
La clarification a pour but d‟éliminer tous les constituants insolubles susceptibles de
communiquer à l‟eau une turbidité ou couleur indiscernable (invisible). Ces particules
peuvent être des matières colloïdales, matières en suspension et matières organiques.
II-2-3-1 Pré-traitement
II-2-3-1-a) Captage
Ce lieu de stockage rend possible une décantation naturelle pour un stockage d‟eau en sécurité.
Captage est aussi un ouvrage de prélèvement exploitant une ressource en eau, que ce soit
en surface ou dans le sous-sol. Qu‟ils soient destinés à l‟alimentation en eau potable, à
l‟irrigation ou aux usages domestiques et industriels.
En général on distingue 3 niveaux de protection :
-Périmètre de protection immédiate : surface réduite (quelques mètres carrés à
quelques centaines de mètres carrés). Toute activité risquée, est interdite. Il est souvent
clôturé et il vise aussi à protéger le matériel contre toute dégradation matérielle ou
l'introduction directe des substances toxiques dans l'eau ou le sol.
-périmètre de protection rapprochée : zone intermédiaire, qui accepte des activités
sans risques pour la ressource et le captage, ou des activités diminuant le risque de
pollution. Sa surface varie selon la vulnérabilité du captage et de la ressource en eau.
-périmètre de protection éloignée : Il est moins contraignant (et non obligatoire),
mais une gestion de tous les risques liés aux activités humaines, il est envisageable. Il peut
considérablement améliorer la sécurité du dispositif global.
II-2-3-1-b) Dégrillage
Le dégrillage permet de protéger les ouvrages avals de l'arrivée de gros objets susceptibles de
boucher les différentes unités de traitement. Ceci permet également de séparer et d'évacuer
facilement les matières volumineuses charriées par l'eau brute.
II-2-3-2 Étapes de traitements
Le traitement de l‟eau brute s‟effectue de façon plus ou moins complète suivant la nature et
la variété des défauts de qualité de l‟eau à traiter. Il comporte trois grandes phases : la
clarification, la neutralisation et la désinfection.
II-2-3-2-1Clarification
La clarification permet d‟éliminer des matières en suspension d‟origine animale ou
végétale par le phénomène de la décantation et de la filtration.
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
9
II-2-3-2-1-a)Décantation
La décantation est un procédé de séparation dont le but est l‟élimination de plus
grand nombre de particule possible. C‟est aussi la sédimentation par gravité des flocs au
fond des ouvrages appelés « décanteurs ». En d‟autre terme, elle a pour but d‟éliminer sous
l‟action de la pesanteur la majeure partie des matières en suspension dans l‟eau, soit
qu‟elle existe dans l‟eau brute, soit qu‟elle se forme au cours de la floculation.
On a 2 types de Décantation selon la nature des particules :
Décantation de la particule discrète est caractérisée par le fait que les particules
conservent leur propriété physique initial au cours de leurs chute.
Décantation de la particule floculant est caractérisée par l‟agglomération des
particules au cours de leur chute les propriétés physique de ce particules (forme,
dimension, densité) et vitesse de chute sont modifiée pendant le processus.
II-2-3-2-1-b) filtration
Après la décantation, l‟eau passe à travers les masses filtrantes qui sont des
anthracites et /ou du sable fin pour être séparée des flocs non décantables : c‟est l‟opération
de filtration c‟est à dire l‟élimination des flocs résiduels. Si le filtre est colmaté, le lavage
du filtre se fait par le sens inverse de l‟écoulement de l‟eau. Le milieu filtrant est alors en
expansion et les particules d‟impuretés beaucoup moins dense que les grains de sables sont
décollés et évacués vers l‟égout à l‟aide des goulottes. La vitesse de filtration est de 8 à 20
m.h-1
pour les filtres dégrossisseurs, et 4 à 10 m.h-1
pour les filtres de finition ; le lit de
sable 0,6 à 1,2 m d‟épaisseur et 0,3 à 1,5mm de diamètre de grains.
Le filtre peut être gravitaire ou sous pression.
On distingue deux types de filtre :
Filtre monocouche
Il ne contient qu‟une seule masse filtrante qui est le sable. La granulométrie du sable est
entre 0,8mm et 1,5mm. Ce type de filtre est utilisé dans le bassin de filtration du
Fokontany de Sahavalaina.
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
10
Eau décantée
Sable fin (0,8mm et 1,5mm)
Semelle sable (2mm à 3mm)
Dalle perforée
Eau filtrée
Figure 6 : Schéma simplifié d’un bassin de filtration
Filtre bicouche
Celui-ci à deux couches de masse filtrante dont 40% d‟anthracite et 60% de sable. La
granulométrie du sable est de 1mm.
II-2-3-2-2-Neutralisation
A la suite de la désinfection, l‟eau ne contient plus des bactéries, elle est potable mais
agressive vis-à-vis des conduites, donc la neutralisation a pour but d‟éliminer le CO2 en
excès en vue de protéger les conduites contre la corrosion.
II-2-3-2-3-Désinfection
Après la filtration et la neutralisation, on obtient de l‟eau limpide et claire mais elle n‟est
pas encore potable parce qu‟elle contient encore des germes pathogènes .La désinfection
est l‟élimination des germes pathogènes (bactéries, virus et certain parasites), la
stérilisation et la destruction de toutes les organismes vivants dans l‟eau.
La désinfection se fait par ajout d‟une certaine quantité de produit chimique oxydant dotée
de propriété germicide à l‟eau, dans ce cas, on a une désinfection chimique.
Les oxydants les plus utilisés sont le chlore et ses dérivés pour les raisons suivantes :
existence sur le marché, la bonne connaissance de sa réaction chimique, sa simplicité
d‟emploi, sa rémanence dans les réseaux de distribution et son faible coût.
50cm
1m
20cm
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
11
II-LA DESINFECTION DE L’EAU ET LE DOMAINE D’EMPLOI
D’APPAREIL ELECTROCHLORATEUR
I- La désinfection de l’eau
La désinfection de l‟eau destinée à la consommation humaine est l‟étape finale
indispensable dans toute filière de traitement de potabilisation de l‟eau, et la distribution
correspond à la destruction ou l‟inactivation des micro-organismes pathogènes de
l‟Homme.
La désinfection de l'eau potable permet de diminuer le nombre des maladies provenant de
l'eau, tels que la fièvre typhoïde, le choléra et l'hépatite A ou E. La désinfection de l'eau
signifie l‟élimination ou la désactivation des micro-organismes pathogènes. Les micro-
organismes sont détruits ou désactives, entraînant la fin de leur développement et de leur
reproduction.
La désinfection peut être réalisée par des désinfectants physique ou chimique. Les agents
éliminent aussi les polluants organiques de l'eau, qui servent d'aliments ou d'abris aux
microorganismes. Les désinfectants n‟éliminent pas seulement les micro-organismes. Ils
auront aussi un effet résiduel, ce qui signifie qu'ils resteront actifs dans l'eau après la
désinfection. Un désinfectant devrait empêcher les microorganismes pathogènes de se
développer dans les tuyauteries après la désinfection, évitant ainsi à l'eau d'être
recontaminé.
Quand les microorganismes ne sont pas éliminés de l‟eau, l‟utilisation d‟eau provoquera
des maladies. La stérilisation est un procédé relatif à la désinfection. Cependant, lors du
procédé de stérilisation, tous les microorganismes présents sont tué (les microorganismes
nocifs et non nocifs).
I-1-Principe
La désinfection se fait par ajout à l‟eau d‟une certaine quantité des produits chimiques
oxydants dotés des propriétés germicides. Dans le cas, on a une désinfection chimique ;
désinfection physique par ébullition ; ultrason ; ultra-violet.
La chloration est une des méthodes que l‟on peut utiliser pour désinfecter l‟eau. Cette
méthode a été utilisée il y a plusieurs siècles et elle est encore utilisée aujourd‟hui, C‟est
une méthode de désinfection chimique qui utilise divers type de chlore ou des substances
contenant du chlore pour oxyder et désinfecter la source d‟eau potable.
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
12
I-2-Domaine d‟application
La désinfection est donc la correction de la qualité bactériologique d‟une eau .Elle est
applicable à une eau naturelle conforme à toute circonstance aux normes physico-chimique
de potabilité et rarement pour les eaux superficielles vulnérables à la pollution sans
traitement préalable. Elle peut être appliquée à une eau souterraine conforme aux normes.
I-3-Les conditions d'une bonne désinfection
Selon le type de désinfection, certains paramètres sont à prendre en considération :
-pour la désinfection physico-chimique: il convient de respecter un temps de contact et une
dose d‟application adaptée afin d‟assurer l‟efficacité de l‟action du composé chimique et
minimiser les sous -produits susceptibles de se créer le cas échéant.
-pour la désinfection par rayonnement ultraviolet : respect d'une certaine intensité de
radiation par volume d'eau.
-pour la désinfection par membrane d‟ultrafiltration : vérification de l‟intégrité des
membranes. Dans la pratique, le traitement membranaire est toujours suivi d‟une étape de
désinfection chimique.
I-4-Nécessité de la désinfection de l'eau potable
La plupart des microorganismes pathogènes sont éliminée de l'eau lors de la première étape
de purification de l'eau. Cependant, la désinfection de l'eau est encore nécessaire afin
d'empêcher que l'eau potable soit nocive pour notre santé. Les microorganismes peuvent se
trouver naturellement dans la nature ; et invisible à l'œil nu, les microorganismes sont
présents dans les sols, l‟air, la nourriture et l‟eau à ces microorganismes dès notre
naissance.
Les microorganismes pathogènes de l'eau ont un nombre spécifique des propriétés qui les
distinguent des contaminants chimiques. Ce sont des organismes vivants. Ils ne sont pas
dissout dans l‟eau mais coaguleront et s‟attacheront aux colloïdes et aux solides de l‟eau.
Les microorganismes pathogènes de l'eau potable peuvent se diviser en trois types: les
bactéries, les virus et les parasites protozoaires. Les bactéries et les virus peuvent exister
dans les eaux de surface et les eaux souterraines, tandis que les parasites protozoaires se
trouvent principalement dans l‟eau de surface.
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
13
II-Domaine d’emploi d’appareil eléctrochlorateur
II-1-Eléctrochloration
C‟est un procède de fabrication de l‟hypochlorite de sodium (NaClO) par électrolyse d‟une
solution de chlorure de sodium. Sa mise en œuvre est particulièrement intéressante lorsque
la solution de sel est disponible sous forme d‟eau de mer. L‟eléctrochloration permet
d‟éliminer les sujétions qu‟entraîne au plan de sécurité la constitution d‟un stockage
important de chlore liquide .Elle ne nécessite pas la présence des grandes bâches de
stockage de réactif puisque la production d‟hypochlorite de sodium est assurée de manière
continue en fonction des besoins. Lorsque la fabrication est réalisée à partir d‟une solution
artificielle de chlorure de sodium, les problèmes de manutention et de transport sont très
simplifiés puisque le réactif est alors inoffensif.
On peut écrire la réaction :
2 NaCl + 3H2O NaClO +NaCl+2H2O+H2
II-1-1Réalisation des électrolyseurs
Un électrolyseur est généralement constitué par une cuve en matière plastique inattaquable
par l‟hypochlorite de sodium équipé d‟une entrée et d‟une sortie de solution saline. Un
dispositif spécial permet à la sortie, l‟élimination de l‟hydrogène formé. Les électrodes
sont montées en série à l‟intérieur de la cuve .Les électrodes d‟extrémité sont relies
respectivement aux pôles négatif (cathode) et positif (anode) du générateur du courant.
Elles sont généralement en titane, l‟anode et la face anodique des électrodes intermédiaires
bipolaires étant protégées de la corrosion par un platinage.
Cette figure ci-dessous représente l‟installation de production de l‟hypochlorite de Sodium
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
14
Figure 7 : Schéma de montage d’installation de production d’hypochlorite de sodium
II-2- Système de chloration
C‟est un nouveau système révolutionnaire de la désinfection de l’eau par production
d‟hypochlorite de sodium (NaClO) à faible niveau de sel grâce à l‟électrolyse.
L'électrolyse est un procédé dans lequel l'énergie électrique sera transformée en énergie
chimique. Ce procédé se déroule dans un électrolyte, une solution aqueuse ou possédante
des sels dissous qui donnent aux ions la possibilité d'un échange entre les deux électrodes.
Le principe de l'électrolyse peut être utilisé dans l'eau pour permettre une désinfection.
Voici quelques photos
Figure 8 : Schéma d’un appareil eléctrochlorateur
II-2-1 Mécanisme de la désinfection par eléctrochlorateur
Dans la procédure d'électrolyse, l'eau est exposée à un courant continu de basse tension
entre les électrodes. Les sels présents dans l'eau entre les électrodes sont convertis en
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
15
composant d‟oxydant ou désinfectant. Les ions positifs générés dans l'eau par électrolyse
recherchent des particules de polarité opposée telles que, les bactéries, les virus ou les
champignons. Par conséquent, il n'y a plus de développement et de division cellulaire ainsi,
les bactéries ne peuvent plus se multiplier et éventuellement mourront. L‟électrolyse,
comme d'autres désinfectants créera aussi de l'hypochlorite de sodium, qui est capable de
tuer une grande variété des germes.
II-2-2 Mode de fonctionnement de système d‟appareil eléctrochlorateur
Les cellules électrolytiques du système de chloration utilisent l'électricité pour convertir
l'eau saumure en une solution sûre d'hypochlorite de sodium dilué. Le système se compose
des éléments suivants:
-Une cabine de contrôle avec des connexions à l'électrode, et un câble d'entrée ON/OFF
- Une électrode installée dans un tuyau avec deux coupleurs, fourni avec un câble pour se
connecter à la cabine de contrôle
-Manuel pour l'utilisation adéquate de l'équipement
-bêcher en plastique de 1000mL pour mélanger l‟eau et le sel,et autre bêcher de 50 mL
Figure 9: Schéma de fonctionnement de système
II-2-3 Domaine d‟utilisation de système de chloration
Les systèmes de chloration sont étudiés pour la désinfecter l'eau potable et de la piscine
pour le contrôle d'odeur de boue et des concrétions marines par exemple dans l'eau des
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
16
tours de refroidissement. Ils peuvent être aussi trouvé dans les campings, dans les centres
de sport et dans les équipements de santé.
Le système de chloration:
réduit les nombres des bactéries et des virus jusqu'à des niveaux sûrs;
réduit les filtrats de boue et les concentrations
détruit les cyanures et les autres produits chimiques oxydables dans les eaux de
procédé industriel
produit un bon pH
réduit la demande en chlore
contrôle la présence des bactéries de Légionellose
II-2-4 L‟installation de système de chloration
A) Mode opératoire :
- On prépare une solution (eau salée)
- Prélever 1000mL d‟eau d‟analyser + sel de 67gr
- Agiter énergiquement
- On prend 1000 ml d‟eau
- Verser l‟eau salée dans la cuve chlorine et l‟eau seulement dans la cuve sodium
hydroxyde dans l‟appareil eléctrochlorateur.
- Prélever autre eau de 20L celui qui transformé en NaClO
- Brancher l‟appareil sur la batterie, appuyer sur le bouton ON
On attend 1h
Eau + sels Eau seulement
Becher de 1L Becher de 1L
1 Electrochlorateur 2
Sodiu
m h
yd
rox
yde
Chlo
rine
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
17
Cette figure suivante démontre l‟installation de système de chloration (Eléctrochlorateur)
Après 1h
Légende :
1 : branchement de l‟appareil eléctrochlorateur (sur la Batterie)
2 : Une cabine de contrôle avec des connexions à l'électrode, et un câble d'entrée ON/OFF
3 :l‟appareil marche
4 : après 1h l‟hypochlorite de Sodium se produise
II-2-5 L‟avantage de l'utilisation de système de chloration
Des coûts moindres pour le transport, le stockage et la manipulation de gaz de
chlore ou de forte concentration en Javel;
Très efficace contre les bactéries, les champignons et les virus;
Effet durable des heures à des jours grâce à l'action du dépôt du désinfectant;
Faible consommation énergétique; actionné par des batteries ou des panneaux
solaires.
Non toxique pour l'environnement, pas de pollution engendrée par le transport de
chlore, pas de pollution lorsqu'il y a une fuite.
Conclusion la chloration peut également être faite comme étape finale du traitement. Elle
est habituellement faite dans la plupart des usines de traitement. L‟objectif principal de
cette addition de chlore est la désinfection de l‟eau et de maintenir des résidus de chlore
lorsqu‟ils voyageront dans les réseaux de distribution.
4
2
3
1
Figure 10: l’installation de système de chloration (Electrochlorateur)
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
18
DEUXIEME PARTIE
MATERIELS ET METHODES
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
19
I-GENERALITE D’ANALYSE DES PARAMETRES PHYSICO-
CHIMIQUES ET BACTERIOLOGIQUES DES EAUX
I-1- Paramètres de la qualité des eaux
Au cours de ce paragraphe, nous allons décrire successivement les principales
caractéristiques organoleptiques et physico- chimiques des eaux naturelles.
I-1-1-Paramètres organoleptiques
Il s‟agit de la saveur, la couleur, l‟odeur et la limpidité .Ces paramètres ont des
significations sanitaires et leur dégradation peut indiquer la pollution qui perturbe la qualité
de l‟eau.
Couleur : la couleur de l‟eau s‟explique par la présence des matières étrangères par
exemple les eaux qui contiennent une teneur élevée en fer ont une teinte rougeâtre.
Odeur : dans la majorité des cas, l‟odeur des eaux naturelles s‟explique par la présence de
la dégradation des matières organiques ou par la présence de certaine combinaison
chimique.
Saveur : le type et l‟intensité du goût sont évalués par une dégradation .Notons que le goût
est conditionné par des différents corps en solution .Par exemple, le goût salé est senti
lorsque l‟eau contient plus de 290 mg.L-1
de chlorure et le goût amère est senti lorsque la
teneur en sulfate contenu dans l‟eau est comprise entre 400 et 480 mg.L-1
. [1]
I-1-2-Analyse des paramètres physico-chimiques
L‟analyse physico-chimique permet de déterminer les caractéristiques d‟eau quelconque
facilitant ainsi la recherche du mode de traitement correspondant.
I-1-2-1-Analyse Physique
Les analyses physiques sont effectuées à l‟aide des appareils de mesure et lecture directe
des résultats.Ces paramètres regroupent la température, la turbidité, le pH, la conductivité
et la minéralisation.
I-1-2-1-1-Le potentiel d‟hydrogène (pH)
Le pH où potentiel d‟hydrogène mesure la concentration en ions [H+] de l‟eau. Il traduit
ainsi la balance entre acide et base sur une échelle de 0 à 14 ; 7 étant le pH de
neutralité.
Il est mesuré par un pH-mètre ou par un comparateur hydrocure par ajout d‟indicateur
coloré.
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
20
Figure 11:Ionomètre
I-1-2-1-2-La turbidité
La turbidité est la mesure de l‟aspect trouble de l‟eau. C‟est la réduction de la transparence
d‟un liquide due à la présence des matières non dissoutes. La turbidité est mesurée à l‟aide
d‟un turbidimètre, elle est exprimée en NTU.
Tableau 1: Classe de la turbidité usuelle
NTU< 5 Eau claire
10<NTU<20 Eau légèrement trouble
NTU> 20 Eau trouble
Remarques : plus la turbidité est faible, plus l‟eau est propre
Figure12 : Turbidimètre
I-1-2-1-3- La conductivité, la minéralisation et la température
La conductivité : est liée à la concentration des substances dissoutes. Elle varie avec la
température. Une conductivité élevée traduit soit des pH anormaux(le plus souvent), soit
une salinité élevée. La conductivité est exprimée en µS.cm-1
(micro Siemens par
centimètre)
La minéralisation : cette mesure permet d‟avoir le taux total des éléments minéraux dans
l‟eau analyser. Elle est exprimée en mg.L-1
(milligramme par litre).
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
21
La réglementation française donne les indications suivantes sur la relation, existant entre la
minéralisation et la conductivité [2].
Conductivité < 100µS.cm-1
: minéralisation très faible ;
100µS.cm-1
<conductivité < 200µS.cm-1
: minéralisation faible ;
200µS.cm-1
<conductivité < 333 µS.cm-1
: minéralisation moyenne accentuée ;
333µS.cm-1
<conductivité < 666 µS.cm-1
: minéralisation moyenne ;
666µS.cm-1
<conductivité < 1000 µS.cm-1
: minéralisation importante ;
Conductivité >1000 µS.cm-1
: minéralisation excessive
Donc la conductivité et la minéralisation sont mesurées à l‟aide d‟un conductimètre
La température : joue un rôle sur la solubilité des sels, dans la dissociation des sels
dissous donc sur la conductivité électrique et dans la détermination du pH pour la
connaissance de l‟origine de l‟eau. Elle est mesurée à l‟aide d‟un thermomètre ou
conductimètre tandis que son unité est exprimée en degré Celsius °C.
Figure 13 : Conductimètre
I-1-2-2-Analyse chimique
Les analyses chimiques se particularisent par l‟utilisation des divers réactifs chimiques
(catalyseur, indicateur coloré, …) utilisent aussi des appareils pour faciliter la lecture des
résultats. Ces analyses chimiques ont été catégorisées en deux : analyse colorimétrique et
volumétrique (différent de l‟autre par l‟utilisation d‟une solution titrante).
I-1-2-2-1-Analyse volumétrique
L‟analyse volumétrique : nécessitant l‟utilisation des différents réactifs chimiques
correspondant au paramètre recherché (solutions tampons, solutions titrantes et des
indicateurs colorés).Le résultat correspond au volume de solution versée après virage de
l‟indicateur coloré.
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
22
a) Dureté
La dureté ou titre hydrotimétrique (TH) permet de mesurer la présence de sel de calcium et
de magnésium.
Dans une eau naturelle, on peut distinguer des différents types de dureté:
Dureté totale : somme des concentrations en calcium et magnésium
Dureté calcique: concentration globale en calcium
Dureté magnésienne : concentration globale en magnésium
Principe
Les ions Ca2+
et Mg2+
sont amenés à former un complexe par le sel disodique de
l‟E.D.T.A. ou Éthylène Diamine Tétra acétique.
La disparition des dernières traces d‟éléments libres à doser est décelée par le virage d‟un
indicateur spécifique (le Noir d‟Eriochrome T) de la dureté totale. La méthode permet de
doser la somme des ions calcium et magnésium.
b) Dosage de matière organique
Elles proviennent pour l‟essentiel de la dégradation de la matière organique présente dans
le milieu naturel ou dans les sols lessivés par les pluies, mais aussi des composés de
l‟activité humaine.
Principe
L‟opération consiste à mesurer en milieu alcalin la quantité d‟oxygène enlevé au KMnO4
par les matières organiques d‟origine animale ou végétale contenues dans une eau.
L‟oxydabilité au permanganate de potassium (KMnO4): Cette mesure renseigne sur la
concentration en matières organiques présentent dans une eau. On utilise un oxydant
appelé permanganate de potassium (KMnO4).
c) Dosage des chlorures
L‟eau contient presque toujours des chlorures, mais en proportion très variable. Ainsi, les
eaux provenant des régions granitiques sont pauvres en chlorures, alors que les eaux des
régions sédimentaires en contiennent davantage.
Principe
Les chlorures sont dosés en milieu neutre par une solution titrée de nitrate d‟argent en
présence de chromate de potassium comme indicateur. La fin de la réaction est indiquée
par l‟apparition de la teinte rouge caractéristique du chromate d‟argent.
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
23
I-1-2-2-2-Analyse colorimétrique
L‟analyse colorimétrique nécessite l‟utilisation des réactifs chimiques et aussi l‟appareil de
mesure comme le comparateur hydrocure et le spectrophotomètre d‟absorption moléculaire
pour la mesure des concentrations des différents anions et cations contenus dans l‟eau
comme:
le fer total Fe2+,
Fe3+
Les sulfates SO42-
Les nitrites NO2- ; Les nitrates NO3
-
L‟azote ammoniacal NH4+
a)Détermination de la teneur en fer (méthode hydrocure)
Principe
En milieu ammoniacal, le diméthyl glyoxime donne en présence du fer Fe2+
, un complexe
de coloration rose dont l‟intensité est fonction croissante de la concentration.
Expression des résultats :
Comparer la couleur de cette solution avec celle des plaquettes étalons. Lire la teneur en
fer correspondante en mg.L-1
.
0,3 à 5mg.L-1
0,06 à 1mg.L-1
Figure 14 : Plaquette Étalon
Figure 15 : Comparateur hydrocure
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
24
b) Dosage des sulfates
La méthode pour déterminer la concentration en ion sulfate est la méthode néphélométrie.
Principe
Les sulfates sont précipités en milieu chlorhydrique à l‟état de sulfate de baryum. La
précipité obtenu est stabilisée à l‟aide d‟une solution de „„ TWEEN 20 ‟‟ ou de polyvinyle-
pyrolidine des suspensions homogènes sont mesurées au spectrophotomètre a une longueur
d‟onde 650nm.
c) Dosage des nitrites
La méthode utilisée est celle de la spectrophotométrie d‟absorption moléculaire.
Principe
En milieu acide (pH : 1,9) la diazotation de l‟amino-4 benzène sulfonamide par les nitrites
en présence du déchlorhydrate de N – (naphtyl 1) diamino-1,2 éthane donne un complexe
rose susceptible d‟un dosage colorimétrique à λ = 540nm.
d) Dosage des nitrates
La méthode adoptée est celle de la spectrophotométrie d‟absorption moléculaire.
Principe
Les nitrates sont réduits en nitrites par du cadmium traité au sulfate de cuivre.
Les nitrites produitsdonnent avec l‟amino-4 benzène sulfonamide un composé diazoïque
qui couplé avec N-(Naphtyl-1) diamine 1,2 éthane donne un complexe rose susceptible
d‟un dosage colorimétrique à λ = 540nm.
e)Dosage des ions ammoniums
La méthode utilisée est la Méthode colorimétrique
Principe
En milieu alcalin et en présence de nitroprussiate, qui agit comme un catalyseur, les ions
ammonium traités par une solution d‟hypochlorite de sodium et de phénol donnent du bleu
d‟indophénol susceptible d‟un dosage colorimétrique.
Toute la verrerie doit être lavée avec une solution d‟acide chlorhydrique à 5%, rincée à
l‟eau désionisée ou fraîchement distillée.
Les réactifs et matériels utilisés lors des analyses ainsi que les normes concernant les
paramètres mesurés sont récapitulés dans les tableaux ci- dessous :
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
25
Tableau n°2: Norme des paramètres physiques et chimiques
Norme des paramètres
physiques
Norme des paramètres chimiques
-Turbidité : <5NTU
-Conductivité : <3000µS.cm-1
-Température : 20 à 25 °C
-pH : 6,5 à 9
Paramètre - analyse
volumétrique
Dureté TH < 500 mg.L-1
CaCO3
Chlorures Cl-< 250 mg.L
-1
Matières organiques < 2 mg.L-1
(milieu alcalin)
Paramètre - analyse
colorimétrique
Fer total < 0,5 mg.L-1
Sulfates < 250 mg.L-1
Nitrites < 0,1 mg.L-1
Nitrates < 50 mg.L-
1Ammonium < 0,5 mg.L
-1
Réactifs utilisés lors des analyses
Chaque paramètre est analysé à ses propres réactifs.
Tableau n° 3 : Paramètres et réactifs d’analyse correspondant
Paramètres Réactifs Virage
Dureté total
Indicateur : NET
Solution tampon : Tampon TH
Solution titrante : EDTA N/50
Rougeau bleu
Dureté calcique
Indicateur : Pattonet Reeder
Solution tampon : NaOH 3N
Solution titrante : EDTA N/50
Rougeau bleu
Titre
alcalimétrique
Indicateur : Hélianthine
Solution titrante : H2S04 N/50
Jauneau jaune
orangé
Matières
organiques
Tampon : Bicarbonate de sodium
Oxydant : KMnO4 N/80
Tampon : H2SO4
Réducteur : Sel de Mohr
Solution titrante: KMnO4 N/80
Incolore au
Rose
Chlorure
Indicateur : Chromate (K2CrO4)
Solution titrante: Nitrate d‟argent
(AgNO3) N/10
Jaune au Rouge
brique
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
26
Fer
Réducteur : Dithionite de sodium
Complexant : Diméthyl glyoxime
Indicateur : Ammoniaque
Rose
Sulfates Tampon : HCl
Réactifs : BaCl2
Précipité blanc
Nitrites Tampon : Acide phosphorique
Réactifs : Réactif colorée
Rose
Nitrates Tampon : NaOH, tampon concentré
Réactifs : Réactif coloré Rose
Ammonium
Tampon : Citrate de sodium, eau de
javel
Catalyseur : Sodium nitroprussiate
Réactifs : Phénol
bleu
Matériels utilisés durant les analyses
Durant les analyses effectuées, on procède le tableau suivant :
Tableau n° 4 : Matériels utilisés durant les analyses
Analyses Paramètres Matériels
Paramètres physiques
Ph pH-mètre
Conductivité Conductimètre
Turbidité Turbidimètre
Analyses volumétriques
Ca2+
, Mg2+
Bécher, fiole jaugée, pipette
jaugée, burette de précision
Dureté total
Chlorure
Titre alcalimétrique
Matières organiques
Analyses colorimétriques
Fer Plaquette hydrocure
Nitrites
Spectrophotomètre Nitrates
Sulfates
Ammonium
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
27
I-2-Analyse Bactériologique des Eaux
L‟analyse bactériologique permet de contrôler la contamination d‟une eau par des bactéries
et d‟agir en conséquence afin d‟avoir une eau potable.
Il y a un point de prélèvement pour l‟analyse bactériologique de l‟eau des bornes fontaines
I-2-1-Etape de prélèvement
- Mesure du Chlore et du pH de l‟eau à prélever
- Désinfection du robinet par flambage
- Prélèvement dans un flacon stérile
I-2-2-Analyse
I-2-2-1Germes à rechercher
Une eau potable doit être exempte des germes, pour évaluer la potabilité d‟une eau ;il faut
rechercher la présence des quatre principales bactéries dits germes test :
- Coliformes totaux
- Escherichia Coli
- Streptocoques fécaux
- Anaérobies sulfito-réducteurs
I-2-2-2 Etape d‟analyse
- Préparation au préalable des quatre milieux de culture spécifique à chaque bactérie
- Filtration des eaux à analyser sur une membrane filtrante
- Placement de la membrane ayant fixé les germes sur le milieu de culture
- Incubation dans une étuve à différente température pendant une durée bien
définie en vue de multiplication des germes au-dessus de la membrane
- Chaque bactérie agit sur le milieu de culture suivant une réaction spécifique à son
développement changeant ainsi la couleur initiale du milieu de culture
- Lecture : Dénombrement des germes sur la membrane
Le tableau ci-après mentionne la spécificité de chaque germe sur son milieu de culture
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
28
Tableau n° 5 : Spécificité de chaque germe sur son milieu de culture
Germes Couleur
milieu
Temps
incubation
T°
incubation Résultats Normes
Coliformes
totaux Vert 24 h 37°C
Colonie jaune
Halo jaune < 1 / 100mL
Escherichia
Coli Vert 24 h 44°C
Colonie jaune
Halo jaune <1 / 100 mL
Streptocoques
fécaux Rouge 24 h – 48 h 37°C
Colonie
rouge
violacée
<1 / 100 mL
Anaérobies
sulfito-
réducteurs
Jaune (milieu
en tube) 24 h 37°C Colonie noire <1 / 20 mL
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
29
II -DESCRIPTIONS DETAILLEES DE L‟HYPOCHLORITE DE SODIUM
I-Hypochlorite de sodium
L'hypochlorite de sodium (NaOCl) est un composé peut être utilisé efficacement dans la
cadre de la purification de l'eau. Il est utilisé pour des nombreuses applications telles que la
purification de surface, le blanchiment, l'élimination d'odeurs et la désinfection de l'eau.
I-1-Qui a découvert l'hypochlorite de sodium?
L'hypochlorite de sodium a une longue histoire. Vers 1785, le français Berthollet
développa un agent blanchissant liquide basé sur l'hypochlorite de sodium. La compagnie
Javel introduisit ce produit et le baptisa 'liqueur de Javel'. Dans un premier temps, il fut
utilisé sur les matières colorantes en l‟appliquant au blanchiment des tissus. En raison de
ces caractéristiques, il devint rapidement un composé populaire. L'hypochlorite peut
enlever les taches sur les vêtements à température ambiante. Actuellement l'hypochlorite
de sodium est encore appelé eau de Javel [3]. I-2-Les caractéristiques de l'hypochlorite de sodium
L‟hypochlorite de sodium est une solution claire avec une odeur caractéristique et instable.
Alors l'hypochlorite de sodium chaud se désintègre, Cela se déroule également lorsque
l'hypochlorite de sodium vient en contact avec les acides, la lumière du soleil, certains
métaux, poisons et gaz corrosifs incluant le chlore gazeux. L'hypochlorite de sodium est un
oxydant puissant et réagit avec les composés inflammables et les réducteurs. La solution
d'hypochlorite de sodium est une base faible qui est inflammable .On doit avoir ces
caractéristiques à l‟esprit lors du transport, du stockage, et de l‟utilisation de l‟hypochlorite
de sodium.
I-3-Les applications d'hypochlorite de sodium
L'hypochlorite est utilisé dans une large gamme d'applications ; Par exemple en
agriculture, dans l'industrie chimique, dans les industries de la peinture et de la chaux, dans
l'industrie alimentaire, dans celles du verre, du papier, dans l'industrie pharmaceutique et
dans les industries de synthèse et de dépôt des déchets. Dans l'industrie du textile,
l'hypochlorite de sodium est utilisé pour blanchir le textile. Il est parfois ajouté dans
l'industrie du traitement des eaux usées et cela pour en réduire les odeurs. L'hypochlorite
neutralise l'hydrogène de sulfure (HS) et l'ammoniac (NH3). Il est aussi utilisé pour
désintoxiquer des bains de cyanure dans l'industrie des métaux. L'hypochlorite peut être
utilisé pour prévenir la croissance des algues et des organismes dans les tours de
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
30
refroidissement. Dans le traitement de l'eau, l'hypochlorite est utilisé pour désinfecter l'eau.
Dans les tâches domestiques, l'hypochlorite est utilisé pour la purification et la désinfection
de la maison.
I-4-Determination du chlore actif de l‟hypochlorite de sodium (NaClO) fabriqué
Le chlore actif rend inactif de manière extrêmement fiable 99 % des micro-
organismes pathogènes présents dans l‟eau et permet d‟éviter sa recontamination
lorsqu‟on laisse un chlore résiduel. Mode opératoire
-On prend 10 mL de solution hypochlorite de sodium
-Ajuster cette solution à l‟eau distillée jusqu‟à 100 mL (solution A)
-on prend 10 mL de solution A et on ajoute 2 mL amidon 5% (5g d‟amidon + eau distillée
jusqu‟à 100 mL)
-on ajoute trois (03) pincé de carbonate mono sodique (Na HCO3)
-Titrer avec la solution de Iodure de Potassium (KI) jusqu‟à apparition d‟une couleur bleu
Solution A Solution B
Bêcher 100 mL Bêcher 100 mL
(10ml de L‟hypochlorite de sodium
+ eau distillé) (Sol A +2ml amidon 5% +NaHCO3)
Chauffer jusqu‟à ébullition et titrer à Iodure de potassium (KI) jusqu‟au virage bleu
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
31
Résultat
Chlore actif (liquide) en g.L-1
= valeur KI versé × 35,5
A.N : Détermination du chlore actif de l‟hypochlorite de sodium fabriqué
1 ère
essai du 27 janvier 2017
Tableau n° 6 : Valeur de volume d’Iodure de Potassium versé (1 ère
essai)
Nombre d‟essai 1 2 3
Volume de KI versé 0.60 0.44 0.32
Valeur moyenne 0.45
(v1 + v2 + v3) (0.60+0.44+0.32)
Cl actif = ×35,5 = ×35,5 = 15.97g.L-1
3 3
2 ème
essai du 27 janvier 2017
Tableau n° 7 : valeur de volume d’Iodure de Potassium versé (2 ème
essai)
Nombre d‟essai 1 2 3
Volume de KI versé 0.40 0.35 0.30
Valeur moyenne 0.35
(v1 + v2 + v3) (0.40+0.35+0.30)
Cl actif = × 35,5 = ×35,5 = 12.42g.L-1
3 3
5.97 g.L-1
+12.42 g.L-1
La valeur de chlore actif moyenne = = 14.19g.L-1
2
Cl actif(NaClO) = concentration (NaClO) =14.19g.L-1
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
32
Tableau n° 8 : Description et paramètres analysés de l’hypochlorite de sodium
Description de l‟Hypochlorite de sodium Paramètre analysé
Nom
Hypochlorite de sodium pH 2.9
Symbole NaClO Turb 2.45 NTU
densité 1000 Min 735g.L-1
concentration 14.1919g.L-1
Cond 740 µS.cm-1
État physique Liquide T° 24.5 °C
Particularité principalement connu
pour ses propriétés
désinfectantes dans l'eau
Cl- 298 mg.L
-1
II-Détermination de la demande en chlore ou (taux de traitement)
La dose d‟hypochlorite de sodium nécessaire pour avoir une désinfection suffisante est
déterminée par la méthode au « Break Point» ; «Chloration au point de rupture».
Break Point c‟est l‟addition de chlore à l‟eau jusqu‟à ce que la demande en chlore soit
satisfaite et donne un teneur résiduelle proportionnelle à la quantité ajouté au-delà du point
de montée.
1. Principe :
La méthode consiste à ajouter un même volume d‟eau des doses croissantes d‟hypochlorite
de Sodium. Le taux de chlore résiduel au bout d‟un temps donné en fonction de la dose
ajoutée passe par un minimum appelé Break Point avant d‟augmenter régulièrement.
Le taux de chlore optimal sera supérieur à ce taux minimal.
2. Réactifs :
- Hypochlorite de sodium 14g.L-1
(1ml contient 1mg d‟hypochlorite)
- Orthotolidine
3. Matériels :
- 6 récipients (Béchers de 1l, 500ml ou 250ml)
- Pipettes de 1 ml ou 2 ml
- Comparateur Hydrocure
- Plaquette chlore libre 0,1 à 2 mg/l
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
33
4. Mode opératoire :
-Dans une série des 6 récipients d‟un volume donné. Introduire V ml d‟eau à désinfecter.
-Ajouter des quantités croissantes Hypochlorite de sodium 14 g.L-1
dans chacun d‟eux à
l‟aide d‟une pipette
-Agiter et couvrir chaque récipient à l‟aide d‟une feuille de papier. Laisser en contact 30
mn.
-Agiter au milieu et à la fin de l‟expérience.
-Mesurer le chlore résiduel dans les 6 Béchers.
5. Expression des résultats :
D‟après la formule de la pompe doseuse
Q.t = C.D Soient :
ESSAI OUVRAGE
Q : quantité d‟eau à traité (en L)
t : taux Hypochlorite de sodium(en mg.L-1
)
C : concentration solution mère en (g.L-1
)
D : prise d‟essai à partir de la solution mère
(en mL)
Q : quantité d‟eau à traité (en m3.h
-1)
t : taux Hypochlorite de sodium (en g.m-3
)
C : concentration solution mère en (g.L-1
)
D : prise d‟essai à partir de la solution mère
(en l. h-1
)
T : C X D
Q
6. Résultats d’essais d’eau traitée du Fokontany de Sahavalaina:
La dose optimale d‟hypochlorite de sodium de valeur supérieure au Break Point (Cl2*
minimum) est choisie suivant l‟état de propreté et la longueur du réseau. Le chlore résiduel
en bout de réseau varie de 0,3 mg/l à 0,5 mg/l (en période des pluies et risque de choléra)
Ce tableau représente la dose optimale de l‟hypochlorite de Sodium
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
34
0,5
Tableau n° 9 : La dose optimale de l’hypochlorite de sodium au Break Point
Bécher N° 1 2 3 4 5 6
Dose (en mg.L-1
)
V (en mL)
0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2
Tg.L-1
ou ml/l 0.19 0.22 0.25 0.28 0.30 0.33
Chlore résiduel Cl2
(mg/l) après 30 mn de
contact
0.6 0.7 0.8 0.9 1
pH 4.60 6.03 6.70 7.42 7.60 7.25
turb 2.14 1.72 1.91 1.84 2.22 2.18
7- Mesure le taux de chlore libre
La solution possible pour surveiller le taux de chlore :
Orthotolidine pour mesurer le chlore total
L‟orthotolidine est un réactif simple à utiliser donnant un résultat immédiat. Il donne une
indication globale (chlore total). C‟est-à-dire l‟orthotolidine est un liquide de réactif pour
tester et mesurer précisément le chlore, il est donc essentiel de vérifier sur quel type de
chlore porte l‟analyse.
a)Mode opératoire
-D‟abord, rincer la cuvette vide, la remplir jusqu‟à trait B avec l‟eau à analyser et placer
dans le comparateur puis remplir l‟une des cuvettes jusqu‟au trait B avec de l‟eau analyser
et ajouter 5 gouttes d‟Orthotolidine.
-Ensuite, agiter jusqu‟à dissolution complète, puis placer la cuvette dans le comparateur
du cote du repère « réactif »
-Enfin, Introduire la plaquette chlore choisie (selon l‟intensité de la coloration de 0.1 à 2
mg.L-1
) dans le logement situé sous la face antérieure de comparateur et porter à hauteur
des yeux en faisant face à la lumière, non mis au soleil.
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
35
b) résultats
-Faire coulisser la plaquette jusqu‟à apparition de l‟écran coloré de même teinte que l‟eau
additionnée de réactif. Le nombre placé en face de cet écran donne en mg.L-1
la teneur en
chlore libre.
Figure 16: Comparateur hydrocure
8- interprétation
L'expression internationale "breakpoint" a l'avantage d'être concise et imagée.
C'est le "point bas" de la courbe obtenue en portant en ordonnées les teneurs résiduelles de
chlore total et en abscisses les quantités de chlore ajouté, point à partir duquel apparaît une
teneur résiduelle en "chlore libre". Ce point est appelé «point de rupture»
En effet, les réactions conduisant au breakpoint demandent d'atteindre entre 30 minutes et
plus selon le produit azoté à oxyder, sa concentration, le pH et la température du milieu.
Cette figure montre la variation du chlore résiduel par rapport au chlore introduit
0,19 0,22 0,25 0,28 0,3 0,33
chlore total 0,6 0,7 0,8 0,5 0,9 1
0,6 0,7
0,8
0,5
0,9 1
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
chlo
re r
ésid
uel
à S
ahav
alai
na
Taux de chlore
«Break Point»
chlore total
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
36
Figure 14 : variation du chlore résiduel par rapport au chlore introduit après 30mn de
contact pour l’échantillon d’eau du Fokontany de Sahavalaina
Résultat de la demande en chlore de l‟eau de Sahavalaina
La désinfection par chloration soit ainsi à mettre en œuvre, ce procédé nécessite la maitrise
de nombreux paramètre (pH, température, turbidité, temps de contact, chlore résiduel) qui
influent sur l‟efficacité, vis-à-vis des microorganismes.
Apres la désinfection de l‟eau le bécher n° 4 suit la norme car le pH est de 7,42 et la
turbidité est 1,84 NTU .Ensuite la valeur du taux résiduel convenable en chlore vaut
0.5mg.L-1
conforme à la norme et pas de risque en cholera.
Donc la proposition de traitement est 0.28 ml NaCLO / L = 0.28mg/L
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
37
III-RESULTATS DES ANALYSES OBTENUS DE L‟EAU DU
FOKONTANY DE SAHAVALAINA
I-Analyse paramètre physico-chimique de l’eau du Fokontany de Sahavalaina
Les analyses physico-chimiques permettent de mettre en évidence les concentrations des
éléments chimiques présents dans l‟eau et leurs propriétés physiques. Cela est très
important parce que l‟eau utilisé à la consommation humaine contient des composants à
éliminer totalement comme les matières en suspension, matières organiques et
microorganisme (bactéries).Mais l‟eau contiennent aussi des éléments bénéfiques pour la
santé comme le calcium et le magnésium. Il est donc nécessaire de caractériser précisément
les compositions de ces éléments afin de connaitre les paramètres rectifier et pouvoir les
traiter convenablement.
On a fait les expériences et l‟analyses au laboratoire de JIRAMA Mandroseza.
Les paramètres suivants ont été déterminés :turbidité ,température ,pH ,conductivité,
minéralisation ,matières organique, calcium ,magnésium, ammonium, Fer ,Carbonates
,Chlorures ,Sulfate ,Nitrites , Nitrates.
II – Résultats
Les résultats du contrôle de qualité de l‟échantillon d‟eau du mois de Janvier cas du
Fokontany Sahavalaina sont donnés dans le tableau suivant :
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
38
Tableau 10: Les résultats du contrôle de qualité de l’échantillon d’eau du mois de
Janvier cas du Fokontany Sahavalaina
PARAMETRES Eau brute Eau filtrée UNITE VALEUR NM
Paramètres organoleptique
Aspect Claire Claire Limpide
Couleur Incolore Incolore Incolore
Odeur Absence Absence Absence
Turbidité 2,22 1,10 NTU 5
Paramètres physico-chimiques
Température 24,9 24,5 °C 25
pH 6,06 6,40 6,5 - 9
Conductivité 30,5 21,5 µS.cm-1
3000
Minéralisation 28 20 mg.L-1
Dureté TH 0,4 0,5 ° F 50
TH Ca 0.5 0.5 ° F
Alcalinité TA
TAC
0,0 0,0 ° F
0 0 ° F
MO 1,1 0,8 mg.L-1
2(milieu alcalin)
5(milieu Acide)
Substance cationiques
Calcium 1,2 1,3 mg.L-1
200
Magnésium 0,24 0,26 mg.L-1
50
Ammonium 0,033 0.022 mg.L-1
0,5
Fer 0,02 0,06 mg.L-1
0,5
Substance anioniques
Chlorure 10,65 10,50 mg.L-1
250
Sulfates 51,89 51,80 mg.L-1
250
Nitrites 0,00 0,00 mg.L-1
0,1
Nitrates 0,52 0,42 mg.L-1
50
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
39
Interprétation
D‟après ce tableau, on a enregistré un pH 6,06 pour l‟eau brute et 6,40 pour l‟eau filtrée de
Sahavalaina. Ces derniers définissent le caractère de l‟eau acide et ne conforme à la norme
Malgache 6,5 -9.De ce fait l‟eau est acceptable à boire. On a remarqué que les turbidités
des deux eaux du Fokontany de Sahavalaina sont inférieures à 5 NTU (valeur de la
turbidité de l‟EB est 2,22 et de l‟EF est 1,10 NTU) ces valeurs montrent que l‟eau est claire
et ils sont également admis aux normes de potabilité Malagasy et OMS.
La conductivité du premier échantillon est de 21,5 et 30,5 µS.cm-1
à 24,5°C qui sont
inferieurs 100 µS.cm-1
, indiquent la minéralisation très faible. De ce fait ils sont pauvres en
élément minéraux et la totalité des ions est faible.
Les taux de cations tels que fer, chlorures sont relativement faibles et ces valeurs sont
conformes à la norme de recommandation de potabilité de l‟eau à Madagascar, de l‟OMS,
car elles sont compris entre la norme de potabilité 0.5 mg.L-1
pour le fer et 250 mg.L-1
celle
de chlorure.
II-1-Resultat de l‟eau après la désinfection chimique
La désinfection se fait par ajout d‟une certaine quantité de produit chimique oxydant dotée
de propriété germicide à l‟eau, dans ce cas on a une désinfection chimique.
Le tableau suivant représente les résultats d‟analyse paramètre physico- chimique de
l‟échantillon d‟eau du Fokontany de Sahavalaina après la désinfection.
Les paramètres comme pH, turbidité, matières organique ont été considères correspond au
but essentiel du traitement.
Toutes fois, l‟impact des produits de traitement utilisés sur certains paramètres
(conductivité, minéralisation, dureté calcique, nitrites, nitrates, chlorures…) ont été pris en
compte
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
40
Tableau 11: les résultats d’analyses paramètres physico- chimique de l’échantillon d’eau
du Fokontany de Sahavalaina après la désinfection
Fokontany de Sahavalaina
PARAMETRES Eau brute Eau filtrée Eau traitée UNITE VALEUR NM
Paramètres Organoleptiques
Aspect Claire Claire Claire Limpide
Couleur Incolore Incolore Incolore Incolore
Odeur Absence Absence Absence Absence
Turbidité 2,22 1,10 0,89 NTU 5
Paramètres physico-chimiques
Température 24 24,5 25 °C 25
pH 6,05 6,60 7,60 6,5 - 9
Conductivité 28,5 22,5 29.8 µS.cm-1
3000
Minéralisation 24 18 25 mg.L-1
Dureté TH 0,4 0,5 1,5 ° F 50
TH Ca 0.5 0.5 0.7 ° F
Alcalinité TA
TAC
0,0 0,0 0,0 ° F
0 0 0 ° F
MO 1,3 1 0,9 mg.L-1
2(milieu alcalin)
5(milieu Acide)
Substances cationiques
Calcium 1,2 1,3 1,6 mg.L-1
200
Magnésium 0,24 0,26 0,48 mg.L-1
50
Ammonium 0,033 0.022 0.022 mg.L-1
0,5
Fer 0,04 0,06 0,05 mg.L-1
0,5
Substances anioniques
Chlorure 06.2 08,1 9,1 mg.L-1
250
Sulfates 51,00 50,80 52,11 mg.L-1
250
Nitrites 0,001 0,00 0,00 mg.L-1
0,1
Nitrates 0,52 0,42 0,00 mg.L-1
50
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
41
Interprétation
D‟après ce tableau, la valeur du pH au niveau de l‟ET du Fokontany de Sahavalaina est
7,6 ; suit la norme de la potabilité Malgache compris entre 6,5-9.La valeur de la turbidité
de l‟eau traitée est de 0.89 NTU ce valeur montrent que l‟eau est claire et également admis
aux normes de l‟Etat Malgache (Turbidité inférieure à 5 NTU).
La conductivité permet de connaitre des sels dissous dans l‟eau. L‟augmentation de la
conductivité d‟eau traitée est due à l‟ajout de produit (comme l‟hypochlorite de Sodim).La
valeur est de 34.8 µS.cm-1
à 25 °C qui est inferieurs 100 µS.cm-1
cette valeur indiquent la
minéralisation très faible. L‟eau contient presque toujours des chlorures, mais en
proportion très variable ; les taux de cation tels que chlorure, fer sont relativement faible
9,1 mg.L-1
pour la chlorure et 0,05 mg.L-1
celle de fer .ces valeurs sont conformes aux
normes de recommandation de potabilité de l‟eau à Madagascar, car elles sont compris
entre la norme 0,5 mg.L-1
pour le fer et 250 mg.L-1
celle de chlorure.
D‟une manière générale, la valeur maximal admissible pour les matières organiques est de
2 mg.L-1
.Dans tous cas la valeur des matières organiques de l‟eau traitée du Fokontany
de Sahavalaina est 0.9 mg.L-1
suit la norme de potabilité Malgache
Conclusion :
Du point de vue qualité, elles sont bonnes car elles ont un caractère semblable à l‟eau
Sainto (comme calcium, magnésium, ammonium) qui ont des valeurs respectivement
1,6mg.L-1
, 0,48mg.L-1
et 0,022 mg.L-1
.La règlementation Française précise l‟intérêt de la
mesure du pH qui est une indication importante dans la détermination de l‟agressivité de
l‟eau, ainsi que pour la désinfection de l‟eau par chlore. Les normes internationales
indiquent que l’eau potable doit avoir un pH compris entre 7 et 8,5 et l‟un de pH des eaux
de distribution compris entre 7,2 et 7,6.
Suivant l‟exigence de qualité, la turbidité de l‟eau traitée doit être inferieur a 1 NTU
(Turb< 1NTU) pour une meilleur efficacité de la désinfection et pour éventuelles
augmentations de la turbidité en cours de distribution.
Enfin,la qualité de l‟eau du Fokontany de Sahavalaina est bonne et suit la norme de
potabilité.
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
42
III-Bactériologique
Des nombreuses bactéries pathogènes peuvent se trouver dans l‟eau par souillure de cette
dernière, par des débris animaux et humains ou par l‟eau d‟égouts. L‟objectif essentiel de
l‟analyse bactériologique des eaux de consommation consiste à déceler une pollution ;
donc l‟abattement des bactéries au niveau des ouvrages est observé.
L‟analyse microbiologique a été faite aussi au laboratoire de JIRAMA Mandroseza.
Tableau n°12 : Résultats des analyses bactériologique effectuées L’eau de robinet
RECHERHE DE GERMES TESTS DE CONTAMINATION FECALE
Eau de robinet à Sahavalaina VMA
Coliformes totaux à 37°c/100ml 3,9.10-2
< 1
Escherichia Coli à 44°C/100ml 2. 10-2
< 1
Streptocoques fécaux/100ml 4,24. 10-2
< 1
Anaérobies sulfito-réducteurs/20ml In < 1
Conclusion Potable
VMA : Valeur maximale admissible
In : Indénombrable
Interprétation
La présence des bactéries au niveau de l‟eau traité est liée à la présence de flocs résiduels
qui servent de support bactérien. L‟absence des bactéries dans l‟eau traitée indique
l‟efficacité du filtre par rétention des bactéries fixées aux petits flocs non décantables.
D‟après ces résultats d‟analyse bactériologique l‟eau du Fokontany de Sahavalaina est
potable car elle est admissible, aussi bien dans les valeurs exigées par les normes
internationales dans les critères de potabilité défini par la norme Malgache, relatif à la
surveillance de l‟eau, aux contrôles des eaux destinées à la consommation humaine.
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
43
IV- Suivi de Taux de chlore résiduel Cl2 de l’eau des quelques bornes fontaines du
Fokontany de Sahavalaina
En période d‟exploitation, il faut surveiller le taux de chlore résiduel pour chaque borne
fontaine 1 ou 2 fois par mois. La solution possible pour surveiller le taux de chlore est
l‟orthotolidine, Plaquette chlore libre 0,1 à 2 mg.L-1
et comparateur hydrocure
(Mois d‟avril)
Bornes
fontaines
BF1 BF 2 BF 3 BF 4 BF 5 BF 6 BF7 BF8 BF9 BF10
Chlore résiduel mg.L
-1 0,4 0,3 0,6 0,5 0,4 0,45 0,35 0,4 0,5 0,6
Mois de juin
Bornes
fontaines
BF1 BF 2 BF 3 BF 4 BF 5 BF 6 BF7 BF8 BF9 BF10
Chlore résiduel mg.L
-1 0,3 0,4 0,5 0,6 0,4 0,45 0,7 0,45 0,3 0,4
Mois Juillet
Bornes
fontaines
BF1 BF 2 BF 3 BF 4 BF 5 BF 6 BF7 BF8 BF9 BF10
Chlore résiduel mg.L
-1 0,5 0,65 0,6 0,5 0,4 0,45 0,3 0,5 0,4 0,35
La dose normale de chlore résiduel en bout de réseau varie de 0.3 à 0.5 mg.L-1
en période
des pluies et sans risque de choléra et la présence des bactéries
D‟après le tableau ci-dessus la valeur de chlore résiduel de chaque borne fontaine
conforme à la norme sauf BF 3 et BF 10 au Mois d‟avril et BF 4 et BF 7 au Mois de juin
en fin BF 2 et BF 3 au Mois de Juillet mais cette valeur est aucun risque de la santé.
D‟une manière générale, l‟eau distribuée de la borne fontaine du Fokontany de Sahavalaina
sont potable.
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
44
V-Proposition d’action (suivi – contrôle) et recommandation
V -1-Proposition d‟actions
A) Nécessité de suivi
Surveiller en permanence la qualité de l‟eau qu‟elle distribue, leurs contrôles ne se limitent
pas à la sortie de l‟ouvrage mais sont effectués tout au long du parcours de l‟eau jusqu‟au
compteur. Et la surveillance s‟exerce tout au long du cycle de production et distribution de
l‟eau potable : au niveau de la ressource, au niveau du traitement, au niveau de la
distribution, dans les réservoirs, dans les réseaux et les points d‟eau.
Du point de vue on a conseillé de trouver un moyen d‟augmenter les taux de calcium dans
cette source pour éviter certain maladie comme l‟ostéoporose. Alors on a préconisé de
trouver des moyens pour rectifier ces carences mêmes si leurs concentrations respectent la
norme recommandée.
B) But du contrôle
C‟est l‟amélioration par vérification, non seulement des qualités physiques, chimiques et
bactériologiques de l‟eau, mais de la qualité sanitaire des installations de production, de
stockage et de distribution.
C) Contrôle microbiologique
Le contrôle de la qualité microbiologique de l‟eau repose essentiellement sur la recherche
des germes susceptibles de nuire la santé humaine. La présence des germes pathogènes
dans l‟eau peut être le signe d‟une contamination d‟origine fécale et peut donc laisser
craindre la présence d‟autres germes susceptibles de provoquer une maladie. En outre les
traitements de clarification et désinfection permettent d‟éliminer efficacement les germes
pathogènes présents dans l‟eau.
V -2- Recommandation
Le goût de chlore est un des reproches le plus fréquemment exprimés par les
consommateurs à l‟encontre de l‟eau potable .Pourtant le chlore est un désinfectant, utilisé
pour éliminer des germes pathogènes et pour la sécurité sanitaire du transport de l‟eau dans
la canalisation. En présence des matières organiques, le chlore se combine à celle-ci pour
éliminer les éléments indésirables. Cette réaction donne naissance à des sous-produits, qui
sont responsable de l‟apparition du goût et de l‟odeur. Le chlore utilisé dans l‟eau potable
ne présente aucun risque sur le plan sanitaire.
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
45
IV-2-1 Qualité bactériologique de l‟eau de la consommation
Pour pouvoir évaluer la qualité bactériologique de l‟eau de consommation, on doit
respecter le protocole suivant :
Tableau n°13 : Qualité bactériologique de l’eau de la consommation [6]
Population desservie Intervalle maximum entre prélèvements successifs
Moins de 20.000 Habitants 1 mois
20.000 à 50.000 Habitants 2 semaines
50.000 à 100.000 Habitants 4 jours
Plus de 100.000 Habitants 1jour
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
46
CONCLUSION
Pour conclure, l‟eau a une place essentielle sur notre planète ; c‟est un élément nécessaire
pour l‟environnement humain. L‟eau provient du cycle de l‟eau et les ressources en eau se
présentent sous différente forme: l‟eau de pluie, l‟eau de surface et l‟eau souterraine. Sans
doute il y a une dépendance étroite entre l‟eau, assainissement, l‟hygiène, ce sont des
activités à prendre pour éviter la détérioration de ressource en eau et de préserver la santé
de la population.
L‟eau n‟est pas toute a fait qu‟un bien du ciel. Avant de parvenir au robinet, elle a subi
des traitements plus ou moins poussée, stockée, acheminée puis distribuée. Elle est donc
une denrée rare et précieuse qui a un coût, et qu‟il ne faut pas gaspiller. Par ailleurs, il faut
garder à l‟esprit qu‟elle est produite à partir des ressources naturelles qu‟il convient de
protéger l‟environnement afin d‟éviter la mise en place des traitements complexes et
coûteux.
Enfin, le chlore apparaît d‟ailleurs principalement sous forme de chlorure de sodium pour
assurer la désinfection de l‟eau. La dose appliquée est déterminée par la demande en
chlore ; il introduit au niveau de la prise d‟eau sous forme de solution à partir d‟une pompe
doseuse et le temps de contact minimum est de 30 mn.
Actuellement, le Fokontany de Sahavalaina possède 41 bornes fontaines privés pour
hôpital, école et 10 bornes fontaines particulier ou Kiosques pour les habitants.
Les analyses microbiologiques mettent en évidence que l‟eau du Fokontany de Sahavalaina
est potable et selon la norme de potabilité Malagasy.
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
I
ANNEXES ANNEXE I: EXTRAIT DE NORME MALAGASY SUR LA POTABILITE DES
EAUX
NORME DE POTABILITE MALAGASY
(Décret n°2004-635 du 15/06/14)
PARAMETRES VALEUR UNITE PARAMETRES VALEUR UNITE
Paramètres Organoleptiques
Couleur Incolore Turbidité 5 NTU
Odeur Absent - Saveur Doit être
acceptable Taux de dilution
Paramètres physico-chimiques
Température 12 à25 °C pH 6.5 à 8.5 - Chlorures 250 mg.L-1 Sulfates 250 mg.L-1
Magnésium 50 mg.L-1 Sodium - mg.L-1 Potassium - mg.L-1 Aluminum 0.2 mg.L-1
Calcium 200 mg.L-1 Conductivité 2000 µS/cm2
Dureté 300 mg.L-1 O2dissous 75 mg.L-1 Substances indésirables
Nitrates 50 mg.L-1 Nitrites 0.1 mg.L-1 Ammonium 0.5 mg.L-1 Azote Kjeldahl Pas de valeur mg.L-1(N)
M.O 2 mg.L-1( O2) Phénols 0 mg.L-1 Pesticides - mg.L-1 Manganèse 0.05 mg.L-1
Bore - mg.L-1 Zinc 1.5 mg.L-1 Fer 1 mg.L-1 Fluorure 5 mg.L-1
Cuivre 2 mg.L-1 Argent 0.01 mg.L-1
Phosphore Pas de valeur
mg.L-1 Chlore libre 2 mg.L-1
Substances toxiques
Arsenic 0.05 mg.L-1 Cadmium 0.01 mg.L-1 Cyanure 0 mg.L-1 Chrome 0 mg.L-1 Mercure 0 mg.L-1 Nickel 0.05 mg.L-1 Plomb 0.05 mg.L-1 Antimoine 0 mg.L-1
Sélénium 0.01 mg.L-1 Polychloro-
biphényl 0 mg.L-1
Paramètres microbiologiques
Coliformestotaux 0 N/100mL Coliformes
thérmotolerants 0 N/100mL
Streptocoques 0 N/100mL E-Coli 0 N/100mL
Fécaux Clostridium
Sulfito-
reducteurs 0 N/100mL
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
II
GERMES PATHOGENES ET INDICATEURS DE POLLUTION FECALE :
COLIFORMES TOTAUX 0/1OOmL
STREPTOCOQUES FECAUX 0/100mL
COLIFORMES THERMO-TOLERANTS (E.COLI) 0/100mL
CLOSTRIDIUM SULFITO-REDUCTEUR <2/20mL
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
III
ANNEXE II : ANALYSE PHYSICO-CHIMIQUE DES EAUX DE LA
JIRAMA MANDROSEZA
But : L‟analyse physico-chimique permet d‟avoir les caractéristiques d‟une eau quelconque
facilitant ainsi la recherche du mode de traitement correspondant.
Analyse Physique
Les analyses physiques sont effectuées à l‟aide des appareils de mesure et lecture directe des
résultats.
1. Mesure du pH (potentiel hydrogène)
La mesure du pH permet de savoir l‟acidité ou la basicité de l‟eau.
Appareil utilisé : Ionomètre
Résultat : pH = lecture directe si 8,30<pH : présence TA
Mode opératoire
Brancher l‟appareil, appuyer sur le bouton ON/OFF (en arrière de l‟appareil) pour mettre
l‟appareil sous tension. Rincer l‟électrode avec l‟eau distillée et l‟essuyer avec un mouchoir
jetable. On prépare 20 mL de l‟échantillon puis plonger l‟électrode à une profondeur
minimum de deux centimètres. Presser sur le bouton [.]; attendre que la valeur soit stable
avant la lecture. Rincer l‟électrode avec l‟eau distillée pour réaliser la mesure suivante.
2. Mesure de la conductivité
La conductivité est la mesure de la salinité de l‟eau.
Appareil utilisé : Conductimètre (vérification : Constante de la cellule : 0,475cm-1
et
Température de référence : 20°C lors de l‟allumage)
Résultat : Conductivité = lecture directe (unité : µS.cm-1
)
3. Température de l’eau
La conductivité est fonction de la température de l‟eau.
Appareil utilisé : Conductimètre (vérification : Constante de la cellule : 0,475cm-1
et
Température de référence : 20°C lors de l‟allumage)
Résultat : T° = lecture directe (unité : °C)
4. Minéralisation totale de l’eau
Cette mesure permet d‟avoir le taux total des éléments minéraux dans l‟eau à analyser.
Appareil utilisé : Conductimètre (vérification : Constante de la cellule : 0,475cm-1
et
Température de référence : 20°C (lors de l‟allumage)
Résultat : TDS = lecture directe après avoir changé option en TDS (unité mg.L-1
).
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
IV
Mode opératoire de la conductivité, la température et la minéralisation
Mettre l‟appareil sous tension et retirer l‟électrode de son étui de protection. Rincer
l‟électrode avec l‟eau distillée avant d‟appuyer sur [ON] pour mettre en marche l‟appareil.
Plonger l‟électrode dans l‟échantillon à analyser. Vérifier que les chiffres (chiffre en µS.cm-1
)
soient affichés sur l‟écran de l‟appareil sinon appuyer sur[X] jusqu‟à leur apparition. Vérifier
que la température et l‟unité de salinité soient affichées sinon appuyer sur [X] jusqu‟à leur
apparition. Appuyer sur la touche [X] jusqu‟à ce que le TDS s‟affiche sur l‟écran de
l‟appareil. Attendre que la valeur soit stable avant de prendre la mesure des solides totaux
dissous (TDS). Enfin, retirer l‟électrode de la solution et le mettre dans son étui de protection.
5. Turbidité
C‟est la mesure de la transparence du liquide qui reflète l‟absence des matières non dissoutes.
Appareil utilisé : Turbidimètre
Résultat : Turbidité = lecture directe (unité NTU) ; plus la turbidité est faible, plus l‟eau est
propre (aspect : limpide)
Mode opératoire
Brancher l‟appareil, appuyer sur le bouton d‟alimentation électrique situé à l‟arrière de
l‟appareil. Remplir une cuvette propre jusqu‟au trait de 15 mL avec de l‟eau à analyser. En
évitant la formation de bulle d‟air puis tenir la cuvette par le bouchon. L‟essuyer avec un
papier joseph pour retirer les gouttes d‟eau et les traces de doigts puis placer la cuvette dans le
puits de mesure. Fermer le capot; presser la touche [RANG AUTO] pour choisir le mode
d‟intégration du signal (actif ou non), presser la touche [UNITS] pour sélectionner (l‟unité de
mesure N.T.U). Lire et noter le résultat affiché ; ouvrir le capot et retirer la cuvette du puits de
mesure, vider la cuvette et la rincer avant la mesure suivante.
Analyse Chimique
Les analyses chimiques se particularisent par l‟utilisation de divers réactifs chimiques
(catalyseur, indicateur coloré, …) et utilisent des appareils pour faciliter la lecture des
résultats. Ces analyses chimiques ont été catégorisées en deux : analyse colorimétrique et
volumétrique (différent de l‟autre par l‟utilisation d‟une solution titrante)
1. Analyse volumétrique
Principe
L‟analyse consiste à ajouter dans la solution à analyser des différents réactifs correspondant
au paramètre recherché et à titrer cette solution par un autre réactif neutralisant présent dans la
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
V
solution. Le résultat correspond au volume de solution versée après virage de l‟indicateur
coloré.
Mode opératoire dureté totale (TH)
Prélever 100mL d‟eau à analyser
Ajouter 2mL de tampon TH + quelques gouttes de NET (5gouttes)
Doser avec la solution E.D.T.A jusqu‟au virage bleu
Mode opératoire dureté calcique (THCa)
Prélever 100mL d‟eau à analyser
Ajouter 2mL NaOH 3N + quelques cristaux de Patton et Reeder
Doser avec la solution E.D.T.A jusqu‟au virage du rouge vineux au bleu-vert.
Expression des résultats
Si V est le volume de l‟E.D.T.A. versé pour une prise d‟essai de 100 mL,
1/ La dureté totale, exprimée en °f = VmL
2/ La dureté calcique, exprimée en °f = V mL (1°f en Ca =4 mg.L-1
Et 1°f en Mg =2,43 mg.L-1
)
Analyse dureté total (teneur en Ca2+
et Mg2+
) et dureté calcique (teneur en
Ca2+
): TH / THCa.
TH >THCa, TH – THCa= THMg; °f Ca = 4 mg.L-1
; °f Mg = 2,43 mg . L-1
Analyse Chlorure Cl-
- Solution à titrer : Eau
°f : Degré Français
- Solution titrante : Solution Nitrate d‟Argent AgNO3
-Indicateur coloré : Goutte de Chromate de Potassium 10% K2CrO4
- Couleur de départ : Jaune
- Virage couleur : rouge brique
Mode opératoire
- Prélever 100 ml d‟eau à analyser
- Ajouter 3 à 5 gouttes dichromate de potassium (K2CrO4);
- Titrer avec AgNO3 jusqu‟au virage au rouge brique.
Expression des résultats
Soit V le volume de AgNO3-
versé : la concentration en [Cl -] mg.L
-1 = V (en mL) x 35,5
Dosage des Matières organiques
- Solution à titrer : Eau
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
VI
- Solution Tampon : 1. NaHCO3saturé (basique) en milieu chaud
2. H2SO4½ (acide) en milieu refroidi
- Solution d‟oxydation : KMnO4N / 80
- Solution de réduction : Sel de Mohr 5g.L-1
- Solution titrante : KMnO4N / 80
- Couleur de départ : incolore
- Virage couleur : rose
Mode opératoire
A la prise d‟essai de 100 mL d‟échantillon, on ajoute 5 mL de carbonate mono sodique
(NaHCO3) et on porte à ébullition. On ajoute 10 mL de la solution de KMnO4 N/80 et
maintenir l‟ébullition pendant 15 minutes. Après refroidissement, on ajoute successivement 5
mL d‟acide sulfurique (H2SO4) dilué au ½ + Sel de Morh 10mL. Titrer après décoloration
avec la solution de KMnO4 N/80 jusqu‟à apparition d‟une coloration rose persistante environ
30 secondes. Un essai à blanc est traité à froid sans l‟addition de carbonate mono sodique.
Expression des résultats
Soit : V0 le volume en mL utilisé pour le titrage du blanc ; V1 le volume en mL utilisé pour le
titrage de l‟échantillon et X l‟indice de permanganate de l‟échantillon exprimé en mgO2.L-1
X = (V1-Vo) V 0 =0.5 blanc
2. Analyse colorimétrique
Principe
L‟analyse consiste à ajouter dans la solution à analyser un réactif coloré ; la couleur obtenue
est ainsi la fonction de la concentration de l‟élément minéral recherché. Le résultat de la
concentration correspondant à l‟intensité de la couleur se lit à l‟aide des appareils.
Analyse Nitrites NO2-, Nitrates NO3
-, Sulfates SO4
2-, Ammonium NH4
+
Mode opératoire du sulfate
Eau à analyser 20 mL + 0,5 mLHCl + 2,5 mL BaCl2
Agiter énergiquement et laisser reposer 15mn
Expression des résultats (Su 12)
La lecture à 650nm donne directement la concentration en [SO4²-] mg.L
-1 = C °
Mode opératoire du nitrite
- Eau à analyser 5O mL est ajouté 1goutte de H 3PO4 avec 1 mL de réactif coloré
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
II
- On laisse reposer 15mn.
Expression des résultats (NitZ ou Ni 16)
-La lecture à 540nm donne la concentration en [NO2-] x 3,29 en mg.L
-1
Mode opératoire du nitrate
- Eau à analyser 50mL + HCl ou NaOH 3N pour avoir pH entre 7 et 9 +1,25mL de
solution tampon concentrée ;
- Percoler l‟échantillon à travers la colonne à ie à un débit de 7 à 10mL.min-1
;
- Jeter les 25 premiers mL de l‟échantillon ;
- Récupérer le reste + réactifs coloré 1mL ;
- Laisser reposer 15mn.
- Expression des résultats (Na 162)
L‟appareil de lecture utilisé est le “spectrophotomètre” d‟absorption moléculaire.
Lecture à 540nm donne la concentration : L = L NO3- + L NO2
-
D‟où: L NO3- = L - LNO2
-avec (C°NO3
-mg.L
-1= L NO3
- x 4, 43)
Mode opératoire pour l‟ammonium
Eau à analyser : 25mL+ 1mL de solution de phénol + 1ml de solution de
Nitroprussiate + 5mL de solution oxydante (citrate de sodium et Eau de javel(NAClO))
Agiter énergiquement et laisser reposer 1h à T° 20 à 27°C.
L‟appareil de lecture utilisé est le “spectrophotomètre” d‟absorption moléculaire
Expression des résultats
La lecture à 640nm donne directement la concentration en [NH4+] mg.L
-1 = C°
Dosage fer total Fe
- Solution à titrer : Eau
- Réactif de réduction : Poudre de dithionite de sodium
- Réactif complexant : Diméthyle glyoxine 0,5% (2mL)
- Indicateur coloré : Solution Ammoniac 10% (2mL)
- Couleur de la solution: rose ou rouge
- Appareil de lecture utilisé : Comparateur hydrocure et plaquette fer 0,06 à 1mg.L-1
ou 0,3 à
5mg.L-1
Mode opératoire
-Prélever 100 mL d‟eau
-Ajouter 1jauge de dithionite de sodium. Agiter jusqu'à dissolution du réactif.
-Ajouter 16 à 20 gouttes (2mL) de diméthyl glyoxime. Agiter. Attendre 2 mn.
-Ajouter encore 16 à 20 gouttes (2mL) d‟ammoniaque. Agiter. Attendre 2 mn.
- Résultat : lecture concentration correspondante à la couleur comparée sur plaquette
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
III
ANNEXE III : DETERMINATION DE LA DEMANDE EN CHLORE
La dose d‟hypochlorite de calcium nécessaire pour avoir une désinfection suffisante
est déterminée par la méthode au « Break Point ».
7. Principe :
La méthode consiste à ajouter à un même volume d‟eau des doses croissantes
d‟hypochlorite de calcium. Le taux de chlore résiduel mesuré au bout d‟un temps donné en
fonction de la dose ajoutée passe par un minimum appelé Break Point avant d‟augmenter
régulièrement.
Le taux de chlore optimal sera supérieur à ce taux minimal.
8. Réactifs :
- Hypochlorite de calcium 1g/l (1ml contient 1mg d‟hypochlorite)
- Orthotolidine
9. Matériels :
- 6 récipients (Béchers de 1l, 500ml ou 250ml)
- Pipettes de 1 ml ou 2 ml
- Comparateur Hydrocure
- Plaquette chlore libre 0,1 à 2 mg/l
10. Mode opératoire :
- Dans une série de 6 récipients d‟un volume donné. Introduire V ml d‟eau à
désinfecter.
- Ajouter dans chacun d‟eux à l‟aide d‟une pipette des quantités croissantes
d‟hypochlorite de calcium 1 g/l.
- Agiter et couvrir chaque récipient d‟une feuille de papier. Laisser en contact
30mn.
- Agiter au milieu et à la fin de l‟expérience.
- Mesurer le chlore résiduel dans les 5 Béchers.
11. Expression des résultats :
Soient di : la dose d‟hypochlorite dans chaque bécher de volume V (en g/l)
vi : le volume d‟hypochlorite à ajouter (en ml)
vi di x V
1000
VIII
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
IV
Résultats des essais :
Bécher N° 1 2 3 4 5 6
di (g/l)
vi (ml)
Chlore résiduel Cl2*
(mg/l) après 30 mn de
contact
La dose optimale d‟hypochlorite de calcium de valeur supérieure au Break Point (Cl2*
minimum) est choisie suivant l‟état de propreté et la longueur du réseau. Le chlore résiduel en
bout de réseau varie de 0,3 mg/l à 0,5 mg/l (en période de pluies et risque de choléra)
IX
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
V
BIBLIOGRAPHIE
[1] RAZAFITSIFERANA Théophile : Analyse physico-chimique de l‟eau du lac
d‟Ampobilava de Nosy-Be 2007 « Faculté des sciences de l‟Université d‟Antananarivo »
[2] : Borgeos, C.M Larpent J.P, Microbiologie alimentaire, Tome 2, Techniques et
documentaire, 2éme édition ; Paris ; 1988
[3] : Mémento technique de l‟eau
[4] : Cours de traitements des eaux potables par Madame Monique RABETOKOTANY
[5] RAMISASOA Tatamo Mihaja, Sulfate d‟aluminium et chlorure ferrique, coagulant dans
le traitement des eaux, Mémoire de fin d‟étude du Département Mines à l‟Ecole Supérieure
Polytechnique d‟Antananarivo (ESPA) ,2013
[6] : F.DINERT, Eaux douces et Eaux minérales, Paris, 1972
WEBOGRAPHIE
[6]: http: www.lentech.fr/procedes/desinfection
[7]: www.google earth.com
[8]:www.cieau.com
X
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES
VI
Titre : LA DESINFECTION DE L’EAU PAR CHLORATION CAS DU
FOKONTANY DE SAHAVALAINA : SUIVI ET DETERMINATION DU TAUX DE
L’HYPOCHLORITE DE SODIUM
RESUME Le Fokontany de Sahavalaina se situe dans la zone qui possède un potentiel économique important,
mais l'inexistence de système d'exploitation et de distribution en eau potable constitue un grand
handicap dans la vie socio- économique dans ce Fokontany.
La chloration peut également être faite comme étape finale du traitement. Elle est habituellement faite
dans la plupart des usines de traitement. L‟objectif principal de cette addition de chlore est la
désinfection de l‟eau et de maintenir des résidus de chlore lorsqu‟ils voyageront dans les réseaux de
distribution. Les méthodes de traitement de l‟eau destinée à la consommation humaine est une des
préoccupations des dirigeants d‟un pays pour préserver la santé de sa population.
Les analyses microbiologiques mettent en évidence que l‟eau du Fokontany de Sahavalaina est potable
et conformes aux normes de la potabilité de l‟eau à Madagascar.
Mots clés : désinfection-eléctrochlorateur-ouvrages de traitement, chloration, détermination du chlore
SUMMARY
Fokontany of Sahavalaina is located in the zone which has a significant economic potential, but the
inexistence of and distribution operating system out of drinking water constitutes a great handicap in
the economic life socio- in this Fokontany.
Chlorination can also be made like final stage of the treatment. It is usually made in the majority of
the treatment plants. The principal objective of this addition of chlorine is the disinfection of water
and to maintain residues of chlorine when they travel in the distribution networks. The methods of
water treatment intended for human consumption is one of the concerns of the leaders of a country to
preserve the health of its population.
The microbiological analyses high light that the water of Fokontany Sahavalaina is drinkable and in
conformity with the standards potability of water in Madagascar.
Key words disinfection-eléctrochlorateur-works of treatment, chlorination, determination of chlorine
Nombre des pages : 46
Nombre des figures : 16
Nombre des tableaux : 13
Nombre des annexes : 3
RAZAKARIVOARISOA LUC Dinah
Téléphone: 032 48 690 43
Email: [email protected]
Rapporteur : Monsieur RAZANAMPARANY Bruno