Transcript POLL

ETATS PHYSIQUES DE L’EAU
ETATS PHYSIQUES DE L’EAU
Sur terre, l’eau existe dans les états physiques suivants:
 Liquide: les océans, les cours d’eau, les eaux côtières,
les nappes phréatiques
ETATS PHYSIQUES DE L’EAU
Sur terre, l’eau existe dans les états physiques suivants:
Solide: les glaces des couches polaires
ETATS PHYSIQUES DE L’EAU
Sur terre, l’eau existe dans les états physiques suivants:
 Gazeux: c’est l’un des constituants de l’atmosphère.
LES PRINCIPALES ESPECES CHIMIQUES DE L’EAU
LES PRINCIPALES ESPECES CHIMIQUES DE L’EAU
Les Gaz dissous: essentiellement
O2,
CO2,
CH4
et azote
LES PRINCIPALES ESPECES CHIMIQUES DE L’EAU
Les substances minérales sous formes d’ions dissous:
Cations (ions positifs):
Calcium,
Magnésium,
Sodium
et Potassium
Anions (ions négatifs):
CO32-;
HCO3-;
SO42-;
Clet NO3.
LES PRINCIPALES ESPECES CHIMIQUES DE L’EAU
D’autres éléments se trouvent à l’état de traces
As,
Cu,
Cd,
Mn,
Fe,
Zn,
Co
et Pb.
LES PRINCIPALES ESPECES CHIMIQUES DE L’EAU
Les matières organiques:
•Sous formes dissoutes comme les carbohydrates
•D’origine artificielle (hydrocarbures, pesticides)
•En suspension comme les déchets végétaux
Principaux Constituants de l’Eau
Et Leurs Effets sur la Santé
Principaux Constituants de l’Eau
Et Leurs Effets sur la Santé
Principaux Constituants de l’Eau
Et Leurs Effets sur la Santé
IMPORTANCE DE L’EAU
IMPORTANCE DE L’EAU

L’eau est nécessaire à la vie
IMPORTANCE DE L’EAU
Dans l’industrie, elle peut avoir de multiples

fonctions
• Fluide de refroidissement
• matière première
• alimentation et évacuation
IMPORTANCE DE L’EAU
L’eau exerce une influence fondamentale sur
le climat: elle joue le rôle de régulateur de
chaleur important pour l’atmosphère

IMPORTANCE DE L’EAU
L’eau joue aussi un rôle important dans la
photosynthèse: transformation des plantes.
L’eau dans le corps humain
L’eau dans le corps humain
L'eau qui circule dans le corps doit être continuellement remplacée
Besoins quotidien pour un adulte
Besoins quotidien pour un adulte
environ 35 g/Kg soit : 2,5 litres pour une
personne de 70 Kg.
Besoins quotidien pour un adulte
L’être humain utilise en moyenne 150 à 200
litres d’eau par jour pour ses besoins
Répartition journalière de la consommation
L’utilisation de l’eau en France est répartie comme suit:
70 litres pour l’industrie
 15 litres pour l’agriculture
 15 litres pour les ménages
L’être humain utilise en moyenne 150 à
200 litres d’eau par jour.
LES RESERVES EN EAU DE LA TERRE
LES RESERVES EN EAU DE LA TERRE
L'eau est abondante sur terre.
Elle représente entre 1409 et 1380 millions de km3.
LES RESERVES EN EAU DE LA TERRE
Comment sont constituées ces
réserves d’eaux?
L’eau de mer (97,2 %) , inutilisable
directement
LES RESERVES EN EAU DE LA TERRE
Comment sont constituées ces
réserves d’eaux?
-La glace (2,15 %) inutilisables
directement.
LES RESERVES EN EAU DE LA TERRE
Comment sont constituées ces
réserves d’eaux?
L'eau douce, facilement disponible (lacs,
fleuves, certaines eaux souterraines).
Elle ne représente que 0,67 % de la quantité
totale des eaux
IMPORTANCE DE L’EAU
Les nappes phréatiques constituent le
réservoir le plus important d’eau potable
LES RESERVES EN EAU DE LA TERRE
Comment est répartie la
réserve mondiale d’eau douce
LES RESERVES EN EAU DE LA TERRE
Comment est répartie la réserve mondiale d’eau douce?
La répartition de cette eau est très
inégale.
Dix pays se partagent 60 % des réserves
d'eau douce
Vingt-neuf autres principalement en
Afrique et au Moyen-Orient, sont au
contraire confrontés à une pénurie
chronique d'eau douce.
LES RESERVES EN EAU DE LA TERRE
Domaine de l’hydrosphère Volume de l’eau 106 Km3
Les mers
 Glace et neige
 Nappes phréatiques
 Eaux de surface
 Atmosphère
 Biosphère
 1370
 29

9,5

0,13

0,013

0,0006
TOTAL
1409
Hydrosphère : c’est l’enveloppe aqueuse de la terre
Ces réserves sont limitées d’où la nécessité d’une bonne gestion de l’eau.
Les grands réservoirs d’eau
Les mers et les océans,
Les eaux continentales,
L’atmosphère et la biosphère,
l’échange d’eau est permanent et forme le
cycle de l’eau.
LES RESERVES EN EAU DE LA TERRE
LES RESERVES EN EAU DE LA TERRE
LES RESERVES EN EAU DE LA TERRE
C Y C L E DE L’ E A U
C Y C L E DE L’ E A U
De quoi est constituée l’eau qui se trouve
dans l’atmosphère?
C Y C L E DE L’ E A U
De quoi est constituée l’eau qui se trouve dans
l’atmosphère?
Des mers
Des eaux de surface (retenues d’eau, lacs et fleuves)
Du sol
Des plantes.
C Y C L E DE L’ E A U
Comment cette eau atteint l’atmosphère?
C Y C L E DE L’ E A U
Comment cette eau atteint l’atmosphère?
Par évaporation
0,423 Evaporation
Océans
(1370)
0,386 Précipitation
Glace,lacs, fleuves
Nappes phréat.
(38,63)
0,073 Evapora.
0,0110 Précipita.
C Y C L E DE L’ E A U
Elle est transportée sous forme de nuages, puis
elle retourne vers la terre sous forme de .
précipitation.
C’est cette circulation de l’eau dans l’atmosphère
et son écoulement sur les continents qui
constituent le cycle de l’eau.
C Y C L E DE L’ E A U
Les parties liées au cycle de l’eau
C Y C L E DE L’ E A U
Les parties liées au cycle de l’eau
Partie atmosphérique qui concerne la
circulation de l’eau dans l’atmosphère
Partie terrestre qui concerne
l’écoulement de l’eau sur les continents
EAU
PO T A B L E
De quoi dépend la qualité d’une eau potable?
EAU
PO T A B L E
Une eau totalement pure chimiquement
comme l’eau distillée est nuisible pour la santé
EAU
PO T A B L E
De quoi dépend la qualité d’une eau potable?
- de la quantité de sels qu’elle renferme
EAU
PO T A B L E
De quoi dépend la qualité d’une eau potable?
Être exempte de
germes pathogènes
- bactéries
- virus….
-
EAU
PO T A B L E
De quoi dépend la qualité d’une eau potable?
Être exempte d’organismes parasites
EAU
PO T A B L E
De quoi dépend la qualité d’une eau potable?
Contenir en quantité limitée et supportable pour la
santé humaine, certaines substances chimiques
EAU
PO T A B L E
De quoi dépend la qualité d’une eau potable?
Présence souhaitée d’oligo-éléments ( bons
pour l’organisme )
EAU
PO T A B L E
De quoi dépend la qualité d’une eau potable?
Contenir un minimum de sels minéraux dissous,
pour donner un bon goût ( 0,1 à 0,5 g/l )
EAU
PO T A B L E
De quoi dépend la qualité d’une eau potable?
Ne corrode pas les canalisations
EAU
PO T A B L E
Provenance des eaux potables
EAU
PO T A B L E
Provenance des eaux potables
des eaux souterraines
et des eaux de source
Composition Chimique moyenne des eaux de surface naturelles
La composition chimique des eaux naturelles est étroitement liée à la
nature des sols et à la végétation environnante.
Composés
HCO3
Ca2+
H4SiO4
Mg2+
ClNa+
H+
Eaux douces
Eaux de mer
Concentrations en mmole/Litre
0,25 à 4,0
0,05 à 3,0
0,06 à 0,6
0,02 à 1,6
0,02 à 2,0
0,02 à 2,5
3,20 à 0,3 10-3
2,50
10
0,08
50
500
500
8 10-6
Une eau dure est une eau qui contient beaucoup de sels dissous: sels de Ca2+ et Mg2+
Indicateurs Chimiques de Qualité des Eaux de Surface
Espèces Chimiques
SO42-
Situation Normale/ Situation Douteuse/
Eau Normale
Eau Polluée
<20
PO43-
Situation Anormale/
Eau Fortement Polluée
20 à 120
>120
300 à 500
>500
NO2-
<0,01
0,01 à 0,1
>1
NH4+
<0,01
0,01 à 0,1
>1
Oxydabilité mg/l
O2
>2
2à3
3à6
DBO5 (mg/l O2)
<1
3à6
>6
Eau Potable
Quelles sont les paramètres qui permettent
d’apprécier la potabilité d’une eau?
Eau Potable
Quelles sont les paramètres qui permettent
d’apprécier la potabilité d’une eau?
62 paramètres physico-chimiques et
microbiologiques doivent être contrôler pour une
eau destinée à la consommation humain et dont
les plus importants sont:
Eau Potable
Quelles sont les paramètres qui permettent
d’apprécier la potabilité d’une eau?
Les paramètres organoleptiques
Il s'agit de la saveur, de la couleur, de l'odeur et de la
transparence de l'eau.
Eau Potable
Quelles sont les paramètres qui permettent
d’apprécier la potabilité d’une eau?
Les paramètres en relation avec la structure de l'eau
Ils sont essentiellement représentés par :
-Les sels minéraux (calcium, sodium, potassium,
magnésium, sulfates...)
Eau Potable
Quelles sont les paramètres qui permettent
d’apprécier la potabilité d’une eau?
Les paramètres en relation avec la structure de l'eau
Ils sont essentiellement représentés par :
-La conductivité électrique, qui permet d'avoir une idée
de la salinité de l'eau,
Eau Potable
Quelles sont les paramètres qui permettent
d’apprécier la potabilité d’une eau?
Les paramètres en relation avec la structure de l'eau
Ils sont essentiellement représentés par :
-Et le titre alcalimétrique, qui permet d'apprécier la
concentration de tous les carbonates et bicarbonates
dans l'eau.
Eau Potable
Quelles sont les paramètres qui permettent
d’apprécier la potabilité d’une eau?
Les paramètres indésirables
Ce sont certaines substances qui peuvent créer:
- soit un désagrément pour le consommateur :
+ le goût (matières organiques, phénols, fer...),
+ l’odeur (matières organiques, phénols...),
+ la couleur (fer, manganèse...),
- soit causer des effets gênants pour la santé (nitrates,
fluor).
Eau Potable
Quelles sont les paramètres qui permettent
d’apprécier la potabilité d’une eau?
Les paramètres indésirables
La priorité?
On surveille la contamination des eaux par des matières
organiques (mesurée par l'oxydabilité au permanganate de potassium, la
concentration en ammonium),
la présence de nitrites et de nitrates((50 milligrammes par litre
(valeur limite))
et la concentration en fer ((200 microgrammes par litre (valeur
limite))
Eau Potable
Quelles sont les paramètres qui permettent
d’apprécier la potabilité d’une eau?
Les paramètres toxiques
Ce sont essentiellement
les métaux lourds
plomb, nickel, mercure, chrome, cadmium, arsenic...
((1 à 10 microgramme par litre (valeur limite)),
et le cyanure.
Eau Potable
Quelles sont les paramètres qui permettent
d’apprécier la potabilité d’une eau?
Les paramètres microbiologiques
L'eau ne doit contenir
ni microbes,
ni bactéries pathogènes,
ni virus
Ces paramètres pourraient entraîner une
contamination biologique et être la cause d'une épidémie.
La rechercher des bactéries aérobies
Eau Potable
Quelles sont les paramètres qui permettent
d’apprécier la potabilité d’une eau?
Les paramètres concernant les pesticides et produits
apparentés
La présence de pesticides et des produits apparentés
dans l'eau est limitée à des doses infimes.
(0,1 microgramme par litre (valeur limite)
L’ingestion de faibles teneurs, aussi bien dans
l'alimentation que dans l'eau distribuée, peut
provoquer des maladies graves
Eau Potable
Quelles sont les paramètres qui permettent
d’apprécier la potabilité d’une eau?
La turbidité
l'aspect trouble de l'eau.
Cette altération est observée après
des orages.
Eau Potable
Quelles sont les paramètres qui permettent
d’apprécier la potabilité d’une eau?
Les Hydrocarbures Poly Aromatiques (HPA)
(0,10 microgramme par litre (valeur limite)
Eau Potable
Quelles sont les paramètres qui permettent
d’apprécier la potabilité d’une eau?
Trichloréthylène
Tétrachloroéthylène
10 microgrammes par litre (valeur limite)
Les Principaux Polluants de l’Eau
Qu’est ce qu’une pollution de l’eau?
On appelle pollution de l’eau , toute modification
chimique, physique ou biologique de la qualité de l’eau
qui entraîne un effet nocif sur les êtres vivants.
Les Principaux Polluants de l’Eau
Quelles sont les différentes classes de polluants de
l’eau?.
- Les
agents provoquant des maladies: bactéries,
virus, parasites….
Les Principaux Polluants de l’Eau
Quelles sont les différentes
classes de polluants de l’eau?.
Les déchets: consommateur d’oxygène
Les Principaux Polluants de l’Eau
Quelles sont les différentes classes de polluants
de l’eau?.
- Les composés inorganiques hydrosolubles: acides,
sels, métaux…
Les Principaux Polluants de l’Eau
Quelles sont les différentes classes de
polluants de l’eau?.
- Les
nutriments: nitrates et phosphates hydrosolubles
Les Principaux Polluants de l’Eau
Quelles sont les différentes classes de
polluants de l’eau?.
- Les
composés organiques: pesticides, pétroles,
matières plastiques….
Les Principaux Polluants de l’Eau
Quelles sont les différentes classes
de polluants de l’eau?.
- Les sédiments en suspension: diminution de
l’adsorption de la lumière
Les Principaux Polluants de l’Eau
Quelles sont les différentes classes de
polluants de l’eau?.
- Les composés radioactifs hydrosolubles
Micropolluants Toxiques
Les Effets sur la Santé des Polluants de l’Eau
- Génotoxicité: dommage à l’ADN ( HPA, Chlorure de
Vinyle, Aflatoxine.. )
Les Effets sur la Santé des Polluants de l’Eau
- Cancérogénicité: Cancer chez l’humain
Les Effets sur la Santé des Polluants de l’Eau
Neurotoxicité: Atteint le système nerveux (pesticides)
Les Effets sur la Santé des Polluants de l’Eau
- perturbation des transferts d’énergie: Fatigue
Les Effets sur la Santé des Polluants de l’Eau
- Effet de reproduction: perturbe le système
endocrinien
Les Effets sur la Santé des Polluants de l’Eau
- Effet sur le comportement: perte d’appétit, baisse
de la reproduction
STATION D’EPURATION DES EAUX USEES
S
S
EPURATION DES EAUX USEES
L’eau qui sort d’une station d’épuration
peut rejoindre le cycle de l’eau sans
inconvénients majeurs, mais elle ne peut
être considérée comme une eau potable.
EPURATION DES EAUX USEES
Composition
Origines?
Les stations d’épuration reçoivent dans la
majorité des cas des effluents d’origine
domestiques et industriels.
Les eaux domestiques sont constituées pour
l’essentiel:
- de matières fécales
- composés ammoniaqués
- des eaux de lavage ( légumes, linge,
vaisselle,
hygiène corporelle… )
EPURATION DES EAUX USEES
Composition
Toutes ces eaux contiennent:
- des matières organiques fermentescibles
- des graisses émulsionnées par les détergents
- des matériaux insolubles ( terre, sable…)
EPURATION DES EAUX USEES
Traitement
Quelles sont les différentes étapes de traitement
des eaux usées ?
- les
traitements primaires
- les traitements microbiologiques
- le
traitement gravitaire
EPURATION DES EAUX USEES
Traitement
- les traitements primaires
ils consistent à débarrasser les eaux usées
- des matériaux insolubles et décantables ( sable )
- des substances émulsionnées et flottables (
graisses, colloïdes )
EPURATION DES EAUX USEES
Traitement
-les traitements primaires
Comment?
-L’utilisation d’une grille permet de retenir les plus gros
déchets,
- un dessableur permet aux matériaux insolubles de
précipiter
-et un dégraisseur permet aux graisses mélangées à des
bulles d’air d’être récupérées à la surface
EPURATION DES EAUX USEES
Traitement
-les traitements microbiologiques
-ils font appel à des bactéries qui vont
Respirer les polluants organiques dissous puis les
minéraliser. Pour avoir des boues d’épuration stables, le
temps de minéralisation doit être de 4 à 5 jours.
Une dénitrification, par les bactéries ( O2 des nitrites et
des nitrates ) et une déphosphatation, par des procédés
physico-chimiques ou microbiologique, sont nécessaires.
EPURATION DES EAUX USEES
Traitement
-le traitement gravitaire
cette étape consiste à séparer les eaux traitées des
boues bactériennes. Les boues vont décanter
naturellement et les eaux épurées sont soutirées vers le
haut pour rejoindre le cycle de l’eau.
Le plus souvent les boues récupérées, contenant des
matières fermentescibles,doivent subir des traitements
avant d’être épandues dans les champs.
COMMENT MESURE-T-ON LES MATIERES POLLUANTES
CONTENUES DANS LES EAUX USEES
Trois paramètres principaux:
Les Matières En Suspension (MES) mg/L:
ce sont toutes les matières, organiques et minérales
non dissoutes (solides) contenues dans l’eau
Analyse Physico-Chimique de l’Eau
DBO (demande biochimique en oxygène).
La DBO (demande biochimique en oxygène)
exprime la quantité d'oxygène nécessaire à la
dégradation de la matière organique
biodégradable d'une eau par le développement
de micro-organismes.
Les conditions communément utilisées sont 5
jours à 20°C, à l'abri de la lumière et de l'air ; on
parle alors de la DBO5.
COMMENT MESURE-T-ON LES MATIERES POLLUANTES
CONTENUES DANS LES EAUX USEES
Trois paramètres principaux:
La Demande Biochimique en Oxygène (DBO) mg d’O2/L:
elle exprime la quantité de matière organique
biodégradable présente dans l’eau.
C’est la quantité d’oxygène nécessaire à la destruction
des matières organiques grâce aux phénomènes
d’oxydation par voie aérobie.
Analyse Physico-Chimique de l’Eau
DBO (demande biochimique en oxygène).
Son Rôle
Cette mesure est très utilisée pour le suivi des
rejets des stations d'épuration.
Elle donne une approximation de la charge en
matières organiques biodégradables.
Analyse Physico-Chimique de l’Eau
Échelle de valeurs de DBO5
Situation
Eau naturelle pure et
vive
Rivière légèrement
polluée
Égout
DBO5 (mg/l
d'O2)
<1
1<c<3
100 < c < 400
Rejet station
d'épuration efficace
20 < c <40
Elle est exprimée en mg de O2 consommé
COMMENT MESURE-T-ON LES MATIERES POLLUANTES
CONTENUES DANS LES EAUX USEES
Trois paramètres principaux:
La demande chimique en oxygène (DCO) mg d’O2/L:
Elle représente la teneur totale des matières oxydables
contenues dans l’eau
C’est aussi la quantité d’oxygène nécessaire pour oxyder par
voie chimiques toutes les matières organiques contenues
dans l’eau.
Analyse Physico-Chimique de l’Eau
DCO (Demande Chimique en Oxygène)
La DCO (demande chimique en oxygène)
exprime la quantité d'oxygène nécessaire pour
oxyder la matière organique d'une eau à l'aide
d'un oxydant, le bichromate de potassium.
Analyse Physico-Chimique de l’Eau
DCO (Demande Chimique en Oxygène)
Que caractérise t-il ?
Ce paramètre caractérise les matières
oxydables présentes dans l'échantillon.
La DCO peut être réalisée plus rapidement que
la DBO (oxydation " forcée ") et donne une
image de la matière organique présente, même
quand le développement de micro-organismes
est impossible.
Le résultat s'exprime en mg/l d'O2.
Procédés de traitement des eaux
Procédés Membranaires
Qu’est ce qu’une membrane?
La membrane est constituée d’une surface plane
dont la perméabilité est sélective.
Procédés de traitement des eaux
Procédés Membranaires
Son rôle?
Son objectif principal est d’éliminer les composants
indésirables dans l’eau, comme:
- les sels contenus dans l’eau de mer
- les micro algues et les microorganismes
- les micropolluants organiques
- la turbidité ( eaux troubles
Procédés de traitement des eaux
Procédés Membranaires
-La séparation membranaire ou filtration sur membrane
-L’ultrafiltration
-La nano filtration
Procédés de traitement des eaux
Procédés Membranaires
La séparation membranaire ou filtration sur membrane
C’est une technique qui consiste à extraire les
micropolluants dissous dans une eau polluée sans
traitement chimique ( filtration mécanique )
Procédés de traitement des eaux
Procédés Membranaires
L’ultrafiltration
C’est un procédé membranaire, utilisant des fibres dont
la taille est de l’ordre de 0,01micronmètre.
Ce procédé permet d’éliminer toutes les particules en
suspension, les bactéries, les virus ainsi que les grosses
molécules organiques.
Pour les molécules de faibles tailles ( les pesticides ),
l’utilisation d’un adsorbant comme le charbon actif est
recommandé.
Procédés de traitement des eaux
Procédés Membranaires
La nano filtration
C’est le même procédé que l’ultrafiltration sauf que la
taille des fibres est de 0,001micronmètre.
Tous les polluants dissous(biologiques , organiques et
minéraux) sont retenus, quelque soit leurs
concentrations.
Les adsorbants ne sont pas nécessaire dans ce type de
traitement.
Pour une potable, il faut une reminéralisation et l’usage
du chlore est notablement diminué.
Dessalement de L’eau de Mer
Pourquoi?
-Pour faire face à une pénurie d’eau annoncée
-2,5 milliards de personnes pourraient souffrir du
manque d’eau dés 2025
- L’eau est abondante sur terre: Entre 1380 à 1409
millions de Km3
- 97% eau de mer
- 2,15% glace
- 0,07% eau douce
- Technique prometteuse
Dessalement de L’eau de Mer
Répartition des réserves mondiales d’eau douce
- 10 pays se partagent 60% des réserves mondiales d’eau
douce
- 29 pays ( Afrique et Moyen orient ) sont confrontés à une
pénurie chronique
- 250 millions d’individus ne disposent pas du minimum vital
d’eau ( 100 m3/H/A ).
Dessalement de L’eau de Mer
Caractéristiques des eaux marines
La principale caractéristique de l’eau de mer est
la salinité, c’est-à-dire la teneur globale en sels.
Dessalement de L’eau de Mer
Salinité moyenne des eaux marines
La salinité moyenne des eaux des mers et océans
est de l’ordre de 35 g/l
Na Cl
MgCl2
MgSO4
CaSO4
K2SO4
27,2 g/l
3,8 g/l
1,7 g/l
1,26 g/l
0,86 g/l
Le pH moyen des eaux de mer est légèrement
basique ( 7,5 à 8,4 )
Dessalement de L’eau de Mer
Salinité : cas des Mers fermées
Mers
Salinité ( g/l )
Mer Méditerranée
36 à 39
Mer Rouge
40
Mer Capsienne
13
Mer Morte
270
Golf Arabo Persique
36 à 39
Dessalement de L’eau de Mer
Les Principales Technologies de Dessalement des Eaux
Les Procédés Thermiques, faisant intervenir un
changement de phases:
-
- Congélation
- Distillation
Dessalement de L’eau de Mer
Les Principales Technologies de Dessalement des Eaux
-
- Les Procédés Membranaires:
- L’osmose inverse
- L’électrodialyse
Dessalement de L’eau de Mer
Les Principales Technologies de Dessalement des Eaux
La congélation et l’électrodialyse sont des procédés
qui demandent de gros investissements, en plus ils
consomment beaucoup d’énergie
Dessalement de L’eau de Mer
Les Principales étapes de dessalement de l’eau
Toutes les installations de dessalement comportent
quatre étapes
- Une prise d’eau de mer avec une pompe et une
filtration grossière
Dessalement de L’eau de Mer
Les Principales étapes de dessalement de l’eau
- Un prétraitement avec une filtration fine et une
addition de composés biocides et de produit antitartre
Dessalement de L’eau de Mer
Les Principales étapes de dessalement de l’eau
- Le procédé de dessalement lui-même (Thermique ou
Membranaire)
Dessalement de L’eau de Mer
Les Principales étapes de dessalement de l’eau
- Le post traitement avec une éventuelle
reminéralisation de l’eau dessalée produite
A l’issue de ces quatre étapes, l’eau de mer est rendue
potable (salinité inférieure à 0,5 g/l)
Dessalement de L’eau de Mer
L’OSMOSE INVERSE ( Membranaire )
Principe
L’osmose inverse est un procédé de séparation de l’eau
et des sels dissous au moyen de membranes semiperméables sous l’action de la pression ( 54 à 80 bars )
Dessalement de L’eau de Mer
L’OSMOSE INVERSE ( Membranaire )
Principe/Fonctionnement
-Dans ce procédé, les membranes polymères utilisées
laissent passer des molécules d’eau et retiennent toutes
les particules, sels dissous et molécules organiques dont
la taille est supérieure à 10-7 mm
Dessalement de L’eau de Mer
Éléments Constitutifs d’une Unité d’Osmose Inverse
Le dessalement par osmose inverse nécessite:
- Un prétraitement, pour éviter le dépôt de matières
en suspension sur les membranes
Dessalement de L’eau de Mer
Éléments Constitutifs d’une Unité d’Osmose Inverse
- Une pré filtration grossière, suivi d’une filtration sur
sable pour retenir toutes les particules de dimensions
supérieures à 10 - 50 µm et d’éliminer les particules
en suspension les plus grosses
Dessalement de L’eau de Mer
Éléments Constitutifs d’une Unité d’Osmose Inverse
- Un traitement biocide et acidification, pour éviter le
développement de microorganismes sur la membrane et
éviter aussi la précipitation carbonates
Dessalement de L’eau de Mer
Éléments Constitutifs d’une Unité d’Osmose Inverse
- Filtration sur cartouches, pour retenir les particules
de tailles de dizaines de µm
Dessalement de L’eau de Mer
Éléments Constitutifs d’une Unité d’Osmose Inverse
La pompe haute pression permet ensuite d’injecter
l’eau de mer dans le module d’osmose inverse dans
lequel se trouve les membranes.
Pour éviter les risques de précipitation de composés
retenus d’un seul côté de la membrane, on balaie celleci du côté de la solution salée par un flux d’eau continu.
Dessalement de L’eau de Mer
Éléments Constitutifs d’une Unité d’Osmose Inverse
Dessalement de L’eau de Mer
Les Procédés de Distillation ( Thermique )
Principe
Dans les procédés de distillation, l’eau de mer est
chauffée et une partie est vaporisée. La vapeur
produite ne contient pas de sels, il suffit alors de
condenser cette vapeur pour obtenir de l’eau douce
liquide (2250 KJ/Kg ).
Afin de réduire la consommation d’énergie deux
procédés industriels ont été développés:
- la distillation à détentes étagées
- et la distillation à multiples effets
Dessalement de L’eau de Mer
Les Procédés de Distillation ( Thermique )
Distillation à détentes étagées ( MSF )
Ce procédé appelé Flash consiste à maintenir l’eau sous
pression pendant toute la durée du chauffage. La
vaporisation de l’eau est ainsi réalisée par détentes
successives dans une série d’étages où règnent des
pressions de plus en plus réduites ( on peut avoir
jusqu’à 40 étages dans une installation ).
Dessalement de L’eau de Mer
Les Procédés de Distillation ( Thermique )
Distillation à détentes étagées ( MSF )
Ce procédé ne permet pas une flexibilité dans
l’exploitation, il est surtout utilisé pour les grandes
capacités de production, des centaines de milliers de
m3/jour
Dessalement de L’eau de Mer
Les Procédés de Distillation
Distillation à multiples effets (MED)
Ce procédé est basé sur le principe de l’évaporation, sous pression
réduite, d’une partie de l’eau de mer préchauffée à une
température comprise entre 70°C et 80°C
L’évaporation a lieu sur une surface d’échange, contrairement au
cas du procédé MSF, où elle est assurée par détente au sein des
étages successifs
Analyse Physico-Chimique de l’Eau
Les paramètres à analyser sont choisis en fonction
de l'objectif recherché
Analyse Physico-Chimique de l’Eau
Température
- Elle permet de corriger les paramètres d'analyse
dont les valeurs sont liées à la température
(conductivité notamment).
Analyse Physico-Chimique de l’Eau
Température
- Elle met en évidence des contrastes de
température de l'eau sur un milieu, il est possible
d'obtenir des indications sur l'origine et
l'écoulement de l'eau.
Analyse Physico-Chimique de l’Eau
pH
Le pH mesure la concentration en ions H3O+ de
l'eau.
pH = - Log(H3O)+
Il traduit ainsi la balance entre acide et base sur
une échelle de 0 à 14.
7 étant le pH de neutralité.
Analyse Physico-Chimique de l’Eau
pH
Ce paramètre caractérise un grand nombre
d'équilibre physico-chimique et dépend de
facteurs multiples, dont l'origine de l'eau.
Analyse Physico-Chimique de l’Eau
pH
classification des eaux d'après leur pH
pH < 5
Acidité forte => présence d'acides
minéraux ou organiques dans les
eaux naturelles
pH = 7
pH neutre
7 < pH <
8
Neutralité approchée => majorité
des eaux de surface
Majorité des eaux souterraines
5,5 < pH
<8
pH = 8
Alcalinité forte, évaporation intense
Analyse Physico-Chimique de l’Eau
Conductivité
Son Rôle?
La conductivité mesure la capacité de l'eau à
conduire le courant entre deux électrodes.
Analyse Physico-Chimique de l’Eau
Conductivité
Son importance?
-La mesure de la conductivité permet d'apprécier
la quantité de sels dissous dans l'eau.
- Elle permet d'obtenir une information très utile pour
caractériser l'eau.
- La conductivité est également fonction de la
température de l'eau : elle est plus importante
lorsque la température augmente.
Analyse Physico-Chimique de l’Eau
Conductivité
Pourquoi?
-La plupart des matières dissoutes dans l'eau se
trouvent sous forme d'ions chargés électriquement.
- Des contrastes de conductivité permettent de
mettre en évidence des pollutions, des zones de
mélanges ou d'infiltration…
Analyse Physico-Chimique de l’Eau
Oxygène, DBO, DCO et Oxydabilité
Ces paramètres permettent d'estimer la quantité
de matière organique présente dans l'eau.
Analyse Physico-Chimique de l’Eau
Oxygène, DBO, DCO et Oxydabilité
•Oxygène dissous
•Son importance
- L'oxygène
dissous est un paramètre utile dans le
diagnostic biologique du milieu eau.
- La concentration en oxygène dissous est un
paramètre essentiel dans le maintien de la vie, et
donc dans les phénomènes de dégradation de la
matière organique et de la photosynthèse.
Analyse Physico-Chimique de l’Eau
Oxygène, DBO, DCO et Oxydabilité
Oxygène dissous
Son importance
Une eau très aérée est généralement sursaturée
en oxygène , alors qu'une eau chargée en matières
organiques dégradables par des micro-organismes
est sous-saturée.
En effet, la forte présente de matière organique,
dans un plan d'eau par exemple, permet aux
micro-organismes de se développer tout en
consommant de l'oxygène.
Analyse Physico-Chimique de l’Eau
Oxygène, DBO, DCO et Oxydabilité
•Oxygène dissous
L'eau absorbe autant d'oxygène que nécessaire. La
solubilité de l'oxygène dans l'eau est fonction
- de la pression atmosphérique (donc de l'altitude),
- de la température
- et de la minéralisation de l'eau
La saturation en O2 diminue lorsque la température
et l'altitude augmentent.
Au niveau de la mer à 20°C, la concentration en
oxygène en équilibre avec la pression atmosphérique
est de 8,8 mg/l d'O2.
Analyse Physico-Chimique de l’Eau
DBO (demande biochimique en oxygène).
La DBO (demande biochimique en oxygène)
exprime la quantité d'oxygène nécessaire à la
dégradation de la matière organique
biodégradable d'une eau par le développement
de micro-organismes.
Les conditions communément utilisées sont 5
jours à 20°C, à l'abri de la lumière et de l'air ; on
parle alors de la DBO5.
Analyse Physico-Chimique de l’Eau
DBO (demande biochimique en oxygène).
Son Rôle
Cette mesure est très utilisée pour le suivi des
rejets des stations d'épuration.
Elle donne une approximation de la charge en
matières organiques biodégradables.
Analyse Physico-Chimique de l’Eau
Échelle de valeurs de DBO5
Situation
Eau naturelle pure et
vive
Rivière légèrement
polluée
Égout
DBO5 (mg/l
d'O2)
<1
1<c<3
100 < c < 400
Rejet station
d'épuration efficace
20 < c <40
Elle est exprimée en mg de O2 consommé
Analyse Physico-Chimique de l’Eau
DCO (Demande Chimique en Oxygène)
La DCO (demande chimique en oxygène)
exprime la quantité d'oxygène nécessaire pour
oxyder la matière organique d'une eau à l'aide
d'un oxydant, le bichromate de potassium.
Analyse Physico-Chimique de l’Eau
DCO (Demande Chimique en Oxygène)
Que caractérise t-il ?
Ce paramètre caractérise les matières
oxydables présentes dans l'échantillon.
La DCO peut être réalisée plus rapidement que
la DBO (oxydation " forcée ") et donne une
image de la matière organique présente, même
quand le développement de micro-organismes
est impossible.
Le résultat s'exprime en mg/l d'O2.
Analyse Physico-Chimique de l’Eau
Turbidité
Son Rôle?
La mesure de la turbidité permet de préciser les
informations visuelles sur l'eau.
La turbidité traduit la présence de particules en
suspension dans l'eau (débris organiques,
argiles, organismes microscopiques…).
Analyse Physico-Chimique de l’Eau
Turbidité
Pourquoi?
une turbidité forte peut permettre à des microorganisme de se fixer sur des particules en
suspension.
Analyse Physico-Chimique de l’Eau
Turbidité
Classes de turbidité usuelles (NTU, nephelometric turbidity unit)
NTU < 5
Eau claire
5 < NTU < 30
Eau légèrement trouble
NTU > 50
NTU
Eau trouble
La plupart des eaux de
surface en Afrique
atteignent ce niveau de
turbidité
Analyse Physico-Chimique de l’Eau
Ions majeurs
La minéralisation de la plupart des eaux est
dominée par huit ions appelés couramment les
ions majeurs.
On distingue
•les cations : calcium, magnésium, sodium et
potassium,
•et les anions : chlorure, sulfate, nitrate et
bicarbonate.
Analyse Physico-Chimique de l’Eau
Autres éléments dissous
•Le fer
La présence de fer dans les eaux souterraines a
de multiples origines : le fer, sous forme de
pyrite (FeS2), (marnes, argiles).
Les dalles de forages ou puits sont alors colorées
en brun/rouille
Analyse Physico-Chimique de l’Eau
Autres éléments dissous
•Le fluor
Les sources principales de fluor dans les eaux
souterraines sont les roches sédimentaires. Les
zones de thermalisme sont aussi concernées.
Le fluor est reconnu comme un élément essentiel
pour la prévention des caries dentaires
(dentifrices fluorés). Cependant, une ingestion
régulière d'eau dont la concentration en fluor est
supérieur à 2 mg/l (OMS) peut entraîner des
problèmes de fluorose osseuse et dentaire
(coloration en brun des dents pouvant évoluer
jusqu'à leurs pertes).
Dessalement de L’eau de Mer
L’OSMOSE INVERSE ( Membranaire )
Principe/Fonctionnement
- Ce procédé fonctionne à température ambiante
- Ce procédé n’implique pas de changement de phase
La teneur en sels de l’eau osmosée est de l’ordre de 0,5 g/l
Origine des Eaux Souterraines sur la Terre
La plupart des eaux souterraines ont pour origine
les eaux pluviales (pluie ou neige).
Ces eaux s’infiltrent dans le sol
Quantités des Eaux Souterraines sur la Terre
Sur la terre, approximativement 3% de toute l’eau est
de l’eau douce.
Sur les 3%:
•95% sont des eaux souterraines,
•3,5% des eaux de surface
•1,5% sous forme d’humidité dans les sols
Sur toute cette eau, seule 0,36% est prête à
l’usage.
Qualité des eaux souterraines
Sa composition chimique peut être modifiée soit par :
-un processus naturel ( lessivage des dépôts
géologiques )
-un stockage des déchets
-des activités agricoles
Qualité des eaux souterraines
Quels sont les indicateurs?
• la température de l'eau,
• la quantité de solides dissous,
• la teneur en polluants toxiques et biologiques,
Les nitrates,
Les pesticides,
Les chlorures,
L’alcalinité,
La valeur du pH,
La conductivité électrique (avec une considération
particulière sur les nitrates et les pesticides)
POLLUTION PAR LES NITRATES
Une eau est considérée comme polluée par les
nitrates si la teneur dépasse 45 mg/L.
Les contaminants des eaux souterraines
•
des composés organiques
• des composés inorganiques
• des composés de synthèse, tels que des
pesticides,
• et d'autres contaminants.
Altération des Eaux Souterraines
 Altération « micropolluants organiques »
Qui sont ils?
● les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP)
● Les PCB polychlorobiphényles utilisés dans les dans les
plastiques et les peintures
● Les composés organochlorés volatiles
Altération des Eaux Souterraines
 Altération « micropolluants organiques »
Leurs effets sur la santé et l’environnement?
● Ils sont toxiques,
cancérigènes
et très peu biodégradables.
Altération des Eaux Souterraines

Altération « micropolluants minéraux »
L’origine?
● naturelle industrielle
● ou agricole
Altération des Eaux Souterraines
Une altération est une dégradation de l'eau
estimée à partir d'un regroupement de
paramètres de même nature ou ayant le même
effet.
Altération des Eaux Souterraines
 Altération « particules en suspension »/« fer et manganèse »
L'altération est définie par la turbidité (l'aspect trouble
de l'eau). Cette altération est observée après des orages.
Altération des Eaux Souterraines
Altération « matières organiques et oxydables »
L'origine principale est la décomposition des êtres vivants qui
entraîne une consommation d'oxygène et une prolifération
bactérienne.
L'un des paramètres est le carbone organique dissous -COD.
Altération des Eaux Souterraines
 Altération « micropolluants organiques »
● Ces micropolluants sont d'origine
humaine,
industrielle
ou urbaine (circulation automobile)
Altération des Eaux Souterraines
Altération « micropolluants minéraux »
Quels sont ces micropolluants minéraux?

● Quinze micropolluants sont pris en compte :
l'aluminium,
l'antimoine,
l'argent,
l'arsenic,
le bore,
le cadmium,
le chrome,
le cyanure,
le mercure,
le nickel,
le plomb,
le sélénium,
le zinc.
.
Altération des Eaux Souterraines
 Altération « nitrates »
●
Les nitrates proviennent de la décomposition des déchets
organiques
Altération des Eaux Souterraines
Altération « pesticides »
●
Les pesticides sont exclusivement d'origine humaine.
● Les familles de pesticides suivies dans les analyses d'eaux
souterraines sont:
- les triazines (atrazine...),
- les urées substituées (diuron),
- les organochlorés (lindane).
Altération des Eaux Souterraines
 Altération
« matières azotées »
● Ammonium qui provient soit des nitrates soit de l’activité
humaine
● Nitrites qui proviennent d'une transformation de l'ammonium
par les bactéries.
Altération des Eaux Souterraines
Altération « minéralisation et salinité »
La minéralisation correspond à la quantité de sels minéraux
contenus dans l'eau.
Altération des Eaux Souterraines
Altération « minéralisation et salinité »
Comment l’évaluer?
A partir des paramètres suivants :
chlorures,
sulfates,
dureté de l'eau,
calcium, magnésium,
potassium, sodium...
Altération des Eaux Souterraines
Altération « minéralisation et salinité »
Origine de ces minéraux?
d'origine naturelle, en excès, ils peuvent provoquer des
inconvénients (altération gustative, laxative) et des maladies
(rénales...).
Sources de Pollution de l'eau
L a pollution de l'eau est l'introduction de déchets
industriels et institutionnels et d'autres matières
nocives ou nuisibles, en quantité suffisante pour
entraîner une dégradation mesurable de la qualité de
l'eau.
Sources de pollution des eaux
Les différentes sources de
contamination
Naturel: la nature du matériel géologique par lequel
les eaux souterraines se déplacent, et de la qualité de
l'eau de recharge..
Sources de pollution des eaux
Les différentes sources de
contamination
Agricole: Les pesticides, les engrais, les herbicides et
les déchets animaliers sont des sources agricoles de
contamination des eaux souterraines.
Sources de pollution des eaux
Les différentes sources de
contamination
Industriel: Les industries de fabrication ont des
demandes élevées en eau pour les procédés de
refroidissement, de traitement ou de nettoyage. La
pollution des eaux souterraines se produit quand l'eau
utilisée est retournée au cycle hydrologique.
Sources de pollution des eaux
Les différentes sources de
contamination
Résidentiel: Les systèmes résidentiels d'eau usagée
peuvent être une source de différents types de
contaminants, y compris des bactéries, des virus, des
nitrates, et des composés organiques.
Sources de Pollution de l'eau
Provenance
des déchets urbains,
• des déchets agricoles
• et des déchets industriels
Ces déchets comportent de nombreuses substances
toxiques que les processus naturels ne réussissent pas
à décomposer.
.
Sources de Pollution de l'eau
Les différentes formes de
polluants
• polluants
non persistants ou dégradables :
•eaux usées domestiques,
•engrais,
•certains déchets industriels.
Ces polluants peuvent être décomposés en
substances simples.
Sources de Pollution de l'eau
Les différentes formes de
polluants
• polluants persistants :
•pesticides,
•pétrole,
•substances radioactives,
•métaux (plomb, mercure, cadmium).
Ce type de pollution augmente rapidement,
demeure dans le milieu aquatique et cause des
dommages irréversibles.
Pollution de l’Eau
La pollution de l'eau est une dégradation physique, chimique ou biologique de ses
qualités naturelles,provoquée par ses activités.
On distingue plusieurs types de pollution, qui peuvent avoir une origine
domestique, agricole ou industrielle.
La pollution chimique altère la transparence de l'eau.
La pollution chimique est due à des substances indésirables: nitrate, phosphates ou
dangereuses.
La pollution organique de l'eau provenant des eaux usées domestiques tels que
l'eau des toilettes ,de lavage et l'eau d' écoulement des eaux de pluie.
De plus se rajoute la pollution des eaux collectives(lavage des rues, des marchés,
des commerces, bâtiment scolaire) qui peuvent être responsable de l'altération des
conditions de transparence
et d'oxygénation de l'eau ainsi que du développement de l'eutrophisation * dans les
rivières .
La pollution agricole : se développe depuis que l'agriculture est entrée dans un
stade d'intensification,surtout dans le domaine des cultures.
Sources de pollution des eaux souterraines
Origine
Sources potentielles de contamination des eaux souterraines
Municipal
Industriel
Agricole
Individuel
Sur ou
près de la
surface
pollution de l'air
déchets
municipaux sel
pour le dégivrage
des routes
pollution de l'air
Produits chimiques:
stockage et flaques
carburants : stockage
et flaques
pollution de l'air
flaques chimiques
engrais
pesticides
pollution de l'air
Engrais, produits
d'entretien détergents
huile de moteur
Peinture, pesticides
Sous la
surface
décharge égout
canalisations
réservoirs de
stockage souterrains
stockage en
souterrain
réservoirs
puits: mal
construits ou
abandonnés
Système septique
puits: mal construits
ou abandonnés
COMMENT MESURE-T-ON LES MATIERES POLLUANTES
CONTENUES DANS LES EAUX USEES
Il est à noter que les teneurs en azote (N) et en
phosphore (P) sont également des paramètres
dont il faut tenir compte.
Trop d’azote et de phosphore contribue à la
prolifération d’algues et à la diminution
d’oxygène dissous.
COMMENT MESURE-T-ON LES MATIERES POLLUANTES
CONTENUES DANS LES EAUX USEES
Il y a aussi les contaminants microbiologiques
dans les eaux usées:
 Contaminants bactériologiques
 Les parasites
Traitement physico-chimique d’une eau polluée
d’un cours d’eau ou d’une nappe phréatique
Quelles sont les différentes étapes
L'eau, prélevée d'un cours d'eau ou d'une nappe
souterraine, est acheminée vers une usine où elle subit
divers traitements :
• réduction
des matières en suspension,
Traitement physico-chimique d’une eau polluée
d’un cours d’eau ou d’une nappe phréatique
Quelles sont les différentes étapes
• filtration
à travers une ou plusieurs couches de
sable retenant les matières en suspension et les
matières organiques,
Traitement physico-chimique d’une eau polluée
d’un cours d’eau ou d’une nappe phréatique
Quelles sont les différentes étapes
désinfection finale par l'ajout de chlore pour l'élimination
des micro-organismes.
Techniques de dépollution des eaux souterraines
 Dépollution naturelle : biodégradation, volatilisation.
Techniques de dépollution des eaux souterraines
Excaver et transporter le sol contaminé dans
un site approprié
Techniques de dépollution des eaux souterraines
Biodégradation par l’oxygène
Techniques de dépollution des eaux souterraines
Pompage et traitement en exposant l’eau à l’air et
en utilisant du carbone comme adsorbant (les
molécules de polluants sont retenues)
Techniques de dépollution des eaux souterraines
Traitement biologique
Techniques de dépollution des eaux souterraines
Extraction des composés volatiles en utilisant de
l’air sous pression.