P O L L U T I O N D E L’ E A U.

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1 P O L L U T I O N D E L’ E A U

2 ETATS PHYSIQUES DE L’EAU

3 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

4 Solide: les glaces des couches polaires
ETATS PHYSIQUES DE L’EAU Sur terre, l’eau existe dans les états physiques suivants: Solide: les glaces des couches polaires

5 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.

6 LES PRINCIPALES ESPECES CHIMIQUES DE L’EAU

7 LES PRINCIPALES ESPECES CHIMIQUES DE L’EAU
Les Gaz dissous: essentiellement O2, CO2, CH4 et azote

8 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-; Cl- et NO3.

9 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.

10 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

11 Principaux Constituants de l’Eau Et Leurs Effets sur la Santé

12 Principaux Constituants de l’Eau Et Leurs Effets sur la Santé
                                                                                                                                                                                                                                                       Principaux Constituants de l’Eau Et Leurs Effets sur la Santé

13 Principaux Constituants de l’Eau Et Leurs Effets sur la Santé

14 IMPORTANCE DE L’EAU

15 L’eau est nécessaire à la vie
IMPORTANCE DE L’EAU L’eau est nécessaire à la vie

16 Dans l’industrie, elle peut avoir de multiples fonctions
IMPORTANCE DE L’EAU Dans l’industrie, elle peut avoir de multiples fonctions Fluide de refroidissement matière première alimentation et évacuation

17 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

18 IMPORTANCE DE L’EAU L’eau joue aussi un rôle important dans la photosynthèse: transformation des plantes.

19 L’eau dans le corps humain

20 L’eau dans le corps humain
L'eau qui circule dans le corps doit être continuellement remplacée

21 Besoins quotidien pour un adulte

22 Besoins quotidien pour un adulte
environ 35 g/Kg soit : 2,5 litres pour une personne de 70 Kg.

23 Besoins quotidien pour un adulte
L’être humain utilise en moyenne 150 à 200 litres d’eau par jour pour ses besoins

24 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

25 L’être humain utilise en moyenne 150 à 200 litres d’eau par jour.

26 LES RESERVES EN EAU DE LA TERRE

27 LES RESERVES EN EAU DE LA TERRE
L'eau est abondante sur terre. Elle représente entre 1409 et 1380 millions de km3.

28 LES RESERVES EN EAU DE LA TERRE
Comment sont constituées ces réserves d’eaux? L’eau de mer (97,2 %) , inutilisable directement

29 LES RESERVES EN EAU DE LA TERRE
Comment sont constituées ces réserves d’eaux? La glace (2,15 %) inutilisables directement.

30 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

31 IMPORTANCE DE L’EAU Les nappes phréatiques constituent le réservoir le plus important d’eau potable

32 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

33 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.

34 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.

35 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.

36 LES RESERVES EN EAU DE LA TERRE
                                                                                                                                                                

37 LES RESERVES EN EAU DE LA TERRE
                                                                                                                                                                

38 LES RESERVES EN EAU DE LA TERRE
                                                                                                                                                                

39 C Y C L E DE L’ E A U

40 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?

41 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.

42 Comment cette eau atteint l’atmosphère?
C Y C L E DE L’ E A U Comment cette eau atteint l’atmosphère?

43 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 0,386 Précipitation Océans (1370) Glace,lacs, fleuves Nappes phréat. (38,63) 0,073 Evapora. 0,0110 Précipita.

44 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. .

45 Les parties liées au cycle de l’eau

46 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

47 De quoi dépend la qualité d’une eau potable?

48 E A U PO T A B L E Une eau totalement pure chimiquement comme l’eau distillée est nuisible pour la santé

49 De quoi dépend la qualité d’une eau potable?
- de la quantité de sels qu’elle renferme

50 - Être exempte de germes pathogènes
E A U PO T A B L E De quoi dépend la qualité d’une eau potable? - Être exempte de germes pathogènes - bactéries - virus….

51 Être exempte d’organismes parasites
E A U PO T A B L E De quoi dépend la qualité d’une eau potable? Être exempte d’organismes parasites

52 De quoi dépend la qualité d’une eau potable?
Contenir en quantité limitée et supportable pour la santé humaine, certaines substances chimiques

53 Présence souhaitée d’oligo-éléments ( bons pour l’organisme )
E A U PO T A B L E De quoi dépend la qualité d’une eau potable? Présence souhaitée d’oligo-éléments ( bons pour l’organisme )

54 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 )

55 Ne corrode pas les canalisations
E A U PO T A B L E De quoi dépend la qualité d’une eau potable? Ne corrode pas les canalisations

56 Provenance des eaux potables
E A U PO T A B L E Provenance des eaux potables

57 Provenance des eaux potables
E A U PO T A B L E Provenance des eaux potables des eaux souterraines et des eaux de source

58 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 Eaux douces Eaux de mer Concentrations en mmole/Litre HCO3 Ca2+ H4SiO4 Mg2+ Cl- Na+ H+ 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 8 10-6 Une eau dure est une eau qui contient beaucoup de sels dissous: sels de Ca2+ et Mg2+

59 Indicateurs Chimiques de Qualité des Eaux de Surface
Espèces Chimiques Situation Normale/ Eau Normale Situation Douteuse/ Eau Polluée Situation Anormale/ Eau Fortement Polluée SO42- <20 20 à 120 >120 PO43- 300 à 500 >500 NO2- <0,01 0,01 à 0,1 >1 NH4+ Oxydabilité mg/l O2 >2 2 à 3 3 à 6 DBO5 (mg/l O2) <1 >6

60 Eau Potable Quelles sont les paramètres qui permettent d’apprécier la potabilité d’une eau?

61 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:

62 Les paramètres organoleptiques
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.

63 Les paramètres en relation avec la structure 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...)

64 Les paramètres en relation avec la structure 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 : -La conductivité électrique, qui permet d'avoir une idée de la salinité de l'eau,

65 Les paramètres en relation avec la structure 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.

66 Les paramètres indésirables
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).

67 Les paramètres indésirables
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))

68 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.

69 Les paramètres microbiologiques
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

70 Les paramètres concernant les pesticides et produits apparentés
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

71 Eau Potable La turbidité
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.

72 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)

73 10 microgrammes 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)

74 Qu’est ce qu’une pollution de l’eau?
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.

75 Quelles sont les différentes classes de polluants de l’eau?.
Les Principaux Polluants de l’Eau Quelles sont les différentes classes de polluants de l’eau?. - Les agents provoquant des maladies: bactéries, virus, parasites….

76 Les Principaux Polluants de l’Eau
Quelles sont les différentes classes de polluants de l’eau?. Les déchets: consommateur d’oxygène

77 Quelles sont les différentes classes de polluants de l’eau?.
Les Principaux Polluants de l’Eau Quelles sont les différentes classes de polluants de l’eau?. - Les composés inorganiques hydrosolubles: acides, sels, métaux…

78 Quelles sont les différentes classes de polluants de l’eau?.
Les Principaux Polluants de l’Eau Quelles sont les différentes classes de polluants de l’eau?. - Les nutriments: nitrates et phosphates hydrosolubles

79 Quelles sont les différentes classes de polluants de l’eau?.
Les Principaux Polluants de l’Eau Quelles sont les différentes classes de polluants de l’eau?. - Les composés organiques: pesticides, pétroles, matières plastiques….

80 Quelles sont les différentes classes de polluants de l’eau?.
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

81 Quelles sont les différentes classes de polluants de l’eau?.
Les Principaux Polluants de l’Eau Quelles sont les différentes classes de polluants de l’eau?. - Les composés radioactifs hydrosolubles

82 Micropolluants Toxiques

83 Les Effets sur la Santé des Polluants de l’Eau
- Génotoxicité: dommage à l’ADN ( HPA, Chlorure de Vinyle, Aflatoxine.. )

84 Les Effets sur la Santé des Polluants de l’Eau
- Cancérogénicité: Cancer chez l’humain

85 Les Effets sur la Santé des Polluants de l’Eau
Neurotoxicité: Atteint le système nerveux (pesticides)

86 Les Effets sur la Santé des Polluants de l’Eau
- perturbation des transferts d’énergie: Fatigue

87 Les Effets sur la Santé des Polluants de l’Eau
- Effet de reproduction: perturbe le système endocrinien

88 Les Effets sur la Santé des Polluants de l’Eau
- Effet sur le comportement: perte d’appétit, baisse de la reproduction

89 STATION D’EPURATION DES EAUX USEES
Une station d’épuration est une SS                                                                                                                

90 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.

91 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… )

92 EPURATION DES EAUX USEES
Composition Toutes ces eaux contiennent: - des matières organiques fermentescibles - des graisses émulsionnées par les détergents - des matériaux insolubles ( terre, sable…)

93 EPURATION DES EAUX USEES
Traitement Quelles sont les différentes étapes de traitement des eaux usées ? - les traitements primaires - les traitements microbiologiques - le traitement gravitaire

94 EPURATION DES EAUX USEES - les traitements primaires
ils consistent à débarrasser les eaux usées - des matériaux insolubles et décantables ( sable ) - des substances émulsionnées et flottables ( graisses, colloïdes )

95 EPURATION DES EAUX USEES 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

96 EPURATION DES EAUX USEES 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.

97 EPURATION DES EAUX USEES 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.

98 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

99 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.

100 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.

101 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.

102 Analyse Physico-Chimique de l’Eau
Échelle de valeurs de DBO5 Situation DBO5 (mg/l d'O2) Eau naturelle pure et vive < 1 Rivière légèrement polluée 1 < c < 3 Égout 100 < c < 400 Rejet station d'épuration efficace 20 < c <40 Elle est exprimée en mg de O2 consommé

103 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.

104 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.

105 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.

106 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.

107 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

108 Procédés de traitement des eaux Procédés Membranaires
-La séparation membranaire ou filtration sur membrane -L’ultrafiltration -La nano filtration

109 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 )

110 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.

111 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.

112 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

113 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 ).

114 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.

115 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 ,2 g/l MgCl2 3,8 g/l MgSO4 1,7 g/l CaSO4 1,26 g/l K2SO4 0,86 g/l Le pH moyen des eaux de mer est légèrement basique ( 7,5 à 8,4 )

116 Dessalement de L’eau de Mer Salinité : cas des Mers fermées
Salinité ( g/l ) Mer Méditerranée 36 à 39 Mer Rouge 40 Mer Capsienne 13 Mer Morte 270 Golf Arabo Persique

117 Dessalement de L’eau de Mer
Les Principales Technologies de Dessalement des Eaux Les Procédés Thermiques, faisant intervenir un changement de phases: - Congélation - Distillation

118 Dessalement de L’eau de Mer
Les Principales Technologies de Dessalement des Eaux Les Procédés Membranaires: - L’osmose inverse - L’électrodialyse

119 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

120 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

121 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

122 Dessalement de L’eau de Mer
Les Principales étapes de dessalement de l’eau - Le procédé de dessalement lui-même (Thermique ou Membranaire)

123 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)

124 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 semi-perméables sous l’action de la pression ( 54 à 80 bars )                                                                                                                                                                                                

125 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

126 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

127 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 µm et d’éliminer les particules en suspension les plus grosses

128 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

129 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

130 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 celle-ci du côté de la solution salée par un flux d’eau continu.

131 Dessalement de L’eau de Mer
Éléments Constitutifs d’une Unité d’Osmose Inverse

132                                                                                                                                                                                                                                  

133 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

134 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 ).

135 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

136 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

137 Analyse Physico-Chimique de l’Eau
Les paramètres à analyser sont choisis en fonction de l'objectif recherché

138 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).

139 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.

140 Analyse Physico-Chimique de l’Eau
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.

141 Analyse Physico-Chimique de l’Eau
Ce paramètre caractérise un grand nombre d'équilibre physico-chimique et dépend de facteurs multiples, dont l'origine de l'eau.

142 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 5,5 < pH < 8 Majorité des eaux souterraines pH = 8 Alcalinité forte, évaporation intense

143 Analyse Physico-Chimique de l’Eau
Conductivité Son Rôle? La conductivité mesure la capacité de l'eau à conduire le courant entre deux électrodes.

144 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.

145 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…

146 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.

147 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.

148 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.

149 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.

150 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.

151 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.

152 Analyse Physico-Chimique de l’Eau
Échelle de valeurs de DBO5 Situation DBO5 (mg/l d'O2) Eau naturelle pure et vive < 1 Rivière légèrement polluée 1 < c < 3 Égout 100 < c < 400 Rejet station d'épuration efficace 20 < c <40 Elle est exprimée en mg de O2 consommé

153 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.

154 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.

155 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…).

156 Analyse Physico-Chimique de l’Eau
Turbidité Pourquoi? une turbidité forte peut permettre à des micro-organisme de se fixer sur des particules en suspension.

157 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 Eau trouble NTU La plupart des eaux de surface en Afrique atteignent ce niveau de turbidité

158 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.

159 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

160 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).

161                                                                                                                                           

162 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

163 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

164 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.

165 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

166 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)

167 POLLUTION PAR LES NITRATES
Une eau est considérée comme polluée par les nitrates si la teneur dépasse 45 mg/L.

168 Les contaminants des eaux souterraines
des composés organiques des composés inorganiques des composés de synthèse, tels que des pesticides, et d'autres contaminants.

169 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

170 Altération des Eaux Souterraines
Altération « micropolluants organiques » Leurs effets sur la santé et l’environnement? ● Ils sont toxiques, cancérigènes et très peu biodégradables.

171 Altération des Eaux Souterraines ● naturelle industrielle
Altération « micropolluants minéraux » L’origine? ● naturelle industrielle ● ou agricole

172 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.

173 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.

174 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.

175 Altération des Eaux Souterraines
Altération « micropolluants organiques » ● Ces micropolluants sont d'origine humaine, industrielle ou urbaine (circulation automobile)

176 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. .

177 Altération des Eaux Souterraines
Altération « nitrates » ● Les nitrates proviennent de la décomposition des déchets organiques

178 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).

179 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.

180 Altération des Eaux Souterraines
Altération « minéralisation et salinité » La minéralisation correspond à la quantité de sels minéraux contenus dans l'eau.

181 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...

182 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...).

183 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.

184 Les différentes sources de contamination
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..

185 Les différentes sources de contamination
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.

186 Les différentes sources de contamination
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.

187 Les différentes sources de contamination
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.

188 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. .

189 Les différentes formes de polluants
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.

190 Les différentes formes de polluants
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.

191 La pollution chimique altère la transparence de l'eau.
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.

192 Sources potentielles de contamination des eaux souterraines
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 flaques chimiques engrais pesticides 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  

193 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.

194 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

195 Quelles sont les différentes étapes
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,

196 Quelles sont les différentes étapes
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,

197 Quelles sont les différentes étapes
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.

198 Techniques de dépollution des eaux souterraines
Dépollution naturelle : biodégradation, volatilisation.

199 Techniques de dépollution des eaux souterraines
Excaver et transporter le sol contaminé dans un site approprié

200 Techniques de dépollution des eaux souterraines
Biodégradation par l’oxygène

201 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)

202 Techniques de dépollution des eaux souterraines Traitement biologique

203 Techniques de dépollution des eaux souterraines
Extraction des composés volatiles en utilisant de l’air sous pression.