ESSAI DE FLOCULATION ET DE COAGULATION

i

UNIVERSITE D’ANTANANARIVO

Domaine : SCIENCES ET TECHNOLOGIES

Mention : PROCEDES ET ECOLOGIE INDUSTRIELLE

Parcours : GENIE DE L’EAU ET DE GENIE DE L’ENVIRONNEMENT

Mémoire de fin d’études en vue de l’obtention du diplôme de Master II en Chimie

Présenté par :

ANDRIANAVALONA Radomanjaka Ando Ny Aina

Le 04 Octobre 2016 à 8h30

Devant la commission d‟examen composé par :

Président : Monsieur ANDRIANAINARIVELO Mahandrimanana, Maître de Conférences à la

Faculté des Sciences de l‟Université d‟Antananarivo

Rapporteur : Monsieur RAVELONANDRO Pierre Hervé, Professeur Titulaire à la Faculté des

Sciences de l‟Université d‟Antananarivo

Invité : Monsieur RAKOTONANDRAINA Solofonantenaina Roland, Chef de Département du

système de Production Eau

Examinateur : Monsieur RASOLOMAMPIANINA Rado, Maître de Recherches au Laboratoire de

Microbiologie de l‟Environnement du Centre National de Recherches sur l‟Environnement

ESSAI DE FLOCULATION ET DE COAGULATION

PAR L’UTILISATION DU CHITOSANE :

ETUDE DE CAS AU SEIN DE LA JIRAMA

MANDROSEZA

iii

UNIVERSITE D’ANTANANARIVO

Domaine : SCIENCES ET TECHNOLOGIES

Mention : PROCEDES ET ECOLOGIE INDUSTRIELLE

Parcours : GENIE DE L’EAU ET DE GENIE DE L’ENVIRONNEMENT

Mémoire de fin d’études en vue de l’obtention du diplôme de Master II en Chimie

Présenté par :

ANDRIANAVALONA Radomanjaka Ando Ny Aina

Le 04 Octobre 2016 à 8h30

Devant la commission d‟examen composé par :

Président : Monsieur ANDRIANAINARIVELO Mahandrimanana, Maître de Conférences à la

Faculté des Sciences de l‟Université d‟Antananarivo

Rapporteur : Monsieur RAVELONANDRO Pierre Hervé, Professeur Titulaire à la Faculté des

Sciences de l‟Université d‟Antananarivo

Examinateur : Monsieur RASOLOMAMPIANINA Rado, Maître de Recherches au Laboratoire de

Microbiologie de l‟Environnement du Centre National de Recherches sur l‟Environnement

Invité : Monsieur RAKOTONANDRAINA Solofonantenaina Roland, Chef de Département du

système de Production Eau

ESSAI DE FLOCULATION ET DE COAGULATION

PAR L’UTILISATION DU CHITOSANE :

ETUDE DE CAS AU SEIN DE LA JIRAMA

MANDROSEZA

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REMERCIEMENTS

« Ecoutez, mes fils, l‟instruction d‟un Père et soyez attentif, pour connaitre l‟intelligence : car je vous

donne un bon savoir : Ne rejetez pas mon enseignement. (Conseil d‟un père) Pr 2 ; 3.1-2 »

Ce travail a été effectué au sein du laboratoire de la Société Jirama Mandroseza précisément dans la

station M1 sous la direction de Mr ANDRIAMIALY Faralahy Lalaina, Responsable Analyse Physico-

chimique et Mr RANDRIAMANAMBOLA Andriatiana Responsable Analyse Microbiologie ainsi

que de mon encadreur Professionnel Mr Solofonantenaina Roland RAKOTONANDRAINA Chef de

Département du système de Production Eau.

Je voudrais remercier tous ceux qui ont contribué d‟une manière ou d‟une autre au bon déroulement

de mon stage de Master II au sein de la Société Jirama Mandroseza.

Je remercie sincèrement Monsieur RAVELONANDRO Pierre Hervé, Professeur Titulaire à la Faculté

des Sciences d‟Antananarivo et Responsable du Master Chimie, Spécialité Génie de l‟Eau et Génie de

l‟Environnement pour la proposition de sujet de mémoire en tant que rapporteur, son soutien et ses

conseils au cours de la rédaction.

Je tiens à remercier Monsieur RAKOTONANDRAINA Solofonantenaina Roland, Chef de

Département du système de Production Eau dans la Station M2 pour les aides lors de la réalisation de

ce travail en tant que Co-rapporteur.

Je remercie également ANDRIANAINARIVELO Mahandrimanana, Maître de Conférences à la

Faculté des Sciences de l‟Université d‟Antananarivo, en tant que Président du jury et ces

responsabilités à la Faculté des Sciences.

Je tiens également à adresser mes vifs remerciements à Monsieur RASOLOMAMPIANINA Rado,

Maître de Recherches au Laboratoire de Microbiologie de l‟Environnement du Centre National de

Recherches sur l‟Environnement, qui nous fait l‟honneur de sa présence en tant qu'examinateur.

J‟aimerais remercier de tout cœur ma famille pour leur soutien, financier et matériel durant mes études

et tout au long de la préparation de ce travail.

Je n‟oublierai jamais de remercier tous mes amis et tous ceux qui ont contribué à la réalisation de ce

mémoire.

ii

TABLE DES MATIERE

REMERCIEMENTS ........................................................................................................................................................... I

GLOSSAIRE ................................................................................................................................................................... IV

LISTE DES TABLEAUX .................................................................................................................................................... VI

LISTE DES ABREVIATIONS ........................................................................................................................................... VII

LISTE DES ANNEXES : ................................................................................................................................................. VIII

INTRODUCTION ............................................................................................................................................................ 1

CONCLUSION .............................................................................................................................................................. 41

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ET WEBOGRAPHIQUES ............................................................................................ A

ANNEXES ...................................................................................................................................................................... C

PARTIE I : REVUE BIBLIOGRAPHIQUE

I. LA COAGULATION-FLOCULATION ........................................................................................... 4

I.1 LES SUSPENSIONS COLLOÏDALES ............................................................................................... 5

I.2 THEORIE DE LA DOUBLE COUCHE .............................................................................................. 5

I.2.1 Théorie de Helmholtz ........................................................................................................... 5

I.2.2 Théorie de Gouy-Chapman .................................................................................................. 6

I.2.3 Théorie de Stern ................................................................................................................... 6

I.3 MECANISMES DE DESTABILISATION DES SUSPENSIONS COLLOÏDALES PAR LA COAGULATION: .. 7

I.4 LES ETAPES DE L‟AGREGATION ................................................................................................. 8

I.5 LES COAGULANTS ET FLOCULANTS ......................................................................................... 10

I.5.1 Les coagulants et les floculants chimiques ......................................................................... 10

I.5.2 Les coagulants de type sels métalliques ............................................................................. 11

I.5.3 Les coagulants de type sels métalliques polymérisés ......................................................... 13

I.5.4 Les coagulants d’origine naturelle ..................................................................................... 15

I.6 LE CHITOSANE ........................................................................................................................ 18

I.7 ETUDE DE LA STATION, CAS DU MANDROSEZA [1] .................................................................. 20

I.7.1 Source d’alimentation d’eau du Mandroseza .................................................................... 20

I.7.2 Procédé de traitement utilisé par la Société Jirama .......................................................... 21

I.7.2.1 Le prétraitement ........................................................................................................... 21

I.7.2.2 Le traitement proprement dit de la station de Mandroseza .......................................... 22

PARTIE II : MATERIELS ET METHODES

II. MATÉRIELS UTILISES ............................................................................................................. 24

II.1 LES AGENTS FLOCULANTS UTILISEES ...................................................................................... 24

II.1.1 Le sulfate d’aluminium .................................................................................................... 24

II.1.2 Le chitosane .................................................................................................................... 24

iii

III. METHODOLOGIES D‟ANALYSES ...................................................................................... 25

III.1 DETERMINATION DU TAUX OPTIMUM ...................................................................................... 25

III.2 ANALYSE DES ECHANTILLONS AVANT ET APRES LE JAR TEST ................................................. 25

III.2.1 Analyse physico-chimique simple ................................................................................... 25

III.2.1.1 La turbidité ................................................................................................................... 25

III.2.1.2 La température ............................................................................................................. 26

III.2.1.3 La conductivité ............................................................................................................ 26

III.2.1.4 Le pH ........................................................................................................................... 27

III.2.2 Analyse microbiologie ..................................................................................................... 27

PARTIE III : RESULTATS ET INTERPRETATIONS

IV. RESULTATS ............................................................................................................................ 29

IV.1 LES RESULTATS DES ANALYSES PHYSICO-CHIMIQUES ............................................................. 29

IV.1.1 Résultats des analyses de l’eau brute ............................................................................. 29

IV.1.2 Résultats des analyses par l’utilisation du réactif chitosane .......................................... 30

IV.1.3 Résultats des analyses par l’utilisation du sulfate d’alumine ......................................... 31

IV.1.4 Résultats des analyses par l’utilisation du sulfate d’alumine avec l’adjuvant chaux..... 32

IV.1.5 Représentations graphiques des résultats ....................................................................... 33

IV.2 LES RESULTATS DES ANALYSES MICROBIOLOGIQUES .............................................................. 35

IV.2.1 Les résultats da l’analyse de l’eau brute ........................................................................ 35

IV.2.2 Résultats de l’eau traitée par la réactif chitosane .......................................................... 36

V. ETUDE COMPARATIVE DE NOS RESULTATS AVEC CEUX DE LA LITTEATURE

………………………………………………...……………………………………………………...38

VI. RECOMMANDATION ............................................................................................................ 40

iv

GLOSSAIRE

A

Adsorption : Elle est définit par la propriété de certains matériaux de fixer à leur surface des

molécules (gaz, ions métalliques, molécules organiques, etc.) d'une manière plus ou moins

réversible.

Agrégat : c‟est l‟assemblage ; masse produit par la réunion des divers parties adhérentes entres

elles ; qui ont été agglutinées ensemble pendant leur formation.

C

Colloïdes : Mélange d‟un liquide et d‟une suspension de particule solides de si petites tailles qu‟elles

se répartissent de façon homogène. Le mélange peut rester liquide ou prendre la consistance d‟une

pâte ou d‟un gel.

F

Floculation : C‟est la formation de flocons à partir de particules dissoutes sous l‟action d‟un produit

chimique.

S

Surface spécifique : désigne le rapport de la superficie de la surface réelle d‟un objet et de la

quantité de la matière de l‟objet.

v

LISTE DES FIGURES ET PHOTOS

LISTE DES FIGURES

Figure 1: Adsorption et pontage à l‟aide d‟un polymère ...................................................................... 4

Figure 2 : Potentiel électrique de particules colloïdales ...................................................................... 6

Figure 3 : Énergie d’interaction entre deux particules lipophiles en fonction de la distance depuis la

surface de la particule [9] ...................................................................................................................... 8

Figure 4: Emprisonnement des particules dans les flocs pendant la décantation ................................. 9

Figure 5: PolyDADMAC .................................................................................................................... 14

Figure 6: Monomères de la chaîne alginate (β-D-mannuronate et α-L-guluronate) ....................... 16

Figure 7: Variation de la concentration en fonction de la viscosité (Pa.s) [19] .................................. 18

Figure 8 : Formule semi-développé du chitosane ............................................................................... 19

Figure 9 : Diagramme de la variation des paramètres après traitement par chitosane ........................ 33

Figure 10 : Diagramme de la variation des paramètres après traitement par SA ................................ 34

Figure 11 : Diagramme de la variation des paramètres après traitement par SA avec chaux ............. 34

Figure 12 : Variation du taux de traitement et de la turbidité ............................................................... C

Figure 13 : Variation du taux de traitement et de la turbidité .............................................................. D

LISTE DES PHOTOS

Photo 1: Décoloration de l‟eau huileuse ............................................................................................. 17

Photo 2 : Station d‟étude ..................................................................................................................... 21

Photo 3: Sulfate d‟alumine .................................................................................................................. 24

Photo 4: Essai de jar test ..................................................................................................................... 25

Photo 5 : Conductimètre ..................................................................................................................... 26

Photo 6 : Les germes détectés dans l‟eau brute .................................................................................. 36

Photo 7 : La disparition des quatre germes ........................................................................................ 37

Photo 8: Coliforme totaux inférieur à un pour une température à 44°C ............................................. 37

Photo 9 : La disparition des quatre germes ........................................................................................ 38

Photo 10 : Coliforme totaux inférieur à un pour une température à 44°C .......................................... 38

vi

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1: Certains matériaux ou organismes avec leur dimension et l‟ordre de grandeur du temps .. 5

Tableau 2: Comparative de la dose entre FeCl3 et Al2(SO4)3 par traitement physique ....................... 12

Tableau 3: Suivi des paramètres de qualité de l'eau en fonction du taux en polymère organique [15]

............................................................................................................................................................. 15

Tableau 4 : Composition de la formulation détergente contenant l'alginate ....................................... 17

Tableau 5 : Valeur de l‟analyse de l‟eau huileuse............................................................................... 17

Tableau 6: Essai du traitement en utilisant le Chitosane seul et le Chitosane+Sulfate d‟alumine...... 19

Tableau 7: :Résultat de l‟eau résiduelle traitée [17]............................................................................ 20

Tableau 8 : Consignes au JAR TEST .................................................................................................. 25

Tableau 9: Temps d‟incubation et la température de la culture des germes ....................................... 27

Tableau 10: Tableau de bactéries suivantes les couleurs de détermination ........................................ 27

Tableau 11 : Date de prélèvement ....................................................................................................... 29

Tableau 12: Résultats de l‟analyse physico-chimique de l‟eau brute ................................................. 29

Tableau 13 : Résultats de l‟analyse physico-chimique de l‟eau traitée par le chitosane .................... 30

Tableau 14 : Résultats de l‟analyse physico-chimique de l‟eau décanté ............................................ 31

Tableau 15 : Résultats de l‟analyse physico-chimique de l‟eau décanté ............................................ 32

Tableau 16 : Résultats de analyses microbiologique de l‟eau brute ................................................... 35

Tableau 18 : L‟analyse microbiologie de l‟ETi ................................................................................... 36

Tableau 18 : comparaison des résultats par rapport aux revues bibliographiques .............................. 39

Tableau 19 : Essai de traitement par l‟utilisation du chitosane ............................................................. C

Tableau 20 : Taux de traitement en fonction de la turbidité ................................................................. C

Tableau 21 : Essai de traitement par l‟utilisation de la SA avec/sans chaux ...................................... D

Tableau 22 : Taux de traitement en fonction de la turbidité ................................................................ D

Tableau 23 : L‟identité de JIRAMA .................................................................................................... G

Tableau 24 : Normes des paramètres physico-chimiques de Madagascar ........................................... H

vii

LISTE DES ABREVIATIONS

ASR : Anaérobies sulfito-réducteurs

COT : Carbone Organique Totale

DGSPO : Département Gestion Système Production Eau

DTOA : Direction Technique Eau Antananarivo

EB : Eau brute

ET* : Eau taitée par la sulfate d‟alumine

ETi : Eau traitée par le réactif chitosane

FUNASA: Fondation Nationale de la Santé

JIRAMA: Jiro sy Rano Malagasy

IN: Incomptable

MES : matière en suspension

NTU : nephelometric turbidity unit

SA : sulfate d‟alumine

SEM : Société des Energies de Madagascar

SMEE : Société Malagasy des Eaux et Electricité

STQ : Service Traitement et Qualité des Sites

pH : potentiel hydrogène

pZ : potentiel Zéta

PACl : chlorure de polyaluminium

PolyDADMAC : poly(chlorure de diallyldimethylammonium)

SA: Sulfate d‟Alumine

TAC : le Titre Alcalimétrique Complet

viii

LISTE DES ANNEXES :

Annexe 1 : DETERMINATION DU TAUX DE TRAITEMENTS (PARTIE II ; III.1) .............. C

Annexe 2 : METHODE D’ANALYSE MICROBIOLOGIQUE ..................................................... E

Annexe 3 : PRESENTATION DE LA SOCIETE JIRAMA .......................................................... G

Annexe 4 : LES NORMES DES PARAMETRES PHYSIQUES ET CHIMIQUES (DECRET

N° 2004-635) ........................................................................................................................................ H

Annexe 5 : L’EAU DU JIRAMA D’APRES LES PRESSES ........................................................... I

1

INTRODUCTION

L‟eau est parmi les richesses naturelles, l‟une des merveilles du monde. L‟eau nous donne de

l‟énergie et tient une grande place pour l‟hygiène. L‟analyse approfondie montre que dans sa

qualité se cachent des impuretés qui sont des polluants et des micropolluants que l‟on doit

éviter des risques sur la santé pour sa consommation. D‟après les données de la Banque

Africaine de Développement (BAD), 71% de la population de Madagascar n‟ont pas d‟accès à

l‟eau potable [1].

Par ailleurs, On dit que l‟eau est potable lorsque sa consommation n‟a pas de danger pour la

santé humaine. La qualité de l‟eau est donc prioritairement une exigence de santé. A

Madagascar, la Société JIRAMA tient une grande place pour assurer le traitement d‟eau de

consommation et de distribution d‟eau potable.

Le choix du thème « Essai de Floculation et de Coagulation par l‟utilisation du

CHITOSANE : Etude de cas au sein de JIRAMA Mandroseza» a été choisi afin de montrer

l‟importance de l‟eau de consommation qui doit être améliorée. Le choix du réactif chitosane

est il favorable et peut-il remplacer les trois réactifs utilisés par la Société Jirama pour assurer

la potabilité de l‟eau de consommation ? En suivant les différentes étapes de traitement, voir

la proportion des substances chimiques utilisées, pour assurer la meilleure floculation. Nous

allons étudier la possibilité d‟utiliser cette matière pour améliorer de plus la qualité d‟eau bien

que les autres réactifs étaient déjà efficaces.

C‟est la raison pour laquelle, ce thème a pour finalité de mettre en valeur la qualité de l‟eau,

de tester des nouveaux réactifs pour la production de l‟eau potable.

Certes, la population semble ne pas connaitre la base de traitement de l‟eau de consommation,

mais elle est consciente de la nécessité de son existence. Les questions posées sont : comment

se déroule son traitement ? Est-ce-que les réactifs utilisés sont efficaces ? Est-ce-que

l‟innovation est utile pour assurer sa potabilité ?

Pour répondre alors à ces questions, notre ouvrage se divise en trois grandes parties.

Dans la première partie, on présentera une synthèse bibliographie concernant la coagulation-

floculation. Nous détaillerons sur les généralités, les caractéristiques des réactifs et les

résultats mentionné dans la littérature ;

2

La deuxième partie se consacrera sur les matériels et méthodes pour le traitement de l‟eau

pour le cas de Mandroseza. Cela consiste à la description de la zone d‟étude et les

méthodologies d‟analyse de l‟eau de consommation;

Dans la troisième partie, on abordera les résultats obtenus lors des expérimentations;

Pour terminer, on fera une étude comparative des réactifs utilisés et avec les résultats de la

littérature.

3

PARTIE I

REVUE BIBLIOGRAPHIQUE

4

I. LA COAGULATION-FLOCULATION

Généralités

La coagulation est la déstabilisation des particules colloïdales et formation des micromicelles

constituées d‟hydroxydes métalliques et des colloïdes. C‟est aussi l‟ensemble des

phénomènes physico-chimiques amenant une suspension stable de particules de très petite

taille en solution - les colloïdes - à se séparer en deux phases distinctes [2].

La floculation est le rassemblement des micromicelles sous forme séparable de la phase

aqueuse. De même que c‟est aussi l‟ensemble des phénomènes physico-chimiques menant à

l'agrégation de particules stabilisées pour former des flocs. Ce phénomène est réversible, c'est

à dire que l'on peut casser ces agrégats, par exemple en agitant fortement le liquide, pour

retrouver la solution de colloïdes initiale [2].

Celle-ci facilite l‟élimination des Matières en Suspensions (MES) et des colloïdes en les

rassemblant sous forme de flocs dont la séparation s‟effectue par décantation, flottation et/ou

filtration ; qui est représenté sur la figure 1. C‟est donc un traitement physique qui permet

d‟éliminer tous ou une partie des polluants des effluents notamment les fractions particulaires

inertes ou vivantes [3].

Figure 1: Adsorption et pontage à l‟aide d‟un polymère

Le temps de décantation des particules coagulées dépend du type de particules, de la surface

spécifique et du diamètre des particules. Ce temps va d‟une seconde pour du gravier coagulé

ayant un diamètre de 10 mm et une surface spécifique de 6.10² m2.m

-3 à 20 ans pour des

colloïdes de 10-2

μm ayant une surface spécifique de 6.108 m

2.m

-3 [4]. Il est donc impossible

que certaines particules notamment les colloïdes et les particules à surface spécifique très

élevée, décantent naturellement. Pour obtenir la décantation de ces particules, il faudrait

assembler un très grand nombre de colloïdes en agrégats d‟au moins 10 à 100 μm. Mais, ces

particules exercent entre elles des forces de répulsion de nature électrostatique empêchant leur

assemblage.

La déstabilisation des entités en suspension passe par des phénomènes d‟adsorption, expliqués

par la théorie de la double couche. Elle explique comment les colloïdes sont traités par

coagulation [3].

5

I.1 Les suspensions colloïdales

Dans le tableau 1 sont répertoriés certains matériaux ou organismes avec leur dimension et

l‟ordre de grandeur du temps nécessaire pour que, sous la seule influence de leur poids, ces

particules parcourent un mètre d‟eau à une température de 20 °C [5].

Tableau 1: Certains matériaux ou organismes avec leur dimension et l‟ordre de grandeur du

temps

particule

Type de particule

Temps de décantation

pour 1 m d’eau

Surface spécifique

m2.m

-3 mm m

MES

décantations

10

1

10-1

10-2

104

103

102

10

Gravier

Sable

Sable fin

Limon

1 seconde

10 secondes

2 minutes

2 heures

6.102

6.103

6.104

6.105

Colloïdes

10-2

10-3

10-3

10-4

10-5

10

1

1

10-1

10-2

Kyste de

protozoaire

Argile

Bactérie

Colloïde

20 heures

2 jours

8 jours

2 ans

20 ans

6.105

6.106

6.106

6.107

6.108

I.2 Théorie de la double couche

En générale, les colloïdes sont chargés négativement. Afin de les neutraliser, il faut des ions

positifs présents dans l‟eau brute ou ajoutés pour attirer et former une couche autour du

colloïde. Il existe plusieurs théories pour expliquer ce phénomène [6].

I.2.1 Théorie de Helmholtz

Cela consiste à ce qu‟une couche d‟ions positifs recouvre totalement la surface du colloïde et

assure la neutralité de l‟ensemble ; couche fixée [2,6].

L‟équation de Helmholtz est défini par :

u=

u : Vitesse electrophonétique

: Mobilité electrophonetique

6

I.2.2 Théorie de Gouy-Chapman

Dans cette théorie, la répartition de la couche d‟ions positifs est autour du colloïde ; la

neutralité est obtenue à une plus grande distance ; couche diffuse [7].

L‟équation de la Theorie de Gouy-Chapman est défini par :

γ= - E2+ constant

Avec

C : Capacité de double couche

γ : tension superficiel

E : polarisation du métal

I.2.3 Théorie de Stern

Celle ci combine les deux théories précédents et considère la formation d‟une double couche :

premièrement formation d‟ions du liquide mais adhérente au colloïde, seconde la diffusion

dans le liquide environnant. Comme illustré par la figure 2, le potentiel subit une première

chute significative dans la couche fixée, puis diminue plus lentement à mesure que la distance

augmente jusqu‟à son annulation au point A ; point isoélectrique [5].

Figure 2 : Potentiel électrique de particules colloïdales

I : Particule colloïdale

II : Couche adhérée de Stern

III : Couche diffuse de Gouy-Chapman

Φ : Potentiel total à l'interface

Φo : Potentiel différentiel dans la couche adsorbée

pZ : Potentiel zéta

7

Un colloïde se caractérise par deux potentiels:

-Potentiel thermodynamique ou potentiel de Nernst ;

-Potentiel zêta ou potentiel électrocinétique.

pZ = * me

La potentielle thermodynamique est présente à la surface même du colloïde. Mais

malheureusement, il est non mesurable par des méthodes simples.

Le potentiel zêta reste négatif comme la charge générale des colloïdes. Il donne le niveau de

l‟interaction mutuelle des colloïdes et se mesure par électrophorèse [5].

pZ : potentiel Zéta (V)

k : fonction du diamètre de la particule et de l‟épaisseur de la double couche

μ : viscosité dynamique (Pa.s)

ε : constante diélectrique du milieu

Cette relation simple existe entre l‟électrophorèse et le potentiel zêta permettant de déterminer

ce dernier. Un appareil de mesure directe du potentiel existe qui est appelé zêtamètre.

I.3 Mécanismes de déstabilisation des suspensions colloïdales par la coagulation:

Les colloïdes sont chargés négativement. Étant de même signe, deux particules colloïdales se

repoussent. Elles sont soumises à deux types de force de directions opposées.

Qui sont les suivants :

• Force d‟attraction gravitationnelle de VAN DER VAALS, liée à la surface spécifique et à

la masse des colloïdes ainsi qu‟à la nature du milieu.

• Force de répulsion électrostatique FR, liée aux charges superficielles des colloïdes et

donc à leur potentiel zêta (pZ).

Si FA > FR, l‟agrégation se produit

Si FR > FA, il y a principalement la répulsion entre les particules colloïdales

8

L‟énergie totale d‟interaction (E) entre les particules colloïdales est la somme de l‟énergie

répulsive ER due au potentiel électrique et l‟énergie attractive EA représenté par la figure 3. E

et F sont des grandeurs proportionnelles [5].

Figure 3 : Énergie d’interaction entre deux particules lipophiles en fonction de la

distance depuis la surface de la particule [9]

I.4 Les étapes de l’agrégation

Premièrement, la coagulation est la déstabilisation des particules colloïdales par addition d‟un

réactif chimique. Le coagulant apporte au milieu des cations multivalents, libres ou liés à une

macromolécule organique. Ensuite, ces cations sont attirés et adsorbés sur la couche de Stern.

Le potentiel zêta s‟annule avec la neutralisation de toutes les charges avoisinantes. Enfin, le

coagulant doit se disperser dans l‟eau pour obtenir une bonne répartition homogène avant

toute précipitation d‟hydroxyde. Cela nécessite une forte agitation en un temps court, en

d‟autres termes, l‟utilisation d‟un gradient de vitesse très élevé G [3].

En régime turbulent, le gradient de vitesse est défini par la formule :

G= ( = K(

G : Gradient de Vitesse moyen (s-1

)

P : Puissance mécanique dissipée (W)

V : Volume occupée par le fluide (m3)

µ : Viscosité dynamique (Pa.s)

L‟agrégation se fait à travers trois phénomènes successifs qui sont l‟hydrolyse ; formation des

radicaux hydroxydes métalliques, la coagulation et la floculation.

9

Figure 4: Emprisonnement des particules dans les flocs pendant la décantation

La figure ci dessus montre l‟agrégation qui se fait à travers trois phénomènes successifs qui

sont l‟hydrolyse ; avec formation des radicaux hydroxydes métalliques, la coagulation et la

floculation. Quand les particules préalablement déchargées s‟agglomèrent en microflocs par

partage, soit par les hydroxydes résultant de l‟hydrolyse du coagulant minéral, soit par les

macromolécules de polyélectrolytes cationiques, on parle de floculation. En effet les

microflocs s‟agrègent en flocons plus volumineux et décantent. Il arrive qu‟un adjuvant de

floculation soit ajouté.

L‟agrégation successive des particules est régie par des phénomènes de transport de la

floculation : Il y a la floculation péri cinétique liée à l‟agitation brownienne, où toutes les

particules ont la même énergie cinétique et donc les plus petites ont les vitesses les plus

élevées, d‟où une plus grande probabilité de rencontre [4].

La vitesse de floculation au cours du temps est donnée la formule suivante :

=-α [( ) n2]

• n : Nombre de particules par unité de volume (m-3

)

• α : Fraction des chocs efficaces

• kB : Constante de Bolzmann (SI)

• T : Température absolue

On remarque l‟influence très grande de la densité des particules définie comme le nombre de

particules par unité de volume. Cette formule n‟est valable qu‟avec les particules dont la taille

est inférieure à 10 μm.

10

La floculation orthocinétique est liée à l‟énergie mécanique dissipée dans la zone de

floculation. Elle permet donc d‟obtenir un floc volumineux et séparable. La loi décrivant est

fonction du régime d‟écoulement.

En régime laminaire, = ( ) αn2 d

3G

En régime turbulent, = - K n2 d

3 G

n : Nombre de particules par unité de volume (m-3

)

• d : diamètre de la particule

• K : constante

Dans ce cas, c‟est le gradient de vitesse qui est un paramètre très important. Cette grandeur

agit sur la probabilité de rencontrer des microflocs, mais il n‟est pas possible de l‟augmenter

exagérément. Pour des valeurs élevées de G, les flocs subissent un cisaillement mécanique qui

les détruisent. En coagulation, on admet une valeur de G comprise entre 400 et 1000 s-1

mais

en floculation le gradient ne peut excéder 100 s-1

et beaucoup moins quand les flocs sont de

taille supérieure au millimètre. La coagulation se produit de façon rapide environ quelques

secondes, alors que la floculation requiert plus de temps : 20 min et plus.

Selon la théorie de Schulze-Hardy, l‟efficacité de la coagulation est proportionnelle à la

valence du cation. C = K Z-6

où C représente la demande en réactifs et Z la valence du

contre-ion utilisé. Le choix du réactif tient donc compte de sa valence. Cela justifie

l‟utilisation courante des sels de fer et d‟aluminium trivalents. Au cours du traitement par

coagulation, les caractéristiques physico-chimiques de l‟eau telles que le pH, le Titre

Alcalimétrique Complet (TAC) et la conductivité sont modifiées [3].

I.5 Les coagulants et floculants

Plusieurs coagulants et floculants sont utilisés pour les traitements de l‟eau, mais de quelques

types sont sites si dessous :

I.5.1 Les coagulants et les floculants chimiques

Tout d‟abord la coagulation représente l‟ensemble des mécanismes de déstabilisation d‟une

dispersion colloïdale menant à l‟agglomération de ces particules sous forme de micro-flocs

qui sont mécanismes de précipitation des substances dissoutes. En effet, plusieurs agents

chimiques peuvent être employés dans le procédé de coagulation-floculation [3].

11

I.5.2 Les coagulants de type sels métalliques

Ce type de coagulants peut être utilisé pour traiter des eaux usées industrielles et domestiques,

mais son applicabilité s‟étend aussi à plusieurs autres domaines : réduction adoucissement de

l‟eau, enlèvement des métaux lourds dans l‟industrie métallurgique, enlèvement des huiles et

des graisses, enlèvement du phosphate des eaux de lavage et de d‟autres type d‟effluent, etc

[3]. Ces agents chimiques sont donc d‟excellents outils pour réaliser le polissage et la

récupération des matières particulaires [4]. Plusieurs sels métalliques sont utilisés dans le

domaine du traitement des eaux usées, voici un aperçu des principaux [8].

Sulfate Ferreux - Fe(SO4), (pH : 1,5 – 2,2)

Il est généralement utilisé avec le Ca(OH)2 pour réduire la dureté de l‟eau [4]. La

combinaison des deux coagulants génère du sulfate de calcium et de l‟hydroxyde ferrique.

L‟eau usée doit cependant contenir de l‟oxygène dissout afin que la réaction puisse prendre

place [9].

FeSO4 + 2 HCO3- ⇆ Fe(OH)2 + SO4

2-+ 2 CO2 (reaction 1)

La dose nécessaire en clarification d‟eau de surface est 5 à 150 g. m-3

de réactif commercial

FeO4, 7 H2O. En traitement d‟eaux résiduaires, il faut 100 à 400 g. m-3

de réactif commercial

FeSO4, 7H2O [10].

Dans les eaux aérées, l‟hydroxyde ferreux s‟oxyde en hydroxyde ferrique selon la réaction

chimique suivante

2 Fe(OH)2 + ½ O2 + H2O ⇆ 2Fe(OH)3 (reaction 2)

Alun - Al2(SO4)3

Il est utilisé pour réduire la dureté ainsi que la charge en phosphate des eaux usées. En

solution, il réagit avec les composés alcalins présents (carbonate, bicarbonate et hydroxyde)

ou le phosphate pour former un sel d‟aluminium insoluble [4]. C‟est le produit le plus utilisé.

Ce coagulant, une fois introduit dans l'eau, forme des produits d‟hydrolyse qui déterminent

l'efficacité de la coagulation. Par exemple, lorsque l'alun est utilisé, plusieurs radicaux

hydroxyde alumineux monomères ou polymères sont formés. Ces produits complexes ont une

solubilité qui varie avec le pH.

12

Dans le cas de l'alun, les réactions suivantes décrivent la formation de la précipitation [9] :

Al2(SO4)3 14H2O + 3Ca(HCO3)2 ⇆ 2Al(OH)3↓ + 3CaSO4 +6CO2 14H2O (reaction 3)

Al2(SO4)3 14H2O +6NaHCO3⇆ 2Al(OH)3 ↓ + 3Na2SO4 + 6CO2 14H2O (reaction 4)

Al2(SO4)3 14H2O +3Na2CO3 ⇆2Al(OH)3↓ + 3Na2SO4 + 3CO2 14H2O (reaction 5)

Al2(SO4)3 14H2O + 3NaOH⇆ 2Al(OH)3↓ +3Na2SO4+14H2O (reaction 6)

Al2(SO4)3 14H2O + 3Ca(OH)2 ⇆ 2Al(OH)3↓ +3CaSO4 + 14H2O (reaction 7)

L'hydrolyse de l'alun se traduit par la formation d'espèces différentes susceptibles d'intervenir

dans la coagulation. C‟est un sulfate d‟alumine hydraté, telque 1 mg d‟Alun consomme 0.51

mg d‟alcalinité et génère 0.26 mg de boues sous forme d‟hydroxyde de fer soit 0,051°f

d‟alcalinité [11]. La détermination du dose optimal se fait par la variation de la concentration

du volume de réactif versé en fonction de la turbidité déterminé par l‟utilisations de

floculateur [8]. Dans la majorité des cas, l‟alun est utilisé comme coagulant à une

concentration moyenne de 16 mg Al / l.

Chlorure ferrique - FeCl3 (pH=1.8)

Le chlorure ferrique est obtenu par synthèse de la réaction, en forme du Liquide de gris

foncé à marron [5]. L‟utilisation en grande quantité de ce réactif est très importante pour

assurer la décantation de l‟eau. Le réactif est souvent accompagné d‟un adjuvant.

La dose de la clarification d‟eau de surface est de 5 à 150 g. m-3

de chlorure ferrique

commercial solide FeC13, 6 H2O. En traitement d‟eaux résiduaires les doses varient de 50 à

300 g. m-3 de chlorure ferrique commercial solide [10].

Chlorure ferrique → Élimination de l’alcalinité

2FeCl3+ 3Ca(HCO3)2 ⇆ 2Fe(OH)3 (s) ↓+ 3CaCl2+6CO2 (réaction 8)

Le dosage varie de 5 à 50 g/m3 pour l‟eau de consommation. Mais le dosage dépend de la

turbidité de l‟eau.

Quelque résultat est illustré dans le tableau 2.

Tableau 2: Comparative de la dose entre FeCl3 et Al2(SO4)3 par traitement physique

Eau brute Eau traitée au Al2(SO4)3 Eau traitée au FeCl3

Orthophosphates (mg/l de P) 0,41 0,08 0,01

Dose optimale (mg/l) 50 150

pH optimal de coagulation 6,8 5,8

13

Sa concentration en essai est de 10g/l. L‟utilisation de ce réactif est peu efficace mais celui est

remplacé par le sulfate d‟alumine.

I.5.3 Les coagulants de type sels métalliques polymérisés

Comme mentionné précédemment, les coagulants de type sels métalliques polymérisés sont

de plus en plus utilisés en Orient et en Europe de l‟Est. Il existe plusieurs coagulants de ce

type, notamment ceux à base d‟aluminium et ceux à base de fer.

- Les floculants de type polymères synthétiques ou polyélectrolytes

PolyAluminium Chloride (PAC) Aln(OH)mCl3n-m

Le produit est un dérivé à base de sulfate d‟aluminium. C‟est un réactif peu compliqué pour

la fabrication, mais le PolyAluminium est très efficace pour assurer l‟élimination de la

concentration des polluants dans l‟eau très coloré. Son degré de cationique peut permettre

l‟amélioration de l‟élimination des particules et des Matière Organique dans certaine

application [12,13]. Le traitement de l‟eau se fait par traitement physico-chimique.

Concernant la procédé de fabrication ; la production de PolyAluminium Chloride est l‟un

des procédés les plus exigeants pour les équipements émaillés en raison de ses effets corrosifs

et abrasifs. L‟expérience et la qualification de Dietrich permet de faire face à ces exigences.

La synthèse du PAC se déroule à haute pression et haute température. Le PolyAluminium

Chloride est le produit de la réaction batch entre l‟hydroxyde d‟aluminium solide (AL(OH)3)

et l‟acide chloridrique 33% (HCl).

Al(OH)3 (s) + HCl (l) → Aln(OH)mCl3n-m (reaction 9)

Poly(chlorure de diallyldiméthyl-ammonium) : PolyDADMAC [16]

D‟après Isabelle BAUDIN Angélique FABRE sur l‟Optimisation des procédés de clarification

: Utilisation des polymères cationiques, le réactif considéré la plus efficace en le comparant

avec un autre réactif polymère le EpiDMA. Cette étude montrer l‟intérêt de l‟utilisation des

polymères cationiques pour le traitement en coagulation et de les comparés aux autres réactifs

naturels. Le procédé de la préparation du réactif se fait tout d‟abord, le monomère DADMAC

est obtenu par réaction entre un chlorure d‟allyle et une diméthylamine. Cette réaction de

polymérisation est limitée par la réactivité du chlorure d‟allyle et conduit à la formation d‟un

monomère de masse moléculaire faible à moyenne.

14

Par cyclo-polymérisation du monomère DADMAC, deux structures de PolyDADMAC sont

obtenues :

Figure 5: PolyDADMAC

Les principales utilisations des PolyDADMAC sont les suivantes :

- coagulant pour le traitement de l‟eau potable agréé en France, aux USA, en Amérique de

Sud, en Grande-Bretagne, en Russie, en Corée et en Chine

- coagulant pour le traitement des Eaux résiduelles

L‟emploi de polymères cationiques semble conduire à la formation d‟une quantité plus faible

de THM que l‟utilisation de SA seul car ils permettent une élimination de la MON en amont

de la chloration supérieure à celle du Sulfate Alumine [10].

Pour déterminer le taux de traitement, il faut pratiquer le Jar-Test défini dans les protocoles

opératoires de référence établis par le CIRSEE :

- « Pratique de l‟essai de coagulation/floculation/décantation »

- « Pratique de la coagulation, floculation et flottation »

- “ Pratique de la coagulation sur filtre ”

Taux de traitement pour la clarification d’eaux de surface et souterraines reconstituées :

PolyDADMAC : poly(chlorure de diallyldimethylammonium) varient de 5 à 8 mg/L

Les essais suivants ont été réalisés pour un remplacement total du SA par les polymères

organiques. Les taux de substitution testés vont de 1/20 à 1/5 pour la solution commerciale de

PolyDADMAC et de 1/16 à 1/4 pour la solution commerciale d‟EpiDMA soit des taux de

matière active allant de 1/50 à 1/10. Le résultat obtenu est portés par le Tableau 3.

15

Tableau 3: Suivi des paramètres de qualité de l'eau en fonction du taux en polymère organique

[15]

PolyDADMAC Taux substitution PolyDADMAC 1/20 1/15 1/10 1/5

UV (DO m-1

) Filtrée 45μm 2,53 2,44 2,41 2,03

3,12 3,06 3,09 2,94

Al dissous (mg/l) 0,07 0,07 0,08 0,07

Al total (mg/l) 0,18 0,19 0,21 0,21

EpidMA Taux substitution EpiDMA 1/16 1/12 1/6 1/4

UV (DO m-1

) Filtrée 45μm 2,709 2,656 2,636 2,44

3,24 3,25 3,18 3,15

Al dissous (mg/l) 0,07 0,07 0,08 0,08

Al total (mg/l) 0,20 0,21 0,20 0,20

Le tableau ci dessus montre la variation de l‟ajout du dosage croissant du polymère qui va

entrainer une diminution de l‟absorbance UV. Concernant la teneur en aluminium dans l‟eau,

sa valeur reste quasiment constante quelque soit le taux de polymère utilisé. Dans cette

configuration, 100% de remplacement du SA, la teneur en aluminium en sortie de filière est

minimisée et correspond à l‟excès de SA lors de la coagulation.

I.5.4 Les coagulants d’origine naturelle

Selon certaines études, les coagulants à base d‟aluminium, de fer et même les polymères

synthétiques présentent un désavantage important. Leur toxicité est probante pour

l‟environnement [3]. Cela a donc poussé quelques chercheurs à investiguer la possibilité

d‟utiliser des composés d‟origine naturelle pour réaliser le procédé de coagulation-floculation

[16]. Historiquement, les coagulants d‟origine végétale et animale sont apparus bien avant les

coagulants synthétiques comme les sels chimiques. Des manuscrits anciens en provenance de

l‟Inde rapportent que les graines de nirmali, une espèce d‟arbre, étaient utilisées pour clarifier

l‟eau de surface, il y a 4000 ans de cela. Cependant, un manque de connaissances

scientifiques au niveau de leurs mécanismes de fonctionnement et de leur efficacité a ralenti

les recherches réalisées sur ces coagulants [6].

D‟autres études documentent l‟utilisation d‟une gomme faite à base de graines d‟Ipomoeadasy

sperma comme agent coagulant dans le traitement des eaux usées de l‟industrie du textile. Ces

produits d‟origine naturelle semblent être des alternatives envisageables pour remplacer

l‟alun, le chlorure ferrique ou les polymères à base d‟aluminium en raison de leur

biodégradabilité, leur coût peu élevé et de leur non toxicité pour l‟homme et l‟environnement.

16

Les paramètres qui affectent le plus le rendement de ce genre de coagulant sont le pH et la

dose utilisée [9]. Dans les cas des floculant minéraux, le principal agent floculant d‟origine

minérale employé dans le domaine du traitement des eaux est la silice activée. Ce composé

offre de bons rendements lorsqu‟il est associé au sulfate d‟aluminium en eau froide. Un

inconvénient accompagne l‟utilisation de la silice, elle doit être préparée juste avant son

utilisation, vu sa faible stabilité. Pour les polymères d‟origine biologique, comme les alginates

de sodium [14] : Ce sont des extraits de l‟acide alginique, un composé provenant d‟algues

marines. Ces produits sont particulièrement employés en combinaison avec les sels ferriques,

mais peuvent donner de bons résultats avec les sels d‟aluminium [18]. L‟alginate de sodium,

est soluble dans l‟eau pour des valeurs de force ionique faibles. Lorsque la salinité du milieu

augmente, la solubilisation du polyanion est compromise. L‟addition de sels tels que le

chlorure de potassium va progressivement diminuer la solubilité de l‟alginate dans l‟eau

jusqu‟à la séparation de phases [19]. Cela implique que la présence de sels dans l‟eau peut

avoir une forte influence sur la cinétique de solubilisation des alginates. Ceci est d'autant plus

vrai dans le cas des ions di-ou multivalents qui vont non seulement augmenter la force ionique

totale du système, mais aussi être capables de provoquer une agrégation à grande échelle des

chaînes polymères ; formation d‟un réseau pouvant aboutir à une séparation de phases, voire à

la formation d‟un hydrogel [13].

Les alginates sont constitués de β-D-mannuronate et de α-L-guluronate.

Figure 6: Monomères de la chaîne alginate (β-D-mannuronate et α-L-guluronate)

Le procédé de préparation en solution de l’alginate suit le protocole suivant. Pour 100mL

de solution détergente contenant des alginates

Dans un premier bécher (solution A) :

-3,2 g de Synperonic A50 sont ajoutés à 16,59g d‟eau. Le tout est mélangé par agitation

magnétique jusqu‟à solubilisation complète du tensioactif dans l‟eau (solution limpide)

17

-10,6g d‟EGBE ( 2-butoxyéthanol) sont ajoutés. Le mélange est homogénéisé par agitation

magnétique jusqu‟à obtention d‟une solution limpide.

Dans un second bécher (solution B) :

- 4,5g d‟alginate sont incorporés progressivement dans 100mL d‟eau (4,3% massique).

L‟agitation peut être magnétique ou effectuée à l‟aide d‟une pâle (plus rapide), jusqu‟à

solubilisation complète de l‟alginate. Finalement, la totalité de la solution A est versée très

lentement dans 69,61g de solution B. Il est nécessaire d‟ajouter progressivement la

formulation détergente à la solution d‟alginate et non l‟inverse, afin d‟éviter d‟utiliser les

alginates dans un milieu trop fortement concentré en principes actifs. La concentration finale

des alginates dans le mélange obtenu est de 3% massique. Le pH de la solution a été mesuré et

est égal à 6,33 (à 21°C) [19]. La composition massique de cette formulation est donnée dans

le Tableau 4 suivante :

Tableau 4 : Composition de la formulation détergente contenant l'alginate

Composant Pourcentage massique

EGBE 10,6 %m

Synperonic A50 3,2 %m

Alginate 3,0 %m

Eau 83,2 %m

Les résultats attendus : Le volume du réactif utilisé est de 42ml

Photo 1: Décoloration de l‟eau huileuse

La photo 1 représente l‟efficacité du réactif ; l‟alginate entant qu‟un adjuvant en présence

d‟un autre coagulant. D‟après l‟analyse par traitement physico-chimique, le tableau 5

représente quelque le résultat d‟analyse.

Tableau 5 : Valeur de l‟analyse de l‟eau huileuse

Turbidité (NTU)

Initiale Finale

Eau huileuse 254 1.6

18

Avec la variation de concentration en fonction de la viscosité se représente comme suit :

Figure 7: Variation de la concentration en fonction de la viscosité (Pa.s) [19]

Amidons :

Qui sont obtenus de la pomme de terre, du tapioca ou d‟autres végétaux, ces polymères de

glucopyranose non linéaires ramifiés sont utilisés de préférence avec les sels d‟aluminium [9].

Celle-ci est classée comme adjuvants [16]

Autre composés : Plusieurs polysaccharides naturels ont des propriétés floculantes (cellulose,

gommes, tanins, xanthanes), mais ils sont très peu utilisés dans le traitement des eaux [20].

I.6 Le chitosane

Le chitosane est un polysaccharide provenant de la désacétylation de la chitine. C‟est un

composé grandement similaire à la cellulose. On retrouve la chitine dans plusieurs

écosystèmes puisqu‟elle est une composante fondamentale de l‟exosquelette des invertébrés

marins (crabe, crevette, homard, etc.) et des insectes, en plus d‟être une molécule structurante

chez les champignons et les levures [9]. Après la cellulose, la chitine est le composé

organique le plus abondant dans la nature. Au niveau de sa disponibilité, on estime à plus 150

millions de tonne la quantité de chitine pouvant être recyclée annuellement, une chitine qui

provient essentiellement des usines de transformation des produits de la mer [17].

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

0 20 40 60

concentration de alginate en g/l

Concentration (g/l)

Vis

cosi

té (

Pa.

s)

19

La formule semi-dévéloppé se présente comme suit :

Figure 8 : Formule semi-développé du chitosane

Quelques résultats sont motionnés ci dessous durant l„utilisation de réactif chitosane avec ou

sans présence de SA [8].

Tableau 6: Essai du traitement en utilisant le Chitosane seul et le Chitosane+Sulfate

d‟alumine

PARAMETRES

RESULTATS après TRAITEMENT avec NORME DE REJET

SA+HYPO CHITOSANE CHITOSANE

+ SA MALAGASY OMS

FACTEUR ORGANOLEPTIQUE ET PHYSIQUE

COULEUR INCOLORE INCOLORE INCOLORE

ODEUR ODEUR

PIQUANT

INODEUR

INODEUR INODEUR

TEMPERATURE

(°C) 27,50 27,26 29,00 <30 <30

pH 7,75 6,25 6,75 6-9 6,5-9,5

CONDUCTIVITE

(μs.cm-1

) 1240 900 920 200

TURBIDITE

(NTU) 4,00 1,40 5,90 25

MES (mg/l) 47,23 54,07 43,21 60 20 à 30

FACTEUR CHIMIQUE

HUIE ET

GRAISSE (mg/l) 0,00 0,00 0,00 10

CHLORE (mg/l) 256,80 32,18 20,90 250

SULFATE (mg/l) 244,00 87,72 239,20 250

NITRATE (mg/l) 3,49 6,09 0,00 20

NITRITE (mg/l) 0,00 0,00 0,00 0,2

FER TOTALE

(mg/l) 2,37 1,75 1,25 10 <15

FACTEUR BIOLOGIQUE

DCO (mg d’O2 /l) 36,54 24,69 23,78 150

DBO5 (mg d’O2/l) 13,00 10,00 14,00 50,00 30 à 40

20

Le tableau précédent montre que l‟utilisation de réactif chitosane sans présence du SA est plus

efficace par rapport à celle qui s‟additionne avec le SA.

Ci-dessous représente un autre résultat concernant l‟application du réactif chitosane d‟une

eau résiduelle.

Tableau 7: :Résultat de l‟eau résiduelle traitée [17]

Turbidité (NTU) pH Conductivité (µS/cm) Température (°C)

Eau résiduelle traitée 1.2 7.2 56 19

La concentration utilisée est de 10g/l avec V= 42ml pour le traitement d‟eau résiduelle de 105

NTU.

Plusieurs études démontrent que le chitosane semble être un agent coagulant et floculant la

plus efficace dans le traitement des eaux usées industrielles. Le chitosane peut être utilisé seul

ou en combinaison avec d‟autres coagulants, tels les sels métalliques d‟aluminium ou de fer.

Le réactif chitosane adsorbe quelque quantité du colorant [9]. La quantité d‟adsorption

diminue lorsque la masse d‟adsorbant augmente [14]. Ceci peut être attribué au recouvrement

des sites d'adsorption, qui mènent à une diminution de superficie adsorbant totale disponible

et à une augmentation de longueur de trajet de diffusion [10].

Dans le cas de notre étude, nous souhaitons appliquer ce procédé de coagulation-floculation

pour améliorer l‟eau de consommation. Nous allons montrer que l‟emploi du chitosane

pourrait être approprié dans la potabilisation de l‟eau.

I.7 Etude de la station, cas du Mandroseza [1]

I.7.1 Source d’alimentation d’eau du Mandroseza

L‟alimentation de l‟eau de Mandroseza peuvent être :

-L’eau de pluie, qui est une eau douce de pH = 6 et de température ambiante. Ce qui est idéal

pour les plantes. Elle n‟est pas exempte de pollution, en traversant l‟atmosphère, l‟eau se

charge d‟élément indésirable. Ce qui participe également à la pollution des sols au moment de

l‟arrosage ;

- Les eaux de surface, qui sont les eaux de rivière et des ruisseaux. Elles se trouvent à la

bonne température. Leur pollution varie énormément ;

21

- Les eaux souterraines, qui sont les eaux de sources, c‟est-à-dire une sortie de nappe

phréatique ou une résurgence de rivière souterraine ou alors un puits. Sa nature est très

variable (elle peut être claire ou très douce). Les sources sont plus ou moins polluées selon les

régions ou l‟agriculture.

L‟eau brute analysée est l‟eau du lac Mandroseza du réseau M1

Les réactifs utilisés lors de l‟essai sont : le réactif chitosane, la SA accompagné ou/non par

l‟adjuvant chaux. La méthodologie expérimentale des réactifs se fait par étape en suivant les

procédures détaillées.

I.7.2 Procédé de traitement utilisé par la Société Jirama

Le traitement d‟eau de la JIRAMA est pareil de tous les traitements d‟eau de surface dont il y

a le prétraitement ensuite le traitement proprement dit. L‟eau à traiter est celle du lac

Mandroseza. Puis, l‟eau brute est captée à l‟aide des pompes vers la station de traitement où

on verse les produits de réactifs (la société a choisi le sulfate d‟alumine, la chaux et

l‟hypochlorite de calcium comme réactifs). Ensuite, l‟eau traitée va être stockée dans les

citernes et enfin transportée vers les réservoirs de la ville.

I.7.2.1 Le prétraitement

Captage de l‟eau de la rivière d‟ikopa par cinq pompes ;

Dégrillage : auprès de cette station, on trouve des grilles sur le barrage dans le but d‟arrêter

les grosses matières et les déchets venant de la rivière

Photo 2 : Station d‟étude

22

Dessablage : L‟eau de la rivière d‟Ikopa, après pompage, va ensuite être stockée dans le lac

pour une décantation naturel ;

Dégrillage : A l‟arrivée dans la station, la terminaison du prétraitement se fait par passage de

l‟eau à travers des grilles, de plus petite pue celles de la rivière, qui retiennent les déchets

solides les plus grossiers. Il s‟agit d‟une simple étape de séparation physique ;

I.7.2.2 Le traitement proprement dit de la station de Mandroseza

Captage : l‟eau brute du lac est captée par des pompes à différents débits vers les stations de

traitement ;

Floculation : l‟eau est versée dans un bassin contenant d‟un système mélange rapide en

versant du sulfate d‟alumine et de la chaux. La vitesse du mélange est rapide car on doit

mélanger rapidement l‟eau avec le floculant.

Décantation : l‟eau passe ensuite dans des bassins de décantation pour MI et dans un bassin

de floculation pour MII. Ce système permet la floculation des flocs et de l‟élimination des

boues. On a alors besoin un peu de temps par rapport au premier bassin.

Filtration : à chaque station, le nombre des filtres est égal à six. Ainsi la station Mandroseza

utilise deux types de filtres dont les filtres monocouches et les filtres bicouches. Les filtres

utilisés doivent passer à un lavage et un décolmatage par jour ;

Siphonage : cette étape sert à transporter l‟eau filtrée sous les bassins de filtration vers un

niveau plus bas ou on l‟appel par le nom de bâche ;

Chloration : elle consiste à introduire l‟hypochlorite de calcium dans les citernes est la

dernière étape pour corriger le pH de l‟eau ;

Enfin, on peut dire que l‟eau stockée dans ces citernes est potable, et va directement aux

différents réservoirs de la ville à l‟aide des pompes et des suppresseurs.

23

PARTIE II

MATERIELS ET METHODES

24

II. MATÉRIELS UTILISES

II.1 Les agents floculants utilisées

II.1.1 Le sulfate d‟aluminium

Il est utilisé sous forme solide d‟après (photo 3) ou liquides. La forme se présente en

plaquettes concassées, en noisette ou en poudre de formule théorique Al2(SO4)3 18H2O. Ce

produit est définie en générale par sa teneur en alumine exprimé en Al2O3 soit 17% environ.

La masse volumique apparente du sulfate d‟aluminium en poudre est voisin de 1000kg/m3.La

forme liquide, comme la forme solide, est définie par sa teneur en alumine Al201 ; cette

concentration se situe en générale entre 8 et 8,5%, soit 48 à 49% équivalent poudre, ou

encore 630 à 650 g de Al2(SO4)3 18H2O par litre de solution aqueuse. Pour sa préparation, soit

10 g de sulfate d‟aluminium est dilué dans un 1litre d‟eau pour obtenir une concentration de

10g/L de solution. La solution obtenue est très acide avec un pH varie de 2 et 3,8.

Photo 3: Sulfate d‟alumine

Source : cliché de l‟auteur

Le SA est souvent accompagnée d‟un adjuvant comme la Chaux. La dose de chaux utilisée

le plus courant est 1/6 à 1/5 par rapport à sulfate d‟alumine versée. L‟utilisation de ce réactif

dépend du taux renseigné et aussi de la turbidité de l‟eau brute.

II.1.2 Le chitosane

Le chitosane est sous forme de poudre qui non soluble dans l‟eau. Pour la préparation, on

considère 2g de chitosane dilué dans 98ml d‟eau. Cette solution est conservée pendant

12heures. On ajoute à cette solution de l‟acide acétique (20% masse) et la conservée encore

pendant 12 heures. Avant l‟utilisation, la solution doit être bien agitée. Le pH est réglé à 4,23

et la concentration 10g/l.

25

III. METHODOLOGIES D‟ANALYSES

Le but est de comparer l‟efficacité du réactif chitosane par rapport aux réactifs utilisés par la

Société Jirama. Pour cette étude, les essais expérimentaux de coagulation-floculation ont été

opérés au laboratoire. Pour cela, nous avons fait des essais par Jar Test avec les consignes

dans le tableau 8.

Tableau 8 : Consignes au JAR TEST

Etapes Durée (seconde) Nombre de tours par minute

Etape rapide 20 200

Etape lente 1200 30

III.1 Détermination du taux optimum

La détermination du taux optimum se fait par les variations du volume de réactif versée dans

l‟eau à traiter. Cela concerne la détermination du point break, qui est représenté par un

graphe dont les valeurs des turbidités varient en fonction du volume du réactif versé.

III.2 Analyse des échantillons avant et après le Jar test

III.2.1 Analyse physico-chimique simple

Cela consiste à mesurer par Jar Test (photo 4): la turbidité, la température, le pH, la

minéralisation et la conductivité pour savoir la qualité de l‟eau à traiter.

Photo 4: Essai de jar test


III.2.1.1 La turbidité

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 organique, argile,

26

organismes microscopique…). Les désagréments causés par une turbidité auprès des usagers

sont relatifs, car certaines populations sont habituées à consommer une eau plus ou moins

trouble et n‟apprécient pas les qualités d‟une eau très claire. Cependant une turbidité forte

peut permettre à des micro-organismes de se fixer sur des particules en suspension. La

turbidité est en fonction des particules en suspension. Elle se mesure sur le terrain à l‟aide

d‟un turbidimètre [1].

III.2.1.2 La température

La température de l‟eau est un paramètre de confort pour les usagers. Elle permet également

de corriger les paramètres d‟analyses dont les valeurs sont liées à la température (conductivité

notamment). De plus, en mettant 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.

La température doit être mesurée in situ. Les appareils de mesure de la conductivité ou de pH

possèdent généralement un thermomètre intégré [4].

III.2.1.3 La conductivité

La conductivité mesure la capacité de l‟eau à conduire le courant entre deux électrodes, elle

est représentée dans la photo 5. La plupart des matières dissoutes dans l‟eau se trouvent sous

forme d‟ions chargés électriquement. La mesure de la conductivité permet donc d‟apprécier la

quantité de sels dissous dans l‟eau. C'est-à-dire la présence des ions conducteurs. La

conductivité est également fonction de la température de l‟eau : elle est plus importante

lorsque la température augmente. Les résultats de mesure doivent donc être présentés en

termes de conductivité équivalente à 20 ou 25 C° les appareils de mesure utilisés sur le terrain

effectuent en général automatiquement cette conversion. Ce paramètre doit impérativement

être mesuré sur le terrain. La procédure est simple et permet d‟obtenir une information très

utile pour caractériser l‟eau [1].

Photo 5 : Conductimètre


27

III.2.1.4 Le pH

Le pH (potentiel hydrogène) mesure la concentration en ion H+ de l‟eau, il traduit ainsi la

balance entre acide et base sur une échelle de 0 à 14 ; 7 étant le pH neutralité. Ce paramètre

caractérise un grand nombre d‟équilibre physico-chimique et dépend de facteurs multiples,

dont l‟origine de l‟eau. Le pH optimal correspond à celui permettant d‟obtenir la turbidité

minimale à la fin du test.

Il y a aussi l‟analyse colorimétrique comme le taux de Fer et l‟analyse volumétrique qui est la

matière organique.

III.2.2 Analyse microbiologique

L‟analyse microbiologique se caractérise par la détermination des quatre germes : les

coliformes totaux, l‟Escherichia coli, les Streptocoques fécaux et l‟ASR. Les temps

d‟incubations sont représentés dans le tableau 9.

Tableau 9: Temps d‟incubation et la température de la culture des germes

Germes Température optimale

pour la culture (°C)

Temps d’incubation

(h)

Coliformes totaux 37 24

Escherichia coli 44 24

Streptocoque fécaux 37 48

Anaérobies sulfito-

réducteurs 37 24

Ces germes peuvent être repérés par les couleurs dans la détermination de leur présence dans

l‟échantillon à analyser (tableau 10).

Tableau 10: Tableau de bactéries suivantes les couleurs de détermination

Germes Couleur

Coliformes totaux Jaune

Escherichia Coli Jaune

Streptocoques fécaux Violacée

Anaérobies sulfito-réducteurs Noir

28

PARTIE III

RESULTATS ET INTERPRETATION

29

IV. RESULTATS

Dans cette partie, les résultats des analyses seront présentés en deux grandes parties :

- Les résultats des analyses physico-chimiques

- Les résultats des analyses microbiologiques

IV.1 Les résultats des analyses physico-chimiques

IV.1.1 Résultats des analyses de l’eau brute

La qualité de l‟eau du Lac Mandroseza varie énormément selon la période de prélèvements :

soit la période de crûs, soit la période sèche. Dans notre cas, nous avons réalisé notre étude de

janvier à avril considérée comme période de crûs. Ces variations sont surtout provoquées par

les eaux de ruissellements, l‟érosion, la dégradation des espèces vivantes et surtout les

activités humaines autour de la rivière Ikopa.

La période de prélèvement d‟échantillons d‟eau à analyser est donnée par le tableau 11.

Tableau 11 : Date de prélèvement

Echantillons des eaux à analysés EB1 EB2 EB3 EB4

Date de la prise de l’échantillon 2/2/2016 à 9h 15/2/2016 à 9h 14/3/2016

à 12h30

5/4/2016 à

8h30

Nous avons effectués les analyses de nos échantillons, en considérant quelques paramètres

physico-chimiques importants : la couleur, la turbidité, le pH, la température, la conductivité,

la minéralisation, le fer et la matière organique. Les résultats des analyses sont donnés dans le

tableau 12 avec les normes requises par la Jirama.

Tableau 12: Résultats de l‟analyse physico-chimique de l‟eau brute

PARAMETRES

RESULTATS NORMES

[22] EB1 EB2 EB3 EB4 MOYENNE

Couleur MARRON MARRON INCOLORE

Turbidité (NTU) 18,8 32 ,2 18,4 14 20,85 <5

pH 7,78 6 6,38 7,96 7,03 6,5 à 9

Température (°C) 25,8 24,8 23,3 22,2 24,025 20 à 23

Conductivité (µS/cm) 45,6 40 37,9 34,2 39,4 <3000

Minéralisation (mg/l) 37 34 29 32 33 -

ANALYSE COLORIMETRIQUE

Fer (mg/l) 0,2 0,35 0,2 0,15 0,225 <0,5

ANALYSE VOLUMETRIQUE

Matière Organique (mg/l) 3,3 2,5 1,2 1,8 2,2 <0,1

30

Interprétations de ces résultats :

Nos résultats sur EB1 EB2 ,EB3 et EB4 montrent tous une couleur marron. Cela est réconforté

par les valeurs de la turbidité très élevées. Ces quatre échantillons d‟eaux brutes sont non

conformes à la norme [22]. Les résultats sur les matières organiques montrent aussi des

valeurs très élevées par rapport aux normes [22]. Ces colorations marron semblent être dues à

la présence du fer et les matières organiques. On constate que les valeurs des paramètres

physiques et chimiques des eaux brutes dépassent les normes [22]. Les eaux brutes semblent

être polluées et nécessitent un traitement de potabilisation.

IV.1.2 Résultats des analyses par l’utilisation du réactif chitosane

Pour réaliser l‟essai de traitement, nous avons suivi toutes les étapes indiquées dans la

méthodologie d‟analyse (III) et en annexe 1. Les résultats des analyses physico-chimiques de

l‟eau traitée sont donnés dans le tableau 13. Avec ET1, ET2, ET3 et ET4 sont les eaux traitées

correspondant à EB1, EB2, EB3 et EB4 par l‟utilisation du chitosane comme agent floculant.

Tableau 13 : Résultats de l‟analyse physico-chimique de l‟eau traitée par le chitosane

PARAMETRES RESULTATS NORMES

[22] ET1 ET2 ET3 ET4 MOYENNE

Taux du chitosane (g/m3) 5 1 4 1 - -

Couleur INCOLORE INCOLORE INCOLORE

Turbidité (NTU) 1,65 1,8 1,54 2,22 1,8 <5

pH 6,98 6,9 6,99 7,7 7,14 6,5 à 9

Température (°C) 24,6 23,89 23,5 22,2 23,55 20 à 23

Conductivité (µS/cm) 47,4 37,9 39,4 42,2 41,72 <3000

Minéralisation (mg/l) 41 32 35 36 36 -


Fer (mg/l) 0,06 0,06 0,06 0,05 0,058 <0,5


Matière Organique (mg/l) 2,3 2 1 1,2 1,6 <0,1

31

Interprétations de ces résultats :

Nos résultats montrent que les eaux traitées sont incolores dû à la baisse des valeurs de la

turbidité. Cela est réconforté par la diminution de la teneur en fers et des matières organiques,

c'est-à-dire la disparition des impuretés. La valeur élevée de la conductivité peut être expliqué

par l‟existence de la matière minérale élevée [23]. La conductivité électrique dépend

particulièrement de la minéralisation totale de l‟eau.

IV.1.3 Résultats des analyses par l’utilisation du sulfate d’alumine

Pour réaliser l‟essai de traitement, nous avons suivi toutes les étapes indiquées dans la

méthodologie d‟analyse (III) et en annexe 1. Avec ET3* est l‟eau traitée correspondant à EB3

par l‟utilisation du SA seul. Les résultats des analyses physico-chimiques de l‟eau décantée

sont donnés dans le tableau 14.

Tableau 14 : Résultats de l‟analyse physico-chimique de l‟eau décanté

PARAMETRES RESULTATS

NORMES [22] ET3

*

Taux de SA (g/m3) 10 -

Taux du Chaux (g/m3) 0 -

Couleur INCOLORE INCOLORE

Turbidité (NTU) 1,66 <5

pH 6,96 6,5 à 9

Température (°C) 25,6 20 à 23

Conductivité (µS/cm) 38,6 <3000

Minéralisation (mg/l) 34 -


Fer (mg/l) 0,06 <0,5


Matière Organique (mg/l) 1,1 <0,1

Interprétations des résultats :

Nos résultats montrent que l‟eau traitée est incolore. Elles sont provoquées par la diminution

des valeurs de la turbidité. Les faibles valeurs des fers et des matières organiques sont dû à la

décoloration du l‟eau traitée et aussi par la disparition des impuretés. La conductivité et la

minéralisation de l‟eau traitée ont légèrement augmentés avec une température ambiante

32

proche de 25°C mais au dessus des normes [22]. Plus la conductivité est élevée, plus la

minéralisation augmente.

L‟utilisation du sulfate d‟alumine sans chaux semble être efficace. Les valeurs des paramètres

respectent les normes [22].

IV.1.4 Résultats des analyses par l’utilisation du sulfate d’alumine avec l’adjuvant

chaux

Pour réaliser l„essai de traitement, nous avons suivi toutes les étapes indiquées dans la

méthodologie d‟analyse (III) et en annexe 1. Les résultats des analyses physico-chimiques de

l‟eau décantée sont donnés dans le tableau 15. Avec ET4* est respectivement l‟eau traitée

correspond à EB4 par l‟utilisation du SA avec l‟adjuvant chaux. Les résultats sont représentés

par le tableau 15. Le taux du SA dépend de la turbidité de l‟eau brute et le taux de la chaux

est de 1/6 par rapport à la SA.

Tableau 15 : Résultats de l‟analyse physico-chimique de l‟eau décanté

PARAMETRES RESULTATS

NORMES [22] ET4

*

Taux de SA (g/m3) 10,5 -

Taux du Chaux (g/m3) 1,75 -

Couleur INCOLORE INCOLORE

Turbidité (NTU) 2,81 <5

pH 7,8 6,5 à 9

Température (°C) 23,4 20 à 23

Conductivité (µS/cm) 36 <3000

Minéralisation (mg/l) 37 -


Fer (mg/l) 0,04 <0,5


Matière Organique (mg/l) 1,3 <0,1

33

Interprétations des résultats :

Nos résultats montrent que l‟eau traitée est incolore. Cette décoloration est provoquée par la

diminution des valeurs de la turbidité. La faible diminution du teneur en fer et des matières

organiques sont dues à la disparition des impuretés. La conductivité et la minéralisation de

l‟eau traitée ont aussi augmentées. Car la conductivité électrique dépend particulièrement de

la minéralisation totale de l‟eau.

La température de l‟eau traitée est proche de 25°C mais au dessus de la norme [22].

L‟utilisation du sulfate d‟alumine avec chaux semble efficace. Les valeurs des paramètres

respectent les normes [22].

IV.1.5 Représentations graphiques des résultats

Nous avons résumées les résultats des analyses avant et après traitement dans les figures ci-

dessous. Nous avons considérées qu‟EBm et la moyenne des quatre eaux brutes : EB1, EB2,

EB3 et EB4. Soit ETm est la moyenne des eaux traitées qui correspondent à EBm.

La figure 9 représente les variations des paramètres de l‟eau brute qui est traitée par le réactif

chitosane.

Figure 9 : Diagramme de la variation des paramètres après traitement par chitosane

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

E Bm

E Tm

Paramètres

34

La figure 10 représente la variation des paramètres l‟eau brute par rapport à l‟eau traitée par

le SA. Avec ET3 est respectivement l‟eau traitée correspond à EB3.

Figure 10 : Diagramme de la variation des paramètres après traitement par SA

La figure 11 représente la variation des paramètres l‟eau brute par rapport à l‟eau traitée par

le SA avec la présence de la chaux. Avec ET4* est respectivement l‟eau traitée correspond à

EB4.

Figure 11 : Diagramme de la variation des paramètres après traitement par SA avec chaux

0

5

10

15

20

25

30

35

40

EB3

ET3

0

5

10

15

20

25

30

35

40

EB4

ET4

Paramètres

Paramètres

35

Interprétation :

D‟après les figures 9, 10 et 11, nous avons constatées que les teneurs de certains paramètres

ont diminué. Tels que, les valeurs de la turbidité, fer et MO. Tandis que les valeurs du pH,

température, la conductivité et minéralisation augmentent légèrement. Cela montre que

l‟utilisation des réactifs durant l‟expérience semble un succès. De plus, les résultats semblent

efficaces et répondent aux normes [22].

Nous avons remarquées que certaine valeurs des eaux traitées semblent plus proche. Tels que

la turbidité, le fer total, la conductivité, la Minéralisation et le MO.

IV.2 Les résultats des analyses microbiologiques

IV.2.1 Les résultats d’analyse de l’eau brute

Afin de déterminer la présence des germes dans nos échantillons, nous avons effectués des

analyses microbiologiques en suivant la méthodologie indiquée en annexe 2. Pour le cas de

l‟eau brute, nous n‟avons considérés qu‟un seul échantillon à analyser. Les résultats des

analyses sont présentés dans le tableau 16.

Tableau 16 : Résultats de analyses microbiologique de l‟eau brute

GERMES NOMBRES DES GERMES NORMES

[22]

Coliformes totaux à 37°C/100ml 24 0/100

Escherichia Coli à 44°C/100ml 2 0/100

Streptocoques fécaux à 37°C/100ml 40 0/100

ASR à 37°C/20ml IN <2/20

Interprétations :

Le tableau ci-dessus montre que l‟eau contient des germes ASR, de streptocoques fécaux et

des Coliformes totaux en nombres. L‟eau est donc contaminée et ne respecte pas les normes

[22]. Cette échantillon d‟eau brute montre qu‟il est impératif de faire un traitement pour

potabiliser cette eau.

36

Les photos ci dessous prouvent les résultats dans le tableau précédent :

Photo 6 : Les germes détectés dans l‟eau brute


La photo 6 est composée par 3 photos : A, B et C. Ces 3 photos montrent que l‟eau brute est

contaminée par des germes. On constate que dans la photo A, l‟eau brute contient des ASR

incomptable. Concernant pour la photo B, l‟eau brute est affectée en nombre de 24 des

streptocoques fécaux et de coliformes totaux. La photo C montre l‟absence de l’Escherichia

coli.

IV.2.2 Résultats de l’eau traitée par la réactif chitosane

Afin de rechercher les germes pathogènes et de dénombrer dans nos échantillons, nous avons

effectués les mêmes analyses microbiologiques en suivant la méthodologie indiquée en

annexe 2. Pour le cas de l‟eau traitée par ce réactif, nous n‟avons considérés les quatre

échantillons à analyser. Les résultats des analyses sont présentés dans le tableau 18. Avec

ET1, ET2, ET3 et ET4 sont les eaux traitées correspondant à EB1, EB2, EB3 et EB4

Tableau 17 : L‟analyse microbiologie de l‟ETi

GERMES ECHANTILLONS NORMES [22]

ET1 ET2 ET3 ET4

Coliformes totaux à 37°C/100ml 1 1 1 1 0/100

Escherichia coli à 44°C/100ml 1 1 1 1 0/100

Streptocoques fécaux à 37°C/100ml 1 1 1 1 0/100

ASR à 37°C/20ml 1 1 1 1 <2/20

A B C

37

Interprétations :

Nos résultats montrent que les quatre germes présents dans les échantillons ET1, ET2, ET3 et

ET4 sont de très faible quantité. Le réactif chitosane semble assurer la réduction des germes

présents dans l‟eau traitée. Les photos 8, 9, 10 et 11 suivants renforcent les résultats

précédents.

Photo 7 : La disparition des quatre germes


La photo 7 est composée de 4 photos : D, E, F et G. Ces quatre photos montrent que le

réactif chitosane semble assurer la réduction en nombre des quatre germes présent dans ET1.

On constate qu‟il n‟y a plus de coliformes totaux dans la photo D. La photo E montre aussi

l‟absence d’Escherichia coli. La photo F confirme que les ASR présentent dans l‟EB1

semblent disparaitre. De même les Streptocoques fécaux dans ET1 semblent être disparus

d‟après la photo G.

La photo 8 ci dessous confirme que les nombres des coliformes totaux à une température de

44°C sont négligeables.

Photo 8: Coliforme totaux inférieur à un pour une température à 44°C


D F G

H

E

38

Photo 9 : La disparition des quatre germes


Pour la photo 9, elle est composée par 3photos : I, J et K. Ces trois photos montrent que le

réactif chitosane semble assurer la réduction des quatre germes présents dans ET3. On

constate qu‟il n‟y a plus de Coliformes totaux et d’Escherichia coli dans la photo I. La photo

K confirme que les ASR présentent dans l‟EB3 semblent disparaitre. La photo 10 confirme

que les nombres des coliformes totaux à une température de 44°C sont négligeables.

Photo 10 : Coliforme totaux inférieur à un pour une température à 44°C


Pour le cas du sulfate d‟alumine, l‟analyse microbiologie semble être inutile car le SA

intervient seulement dans la coagulation et floculation [1].

V. ETUDE COMPARATIVE DE NOS RESULTATS AVEC CEUX DE LA

LITTEATURE

Les résultats des analyses physico-chimiques des eaux décantées sont résumés dans cette

dernière partie. Le but est de comparer les résultats précédents et de les comparer aux résultats

présents dans la revue bibliographique.

V.1. Résultats comparatives

On a résumé les résultats avant et après traitement par le réactif chitosane en comparant avec

les normes des paramètres physiques et chimiques décret n°2004-635 dans le tableau

suivant.

J K I

L

39

Tableau 18 : comparaison des résultats par rapport aux revues bibliographiques

Paramètres

Nos RESULTATS après

TRAITEMENT avec Revue bibliographique

NORMES

[22] Chitosane SA

SA avec

CHAUX CHITOSANE

CHITOSANE

+SA

Facteur organoleptique et physique

Couleur Incolore Incolore

Odeur - Inodeur

Température

°C 23.55 25.6 23.4 27,26 27,26 20 à 23

pH 7,14 6.96 7,8 6,25 6,75 6,5 à 9

Conductivité (μs.cm-1

) 41,72 36.6 36 900 920 <3000

Turbidité (NTU) 1,8 1.66 2,88 1,40 5,90 <5

MES (mg/l) - - - 54,07 43,21 -

Minéralisation (mg/l) 36 34 37 - - -

Facteur chimique

Huile et graisse (mg/l) - - - 24,69 0,00 _

Chlore (mg/l) - - _ 10,00 20,90 <250

Sulfate (mg/l) - - - 0,00 239,20 <250

Nitrate (mg/l) - - - 32,18 0,00 <50

Nitrite (mg/l) - - - 87,72 0,00 <0,1

Fer total (mg/l) 0,058 0.06 0,04 6,09 1,25 <0,5

Facteur biologique

DCO (mg d’O2 /l) - - - 0,00 23,78 -

DBO5 (mg d’O2/l) - - - 1,75 14,00 -

Analyse volumétrique

Matière organique

(mg/l) 1,6 1.1 1,3

- - <0,1

Interprétation :

Le tableau ci-dessus montre que certaines valeurs des paramètres affirmées dans les revues

bibliographiques semblent être non conformes aux résultats expérimentaux, tels que : la

conductivité et le fer totale. Cela est dû à la variation du taux de traitement et le chois de la

composition de réactif. Le tableau montre aussi que certaines paramètres n‟ont pas été réalisé

durant les analyses, tels que : les MES, l‟huile et graisse, le chlore, la sulfate, le nitrate et

nitrite, le DCO el le DBO5. Cela est dû aux choix des paramètres à analyser. Ces paramètres

dépendent aux types d‟échantillons à analyser.

40

RECOMMANDATION

A petit échelle, l‟utilisation du Chitosane est fiable pour le traitement des eaux de

consommation à Mandroseza. Il semble un floculant très efficace en adsorbant les colorants,

donc ce réactif peut remplacer le sulfate d‟alumine. Il s‟avère intéressent de voir son action

dans des réacteurs à grand volume.

L‟utilisation d‟un réacteur fermé semble favorable pour l‟application de ce réactif.

41

CONCLUSION

En conclusion, plusieurs réactifs d‟origines naturelles et artificielles, polymère semblent être

efficaces pour les traitements selon les revues bibliographiques. D‟entre celles-ci, l‟utilisation

du réactif chitosane en comparant avec le sulfate d‟alumine en présence ou non avec chaux a

montrées des résultats prometteurs.

En outre, l‟approvisionnement en eau potable est dominé par la Société Jirama. Pourtant

durant ces derniers mois, il a été constaté que la qualité de l‟eau en aval chez chaque foyer a

connue quelque problème. Ceci semble confirmé par les revues des journaux publics et la

radio. Celle- ci pourrait être dû à l‟inadéquation des problèmes réels rencontrés dans les

systèmes de traitements de la Société sise à Mandroseza face au choix de traitement qui

semble être renouveler à chaque saison. C‟est pourquoi, que nous avons tentée de faire un

essai de traitement en utilisant ce type de réactif naturel qui est le chitosane. Les résultats

obtenus semblent été satisfaisants.

L‟utilisation du chitosane réduit en moyenne la teneur de certaine paramètre, à savoir la

turbidité de l‟eau 20.85 à 1,8 NTU, la matière organique de 1,6 mg/l et 0,058 mg/l et le fer

total 0.225 à 0.058 mg/l. De plus, ce réactif semble à assurer aussi l‟élimination des quatre

germes qui sont : coliformes totaux, l’Escherichia coli, le Streptocoque fécaux et l’Anaérobies

Sulfito réducteur. D‟après les normes et en comparaison avec les résultats des littératures, ce

réactif semble fiable pour le traitement de l‟eau de consommation.

D‟où, l‟utilisation de ce réactif à petit échelle est satisfaisante. Nous pouvons envisager

l‟application de ce réactif à grande échelle pour assurer la potabilité de l‟eau. L‟utilisation

d‟un réacteur à système fermé semble favorable pour ce type de réactif.

A

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ET WEBOGRAPHIQUES

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

[1] Technique de Traitement de l‟Eau de Surface ; cas de la JIRAMA Mandroseza, 2015, page : 1,24,

58.

[3] LAKHDARI BOUAZZA « Effet de la Coagulation-Floculation sur la Qualité des Eaux Epurées

de la Step de Ain El Haitz » REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE, Magister Chimie

Inorganique et Environnement, Décembre 2011, pages : 5, 6, 30.

[4] RUEI_MALMAISON CEDEX « Technique de l‟eau » Huitième édition, 183 av, du 18 juin

1940, pages : 135, 144, 313, 333, 481, 534.

[5] BENYOUB ASSIA et EL.MAGROUD FATIMA ZOHRA « Traitement des Eaux Usées

Urbaines par Coagulation-Floculation et Décantation » Université des Sciences et de la Technologie

D‟ORAN, 2013/2014, pages : 5, 28, 29.

[6] ELIAS ASSAAD « Etude de Processus de Coagulation-Floculation du Système Montmorillonite-

Chitosane dans l‟Elimination de Métaux de Transition » Maitrise en Chimie, Mai 2006, pages : 24,63.

[8] BOULAKRADECHE MOHAMED et CHISTIAN DES JARDINS « Simulation et Etude en

Laboratoire de la Floculation Testée à l‟aide d‟une Procédure Modifié de Jar test » Université de

Montréal, Juin 1999, pages : 22,26.

[9] COLIN LAFLEUR, M.SC.A , JULIEN FORTIER , LYNDA KHAROUNE et MOURAD

KHARAINE « Evaluation d‟un Procédé de Coagulation-Floculation au Chitosane pour l‟Enlèvement

du Phosphore dans les Effluents Piscicoles » Université de Quebec, rapport final Février 2008, pages :

4,17.

[10] Coagulations Minéraux et Application dans le Traitement des Piscines, 2014, pages :1, 2.

[12] La Technologie Efficace pour la Purification de l‟Eau : le PolyAluminium Chloride, 2002,

page : 5.

[13] VINCENT PALLUAULT « Nouveaux Traitement de Surface Respectueux de l‟Environnement

par Gels Polymère Réticulable » Décembre 2010, pages : 26, 135, 136.

[14] ISABELLE GOUJON « Les Alginates : Excipients d‟Origine Marine Utilisés dans l‟Industrie

Pharmaceutique » Université Henri Poincaré-Nancy I, Thèse de Doctorat, Juin 2014, page : 134.

B

[15] ISABELLE BAUDIN et ANGELIQUE FANRE « Optimisation des Procédés de Clarification :

Utilisation des Polymères Cationiques » Technologies de l‟Eau-alimentation en Eau Potable, Octobre

2006, page : 17-28-57.

[16] « Traitement de Potabilisation des Eaux de Surfaces Coagulation-Floculation Séparation »

Société Anonyme de Gestion des Eaux Paris, 2006, page : 17.

[19] YVES MICHEL, WILLIAM MOREAUD et LAETITIA SALVADORI, Licence pro : traitement

d‟Eau, page : 6.

[20] PHOCAS NDIKUBWAYO « Utilisation du Chitosane et de l‟Alun dans le Traitement des Eaux

Potables » Université de SHERBROOKE, Faculté de Génie Civil, Grade de Maitre et Sciences

Appliquées, Aout 2007, pages : 40, 45, 55.

[21] RANDRIANARIBENJA Andry Zo « Contribution à l‟Amélioration du Traitement Physico-

Chimique de la Station d‟Epuration d‟Eau d‟Usine Socota Fabrics par l‟Utilisation du Chitosane »

Université d‟Antananarivo, science et technologie, Mémoire de fin d‟étude M II, 2016, page : 43.

[22] Normes des paramètres physiques et chimiques de Madagascar (décret 2004-635).

[23] P.GRAU, Textile Industry wastewater treatement, 1991

REFERENCE WEBOGRAPHIQUE

[2] www.coagulation-floculation.com

[7] www.théorie de Gouy-Chapman

[11]www.Tableau de conversion.htm

[17]www.futura-siances.com

[18]www.alginate.com

http://www.théorie/

http://www.tableau/

http://www.futura-siances.com/

http://www.alginate.com/

C

ANNEXES

Annexe 1 : DETERMINATION DU TAUX DE TRAITEMENTS (PARTIE II ; III.1)

I. Déterminations des taux utilisés pour les traitements des eaux par le réactif chitosane

Les valeurs du taux de traitement varient en fonction de la turbidité et du volume versé. Les

déterminations des essais de traitements pour les résultats dans la troisième partie de l‟étude sont

représentées dans le tableau 24. Soient V1, V2, V3 et V4 sont les courbes représentative du taux de

traitement des eaux traitées correspondent à EB1, EB2, EB3 et EB4.

Tableau 19 : Essai de traitement par l‟utilisation du chitosane

Echantillon 0 1 2 3 4 5 6

Taux (%) 0 0,5 1 2 3 4 5

Volume versé (ml) 0 0,05 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

Variations de

la Turbidité de

l’eau à traitée

(NTU)

EB1 18,8 6,89 3,45 2,99 2,95 2,66 1,65

EB2 32,2 2,03 1,8 2,45 4,05 4,55 6,99

EB3 18,4 5,45 3,55 3,15 2,1 1,54 2,02

EB4 14 2,99 1,54 2,51 2,73 4,54 6,44

La figure 11 représente les variations de la turbidité en fonction du volume de réactif versé.

Figure 12 : Variation du taux de traitement et de la turbidité

Les taux de traitement sont représentés dans le tableau 20.

Tableau 20 : Taux de traitement en fonction de la turbidité

Echantillons EB1 EB2 EB3 EB4

TURBIDITE (NTU) INITIAL 18.8 32.2 18.4 14

FINAL 1.65 1.8 1.54 2.22

TAUX du CHITOSANE (g/m3) 5 1 4 1

012345678

0 2 4 6

V1

V2

V3

V4

Volume du réactif (ml)

D

II. Détermination des taux utilisés pour les traitements des eaux par l‟utilisation de SA avec

ou sans chaux

Les valeurs du taux de traitement pour la SA avec présences de la chaux et sans addition de la chaux

varient en fonction de la turbidité et du volume versé. Les déterminations des essais de traitements

pour les résultats dans la troisième partie de l‟étude sont représentées dans le tableau 26. Avec V3 est

la courbe représentative du taux de traitement de l‟eau traitée sans présence du chaux correspond EB3

et V4* est la courbe représentative du taux de traitement de l‟eau traitée avec la présence de la chaux

correspondent à EB4. Le taux du chaux est 1/6 par rapport à le taux du SA.

Tableau 21 : Essai de traitement par l‟utilisation de la SA avec/sans chaux

Echantillon 0 1 2 3 4 5 6

Taux de SA (%) 0 8 8,5 9 10 10,5 11

Taux du Chaux 1/6(%) 0 1.33 1,43 1.5 1.66 1.75 1.83

Volume versé sans addition de la chaux

(ml)

0 0.8 0.85 0.9 1 1.05 1.1

Variations de la Turbidité de l’eau

traitée (NTU)

EB3 18.4 5.22 3.26 2.42 1.66 1.99 2.11

Volume versé avec addition de la chaux

(ml)

0 0,93 0.99 1.05 11.17 1.225 1.18

Variations de la Turbidité de l’eau

traitée (NTU)

EB4* 14 7.1 4,55 3.09 2,95 2.81 3,45

La figure 12 représente les variations de la turbidité en fonction du volume de réactif versé.

Figure 13 : Variation du taux de traitement et de la turbidité

Les taux de traitement sont représentés dans le tableau 27.

Tableau 22 : Taux de traitement en fonction de la turbidité

Echantillons EB3 EB4*

TURBIDITE (NTU) INITIAL 18.4 14

FINAL 1.66 2.81

TAUX du REACTIF (g/m3) 10 12.25

012345678

0 2 4 6

V3

V4

Volume du réactif (ml)

(e du réactif

0

5

0 50 100

concentrat…

Concentration (g/l)

Vis

cos

ité

(Pa

.s)

E

Annexe 2 : METHODE D’ANALYSE MICROBIOLOGIQUE

Tout d‟abord, il y a quatre germes à déterminer :

-Coliformes totaux

-Streptocoques fécaux

-Anaérobies sulfito-réducteurs

Les autres germes sont des germes banals.

Les étapes de détermination qui se fait en trois étapes

a. La prélèvement

Prélèvement d‟eau analysé ; tous les milieux doivent être stérilisé pour éviter le risque de

contamination .L‟utilisation des flacons stériles ou des flacons en verres sont très importantes.

b. Détermination des germes :

Pour la détermination des quatre germes, il faut avoir quatre milieux de cultures différents. Dont les

trois sont sur une boite de pétri et la quatrième dans un tube à essais. On utilise un appareil de

filtration. L‟échantillon à analyser est filtré à travers une membrane qui retient les microorganismes.

La membrane est ensuite placée sur un milieu de culture gélosé. Durant l‟incubation, des colonies se

forment à la surface de la membrane.

c .La lecture

Pour la lecture, on les repères par ses couleurs et par le temps d‟incubation.

Méthode de préparation des milieux de cultures :

Considérations générales :

La plupart des milieux se présentent sous forme déshydratée, ce qui assure une composition constante,

un stockage facile et une préparation simplifiée.

Lors de la reconstitution des milieux, la poudre est mélangée au volume d'eau préconise,

homogénéisée, puis dissoute totalement par chauffage (l'ébullition ne doit pas dépasser 1 à 2 minutes).

Apres refroidissement a 50-60°C, le milieu est distribue dans d'autres récipients (tubes a essais) en vue

d'être stérilisé.

La stérilisation se fait par autoclavage. Le temps et la température peuvent varier d'un milieu a l'autre

(tenir compte également du conditionnement, de préférence des petits volumes). En général une

stérilisation de 15-20 minutes à 120°C est préconisée.

F

Les milieux sont ensuite laisses à refroidir jusqu'a 50°C dans l'autoclave (ne pas les sortir avant car la

différence de températures provoquerait une dépression au sein des tubes).

Ils peuvent ensuite être conserves tels quels après refroidissement en position verticale, ou inclines en

pente ou pente et culot, ou distribues en boite de pétri.

Différents types de milieux

Milieux synthétiques

Milieux empiriques

CALCUL ET EXPRESSION DES RÉSULTATS

Échantillons d’eau potable, d’eau de surface et d’eaux usées

De façon générale, choisir la ou les membranes avec le nombre de colonies acceptables, de préférence

à l‟intérieur des limites de quantification (3.2.2), et exprimer le résultat en unités formant des colonies

(UFC) par 100 ml d‟échantillon selon l‟équation suivante :

UFC/100ml= * 100

Dans les cas où une confirmation est effectuée, appliquer le pourcentage de confirmation au résultat

précédent.

UFC/100 ml confirmées = UFC/100 ml présumées X % de confirmation

G

Annexe 3 : PRESENTATION DE LA SOCIETE JIRAMA

La société JIRAMA

La JIRAMA est une société anonyme de droit commun détenu entièrement par l‟Etat Malagasy ; elle a

un conseil d‟administration et une Direction Générale, le conseil est composé de représentant de l‟Etat

: notamment des ministères de tutelle ; et des représentant des employés. Le Directeur Général est

nommé par le Ministre chargé de l‟énergie.

L’historique de la société

La JIRAMA est la compagnie nationale d‟électricité et d‟eau potable à Madagascar, créée le 17

Octobre 1975. A cette époque, elle résulte l‟assemblage de deux (02) sociétés qui sont la Société

Malagasy des Eaux et Electricité (SMEE) et la Société des Energies de Madagascar (SEM). Elle

produit, transporte et distribue l‟électricité dans la plus part de toutes les régions de Madagascar, En

même temps, elle assure l‟alimentation d‟eau potable à travers ces régions de l‟île. Elle garantit ainsi

la quasi-totalité du service public en eau et électricité, avec près de 340 000 abonnés en électricité

dans 118 localités et près de 130 000 abonnés en eau potable dans 65 centres.

Tableau 23 : L‟identité de JIRAMA

Statut Société d’Etat

Siège social 149, Rue RAINANDRIAMANPANDRY, Ambohijatovo

ANTANANARIVO

Téléphone +261 20 22 231 27

E-mail [email protected]

Site web www.jirama.mg

BP 200-ANTANANARIVO-MADAGASCAR

Forme juridique Société anonyme

Source : JIRAMA, 2015

Le Département Gestion Système Production Eau (DGSPO)

La station de traitement à Mandroseza est sous contrôle du DGSPO de la Direction Technique Eau

Antananarivo (DTAO). Ce département est chargé de la production en assurant la quantité et la qualité

en eau potable de la ville d‟Antananarivo. Il est donc ne se charge pas uniquement de ces stations mais

elle s‟occupe aussi des stations de pompage et des réservoirs éparpillés dans toute la grande ville.

Comme ce travail de recherche a été réalisé auprès de la JIRAMA Antananarivo du DGSPO, mais

plus précisément auprès du Service Traitement et Qualité des Sites (STQ) qui a un organigramme bien

défini et indépendant aux autres Services.

H

Annexe 4 : LES NORMES DES PARAMETRES PHYSIQUES ET CHIMIQUES (DECRET N°

2004-635)

Pour chaque pays, les paramètres physiques et chimiques de l‟eau ne sont pas les mêmes. Madagascar

a des normes à respecter sur la potabilité de l‟eau (Tableau 4) et que les consommateurs doivent

bénéficier d‟une attention particulière. En effet, l‟eau destinée à la consommation humaine ne doit

contenir ni des substances chimiques dangereuses, ni germes nocifs pour la santé. C‟est pour cette

raison qu‟on doit traiter l‟eau avant de la consommer et fixer la norme de potabilité.

PARAMETRES PHYSIQUES

Tableau 24 : Normes des paramètres physico-chimiques de Madagascar

Paramètres Norme

Turbidité < 5 NTU

Conductivité < 3000 μS/cm

Température 20 à 23 °C

pH 6,5 à 9

PARAMETRES CHIMIQUES

SUR L’ANALYSE VOLUMETRIQUE SUR L’ANALYSE COLORIMETRIQUE

Paramètres Norme Paramètre Norme

Dureté TH < 500 mg/l (CaCO3) Fer total < 0,5 mg/l

Chlorure (Cl) < 250 mg/l Sulfate < 250 mg/l

Matières

Organiques

< 2 mg/l (milieu

alcalin)

< 5 mg/l (milieu acide)

Nitrite < 0,1 mg/l

- - Nitrate < 50 mg/l

- - Ammonium < 0,5 mg/l

GERMES PATHOGENES ET INDICATEUR DE POLLUTIONS FECALES

COLIFORMES TOTAUX 0/ 100ml

STREPTOCOQUES FECAUX 0/ 100ml

COLIFORMES THERMO-TOLERANTS 0/ 100ml

CLOSTRIDIUM SULFITO-REDUCTEUR <2/ 20ml

I

Annexe 5 : L’EAU DU JIRAMA D’APRES LES PRESSES

Article n°1 : Selon LA GAZETTE DE LA GRANDE ILE

« Des ménages se plaignent de la qualité de l’eau de la Jirama ».

En fait, la plupart du temps la couleur de l‟eau devient rouille ou rouge. A cet effet, la famille

s‟inquiète sur leur santé, surtout la santé des enfants. Dont, la plupart d‟entre eux utilise d‟autres

dispositifs pour purifier l‟eau avant de la consommer, en usant des filtres eaux, certains préfèrent

bouillir l‟eau, ou des produits purificateurs. Des éclaircissements ont été fournis par le ministre de

l‟Energie et des hydrocarbures vendredi dernier, Horace Gatien, sur ce sujet. Selon ses dires, l‟eau

distribuée par la Jirama est bel et bien traitée. Car d‟une manière régulière, des échantillons sont

prélevés et analysés à l‟Institut Pasteur de Madagascar pour la réalisation des analyses

microbiologiques et physico-chimiques de l‟eau. Aussi, a-t-il ajouté que la couleur de l‟eau change

après une coupure, juste pour quelques minutes à cause de l‟ancienneté des tuyaux vecteurs de l‟eau.

En fait, un département qualité eau gère la gestion de la qualité des eaux (dès les sources, les

installations et traitements des réseaux de distribution jusqu‟au robinet du consommateur). Aussi, il

assure la surveillance de la qualité des eaux, des huiles lubrifiantes et combustibles. Sachant que

l‟article 38 du code de l‟eau, « toute eau livrée à la consommation humaine doit être potable, une eau

potable est définie comme une eau destinée à la consommation humaine qui, par traitement ou

naturellement, réponde aux normes organoleptiques, physico-chimiques, bactériologiques et

biologiques ». Bref, la Jirama a donc intérêt à assurer (toujours) la propreté de l‟eau des clients, que

ce soit des gros clients ou résidentiels, surtout dans les bornes fontaines. Car, les pertes imputables aux

eaux non potables sont conséquentes. A part, les dégâts sanitaires comme la maladie diarrhéique, qui

est l‟un des causes principales de la mortalité infantile dans la Grande Ile. Des pertes économiques

sont enregistrées également, en plus des coûts sanitaires dépensés, qui nuisent au développement de la

Grande Ile.

R.Volatsara

Article n°2 : Selon la RFI Afrique, le 26 janvier 2016 à 6h58

L'eau du robinet est-elle potable à Antananarivo ? Le gouvernement a répondu à cette question

par l'affirmative la semaine dernière, après une descente au centre de traitement des eaux de la

Jirama, la compagnie des eaux et de l'électricité.

J

Analyses de l'Institut Pasteur à l'appui, l'eau d'Antananarivo est donc déclarée potable ou en tout cas

conforme au décret relatif au contrôle des eaux destinées à la consommation humaine. Celui-ci

indique que l'eau destinée à l'alimentation humaine « doit être si possible, sans odeur, sans couleur,

sans saveur désagréable ». Sauf que depuis deux semaines, l'eau est trouble, voire boueuse dans

certains quartiers.

« Tu vois de la boue »

Cela fait deux semaines que Bako, habitante d'un quartier populaire d'Antananarivo, ne boit plus l'eau

du robinet : « Tu mets de l'eau dans un seau et après quelques heures, si tu utilises l'eau, tu vois de la

boue, juste au fond du seau. On a dû faire bouillir de l'eau parce qu'on n'a pas les moyens d'acheter de

l'eau en bouteille. Vendredi dernier, il n'y avait plus d'eau et on a dû chercher de l'eau de pluie ! »

La Jirama, compagnie des eaux, nous a communiqué des analyses effectuées par l'Institut Pasteur.

Selon le document, l'eau analysée respecte les critères fixés par le décret indiquant « que toute eau

destinée à l'alimentation humaine ne doit jamais être susceptible de porter atteinte à la santé de ceux

qui la consomment ». L'eau boueuse serait donc bel et bien potable selon le ministre de la Santé

publique, le Dr Mamy Lalatiana Andriamanarivo.

« Laisser décanter un peu »

Pour celui-ci, « le nombre d'abonnés a été multiplié par deux et ils sont en train de faire des

réparations. C'est normal que ce soit un peu trouble, si on peut dire. Mais les normes sont encore

respectées. En cas de présence d'insalubrité, la consommation est arrêtée. Ce que je conseille, c'est de

laisser décanter un peu. »

Le ministre de la Santé a également indiqué qu'aucune recrudescence de gastro-entérite n'a été

enregistrée. Malgré ces déclarations, la population, elle, reste fortement sceptique.

Article n°3 : Selon Midi Madagascar le février 2016

Une vague de colère a de nouveau envahi les usagers dans plusieurs quartiers de la capitale, à

cause de la qualité misérable de l’eau. Malgré l’annonce officielle qui rassure que l’eau de la

Jirama est potable, difficile d’utiliser de l’eau brunâtre malodorante.

Sur la nouvelle route menant au pont de Bekiraro en provenance d‟Ampefiloha, un attroupement de

personnes tout au long de la journée, abaissées à même le sol, intrigue. En s‟approchant de plus près,

on tombe sur des enfants qui se lavent le corps, des femmes qui puisent de l‟eau avec de petits

K

gobelets, des hommes se lavant les pieds au passage… sur une flaque d‟eau à première vue insalubre,

à deux pas du canal Andriantany. Puis, finalement, ça ne l‟est pas. Il s‟agit d‟un trou dans la bitume,

qui laisse jaillir de l‟eau propre, sans doute parce que des tuyaux sont brisés. Cela dure depuis

quelques semaines, mais aucun responsable ne semble y prêter attention. Au grand bonheur des

riverains, qui n‟achètent plus l‟eau des pompes. Cela laisse toutefois penser à la propreté de l‟eau qui

circule dans les tuyaux, puisque dans plusieurs quartiers de la capitale, l‟eau est insalubre et sent

parfois mauvais. De l‟eau potable qui coule du robinet, de couleur transparente, c‟est aujourd‟hui un

luxe à Antananarivo. Ceux qui puisent de l‟eau des montagnes ont bien plus de chance, avec une eau

de meilleure qualité. Dans certains quartiers de la capitale, comme à Akany Itaosy, Amboditsiry ou à

Analamahitsy, l‟eau du robinet est brunâtre, avec parfois une odeur forte, presque nauséabonde. Il y a

même des endroits où la pression est si faible que l‟eau n‟arrive pas à monter et donc à alimenter les

ménages. L‟Etat a déjà officiellement annoncé que l‟eau de la Jirama est potable et ne nuit pas à la

santé. Il est difficile pourtant de se faire à l‟idée de boire sereinement cette eau lorsqu‟on a un liquide

qui vire au marron et formant des traces lorsqu‟on laisse décanter. Une eau qui sent mauvais et qui ne

donne vraiment pas du tout envie d‟être utilisée pour faire la vaisselle, pour se laver ou pour cuire le

riz. Du côté de la Jirama, aucune explication, ni même un peu d‟assurance. Les usagers doivent faire

avec !

Anjara Rasoanaivo

L

Auteur : ANDRIANAVALONA Radomanjaka Ando Ny Aina

Lot VR 46 Ankadibevava Tana 101

0332159760

E-mail: [email protected]

Titre de mémoire: Essai de Floculation et du Coagulation par l‟utilisation du CHITOSANE :

Etude de cas au sein de JIRAMA Mandroseza

Nombre de pages : 41

Nombre de tableaux : 24

Nombre de figures : 13

Nombres de photos : 10

RESUME

Ce travail consiste à comparer l‟efficacité du réactif choisi : le chitosane par rapport aux autres

réactifs naturels et les réactifs des sels métalliques utilisés par la Société Jirama. A travers notre étude,

le réactif chitosane semble être très efficace. Nous avons prouvé que l‟utilisation du chitosane réduit la

teneur de certain paramètre, tel que la turbidité de l‟eau 20,85 à 1,45 NTU, le fer total avec la valeur

de 0,225 à 0,058 mg/l et la MO 1,8 à 1,6 mg/l. Pour l‟utilisation du SA avec la présence du chaux, la

turbidité de l‟eau diminue de 14 à 2,81 NTU, le fer total avec la valeur de 0,15 à 0,04mg/l et de MO

1,8 à 1,3mg/l. De même, l‟utilisation du SA sans présence de la chaux réduit aussi certaine paramètre,

tels que la turbidité de l‟eau diminue de 18.4 à 1.66NTU, le fer total avec la valeur de 0.2 à 006mg/l et

la MO diminue de 1.8 à 1.1mg/l. D‟autre part, l‟analyse microbiologique confirme que l‟utilisation du

chitosane réduit la présence des germes fécaux. Nous pouvons dire que l‟utilisation du chitosane

comme réactif pour potabiliser l‟eau semble prometteuse à petit échelle. Il s‟avère intéressent de voir

son action dans des réacteurs à grand volume.

Mots-clés : réactif, comparative, analyse, coagulation-floculation, normes.

ABSTRACT

This paper consists in the effectiveness of the chitosan reagent with aid of its comparison with other

reagents used by the Jirama: natural ones and metal ones; and confirmation of the records by detailing

their manufacturing process. We have proved that the use of chitosane reduces the content of some

parameters, the water turbidity from 20,85 to 1,45 NTU, the total Iron from 0,225 to 0,058mg/l and

MO 1,8 to 1,6mg/l. For the alumina sulfate with lime, water turbidity diminish from 20,85 to

2,235NTU, the total Iron from 0,225 at 0,05mg/l and the MO 1.8 to 1,2 mg/l. Similarly, the use of SA

without lime diminishes also some parameters: the water turbidity is reduced from 18,4 to 1,66 NTU,

the total iron is from 0,2 to 0,06 mg/l and the MO is from 1,8 to 1,1 mg/l . Moreover, the

microbiology analysis confirms that contary to the alumina sulfate with lime or not, the use of

chitosan reduces the presence of feces. To make the water drinkable with the and of chitosane seems

promoting at a minor scale. It proves interesting to see its action within great volume of reactors.

Key words: reagent, comparative, analysis, coagulation-flocculation, norms.

Encadreur : Professeur RAVELONANDRO Pierre Hervé

mailto:[email protected]

ESSAI DE FLOCULATION ET DE COAGULATION

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