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ETUDE COMPARATIVE DE L’UTLISATION DE L’HYPOCHLORITE DE CALCIUM ET DES
ELECTROCHLORATEURS EN VUE DE L’OPTIMISATION DE LA DESINFECTION DE
L’EAU : CAS DE LA STATION DE DJICORONI PARA DE LA SOMAGEP A BAMAKO AU
MALI
MÉMOIRE POUR L’OBTENTION DU
MASTER EN INGENIERIE DE L’EAU ET DE L’ASSAINISSEMENT
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Présenté et soutenu publiquement le 26 Octobre 2016 par
Iréko Maouloud DOLO
Travaux dirigés par :
M. Mamadou DEMBELE, Chef de Département de la Production/SOMAGEP-SA
M. Boukary SAWADOGO, Ingénieur de Recherche au LEDES/2iE
Jury d’évaluation du stage :
Président : Dr. Franck LALANNE
Membres et correcteurs : Dr. Igor OUEDRAOGO
Dr. Héla KAROUI
M. Boukary SAWADOGO
Promotion [2014/2015]
Etude comparative de l’utilisation de l’hypochlorite de calcium et des électrochlorateurs en vue de l’optimisation de la désinfection de l’eau : cas de la station de djicoroni para de la SOMAGEP à Bamako
au Mali
Citations
Seul le silence est grand tout le reste est faiblesse
"Alfred de Vigny"
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au Mali
Remerciements
Mes remerciements sont d’abord adressés à Monsieur Boubacar Kane, Président Directeur
Général de la SOMAGEP-SA qui m’a permis d’effectuer mon stage au sein de sa structure.
Mes sincères remerciements également vont à l’endroit de Monsieur Mamadou Dembélé, Chef
de Département Production pour le suivi et l’encadrement tout au long de la période de mon
stage.
Je tiens à exprimer ma profonde gratitude à Monsieur Mahamadou Guindo, Chef de Service
Etudes Hydrauliques pour sa parfaite collaboration et ses conseils au sein de la structure.
Je remercie très sincèrement Monsieur Boukary Sawadogo, Ingénieur de Recherche au
laboratoire LEDES de 2iE de pour sa disponibilité, ses remarques et suggestions dans
l’élaboration de ce document.
J’aimerai adresser mes vifs remerciements au personnel de la SOMAGEP-SA, en particulier :
- Monsieur Monzon Coulibaly, Chargé d’Etudes Hydrauliques ;
- Monsieur Ibrahim Ouologuem, Chef de Département Etudes et Planification ;
- Monsieur Adama Konaté, Chef de Service Contrôle et Qualités pour son esprit
d’ouverture et pour la transmission des données malgré ses multiples occupations ;
- Monsieur Yenizanga Koné, Directeur de l’Exploitation ;
- Monsieur Souleymane Sow, Chef de Département Distribution pour son accueil au sein
de la structure ;
- Monsieur Ousmane Monzon Marico, Chef de Service Distribution Bamako
SOMAGEP-SA pour son hospitalité et ses encouragements ;
- Monsieur Paul Bayo, Chef de Service Planification Statistique ;
- Monsieur Sidy. P. Diallo, Chef de Service Contrôles Spécifiques (Laboratoire).
Tout le personnel de la SOMAGEP pour leur courage et leur sens de responsabilité élevé dans
le travail quotidien.
Enfin mes remerciements vont à l’endroit de tous ceux qui ont contribué de près ou de loin à
l’élaboration de ce document.
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Dédicaces
A Dieu le tout puissant,
A mon père DOLO Ogoyo Iréko,
A ma mère DOLO Salimata,
A mes frères, sœurs, cousins et amis
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au Mali
Résumé
L’approvisionnement en eau potable de la ville de Bamako assuré par la Société Malienne de
Gestion de l’Eau Potable (SOMAGEP-SA) se fait à partir des eaux du fleuve Niger. La nature de
l’eau a conduit à l’adoption d’un traitement conventionnel comprenant en bout de filière une étape
de désinfection de l’eau traitée par des produits à base de chlore. Depuis la mise en route des
stations de traitement, l’hypochlorite de calcium a de loin été le produit utilisé pour la désinfection
de l’eau nonobstant les plaintes du personnel en charge de l’exploitation et les effets constatés sur
les installations et l’environnement.
En vue d’une optimisation de la désinfection de l’eau la société a décidé de se procurer
d’électrochlorateurs pour la production de désinfectant (hypochlorite de sodium) à partir du
chlorure de sodium plus facile à manipuler et moins dangereux. Dans le cadre de la mise en œuvre
de cette politique, la station de Djicoroni Para, la plus grande du réseau de la SOMAGEP-SA a été
retenue comme site pilote. Il s’est agi dans ce travail de réaliser une comparaison des performances
des deux produits de désinfection, de juger de la robustesse du système, d’analyser l’acceptabilité
des acteurs et de proposer des recommandations pour une meilleure mise en œuvre de ce procédé.
Il ressort des résultats obtenus qu’aucun cas de non-conformité n’ait été enregistré pour les
paramètres microbiologiques. Par contre une insuffisance de chlore résiduel a été notée dans le
réseau au cours de l’étude. L’étude économique pour sa part a conclu à une baisse des charges de
fonctionnement avec l’utilisation des électrochlorateurs. En effet les calculs de coût de production
d’un kg de chlore actif pour les deux systèmes nous prouvent que la société réalise un gain
économique annuel de 226 270 800 FCFA. D’autre part les enquêtes de satisfaction montrent une
bonne acceptation du système par les opérateurs et les consommateurs. Il a donc été recommandé
l’adoption de ce procédé et un meilleur paramétrage des données de sortie de la station pour
garantir un meilleur temps de contact.
Mots clefs : Désinfection de l’eau- Hypochlorite de calcium –Electrolyseur- Station de Production
de Djicoroni Para .
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Abstract
Bamako supply in drinking water by Malian Drinking Water Management Company (SOMAGEP-
SA) is done through surface waters from Niger river. Water nature has led to conventional
treatment adoption with a stage of treated water disinfection by chlorine products. Since water
treatment stations have been implemented, calcium hypochlorite has been used in disinfecting
water notwithstanding complaints of employees in charge of operation and effects on facilities and
environment. Calcium hypochlorite use can affect water quality, alter facilities and cause
maintenance additional costs.
In order for water disinfection to be optimized, the company has been equipped with
electrochloraters to produce disinfection products (sodium hypochlorite) through sodium chloride
which is easy to handle and less dangerous. Within the context of this politics, Djicoroni Para
station, the biggest network of SOMAGEP-SA has been retained as pilot site. This study aims at
realizing performances comparison between two disinfection products, judging the robustness of
this system, analyzing actor’s acceptability and proposing recommendation for the adoption of this
process.
Results show that no nonconformity case has been recorded for microbial parameters on one hand.
On the other hand, residual chlorine shortness has been noticed during the study. Economic study
has shown a decrease in operating expenses with electrochloraters use. As a matter of fact,
production cost calculation for 1 kilogramme of active chlorine for the two systems reveal that the
company makes an annual economic profit of about 226 270 800 FCFA. In addition, satisfactory
surveys revealed systems acceptance by agents and consumers. The process adoption has been
recommended and the best station output data parametrizing has been suggested in order to ensure
the best contact time.
Keywords: water disinfection, calcium hypochlorite, electrolyseurs, Djicoroni Para processing
station.
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Liste des Abréviations
AOF : Afrique occidentale française
BSR : bactéries sulfitoreductrices
CAP : Charbon Actif en Poudre
CT : coliformes thermotolerants
DLC : Département Laboratoire Central
DNH : Direction Nationale de l'Hydraulique
EDM-SA : Energie du Mali
ENSAN : Enquête Nationale sur la sécurité alimentaire et nutritionnelle
FGT: Faso Technology General
HTH: High Test Hypochlorite (Hypochlorite de calcium hautement éprouvé)
INSD : Institut National de la Statistique et de la Démographie
MES : Matières en Suspension
MO : Matières Organiques
NC : non-conformité
OHADA : Organisation pour l’Harmonisation en Afrique du Droit des Affaires
OMS : Organisation mondiale de la santé
ONEA : Office National de l’Eau et de l’Assainissement
PSD : Plan Sectoriel de Développement
SNDAEP : Plan National d'Accès à l'Eau Potable
SOMAGEP-SA : Société Malienne de Gestion de l’Eau Potable
SOMAPEP-SA : Société Malienne Pour le Patrimoine de l’Eau Potable
TH : Titre Hydrométrique
TMg : Titre magnésique
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Table des matières
Citations ............................................................................................................................................. ii
Remerciements .................................................................................................................................. iii
Dédicaces .......................................................................................................................................... iv
Résumé ............................................................................................................................................... v
Abstract ............................................................................................................................................. vi
Liste des Abréviations...................................................................................................................... vii
Table des matières ........................................................................................................................... viii
Liste des Tableaux ............................................................................................................................. x
Liste des Figures ............................................................................................................................... xi
Introduction Générale ........................................................................................................................ 1
Chapitre I. SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE ............................................................................... 4
1.1. Généralité sur la Structure d’Accueil .................................................................................. 4
1.2. Généralités sur les eaux naturelles ...................................................................................... 7
1.3. Les techniques de la potabilisation de l’eau ...................................................................... 10
1.4. Terminologie .............................................................................................................. 13
1.5. Les microorganismes pathogènes .............................................................................. 16
1.6. Les Paramètres physico-chimiques influençant sur la désinfection avec l’hypochlorite de calcium ( Ca(ClO)2) ou l’hypochlorite de sodium (NaOCl ) .................. 18
1.7. Législation concernant la qualité microbiologique des eaux de consommation de l’OMS ................................................................................................................................... 19
1.8. Les différentes étapes de la potabilisation de l’eau ........................................................... 22
1.9. Les différents procédés de désinfection ............................................................................ 23
1.10. Impacts sanitaires et environnementaux des deux produits ........................................... 27
Chapitre II. MATERIELS ET METHODES ................................................................................... 30
2.1. Présentation du site d'étude ........................................................................................... 30
2.1.1. Les points de prélèvement et les matériels utilisés ............................................. 32
2.1.2. La technique d'échantillonnage .......................................................................... 35
2.2. Conclusion partielle : ................................................................................................. 36
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Chapitre III : RESULTATS ET DISCUSSION............................................................................... 37
3.1. Dimensionnement et Choix d’un électrolyseur pour la station de Djicoroni Para .... 37
3.2. Efficacité des différents procédés de la désinfection ................................................. 38
3.2.1 Paramètres microbiologiques ............................................................................. 39
3.2.2 Paramètres physico-chimiques ........................................................................... 40
3.3. Analyse intégrée sur les performances des deux systèmes ........................................ 42
3.4 Couts d’utilisation de l’électrolyseur et de l’hypochlorite de calcium dans la désinfection ........................................................................................................................... 44
3.4.1 Cout d’exploitation des procédés de désinfection ....................................... 45
3.4.2 Analyse intégrée des coûts d’investissement, de maintenance et d’exploitation ......................................................................................................... 46
3.4.3. Analyse de faisabilité économique et technique des différentes filières de
désinfection ......................................................................................................... 48
3.4.4. Acceptabilité du système de désinfection avec les électrolyseurs ........... 49
3.4.5. Conclusion partielle : ............................................................................... 50
RECOMMANDATIONS ..................................................................................................... 51
CONCLUSION GENERALE .......................................................................................................... 52
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ......................................................................................... 53
ANNEXES ....................................................................................................................................... 57
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Liste des Tableaux
Tableau 1: Caractéristiques comparées des eaux de surfaces et eaux souterraines ......................... 8 Tableau 2 : Dose de chlore et temps de contact .............................................................................. 19 Tableau 3: Qualité bactériologique requise pour les eaux douces superficielles pour la production
d'eau livrée à la consommation humaine d'après la Directive du Conseil des Communautés
Européennes du 16/06/1975 (n°75/440/EEC) ................................................................................. 20
Tableau 4: Qualité microbiologique de l’eau du fleuve Niger exploitée par la station de Djicoroni.......................................................................................................................................................... 21 Tableau 5: Equipements et consommables utilisés .......................................................................... 33 Tableau 6: Liste de matériels utilisés par type de chloration .......................................................... 34 Tableau 7:: données de dimensionnement des électrolyseurs à la station de Djicoroni Para ........ 38 Tableau 8: résultats des analyses bactériologiques ........................................................................ 39 Tableau 9: Suivi des paramètres physico-chimiques des eaux désinfectées .................................... 40 Tableau 10: évolution de la dureté totale de l’eau au cours du traitement ..................................... 42 Tableau 11: coût journalier de production de chlore actif pour chaque système ........................... 46 Tableau 12: coût d’investissement et de maintenance des systèmes de désinfection ...................... 46
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Liste des Figures
Figure 1:Organigramme de la SOMAGEP ....................................................................................... 5 Figure 2:comparaison des couts d’exploitations donnés par le constructeur (Siemens 2015) ....... 11 Figure 3: système de traitement d'eau de la SOMAGEP ................................................................. 22 Figure 4: schéma de l'électrochlorateur .......................................................................................... 24
Figure 5: électrochlorateur et transformateur fournissant l’alimentation électrique au système .. 24 Figure 6: dispositifs de stockage sur site de l’hypochlorite de sodium et de la saumure ............... 25 Figure 7: schéma du principe de l’électrochloration avec le chlorure de sodium .......................... 25 Figure 8: localisation de la zone d’étude ........................................................................................ 30 Figure 9: dégradation des installations du fait de l’action de l’hypochlorite de calcium .............. 44 Figure 10: Comparaison du cout d'exploitation, de maintenance et d'investissement .................... 47 Figure 11: Résultats des enquêtes de satisfaction des consommateurs dans le district de Bamako 50
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Bamako au Mali
Introduction Générale
Dans les cinquante dernières années les prélèvements d'eau ont triplé, la demande a augmenté
partout dans le monde (Programme mondial pour l’évaluation des ressources en eau (WWAP),
2012).Aujourd'hui les municipalités représentent 12% de la consommation totale d'eau douce
prélevée dans le monde et l’industrie 19% alors que l'agriculture représente 69% restants à cause
de l'irrigation(PNUE,FAO,CCNUCC, CDIAC, 2015). Ainsi dans le monde, 91% de la population
utilise une source d'eau potable améliorée contre 76% en 1990 dépassant la cible des OMD qui a
été fixée des 2010(UNICEF, 2015). Cette situation risque de s’aggraver car selon les prévisions,
d’ici 2025, 1,8 milliards d’individus vivront dans des régions soumises à une sévère pénurie d’eau
(FAO, 2008).
Malgré les progrès réalisés en matière d’accès à l’eau et à l’assainissement du fait des Objectifs du
Millénaire pour le Développement(OMD) dont l’ambition était de réduire de moitié le nombre de
personnes n’ayant pas accès à l'eau potable et à l'assainissement de 1990 à 2015. De plus, il existe
de grandes disparités dans l’approvisionnement en eau potable : En 2015 on estime que 663
millions de personnes dans le monde utilisent des sources d'eau potables non améliorées, y
compris les puits non protégées, les sources, et les eaux de surface. La moitié de ces personnes qui
utilisent des sources d'eau potables non améliorées vit en Afrique subsaharienne (UNICEF, 2015) .
Au Mali, plus de 2/3 des ménages ont accès à l'eau potable soit 70.8%, ce taux est de 98.2 % pour
le district de Bamako(ENSAN Mali, 2016). Cette faiblesse du taux d’accès à l’eau potable
concerne tant le milieu urbain que le milieu rural. En milieu urbain en général et dans la ville de
Bamako, ce constat est plus marqué dans les quartiers périphériques, quartiers les plus défavorisés
où le problème se pose avec acuité.
Pourtant, l'eau insalubre, le manque d'assainissement et le manque d'hygiène causent des maladies
diarrhéiques entrainant chaque année le décès de 800 000 enfants de moins de 5 ans (UNESCO,
2012). Selon l’Organisation Mondiale pour la Santé (OMS) ce faible accès à l’eau potable et à
l’assainissement est une des principales causes de décès chez les enfants de moins de cinq ans au
Mali (OMS, 2013). Selon la même source, les populations vivant dans les quartiers défavorisés des
villes et celles du milieu rural sont les plus touchées.
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C’est donc face à cette situation préoccupante que des actions ont été entreprises depuis plusieurs
années pour améliorer l’approvisionnement en eau potable des populations du Mali par les
pouvoirs publics notamment à travers les activités de la SOMAGEP-SA.
La SOMAGEP-SA est un établissement public de l’état Malien chargé du traitement et de la
distribution de l’eau potable aux populations du Mali. Pour mener à bien ses missions, elle s’est
dotée d’équipements et de techniques pour garantir une meilleure qualité de l’eau potable. Pour la
protection des consommateurs contre les risques liés à la présence de germes, une désinfection de
l’eau traitée est systématiquement opérée avant l’acheminement dans le réseau de distribution.
Cette opération a depuis toujours été menée avec l’utilisation de l’hypochlorite de calcium.
Cependant des difficultés ont été rencontrées dans l’utilisation de ce réactif. Ces problèmes se
situent au niveau du stockage et le transport engendrant une baisse de la teneur en chlore actif du
produit livré et donc des erreurs de dosage. Cette perte augmente par ailleurs les consommations
spécifiques de produit par mètre cube d’eau traitée et dégrade l’environnement de travail avec des
risques de brulure et d’inhalation de gaz de chlore. Les bouchages réguliers par des impuretés des
pompes doseuses de chlore et des conduites d’injection entrainent des surcouts de maintenance
(changement des membranes et des clapets des pompes doseuses) et des pertes de matière
première occasionnant même quelque fois un arrêt de la production, l’oxydation des équipements
hydrauliques et électriques due aux émanations du gaz de chlore, favorisant la corrosion et la
défection de ces pièces.
Face à ces contraintes, la SOMAGEP-SA a décidé à titre expérimentale d’équiper une de ses
stations de traitement d’électrochlorateurs. C’est un ensemble d’équipements qui produit de
l’hypochlorite de sodium à partir de l’électrolyse de chlorure de sodium en pastilles. Le produit de
désinfection, qui en résulte est directement injecté dans le réseau de distribution.
Objectif global :
La présente étude est une contribution à l’amélioration de la qualité de l’eau fournie aux
populations du Mali par le réseau de la SOMAGEP-SA à travers une désinfection adéquate de
l’eau traitée.
Objectifs spécifiques :
Plus spécifiquement, il s’agira dans ce travail de :
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- Evaluer les conditions d’utilisation de chaque procédé de désinfection ;
- Comparer les avantages et les inconvénients de l’utilisation de chacun des procédés ;
- Proposer des solutions pour l’amélioration de la désinfection des eaux traitées par la
SOMAGEP en tenant compte des aspects économiques, pratiques et de l’acceptation des
consommateurs.
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Chapitre I. SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE
1.1.Généralité sur la Structure d’Accueil La SOMAGEP qui a repris les activités d’exploitation de l’eau potable précédemment assurées par
la société Energie du Mali (EDM-SA) est une société anonyme d’état avec Conseil
d’Administration. Elle a été créée le 05 Août 2010 dans le cadre de la mise en œuvre de la réforme
institutionnelle des secteurs publics de l’eau et de l’électricité du Mali. Elle est régie par les lois et
règlements en vigueur en république du Mali, notamment l’acte uniforme de l’harmonisation en
Afrique du Droit des Affaires (OHADA) du 17 Avril 1997 et les dispositions pertinentes de la loi
N°92-002/AN-RM du 27 Aout 1992 portant code du commerce. Son capital de 2.000.000.000
FCFA est détenu entièrement par l’état malien.
La SOMAGEP-SA ayant en charge l’ensemble du territoire malien, son administration est assurée
par un Conseil d’Administration composé de 8 membres et un comité directeur (PDG, DGA, le
Directeur de la Distribution, le Directeur de l'Exploitation, le Directeur des Etudes et Travaux, le
Directeur des Finances et de la Comptabilité, le Directeur Pôle et Supports et le Directeur
commercial et Clientèle) en plus des huit (8) directions régionales et des dix-huit(18) centres de
production disséminés sur l’ensemble du pays.
Les attributions d'une direction régionale et d'un centre
Ces structures assurent le relais de la direction générale dans les dits centres pour l'exécution de la
mission de service public de production, de la distribution et de la commercialisation de l'eau
potable ainsi que les services connexes. En plus elles représentent la direction générale de la
SOMAGEP-SA auprès des autorités politiques et administratives des dits centres. Un
organigramme résume les différentes relations fonctionnelles entre ces différentes entités (figure
1).
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Figure 1:Organigramme de la SOMAGEP
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Historique et cadre Institutionnel
Dans le cadre de la mise en œuvre de la réforme institutionnelle des services publics de
l’électricité et de l’eau potable, le gouvernement de la République du Mali a décidé le 14 janvier
2010 de la séparation de la gestion des deux secteurs de l’Eau et de l’Electricité.
Cette décision s’est traduite au mois d’août 2010 par la création de deux sociétés en charge de la
gestion du secteur de l’eau potable :
• Une société de patrimoine : la Société Malienne du Patrimoine de l’Eau Potable
(SOMAPEP-SA)
• Une société d’exploitation : la Société Malienne de Gestion de l’Eau Potable
(SOMAGEP-SA)
Ces deux sociétés ont repris les activités d’EDM-SA dans le domaine de l’eau. La mise en œuvre
de ces décisions a eu pour corollaire la disparition de la Direction Centrale des Eaux et le
transfert d’une partie du personnel de l'EDM-SA dans les nouvelles sociétés. La SOMAGEP-SA
est gérée par un Président Directeur Général, assisté d’un Directeur Général Adjoint. Le siège
social de la Société Malienne de Gestion de l’Eau Potable du Mali est situé à Djicoroni Para
Troukabougou à la Rue 41 à Bamako.
La SOMAGEP a pour mission d’assurer l’exploitation de l’eau potable sur son périmètre qui lui
ait affermé au niveau national, ses missions spécifiques sont :
Le captage de l’eau brute et son traitement ;
Le pompage et la distribution de l’eau traitée ;
Le contrôle de la qualité de l’eau ;
La relève, la facturation et le service à la clientèle ;
La réalisation des branchements, des extensions, des réhabilitations et des
renouvellements du réseau ;
La maintenance préventive et curative des installations
Etat Actuel de la production en eau
La SOMAGEP assure l’approvisionnement en eau potable de 18 centres urbains. Les villes de
Bamako et de Kati sont alimentées en eau potable par six unités de production d’une capacité
Mémoire de fin d’étude de Master Eau&Assainissement présenté par Iréko M. Dolo /Fondation 2iE-Promotion 2014-2015
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Etude comparative de l’utilisation de l’hypochlorite de calcium et des électrochlorateurs en vue de l’optimisation de la désinfection de l’eau : cas de la station de djicoroni para de la SOMAGEP à
Bamako au Mali
nominale cumulée de 200000m3/j dont 130000m3/j pour la seule station de Djicoroni Para. Les
16 autres centres ont une production cumulée de 88524m3/j. La station de Djicoroni Para fournit
à elle seule environ 45 % de la production d’eau potable de l’ensemble des centres gérés par la
SOMAGEP.
Les volumes d’eau traitée refoulés à partir des stations de traitement et de pompage transitent
dans un réseau de distribution maillé avant d’arriver chez le consommateur final. La longueur
totale du réseau de Bamako (diamètre supérieur ou égal 60mm) est de 4106.04 km pour une
capacité de stockage (y compris bâches d’eau traitée des stations) de 60019 m3, contre 3514 de
longueur de réseau pour 23039 m3 de capacité de stockage dans les centres extérieurs.
Chantiers réalisés ou en cours
Ils portent principalement sur le projet structurant d’alimentation en eau potable de la ville de
Bamako à partir de la localité de Kabala avec l'eau du fleuve Niger. Ce projet dans sa 1ère phase,
portera sur la réalisation d’ouvrage de production, de stockage et de transfert d’eau potable.
Ainsi il est prévu la construction d’une station de production de 144000m3 d’eau potable par
jour, d’un réseau long de 1400km, la réalisation de 9600 branchements sociaux et 1000 bornes
fontaines publiques et qui doit être opérationnelle en fin 2018 au début 2019 puis la seconde
phase du projet s'enchainerait dans laquelle il est prévu la construction d'une autre station de 144
000 m3 par jour . Un autre projet en cours d’exécution est le projet Dano-Suédois(PADS).Il
assurera l’approvisionnement en eau des villes de Sikasso, Koutiala, Kati et Kayes.
1.2.Généralités sur les eaux naturelles
Les eaux naturelles sont généralement utilisées pour la satisfaction des besoins de l’homme :
agriculture, industrie et approvisionnement en eau potable (Duhamel, 2001 ; Jequier et Constant,
2009). Elles sont généralement classées en fonction de leur origine car de là se définit très
souvent la nature des techniques de traitement à la faire subir pour la potabiliser et la distribuer
dans un réseau. Ainsi, on retrouve les eaux de surface et les eaux souterraines, chacune avec ses
caractéristiques particulières comme le montre le (tableau 1)
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Etude comparative de l’utilisation de l’hypochlorite de calcium et des électrochlorateurs en vue de l’optimisation de la désinfection de l’eau : cas de la station de djicoroni para de la SOMAGEP à
Bamako au Mali Tableau 1: Caractéristiques comparées des eaux de surfaces et eaux souterraines
Caractéristiques Eaux de surface Eaux souterraines Température Variable (saisons) Plutôt constante Turbidité / MES vraies ou colloïdales
Variable (parfois élevée / crues, rejets de carrières, fortes pluies
Faible ou nulle sauf en pays karstique et en pays crayeux
Couleur Dépend essentiellement des MES, des acides humiques, tannins, etc. et des algues
Dépend des acides humiques ou des précipitations Fe - Mn
Goûts et odeurs Fréquents Rares sauf H2S Minéralisation globale / Salinité
Variable (précipitations rejets, nature des terrains traversés, etc.)
Généralement plus élevée que celle mesurée dans les eaux de surface sur le même territoire
Fe et Mn divalent dissous
Normalement absents sauf dystrophisation des eaux profondes
Présents
CO2 agressif Généralement absent Présent souvent en quantité O2 dissous Variable (proche de la saturation
dans les eaux propres / absent dans les eaux polluées)
Absent
H2S Absent Présent NH4 Seulement dans les eaux
polluées Présence souvent sans rapport avec une pollution bactérienne
Nitrates Variable (normalement absent, parfois en quantité dans les zones d’excédent azoté)
Teneur parfois élevée
Silice Teneur normalement modérée Teneur élevée Micropolluants minéraux et organiques
Surtout présents dans les eaux des régions industrialisés
Absents sauf suite d’une pollution accidentelle
Solvants chlorés Normalement absents Présents en cas de pollution de la nappe
Éléments vivants Virus, bactéries, algues, protistes, etc. / Présence d’organismes pathogènes toujours possible
bactéries sulfato-réductrices et ferrobactéries surtout
Eutrophie Possible, davantage si les eaux sont chaudes
Jamais
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1.2.1 Les eaux de source
On rencontre les sources essentiellement dans les régions montagneuses dans les zones de
collines. Une source peut être définie comme un endroit où se produit un écoulement naturel
d'eau souterraine. Une source d'eau est généralement alimentée par une formation souterraine de
sable ou de graviers contenant de l'eau ; dite aquifere.Ca peut être un écoulement d'eau à travers
un rocher fissuré.
Lorsque les couches de terrain compactes ou argileuses font obstacle à un écoulement souterrain,
l'eau peut se trouver refoulée et apparait en surface. Elle peut émerger à l'air libre : c'est une
source, ou s'écouler de façon invisible dans la rivière, un courant, un lac ou dans la mer. Là où
elle émerge sous forme de source, l'eau peut être facilement captée. Les sources sont recherchées
sur les pentes des collines ou dans les vallées parcourues par une rivière. La présence de la
verdure dans un certain point d'une zone sèche marque l'existence d'une source d'eau. Une
véritable source d'eau est pure et peut être utilisée sans aucun traitement d'autant mieux que la
source soit protégée par une construction (maçonnerie brique ou béton) pour empêcher la
contamination de l'eau par l'extérieur. On doit être sûr que l'eau provient des nappes souterraines
et non d'un courant superficiel qui se serait enfoncé sous terre sur une courte distance(CIR,
1989).
1.2.2 Les eaux de surface
Les eaux de surface ou eaux de faibles profondeurs sont généralement constituées de matières
organiques provenant de la décomposition de matières végétales, de digestions animales ou de
vie biologique comme celle des algues, champignons, diverses bactéries qui sont à l’origine de
mauvaises odeurs ,de goûts désagréables. Les eaux de surface comme les fleuves reçoivent les
eaux pluviales qui sont chargées de pollutions diverses, des poussières, le dioxyde de carbone
avant de rejoindre les cours d’eau, ces eaux de pluie ramassent toutes les impuretés qui se
trouvent au niveau du sol. Il y a aussi les eaux usées domestiques et diverses activités
quotidiennes menées par l’homme qui contribuent à la pollution des eaux de surface qui se
traduit par la présence de micro-organismes pathogènes .Ces différentes sources de pollution
rendent le traitement un peu plus complexe des eaux de surface exploitées et destinées à la
consommation humaine. Les sources de matières particulaires peuvent être d’origine naturelle
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(acides humiques, particules provenant de la dégradation des végétaux ou de l’érosion du sol) ou
anthropique (rejets industriels, agricoles et urbains)(US EPA, 1999) .De plus, pour envisager
d’alimenter des populations à partir d’eaux de surface, il faut éviter les conditions favorisant
l’érosion des sols , et les pollutions accidentelles et chroniques( Viland et Montiel, 2001).
1.2.3 Les eaux souterraines
Les eaux souterraines sont généralement protégées contre les pollutions car elles se trouvent au
plus profond des nappes et sont de bonne qualité le plus souvent à l’exception de certains cas
d’accident de ces eaux ou par infiltration d’eau contaminée. Partout où des eaux souterraines
accessibles et exploitables ont été reconnues, il a été compris qu’elles étaient des sources
d’approvisionnement plus extensives et plus stables que les eaux de surface surtout dans les
régions du monde où celles-ci sont rares et irrégulières, tout particulièrement en zones aride et
semi-aride et plus à la portée de nombreux usagers. Aussi, l’exploitation et l’utilisation des eaux
souterraines ont-elles une forte spécificité dans l’économie de l’eau. En principe, elles sont
accessibles à tous les occupants du sol en domaine aquifère, qui sont beaucoup plus nombreux
que les riverains de cours d’eau : ménages, agriculteurs, industriels, collectivités locales et
entreprises auxquelles les services d’eau sont délégués, qui ont les moyens et le droit de les
exploiter et y trouvent avantage parce que c’est la source d’approvisionnement souvent la moins
coûteuse, la plus commode et la plus individuelle. Leur traitement lorsqu’elle ne renferme pas de
micropolluants spécifiques en teneur importante est généralement plus simple ( Margat, 2015).
1.3.Les techniques de la potabilisation de l’eau
L'utilisation de ces eaux pour la consommation nécessite dans certains cas un traitement
préalable. Plusieurs techniques de traitement ont été documentées. Parmi ces techniques, il y en a
beaucoup qui utilisent le chlore pour désinfecter les eaux. Dans le paragraphe suivant nous nous
intéresserons aux différentes opérations entrant dans la potabilisation de l’eau.
Maintenant avec l'avancée de la technologie le chlore peut être obtenu par électrolyse du sel de
sodium. Ces générateurs, qui ne nécessitent que du sel et de l’électricité, permettent au
fournisseur d’eau de respecter les normes relatives à la désinfection et aux concentrations
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résiduelles. Parmi les facteurs à considérer pour cette option, il y a le coût, la concentration de la
saumure produite, la facilité de se procurer les matières premières et la fiabilité du procédé
(AWWA and ASCE , 1997).
De nombreux fournisseurs d’eau potable, en raison des difficultés liées à l’entreposage de
l’hypochlorite, évaluent la possibilité de le produire sur place plutôt que de l’acheter du fabricant
ou d’un distributeur (USEPA, 1998b).
La courbe présentée dans la figure ci-dessous montre l'intérêt de l'utilisation des
electrochlorateurs par rapport aux deux autres types de chloration.
Les doses typiques de chlore en mg/l dans un système d'approvisionnement en eau potable des
trois produits de désinfection : le chlore gazeux, l'hypochlorite de calcium et l'hypochlorite de
sodium. Les résultats obtenus ont prouvé une meilleure efficacité de l'hypochlorite de sodium par
rapport aux deux autres réactifs dans la désinfection de l'eau et les résultats sont consignés dans
le tableau en annexe3 selon SAIC (1998) élaboré par USEPA.
Figure 2:comparaison des couts d’exploitations donnés par le constructeur (Siemens 2015)
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Que ce soit au cours du stockage ou du transport le chlore présente des risques inacceptables
pour la sécurité. Il peut être produit sur place à partir d'une solution de saumure ce qui supprime
les risques liés à son transport et sa manutention. Actuellement c'est la seule technique qui est
utilisée dans les stations européennes urbaines et devient populaire aux Etats-Unis. Le système
de chloration avec l'hypochlorite de calcium est moins efficace que celui de l'hypochlorite de
sodium. Son pouvoir de traitement est faible c'est pour cela que son utilisation est restreinte au
Québec dans la production de l'eau potable(AQTE, 1993).
Bien que la formation des chlorates soit associée à l'utilisation du dioxyde de chlore les deux
autres formes de chlore (hypochlorite de calcium et hypochlorite de sodium) peuvent engendrer
la concentration des chlorates. L'entreposage des solutions d'hypochlorite de longue durée
provoque la décomposition et la formation des chlorates. La formation d'ions chlorates dans une
solution d'hypochlorite dépend des conditions d'entreposage comme le pH, la température, la
durée de l'entreposage ; la présence des rayons ultras violets, la concentration de la solution et la
présence des métaux de transition. Les formes solides d'hypochlorite ne font pas l'objet d'une
telle décomposition (Gordon, G., Adam, L. et Bubnis, B., 1995).C'est comme un avantage dans
l'utilisation de l'hypochlorite de calcium.
L'ONEA a commencé à utiliser les électrochlorateurs depuis 1999-2000, 6 électrochlorateurs de
5kg/h ont été installés 2 à Bobo et 4 à Ouagadougou suite à de nombreuses difficultés
rencontrées avec l'utilisation de l'hypochlorite de calcium. Selon les données d’exploitation de
l'ONEA de Ouagadougou, depuis l'introduction des électrochlorateurs il a été noté une
amélioration sur la qualité des eaux fournies aux populations et les difficultés liées aux
fournisseurs pour la livraison du produit sont supprimées. Selon la même source depuis
l'installation des electrochlorateurs de Bobo depuis 1999-2000 c'est en 2015 qu'une électrode a
été changée. Maintenant il y a les electrochlorateurs un peu partout dans les stations de l'ONEA.
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1.4.Terminologie
La potabilisation des eaux fait appel à une terminologie bien particulière. Nous tenterons sans
être exhaustif de faire ressortir les principaux termes utilisés dans le domaine du traitement des
eaux de consommation.
1.4.1. Les eaux potables
Plusieurs définitions existent pour l'eau potable mais dans le cas de notre étude, l'eau potable
désigne une eau qui ne doit pas porter atteinte à la santé de ceux qui la consomment, le caractère
de potabilité visant principalement à protéger contre un risque par ingestion.
1.4.2. Accès à l’eau
Le terme accès à l'eau potable intègre plusieurs paramètres tels que la distance au point d'eau ; la
disponibilité de la ressource, le temps consacré à la collecte et le coût d'achat de l'eau.
L'accessibilité peut être définie comme la possibilité pour tout ménage de pouvoir régulièrement
acquérir la quantité d'eau nécessaire grâce à des différentes sources. L'OMS définit la notion
d'accès à l'eau en termes de distance et, la quantité d'eau disponible par personne par jour. Elle
fixe une distance raisonnable de 200 m et de 20 litres pour la satisfaction des besoins de base
(boisson, douche etc…)
La Direction Nationale de l’Hydraulique (DNH) au Mali, définit 200 m comme norme en termes
de distance à parcourir par les ménages pour s’approvisionner en eau en milieu urbain et 500 m
en milieu rural.
En termes de coût l'accessibilité n'est pas facilement mesurable car le prix de l'eau varie en
fonction des pays, des villes, des quartiers et du type d'infrastructures mises en place. Selon
l’Institut national de la Statistique et de la Démographie (INSD, 2009), la disponibilité d'une
source d'approvisionnement en eau potable pendant 30 minutes par un ménage peut être définie
comme l'accès à l'eau potable. Pour Dos Santos (2005) la distance, la quantité d'eau disponible
utilisée, la qualité de l'eau consommée et le prix de l'eau dans le budget des ménages sont inclus
dans l'accessibilité. Selon ENSAN Mali (2016), le point d'eau se trouve dans la maison pour
27,5% des ménages contre 23,6% en Février 2015. Ce taux de progression est du de la prise en
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compte de la ville de Bamako (45,5%), le nombre de ménages ayant accès à l'eau potable au
Mali à moins d'une demi-heure (aller/retour + temps d'attente sur place) est de 56,2%.Ce temps
est compris dans un intervalle de 30 minutes à une heure pour 10,5% des ménages. Selon la
même source les principales sources d'eau de boisson sont les puits à pompe ou forage utilisés
par 21% des ménages, les puits aménagées/protégées (19,6%), le robinet (15,3%) et les bornes
fontaines/fontaines publiques (14,3%). Il ressort que les sources d'eau non potables sont utilisées
principalement pour l'eau de boissons telles que les puits non aménagées par 21,2% des
ménages, les eaux de surface (4,2%) et autres sources non protégées (4,2%). Moins d'un quart
des ménages (24,3%) procèdent au traitement de l'eau avant de la boire. Pour ces ménages les
traitements les plus pratiqués sont l'utilisation du chlore (55,2%) et le filtrage avec un linge/tissu
(30.8%des ménages).
Volumes d'eaux consommées
La consommation d'eau varie en fonction des saisons, la consommation d'eau est plus élevée en
saison sèche qu'en saison pluvieuse. Les quantités d'eau utilisées au sein d'un ménage sont en
fonction du niveau d'équipements en biens consommateurs d'eau, mais aussi des pratiques
culturelles et sociales (Dos Santos, 2005).
SNDAEP (2007), définit une plage de 10 à 30 litres/personne/jour comme dotations spécifiques
de base au Mali. D'après la DNH la norme nationale en matière de la consommation d'eau est
fixée à 40litres/personne/jour en milieu urbain. Selon ENSAN Mali ( 2016) le volume moyen d'eau
potable disponible par ménage y ayant accès est de 10,92 litres par jour et par personne au Mali. Il est
de 10,77 litres pour le district de Bamako.
Accessibilité financière
L'usage de l'eau et le choix des sources d'eau sont fonction de l'accessibilité économique de l'eau
selon (OMS, 2004). Selon le document fournit par (SNDAEP, 2007) compte tenu du pouvoir
d'achat de la population malienne et le côté social de l'eau potable le prix de vente de l’eau
potable aux consommateurs pour la tranche sociale (inférieure à 20 m3/mois) ne doit pas excéder
500 FCFA/m3 coût moyen. Coût chez l'opérateur national pour les centres urbains : environ
300FCFA/m3 (103FCFA/m3 pour la tranche sociale à Bamako). Le prix moyen de branchement en
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eau était de 122 274 FCFA en 2014 contre 124 231 FCFA en 2015(Rapport d'activités SOMAGEP
2015).
1.4.3. Qualité de l’eau
Les études ont été menées pour faire un lien entre la qualité de l'eau et ses effets sur la santé pour
de nombreuses eaux. Un examen de la qualité d'une eau consiste à déterminer des organismes,
des composants, minéraux ou organiques, contenus dans l'eau.
Pour qu'une eau puisse être considérée comme potable, elle doit être exempte d'organismes
pathogènes (provoquant des maladies), sans aucun composant ayant des effets immédiats à long
terme sur la santé humaine, très claire (c’est-à-dire faible turbidité, faible coloration) et non
salée, sans composants pouvant induire un goût ou une odeur désagréable et elle ne doit
provoquer aucune corrosion ou dépôt dans le réseau d'alimentation(CIR, 1989).
Qualité de l'eau de surface
L'eau de surface peut être prélevée dans les lacs ou les rivières. Cette eau est issue des
écoulements souterrains et des eaux pluviales qui se sont écoulées sur le sol. Les écoulements
souterrains apportent les solides dissous ; les écoulements de surface constituent la principale
cause de la turbidité et de matières organiques ainsi que la présence des organismes pathogènes.
Les particules minérales dissoutes se maintiendront sans aucun changement dans les rivières ou
les plans d'eau qui regroupent les eaux de surface mais les impuretés seront dégradées par les
différents mécanismes microbiens ou chimiques. Dans les eaux de surface les matières en
suspension sont éliminées par sédimentation. Par manque de nourriture les organismes
pathogènes meurent. Une apparition d'algues ou une infiltration d'eaux polluées dans les eaux de
surface engendrent une nouvelle contamination(CIR, 1989).
Qualité de l'eau souterraine
L'eau souterraine provient de l'infiltration de l'eau de pluie qui atteint les nappes aquifères en
traversant les couches souterraines au cours de son parcours l'eau retient de nombreuses
impuretés telles que les particules minérales ou organiques comme la terre, des débris provenant
de la vie des plantes et des animaux, des micro-organismes, des engrais naturels ou chimiques,
des pesticides, etc…Au cours de son écoulement souterrain il y aura une amélioration sur la
qualité de l'eau : les particules en suspension sont éliminées par filtration, les matières Mémoire de fin d’étude de Master Eau&Assainissement présenté par Iréko M. Dolo /Fondation 2iE-Promotion 2014-2015
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organiques sont dégradées par oxydation, et les micro-organismes meurent faute d'éléments
nutritifs. Les composés minéraux dissous ne sont pas supprimés et peuvent augmenter par
lessivage des couches souterraines.
L'eau souterraine, si l'exhaure est correctement réalisée sera libre de toute turbidité et
d'organismes pathogènes. Lorsqu'elle provient d'une nappe de sables aquifères propres, il n y a
aucun risque qu'elle contient des substances dangereuses. Lorsque l'eau provient d'une nappe
aquifère contenant des matières organiques, l'oxygène aura été consommé et la teneur de l'eau en
dioxyde de carbone est probablement élevée. L'eau sera alors corrosive à moins qu'elle ne
contienne du carbonate de calcium sous une forme ou une autre. Si la teneur en matières
organiques de la nappe aquifère est élevée tout l'oxygène peut être complètement éliminé. L'eau
étant exempte d'oxygène dissolvera le fer, le manganèse et les métaux lourds du sous-sol(CIR,
1989).
Normes ou directives de qualité de l’eau
L'OMS donne les directives sur la qualité de l'eau, c'est à chaque pays de fixer ses normes selon
les contraintes climatiques et les caractéristiques du milieu. Dans la présente étude il sera donné
les normes nationales du Mali en matière de la qualité de l'eau potable dans le tableau en
annexe6.
1.5.Les microorganismes pathogènes
Les eaux de surface notamment le fleuve reçoivent d’énormes quantités de polluants en recevant
les eaux usées domestiques, les eaux pluviales, la décomposition des matières végétales,
digestions animales ce sont tous ces facteurs qui favorisent la prolifération des micro-organismes
dans les eaux. Les eaux souterraines peuvent également contenir quelquefois des micro-
organismes qui peuvent provenir de l’infiltration d’eau contaminée bien que leur qualité reste
généralement meilleure pour les eaux exploitées destinées à la consommation humaine(Verhille,
2013).
Il sera énuméré ici quelques micro-organismes qui sont présents dans les eaux superficielles et
souterraines. Il existe deux types de germes de contamination fécale : ce sont les bactéries
indicatrices de contamination fécale tels que les coliformes thermo-tolérants (fécaux) et les
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streptocoques fécaux (entérocoques) et les germes indicateurs d’efficacité de traitement qui sont
des micro-organismes assez résistants aux traitements comme les streptocoques fécaux, spores de
bactéries sulfitoreductrices, micro bactéries (dans certains cas).
Escherichia coli : La détection d'E. coli dans une eau traitée est une indication claire d’une
contamination d’origine fécale(Elmund, GK, Allen MJ et Rice EW, 1999) qui doit faire
sérieusement soupçonner la présence d’autres microorganismes pathogènes. L’infection, qui se
caractérise notamment par une diarrhée sanguinolente, peut entraîner le syndrome hémolytique et
urémique (SHU; défaillance rénale aiguë qui se développe chez environ 5 % des patients
infectés), principale cause d’insuffisance rénale chez l’enfant et responsable d’un taux de
mortalité variant de 0,6 à 5 % chez les personnes atteintes de ce syndrome(Dundas, S et Todd
WTA, 2000).
Streptocoques fécaux : De manière plus probante,(Charrière, G et al, 1994) ont clairement
démontré que la détection d’entérocoques était fortement associée à la présence d’E. coli dans
des réseaux de distribution approvisionnés par des eaux souterraines. Bien que les entérocoques
fassent partie de la flore normale de l’intestin humain, certaines espèces sont impliquées dans
diverses infections nosocomiales où le genre Enterococcus est reconnu comme la troisième plus
importante cause de ce type d’infection(Hancock, LE et Gilmore MS, 2000) (Facklam et al,
1999). (Edberg et al, 1997) suggèrent d’ailleurs de ne pas consommer une eau souterraine dans
laquelle des entérocoques ont été identifiés.
Coliformes totaux : La plupart des espèces de ce groupe se retrouvent naturellement dans le sol
ou la végétation(Edberg et al, 2000) et certaines espèces qui se retrouvent rarement dans les fèces
peuvent se multiplier dans l’eau de consommation comme Serratia fonticola (OMS, 2000).
Il existe cependant des cas où on a mis en évidence une association entre la détection de
coliformes totaux et l’apparition d’épidémies d’origine hydrique,(Barwick et al, 2000) bien
qu’une eau sans coliformes puisse aussi être à l’origine de problèmes de nature gastro-
entérique(Payment, P., et al 1997).
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Coliformes fécaux : La détection de coliformes fécaux dans une eau traitée doit faire
sérieusement soupçonner une contamination d’origine fécale(Elmund,et al, 1999) (Santé Canada,
1991). Le risque est plus particulièrement lié aux réseaux qui ont un traitement minimal, comme
une simple chloration; des vérifications effectuées au Québec sur de petits réseaux ont confirmé
la présence d'E. coli dans 95 % des échantillons positifs en coliformes fécaux (CEAEQ, 2000).
1.6.Les Paramètres physico-chimiques influençant sur la désinfection avec l’hypochlorite de calcium ( Ca(ClO)2) ou l’hypochlorite de sodium (NaOCl )
L’action du chlore est en fonction du pH de l’eau avec laquelle il est en contact :
Lorsque qu’on introduit du chlore dans l’eau que ce soit de l’hypochlorite de calcium ou de
l’hypochlorite de sodium ce dernier se décompose en ion H+ et en ion OCl- (ion hypochlorite).
HOCl H + OCl-
L’effet de rémanence des différents désinfectants est représenté en annexe2, les deux produits
ont les mêmes compositions chimiques en chlore actif lors de leur réaction avec l’eau qui sont
HOCl et OCl. Suivant les formes qu’il adopte, le chlore est plus ou moins :Une concentration de
1/10 de chlore actif(HOCl) permettra d’inactiver plus de 99% des bactéries témoins telles que
Escherichia Coli en moins de 2 minutes de temps de contact, alors qu’un temps de contact
100minutes sera nécessaire en présence de ClO-, on remarque que l’acide hypochloreux a une
activité 50 fois supérieure à celle de l’ion hypochlorique. (Il sera donné les différentes courbes
des paramètres physicochimiques influençant la désinfection en annexe1).
Le pH
C'est un paramètre clé de la désinfection, qui traduit l'équilibre acide-base : HOCl est en
équilibre avec H+ et ClO-.
Suivant le pH nous aurons donc plus ou moins de chlore actif :
- si le pH est acide, (HOCl) tend vers 100 % de chlore actif;
- si le pH est basique, il y aura peu d'HOCl (par exemple à pH = 9, 10% d'HOCl, 90 % de ClO-).
Ceci influe directement sur la dose à appliquer qui devra être plus forte en pH basique.
La Température
La rapidité de l'effet bactéricide du chlore est fonction de la température de l'eau ; par conséquent
cette désinfection est plus efficace dans des eaux de température élevée. En revanche, le chlore
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est plus stable dans l'eau froide, donc subsiste plus longtemps, ce qui compense dans une certaine
mesure la lenteur de la réaction.
La qualité de l’eau
La présence de matières en suspension dans une eau réduit l'action du chlore en diminuant la
quantité de chlore libre disponible et en favorisant la protection des bactéries.
La dose de chlore et le temps de contact
La variation du temps de contact nécessaire permet de jouer sur cette dose requise : pour un pH
donné, si on augmente la dose de chlore, on pourra diminuer le temps de contact, par contre si on
diminue la dose, il faudra augmenter le temps de contact. De même le temps de contact est
fonction du pH. Tableau 2 : Dose de chlore et temps de contact
pH concentration en chlore (mg/L) temps de contact (minutes) 7,5 0,3 – 0,5 20 à 40
8,0 – 8,5 0,3 – 0,5 40 à 60
HOCl est un bactéricide puissant. En effet il ne porte pas de charge électrique et sa forme
ressemble à celle de l’eau. La membrane cytoplasmique le laisse passer en même temps que
l’eau, contrairement au ClO- qui ne pénètre pas du faite de sa charge négative à l’intérieur de la
cellule l’HOCl bloque toute l’activité enzymatique entrainant ainsi la mort de la cellule (Pierre
Marie Grondin, 2005).
1.7.Législation concernant la qualité microbiologique des eaux de consommation de l’OMS
L’Organisation Mondiale de la Santé est en principe l’autorité et la personne morale qui fixe
les normes en matière de la qualité des eaux de boisson ou de rejets d’eaux usées. Mais l'OMS
laisse la compétence juridique à chaque Etat membre quant aux résultats à atteindre ainsi que les
moyens à mettre en œuvre. Parallèlement à l'OMS, des pays ou groupe de pays possèdent
souvent leur propre réglementation en fonction des conditions climatiques, de la disponibilité de
la ressource en eau, de l'objectif à atteindre etc. Il en résulte une multitude de réglementation
dont on peut citer entre autres la réglementation française, américaine, canadienne, union
européenne, suisse, ...Les valeurs guides recommandées ne constituent pas des limites
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impératives. Pour définir de telles limites, il convient de considérer les valeurs guides dans le
contexte des conditions environnementales, sociales, économiques et culturelles locales ou
nationales. Si l'on n'a pas cherché à faire adopter des normes internationales de qualité pour
l'eau de boisson, c'est principalement parce qu'il est préférable d'établir des normes et des
règlements nationaux en tenant compte du rapport (qualitatif ou quantitatif) risques/avantages.
Cette approche conduit à établir des normes et des règlements plus faciles à mettre en œuvre et à
faire respecter. En raison de la présence de certains micro-organismes d'origine non fécale, il est
nécessaire de compléter cette règle par des examens complémentaires en tenant compte des
réalités du milieu. De plus il faut considérer qu'en l'absence de dispositions légales dans un
pays, la réglementation de l'OMS est prioritaire.
La directive de l'union européenne a été introduite dans cette étude pour caractériser le type de
traitement qui est utilisé par la société pour l'exploitation du fleuve Niger à partir des valeurs
guides (tableau 3). Tableau 3: Qualité bactériologique requise pour les eaux douces superficielles pour la production d'eau livrée
à la consommation humaine d'après la Directive du Conseil des Communautés Européennes du 16/06/1975
(n°75/440/EEC)
Valeur guide A1 Valeur guide A2 Valeur guide A3
coliformes totaux 50/100ml 5000/100ml 50000/100ml
coliformes fécaux 20/100ml 2000/100ml 20000/100ml
Streptocoques fécaux 20/100ml 1000/100ml 10000/100ml
salmonelles Absence dans 5l Absence dans 1l
A1, A2 et A3 sont des types de traitement de potabilisation d'eaux de surface.
A1, traitement physique simple (filtration par exemple) avec désinfection.
A2, traitement physique normal, puis chimique et étape de désinfection.
A3, traitement physique, puis chimique poussé avec affinage et désinfection pour
terminer
Le traitement adopté par la société correspond au type A2 selon la législation européenne,
comme l'appareil ne pouvant déchiffrer une valeur supérieure à 100.La société n'applique pas
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d'affinage d’où le système appliqué par la SOMAGEP se rapproche du type A2 selon la directive
de l'union européenne.
Tableau 4: Qualité microbiologique de l’eau du fleuve Niger exploitée par la station de Djicoroni
Paramètres Valeur guide A2
Coliformes totaux >100 dans 100ml
E.coli >100 dans 100ml
CTT >100 dans 100ml
Entero >100 dans 100ml
BSR >100 dans 100ml
Germes totaux >100 dans 100ml
Législation Nationale du Mali
Jusqu’en 1990, la référence en matière de législation sur l’eau était le décret du 05 Mars 1921
réglementant le régime des eaux en AOF et le décret du 21 Mars 1928 portant réglementation du
Domaine Public et des servitudes d’utilité publique en AOF.
L’importance et le rôle du secteur dans le développement socio-économique du pays allant
croissant, d’autres dispositifs législatifs indispensables à la bonne gestion de l’eau potable ont vu
le jour. Ainsi en 1990 fut promulguée la loi N°90-17/AN-RM du 27 Février 1990 fixant le
régime des Eaux au Mali. Elle fut complétée par le décret N°90-088/P-RM du 03 Avril 1990.
L’inadaptabilité de cette loi au contexte de la décentralisation a conduit à sa révision sous forme
de projet de loi portant code de l’Eau validé au cours d’un atelier national en Février 1999, et
actuellement en cours d’approbation. Ledit projet de loi, une fois promulgué régira avec ses
décrets d’application le cadre législatif et réglementaire régissant le secteur de l’eau.
Le Ministère chargé de l'administration de l'eau est le Ministère de l'Energie et de l'Eau.
Contrat qui lie la SOMAGEP-SA à l'état malien:
C'est le contrat d'affermage qui est conclu entre l'état malien avec la SOMAGEP-SA et la
SOMAPEP-SA. L'affermage est une convention de délégation de service public à durée
déterminée par laquelle un maître d’ouvrage confie à un tiers le mandat de gérer l’alimentation
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en eau potable à ses frais, risques et périls, en se rémunérant sur les redevances perçues sur les
usagers, à charge pour lui de reverser des redevances à la personne publique.
1.8.Les différentes étapes de la potabilisation de l’eau
Une station de production d’eau est conçue pour fournir une eau de qualité qui répond aux
normes de l’OMS. Les eaux produites par la station sont captées à partir des eaux de surface
précisément le fleuve Niger qui traverse la ville de Bamako, les eaux brutes du fleuve vont
passer par différentes filières de traitement afin de neutraliser tous les microorganismes
pathogènes, polluants divers, éléments grossiers avant d’être distribuées à la population. La
station rassemble un ensemble d’ouvrages dont leur rôle est de retenir au fur et à mesure les
microorganismes et polluants dans l’eau brute. Les deux systèmes qui sont présentés ci-dessous
sont ceux que nous allons étudier dans ce mémoire.
Figure 3: système de traitement d'eau de la SOMAGEP
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1.9.Les différents procédés de désinfection
Electrochoration
Un electrochlorateur est un appareil dont le procédé utilise le passage d'un courant électrique à
travers un électrolyte (un composé chimique à l'état de solution (sel et eau) forçant les ions (ex:
Na+, Cl-, OH-; H+) à migrer vers les électrodes (anode et cathode), séparant ainsi les éléments de
base de la solution(EU Comission DGIII Industrials affaires, 2006). Cette technique est peu
connue en Afrique sauf à l’exception de quelques pays. Mais ici il sera cité les différents
composants de l’électrochlorateur. Un électrochlorateur est composé de :
Deux cellules d’électrolyse qui sont constituées chacune deux électrodes (cathode et anode).
Une armoire de commande et de surveillance du fonctionnement du système en général
Un tableau de commande qui comprend le transformateur-redresseur et l’automate
programmable.
Un bac pour la préparation de saumure
Un bac de stockage et de dosage de la solution d’eau de javel
Deux adoucisseurs d’eau
Un Système de nettoyage à HCl avec (50l) et une pompe de circulation
Surveillance de niveau dans la cellule d’électrolyse avec coupure de l’installation si les
électrodes ne sont pas recouvertes par la solution.
Le schéma ci-dessous donne la présentation globale de la machine.
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Figure 4: schéma de l'électrochlorateur
Figure 5: électrochlorateur et transformateur fournissant l’alimentation électrique au système
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Figure 6: dispositifs de stockage sur site de l’hypochlorite de sodium et de la saumure
Les réactions compétitives sont minimisées par le choix des matériaux des électrodes. La figure
7 présente les réactions qui se produisent à l’intérieur des cellules d’électrodes. Une remarque
sur la figure ci-dessus permet de dire que la solution de l’eau adoucie et le sel à l’entrée des
électrodes, il y a formation de l'hypochlorite de sodium et un dégagement du dihydrogène qui
sera acheminé à l'extérieur par un tuyau.
• Saumure : mélande eau + NaCl
Figure 7: schéma du principe de l’électrochloration avec le chlorure de sodium
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Réaction chimique aux électrodes
Anode: Reactions:
2 Cl- => Cl2 + 2 e- Cl2 + H2O => HClO + HCl E0 = 1,49 V
Cathode: Reactions:
2 H2O + 2 e- => H2 + 2 OH-
Réactions compétitives à l’anode:
H2O + 2 OH- => ½ O2 + 2 H2O + 2 e- E0 = 1,23 V
H2O => 12O2 + 2 H+ + 2 e- E0 = 2,42 V
O2 + H2O => O3 + 2H+ + 2 e- E0 = 2,07 V
Cl- + 3 H2O => ClO3- + 6 H+ + 6 e- E0 = 1,45 V
6 OCl- + 3 H2O => 2 ClO3- + 4 Cl- + 6 H+ + 3/2 O2 + 6 e-
Décomposition de l’hypochlorite à la Cathode:
OCl- + H2O + 2 e- => Cl- + 2 OH-
3 OCl- + Br- => BrO3- + 3 Cl-
Réaction chimique de NaOCl dans l’eau à désinfecter
Quelque soit le type de chlore qu’on introduit dans l’eau on a cette réaction suivante.
HOCl H+ + OCl-
Le taux de dissociation dépend du pH et dans une moindre mesure de la température. La
dissociation est très faible pour des pH inférieurs à 6. Par contre, elle est pratiquement totale pour
un pH de l’ordre de 8,5.
Mais il sera beaucoup plus spécifier dans notre cas il s’agit de la solution de l’hypochlorite de
sodium liquide +l’eau on obtiendra cette réaction ci-dessous :
NaOCl + H2O HOCl + NaOH
Hypochlorite de Sodium + Eau Acide hypochloreux + Soude.
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L’acide hypochloreux a un effet bactéricide très puissant contre les microorganismes, c’est lui
qui réagira dans tout le cycle que l’eau va parcourir pour empêcher une croissance bactérienne au
cours de la production, du stockage et de la distribution jusqu’au robinet du consommateur à
cause de son effet de rémanence élevé.
Chloration avec l’hypochlorite de calcium :
Ce système qui a été anciennement utilisé par la SOMAGEP-SA depuis l’indépendance jusqu’à
nos jours. Le système est très simple à mettre en place. Le système comprend : un bac de
préparation de chlore, un agitateur au-dessus du bac qui permet de bien mélanger la solution, une
pompe doseuse qui permet d’injecter le produit dans l’eau à traiter.
En réalité la quantité commandée de poudre de Ca(ClO)2 contenait une quantité importante
d'impuretés. Ce sont ces impuretés qui bouchaient les clapets, et les membranes des pompes
doseuses lors des préparations des solutions chlorées. Souvent ces résidus qui sont issus de la
poudre d’hypochlorite de calcium provoquaient des dépôts au niveau des canalisations. Tous ces
facteurs affectaient sur la qualité de l’eau traitée, notamment par l’absence de chlore dans les
eaux distribuées. C’est pour cela qu’au moment où la société utilisait l’hypochlorite de calcium
dans le mois il y avait de nombreux cas de non conformités dus à la présence des pathogènes.
L’ajout de l’hypochlorite de calcium Ca(ClO)2 dans l’eau produit le même oxydant essentiel
HOCl comme dans la réaction de NaOCl avec l’eau .
L’équation suivante va nous donner :
Ca(ClO)2 + 2H2O Ca(OH)2 + 2HOCl
1.10. Impacts sanitaires et environnementaux des deux produits
Inconvénients des électrolyseurs
Un des inconvénients que l’électrochlorateur présente est son dégagement d’hydrogène lors de la
fabrication de la solution d’eau de javel mais il existe un système de balayage qui achemine
l’hydrogène vers l’extérieur, il faut beaucoup de précaution aux alentours et de mesures de
sécurité lors de l’acheminement de l’hydrogène vers l’extérieur. Car l’hydrogène à la sortie du
bac s’il se trouve en contact avec certains composés peut être explosif.
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Les sous-produits du chlore et ses dérivés
Il s'est avéré que tout comme l’hypochlorite de calcium, l’hypochlorite de sodium aussi forme
des sous-produits lors de sa réaction avec les matières organiques dans la désinfection, pour
former les THM qui sont toxiques et même cancerinogeniques. On retrouve les mêmes équations
chimiques qu’avec l’hypochlorite de calcium. En Europe en 1974, Johannes Rook avait déjà
signalé que l’eau potable chlorée contenait davantage de chloroforme et d’autres THM que les
réserves d’eaux de surface brutes ; il avait présenté des observations méticuleuses pour étayer
l’hypothèse selon laquelle les THM étaient attribuables aux réactions entre le chlore et les
matières organiques naturellement présentes dans l’eau.
Les concentrations de THM (et autres sous-produits de la chloration) peuvent être très variables
d’un réseau à l’autre. En général, les concentrations les plus élevées se retrouvent dans l’eau
traitée provenant de sources à fortes teneurs en matières organiques, comme les lacs et les
rivières, et les concentrations les plus faibles, dans les sources souterraines(Tremblay, H, 1999)
(Milot et al, 2000) (Santé Canada, 2000)
Inconvénients de l’hypochlorite de calcium :
Ce produit très corrosif peut entrainer une irritation du nez et de la gorge. L'exposition à de forts
niveaux de chlore gazeux peut sévèrement endommager les poumons. De nombreux problèmes
sanitaires ont étés observés avec l’utilisation de ce produit tels que la rougeur, et d'autres
maladies dermatologiques. Un bref contact avec le produit provoque l’irritation. Une plus grande
exposition cause de sérères brulures. L’hypochlorite de calcium étant corrosif s’il se trouve en
contact avec les yeux peut conduire à de sérieux problèmes oculaires comme la cécité, le
glaucome, et la cataracte.
Effets sur l’environnement
Ce produit est toxique pour la vie aquatique
Non disponible ses effets sur l’environnement. Mais ce produit ne doit pas contaminer les étangs,
les lacs, les ruisseaux et les rivières.
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Les sous-produits du chlore et ses dérivés
Cependant, l’un des inconvénients du chlore est qu’il réagit avec les matières organiques pour
former les chloramines. L’apparition de ces substances dans l’eau potable indique une
insuffisance de traitement. Mais il faut noter que ces produits ont deux grands inconvénients :
son utilisation de façon chronique est potentiellement toxique, ils peuvent donner lieu à des
odeurs et goûts désagréables à l'eau. L'apparition de ces éléments indésirables dans l'eau lors du
traitement est fréquente avec les eaux de surface contrairement aux eaux souterraines qui ne
peuvent être concernées qu’en cas d’infiltration. Une exposition prolongée à de fortes doses de
THM peut entraîner une toxicité hépatique et rénale. Chez l’animal, ces effets peuvent être
observés à de très fortes doses qui peuvent être l’ordre de plusieurs mg par kg de poids corporel
(OMS, 2000).
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Chapitre II. MATERIELS ET METHODES
2.1.Présentation du site d'étude L’étude s’est déroulée dans la station de Djicorori-Para, l’une des stations de traitement des eaux
de la SOMAGEP. Il s’agit de la plus importante avec un volume journalier d’eau de 145 000m3.
Cette station est située dans la ville de Bamako, à 15Km de Kati et dessert la ville de Kati et une
partie de la ville de Bamako (Figure 8). L’alimentation de la station se fait à partir des prises de
rivière qui sont conçues sur le fleuve Niger. Ce sont des chambres qui sont construites sur le lit
du fleuve Niger qui alimentent les puits d’hexaure à l’aide des conduites.
Figure 8: localisation de la zone d’étude
L’alimentation en eau brute de la station est assurée à partir de deux stations d’exhaure : une
première station équipée de deux groupes immergés 750m3/h sous 19mCE chacun et une
deuxième station équipée de quatre groupes deux groupes immergés de 1260m3/h et deux autres
de 1600m3/h sous 19mCE chacun.
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L’amenée d’eau brute vers les ouvrages de répartition est assurée de la manière suivante :
La première station dessert la tranche file de traitement dite Accelerator via une conduite DN
400mm.
La deuxième station refoule via un collecteur principal DN 1100mm vers le puits d’exhaure
principal, puis par relevage à travers une conduite DN 700mm vers le répartiteur primaire
desservant les files P3 et P4 ainsi que le répartiteur secondaire alimentant lui-même les files
P1 et P2.
L’exhaure N°1 a une capacité de production maximale de 1150m3/h tandis que la N°2 a une
capacité maximale de 5750m3/h soit au total 6900m3/h.
La station de traitement a été réalisée dans son intégralité par Dégremont et se compose des
unités suivantes :
Une première tranche de deux décanteurs Accelerator A1 et A2 d’une capacité nominale
unitaire de 375m3/h et de 8 filtres à sable de type AquazurT
Une deuxième tranche est constituée de deux décanteurs P1 et P2 de type Pulsator d’une
capacité nominale unitaire de 900m3/h et de dix filtres à sable de type AquazurT.
Une troisième tranche dénommée Kati2 constituée de deux décanteurs P3 et P4 de type
Pulsator d’une capacité nominale unitaire de 900m3/h et de huit filtres à sable de type
AquazurV.
L’injection des réactifs (hypochlorite de calcium, sulfate d’alumine, lait de chaux, polymère
anionique AN905 et charbon actif en poudre) est réalisée sur les deux conduites de départs des
stations d’exhaure en même temps.
La SOMAGEP-SA s’est dotée de laboratoires pour l’accompagnement des opérateurs pour
l’assurance de la qualité de l’eau. Ils sont logés dans la Direction de l’exploitation. Il s’agit de :
- un laboratoire central rattaché au Département Laboratoire Central (DLC) dont le rôle est de
faire les analyses des paramètres physico-chimiques et microbiologiques de toutes les
stations qui se trouvent sur le territoire national.
- un laboratoire au niveau de la station de production qui est rattaché au Département de la
production et qui est chargé du contrôle des paramètres physico-chimiques.
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2.1.1. Les points de prélèvement et les matériels utilisés Pour un suivi de la qualité de l’eau et de l’efficacité du traitement plusieurs points de
prélèvement ont été identifiés. Ces prélèvements concernent aussi bien les eaux brutes que les
eaux au niveau des points de consommation en passant par celles des étapes intermédiaires.
Pour l’eau brute :
• Eau brute Accelerator(Acc) : eau brute alimentant les décanteurs Accelerator. Ces
échantillons portent les codes : A1 et A2
• Eau brute Pulsator (Puls) : eau brute alimentant les décanteurs Pulsator. Nous avons
nommé ces échantillons : P1, P2, P3 et P4
Pour les eaux décantées :
• Eau décantée (A1 et A2) provenant d'eau brute pour Accelerator
• Eau décantée (P1, P2, P3 et P4) provenant de l'Eau brute qui provient des différents
puits alimentant les décanteurs Pulsator
Pour les eaux filtrées :
• eau filtrée issue de A1 (AF1)
• eau filtrée issue de P1 et P3 (P1F, P3F)
Pour les eaux traitées :
• Zone normale (ZN)
• Zone Basse (ZB)
• Réseau Haut (RH)
• Kati (KATI)
• Korofina (KOROF)
Des résultats récoltés de septembre 2014 avec l’utilisation de l’hypochlorite de calcium et la
même période septembre 2015 avec l’utilisation des électrochlorateurs ont servi de bases à une
comparaison des propriétés des deux systèmes. Le taux de non-conformité notamment a été un
critère d’appréciation de l’efficacité de la chloration dans un premier temps.
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Bamako au Mali Tableau 5: Equipements et consommables utilisés
Type d’analyses Matériels utilisés
Physico-chimiques
pH-mètre
Turbidimètre
Burette
Chlorimètre
Erlenmeyer
DPD
Sulfate d'ammonium et de FerII
Microbiologiques
Thiosulfate de sodium : Solution utilisée pour
neutraliser le chlore contenu dans le flacon
ECC Aggar, BEA : Milieux de culture
Boîtes de pétrie : Utilisées pour les
ensemencements
Rampe de filtration munte d’entonnoirs, reliée
à une pompe à vide et un chalumeau portatif
pour la filtration
Ringer: Solution utilisée pour le rinçage au
début de la filtration et à la fin de la filtration
Incubateur : Sert à incuber le milieu ensemencé
Autoclave : pour stériliser les flacons et autres
matériels
Compteur de colonies
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Bamako au Mali Tableau 6: Liste de matériels utilisés par type de chloration
Type de désinfection Matériels
Electrolyseurs
Un système d’électrolyse comprend :
• Deux cellules d’électrolyse.
• Une armoire de commande et de surveillance du système.
• Un tableau de commande qui comprend le transformateur-
redresseur et l’automate programmable.
• Un bac pour la préparation de saumure.
• Un bac de stockage et de dosage de la solution d’eau de javel.
• Deux adoucisseurs d’eau.
• Un Système de nettoyage à HCl (50l) et une pompe de
circulation.
• Surveillance de niveau dans la cellule d’électrolyse avec coupure
de l’installation si les électrodes ne sont pas recouvertes par
l’électrolyse.
Système de
désinfection par
hypochlorite de
calcium
Le système comprend :
• Un bac de préparation de chlore
• Un agitateur au-dessus du bac qui permet de bien mélanger la
solution
• Une pompe doseuse
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2.1.2. La technique d'échantillonnage L’échantillonnage a été réalisé de façon quotidienne pendant la période de stage en dehors du
samedi et du dimanche. Au cours de l’opération chaque flacon est noté indiquant l’heure, la date
et le lieu. Tous les flacons sont nettoyés au départ avant l’utilisation et rincés à l’eau distillée
puis séchés. Les flacons utilisés pour les analyses microbiologiques sont stérilisés à l’autoclave
pendant 15 minutes à 121 °C et conditionnés avec 1ml de thiosulfate. Le rôle du thiosulfate est
de neutraliser toutes les substances qui peuvent inactiver les microorganismes dans le flacon
notamment pour annihiler l’effet bactéricide du chlore.
Analyses physicochimiques
Le potentiel hydrogène (pH)
C’est un paramètre qui traduit l'acidité ou l'alcalinité d'une eau. Son rôle est prépondérant dans
l'équilibre calco-carbonique. Son suivi dans la chloration est indispensable parce que de sa valeur
dans l’eau clarifiée dépend de l’efficacité du chlore pour la désinfection le refoulement dans le
réseau pour la distribution. La mesure du pH est obtenue à l’aide d’un pH mètre WTW 310i.
La turbidité
La turbidité mesure l'aspect plus ou moins trouble de l'eau due à la présence de matières en
suspension (MES) très finement divisées (argile, silice, limons et matières colloidales). La
présence de matières en suspension réduit l’action du chlore dans la désinfection. Elle est
mesurée à l'aide d'un turbidimètre et est exprimée en NTU (Nephelometric Turbidity Unit)
Le dosage du chlore libre
Le chlore résiduel est mesuré en tout point du réseau afin de s'assurer que la désinfection a été
correctement réalisée. Il s’agit de la quantité de désinfectant disponible après réaction avec les
espèces réductrices du milieu y compris les germes. Le chlore libre est un indicateur d’une bonne
désinfection de l’eau et d’une protection contre une éventuelle contamination accidentelle dans le
réseau de distribution ou au point de consommation .La mesure du taux de chlore a été réalisée
pour les eaux filtrées et traitées. Les valeurs du taux de chlore contenu dans les eaux sont
obtenues à l’aide d’un chlorimètre.
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Bamako au Mali
Analyses microbiologiques
Elles sont effectuées pour dénombrer les indicateurs de contamination contenus dans les eaux.
La technique de filtration sur membrane a été utilisée. 100ml d’échantillons ont ainsi été filtrés
sur une membrane en acétate de cellulose de porosité 0,45µm avec une rampe de filtration munie
d’un entonnoir puis mis en incubation après ensemencement sur une boite de pétri contenant un
milieu de culture sélectif. Le dénombrement s’est fait en comptant les colonies révélées après la
période d’incubation le milieu de cultures suivi d’un dénombrement de colonies sur un compteur
de colonies.
Le dénombrement des coliformes fécaux et Escherichia coli
Il a été réalisé par un ensemencement sur boite de pétri avec la gélose BEA (Bilesqulain Azide
Aggar) milieu déshydraté 123. L’incubation s’est faite dans une étuve réglée à 37°C pour les
coliformes fécaux , pour E.coli à 44°C et à 37°c pendant 24heures.
Le dénombrement des coliformes totaux
Il a été réalisé par un ensemencement sur boite de pétri avec la gélose Compass ECC Aggar.
L’incubation s’est faite dans une étuve réglée à 37°C pendant 24heures.
Le dénombrement des entérocoques et coliformes thermo tolérants
Il a été réalisé par un ensemencement sur boite de pétri avec la gélose BEA milieu déshydraté
BK156. L’incubation s’est faite dans une étuve réglée à 37°C pendant 24 heures pour les
entérocoques .Pour Les coliformes thermo tolérants l’ensemencement a été fait avec des boites
de pétri avec la gélose ECC Aggar et l’incubation a été faite à 44°C pendant 24 heures.
2.2.Conclusion partielle :
L’étude a été menée avec des conditions opératoires standard. Les critères de comparaison des
deux modes de désinfection sont dictés par les considérations normatives et par l’acceptabilité
des consommateurs. Les équipes de la SOMAGEP assurant déjà des analyses de routines pour le
suivi de la qualité de l’eau distribuée, notre travail a consisté à compléter ces dernières avec des
opérations supplémentaires pouvant conduire à une prise de décision.
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Chapitre III : RESULTATS ET DISCUSSION
L’étude de l’efficacité d’une opération peut être évaluée sur plusieurs angles. L’eau traitée
devant être consommée par les populations nous nous sommes intéressés dans un premier au
respect des normes de potabilité en vigueur sur l’aire de couverture de la SOMAGEP c’est-à-dire
le territoire malien. Il a ensuite été question de voir les avantages comparatifs de l’utilisation des
électrochlorateurs en termes de coût, de facilité de maintenance, de la robustesse du système, de
sa durabilité et de l’acceptabilité des opérateurs et des consommateurs. L’existant ayant déjà un
vécu, nous ferons à chaque fois que de besoin une comparaison avec le procédé actuel pour juger
de la pertinence de la mise en place du nouveau procédé.
3.1. Dimensionnement et Choix d’un électrolyseur pour la station de Djicoroni Para
Les données de bases disponibles actuellement à la station de Djicoroni Para ont servi de base au
dimensionnement et au choix du nombre d’électrochlorateurs à installer. Les équipements ayant
été installés avant notre étude, il s’agira pour nous sur la base des documents existants et à la
lumière des explications des exploitants de justifier le nombre d’électrochlorateurs installés.
La quantité totale de produit de désinfection utilisé à la station avant l’installation des
électrochlorateurs s’évaluait à 1 080 kg d'hypochlorite de calcium par jour pour une production
moyenne de 145 000m3. Sur cette base, nous avons obtenu un ratio de 7,45 grammes de produit
brut par mètre cube d’eau traitée. D’autre part, pour produire 1 kilogramme de chlore actif il faut
1,5 kilogramme d’hypochlorite de calcium, et il faut 3 kilogrammes de sel pour produire 1
kilogramme de chlore actif. Donc le rapport entre le sel et l’hypochlorite de calcium est de 1
pour 2. Ainsi, pour avoir la consommation spécifique de sel de sodium par mètre cube on va
multiplier la consommation spécifique de l’hypochlorite de calcium par 2 ce qui va donner la
valeur de 14,9g/m3 pour le sel de sodium. Pour l’ensemble de la station de Djicoroni Para on
aura 2160 kilogramme de sel pour une production journalière d’eau potable de 145000m3. Il
faudra donc environ le tiers du poids en chlore libre soit 720 kilogrammes par jour (30
kilogrammes par heure). Pour un fonctionnement régulier et continu de 24 heures, on aboutit à 3
électrochlorateurs OSECB de 10 kilogramme par heure. Au total à la station de Djicoroni Para, il
a été acquis 5 électrochlorateurs dont 3 pour les besoins de fonctionnement courant et 2 en
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réserve pour palier à une éventuelle panne évitant donc les risques de paralysie de la couverture
de la ville en eau potable. Le tableau 7 résume les principales données de dimensionnement des
électrolyseurs à la station de Djicoroni Para dans la ville de Bamako.
Tableau 7: Données de dimensionnement des électrolyseurs à la station de Djicoroni Para
Paramètres Valeurs
Quantité journalière d’hypochlorite de calcium consommée 1 080 Kg
Volume moyen d’eau traitée par jour 145 000 m3
Ratio produit brut d’hypochlorite de calcium consommé par mètre cube d’eau traitée
7,45 g/ m3
Proportion de chlore actif par kilogramme d’hypochlorite de calcium
0,66 Kg/Kg
Proportion de chlore actif par kilogramme de chlorure de sodium 0,33 Kg/Kg
Ratio produit brut de chlorure de sodium consommé par mètre cube d’eau traitée
14,9 g/m3
Quantité journalière de chlore actif consommé 720 Kg/j ou 30 Kg/h
Charge nominale des électrolyseurs OSECB 10 Kg/h
Nombre d’électrolyseurs OSECB à installer 3
3.2. Efficacité des différents procédés de la désinfection
Pour l’étude de l’efficacité des procédés de désinfection, il a été fait recours aux analyses de
l’eau traitée sur des points particuliers identifiés au niveau de la chaine de production. L’objectif
de la désinfection étant d’arriver à une eau dépourvue de germes indicateurs de contamination
fécale. Un accent particulier a été mis sur le dénombrement de germes spécifiques conformément
à la règlementation. L’étude n’ayant pas été réalisée sur des pilotes mais directement sur une
station en fonctionnement normal, nous avons tenu compte de la similarité des eaux brutes
pendant les périodes de l’année. Le compteur de colonie utilisé fournissant des valeurs grossières
du nombre de germes. Pour les deux périodes d’étude pour chaque paramètre la valeur obtenue
pour les eaux brutes contenaient plus de 100 UFC/mL.
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3.2.1 Paramètres microbiologiques Les analyses ont concerné les indicateurs de contamination fécale qui sont identifiés dans les
eaux brutes que la société exploite. Les directives de l’OMS utilisées pour l’évaluation
recommande leur absence totale dans les eaux traitées (0 UFC/100mL).
Parmi les indicateurs qui sont étudiés dans cette étude seul E.coli a une signification sur la santé
publique. Les contrôles microbiens permettent d'indiquer qu'il pourrait y avoir des problèmes de
qualité(Hrudey SE, 2011).L'inconvénient majeur des indicateurs microbiens est la longueur du
temps de culture, il faut attendre 24 à 48 heures pour recevoir les résultats des analyses cela veut
dire que l'eau est consommée avant que l'exploitant sache que si elle peut être bue sans danger
(WEF et al, 2005)
L'absence d'E.coli ne signifie pas que l'eau peut être consommée sans danger parce que d'une
part un échantillon ne constitue qu'un instantané de l'eau du réseau de distribution (Allen MJ et
al, 2012) (Hrudey SE, Hrudey EJ, 2004)et que d'autres parts certains organismes résistent mieux
au chlore et à d'autres désinfectants que E.coli (Payment P et al., 2003)
Le tableau 8 récapitule les rendements d’élimination des microorganismes pour les deux types de
désinfection des eaux potables. Le tableau 8 présente les rendements des deux types de
désinfection face aux germes totaux, les entérocoques et les coliformes totaux, les bactéries
sulfitoreductrices et E.coli.
Tableau 8: résultats des analyses bactériologiques
type de désinfectant nombre d’analyses nombre de non conformité
taux de conformité
hypochlorite de calcium
127 11 91,33 %
hypochlorite de sodium
90 0 100 %
Il ressort de l’analyse du tableau que les eaux traitées avec les électrochlorateurs sont exemptes
de coliformes et de E. coli pendant la période de l’étude. Il n’a aussi pas été dénombré de
bactéries anaérobies sulfitoreductrices ni de germes totaux dans les eaux soumises à notre
examen. Ces résultats traduisent une parfaite désinfection des eaux soumises à l’action de Mémoire de fin d’étude de Master Eau&Assainissement présenté par Iréko M. Dolo /Fondation 2iE-Promotion 2014-2015
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l’hypochlorite de sodium produit par les électrochlorateurs. Ils traduisent par la même occasion
le respect des dispositions règlementaires à savoir la distribution d’eau sans germes indicateurs
de contamination fécale et d’agents pathogènes pour la consommation des populations. Les
conditions d’utilisations des équipements et les doses de matière première utilisée ont donc
permis la disponibilité d’agents de désinfection ayant eu une action efficace sur les eaux sorties
des opérations de clarification.
Sur la même période des cas de non-conformité ont été constatés sur certains points du réseau
soumis à l’action de l’hypochlorite de calcium. Ces irrégularités sont probablement dues à une
insuffisance de chlore nécessaire à la désinfection correcte des eaux.
La production régulière de l’hypochlorite de sodium et son acheminement direct dans le
processus de désinfection tend à lui procurer plus d’efficacité par rapport à l’hypochlorite de
calcium dont les propriétés peuvent s’étioler avec le temps et en fonction des conditions de
conservation.
3.2.2 Paramètres physico-chimiques S’agissant des paramètres physico-chimiques notre attention s’est portée particulièrement sur le
pH, la turbidité et le chlore résiduel. Ce sont des paramètres dont le suivi est indispensable pour
garantir une bonne désinfection de l’eau. Les résultats obtenus pour 706 analyses d’échantillons
prélevés au niveau des stations de traitement pour ces paramètres sont résumés dans le tableau 9 Tableau 9: Suivi des paramètres physico-chimiques des eaux désinfectées
hypochlorite de calcium
hypochlorite de sodium
pH nombre de non-conformité 01 03 taux de conformité 99,85% 99,56%
chlore résiduel
nombre de non-conformité 01 01 taux de conformité 99,85% 99,85%
A partir des résultats expérimentaux présentés par (Mathieu L et al,1992) a monté qu'il faudrait
appliquer une concentration de 0.5 mg/L de chlore en continu et en tous points du réseau de
distribution pour inhiber le développement des micro-organismes cultivables dans l'eau potable
et dans le biofilm. La disparition du chlore dans le réseau est influencée par le pH qui détermine
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la forme de chlore présente dans l'eau, la température (Nakache F et al, 1996) la concentration
initiale du chlore dans l'eau du réseau(Kiene L et al, 1993), le diamètre de la canalisation et le
temps de séjour de l'eau dans la canalisation(Mathieu L et al., 1992). Le chlore ajouté en sortie
d'usine de traitement est consommé dans le réseau et le maintien d'un résiduel en tous points du
réseau nécessiterait une forte concentration de chlore en sortie d'usine souvent incompatibles
avec les normes établies aussi bien en résiduel qu'en dérivés chlorés qui constituent les sous-
produits de désinfection(Paquin J.et al, 1992)
Il apparait donc qu’une seule valeur de chlore résiduel inférieure à 0,5mg/L (valeur guide OMS)
a été enregistrée aussi bien avec l’hypochlorite de calcium qu’avec l’hypochlorite de sodium sur
l’ensemble de la campagne de suivi. Les résultats confirment que l'effet de rémanence de
l'hypochlorite de sodium est supérieur à celui de l'hypochlorite de calcium. La valeur de chlore
résiduel était de 0,49 mg/L avec l'électrochloration due à une insuffisance de chlore dans le
réseau et avec l'hypochlorite de calcium elle était de 0,38 mg/L. Ces résultats sont satisfaisants et
rendent compte d’une bonne protection des eaux traitées. Ils traduisent également une bonne
maitrise des doses de désinfectant à appliquer par les équipes en charge du traitement au niveau
des stations de traitement.
Cependant, des valeurs de pH supérieurs à 8,5 ont été enregistrées au cours du suivi. Sur
l’ensemble des quatre cas de non-conformité liée au pH enregistré trois concernent des eaux
provenant du traitement avec l’hypochlorite de sodium. Les deux produits de désinfection
utilisés ayant une tendance à une augmentation du pH. Les écarts constatés pourraient donc
s’expliquer par un dosage inadéquat des quantités de chaux utilisées pour la correction du pH
après les opérations de clarification.
Les valeurs de turbidités contrôlées sont pour leur part toutes inférieures à 5 NTU (valeur guide
OMS) aussi bien pour les eaux désinfectées à l’hypochlorite de calcium qu’à l’hypochlorite de
sodium. Il n’y a donc pas de relargage de sels de calcium ou de sodium dans les eaux traitées
après la désinfection des eaux traitées.
D’autre part, chacun des deux produits de désinfection finaux étant chargé en ions majeurs
(sodium et calcium), il nous a plu d’investiguer l’effet de la désinfection sur la dureté des eaux
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traitées. Le tableau 10 rend compte des évolutions de la dureté de l’eau brute en fonction du
procédé de désinfection.
Tableau 10: évolution de la dureté totale de l’eau au cours du traitement
type de désinfectant dureté de l’eau brute (°F)
dureté de l’eau traitée (°F)
hypochlorite de calcium 1,2±0,3 3,7±0,5
hypochlorite de sodium 1,0±0,2 1,7±0,3
Apres analyse des différentes valeurs de dureté on note une légère évolution, plus importante
avec à l’hypochlorite de calcium qu’avec l’hypochlorite de sodium. Cela traduit donc un apport
de calcium supplémentaire lors de la désinfection avec l’hypochlorite de calcium résultant de sa
réaction chimique avec l’eau qui donne de l’acide hypochloreux et de l’hydroxyde calcium. Cette
augmentation est par contre sans dommage pour la qualité de l’eau vu la faible valeur de la
dureté. Elle pourrait même avoir un effet bénéfique car les très faibles valeurs de dureté
pourraient conduire à un entartage accéléré des installations.
3.3. Analyse intégrée sur les performances des deux systèmes
L’analyse des deux types de procédés nous prouve que les deux méthodes de désinfection sont
efficaces en termes de destruction des microorganismes pathogènes. Quoique les résultats aient
mis en évidence la présence d’un nombre faible de non-conformité, il est apparu des écarts par
rapport aux normes. Certains de ces écarts font l’objet d’un traitement diligent pour une
correction rapide. Cependant force est de noter que les opérations de maintenances
indispensables pour une bonne marche du réseau et des installations sont dans la plus part des cas
responsables de ces cas de non-conformité constatée au niveau des paramètres microbiologiques.
La faible significativité des écarts entre les deux procédés, ne permet de déprécier une au profit
de l’autre relativement aux paramètres microbiologiques.
Avec l’utilisation des électrochlorateurs la dureté de l’eau a considérablement baissé ce qui va
éviter l’entartage au niveau des conduites des pompes doseuses. La maintenance des 5
électrolyseurs s’effectue trois fois par semaine avec le nettoyage régulier des filtres tandis
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qu’avec l’utilisation de l’hypochlorite de calcium elle était de chaque jour ce qui était fastidieux
pour les agents de la maintenance. Lors de la préparation de la solution chlorée avec
l’hypochlorite de calcium qui contenait des impuretés dans son emballage et ce sont ces
impuretés qui se déposaient au niveau des clapets des pompes doseuses qui engendraient des non
conformités dans le réseau, chaque fois les agents faisaient régulièrement le nettoyage, des
filtres, clapets et même souvent les rechanges des pièces mécaniques.
L’utilisation des deux types de désinfection augmente le pH de l’eau. Comme nous le traduit les
équations chimiques eq1. et eq2.ci-dessous :
NaOCl +H2O HOCl + Na+ + OH- éq1.
Ca(OCl)2 + 2H2O 2HOCl + Ca++ + 2OH- éq2.
D’après ces équations, on voit que l’addition d’hypochlorite de calcium dans l’eau produit elle
aussi de l’acide hypochloreux, de manière similaire à l’hydrolyse de l'hypochlorite de sodium.
Cet ajout entraîne la formation d’ions hydroxyles, qui font augmenter le pH de l’eau c’est le cas
aussi avec l’ajout de l’hypochlorite de sodium à l’eau.
Les résultats obtenus pour les principaux paramètres de suivi de la qualité de l’eau traitée
montrent que l’utilisation des électrolyseurs semble avoir eu un écho favorable. Les
performances en termes de désinfection sont jugées satisfaisantes et les cas de non-conformité
sont assez rares. Dans cette étude la filière de désinfection qui est convaincante est
l’électrochlorateur. Il y a également, une meilleure résistance des installations avec moins de
maintenance du fait de l’encrassement et de l’entartrage moins fréquent des installations et
équipements de traitement dû à une dureté moins importante de l’eau désinfectée.
Le traitement avec l’hypochlorite de sodium s’avère meilleur par ce qu’il y a un adoucisseur au
niveau de l’électrochlorateur qui retient le calcium et le magnésium contenus dans les eaux pour
la production de l’eau de javel. Ce procédé semble également avoir une meilleure rémanence.
Cependant son utilisation pour une meilleure désinfection de l’eau requiert l’utilisation d’un sel
de très grande pureté et une eau brute très peu chargée en fer et manganèse pour une durée de
vie plus longue des équipements. Les figures ci-dessous nous montrent l’impact de HTH sur les
équipements et l’environnement de travail
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Figure 9: dégradation des installations du fait de l’action de l’hypochlorite de calcium
3.4 Couts d’utilisation de l’électrolyseur et de l’hypochlorite de calcium dans la
désinfection
L’analyse des performances des systèmes prend également en compte l’aspect économique.
C’est pour quoi dans cette partie nous tenterons à la lumière des informations reçues des services
compétents de la SOMAGEP, de la consultation des données produites par le fournisseur des
équipements et sur la base de l’expérience de l’Office National de l’Eau et de l’Assainissement
(ONEA) du Burkina Faso qui utilise ce procédé depuis plus d’une dizaine d’année de mettre en
évidence des tendances de coût liées à l’installation et à la gestion des systèmes de désinfection.
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Les calculs de l'amortissement, du prix du kilogramme de chlore actif, de la valeur du kwh qu'il
faut pour dissoudre une quantité de chaque produit sont donnés par les notices du projet
(SOMAGEP/ONEA, 2009) et du constructeur (Siemens, 2015).
3.4.1 Cout d’exploitation des procédés de désinfection Dans le cas de l’hypochlorite de calcium les équipements existent déjà et ont été installés depuis
la mise en route des stations de traitement de la SOMAGEP. Le produit étant introduit en l’état
après juste une dissolution, nous n’avons pas jugé utile de prévoir un amortissement particulier.
Il ne sera donc pris en compte que le prix unitaire du kilogramme de chlore actif qui peut se
trouver dans une quantité donnée d’hypochlorite de calcium. Pour l’achat de ce produit la société
a recours à un appel d’offres. Dans celui-ci, le transport du produit est inclus en sus du prix
d’achat à la sortie d’usine. Dans notre calcul il sera ajouté le coût de l’énergie pour la dissolution
de la poudre d’hypochlorite de calcium dans l’eau traitée et la transformation en de chlore actif.
Conformément à ce qui avait été mentionné dans le paragraphe précédent, pour avoir 1kg de
chlore actif il faut dissoudre 1,5 kg d'hypochlorite de calcium. En considérant 1 kilowattheure
comme valeur de l’énergie nécessaire à la production du chlore actif et tenant compte du coût du
kilowattheure à 64 FCFA, nous obtenons 2 239 FCFA comme coût de production de 1
kilogramme de chlore actif. Avec une consommation journalière de 720 Kg nous obtenons 1
612 080 FCFA pour la désinfection de l’eau traitée.
S’agissant des électrolyseurs, il sera introduit le coût de l’amortissement journalier en plus de
celui de l’énergie consommée par la machine pour la fabrication de 1 kilogramme de chlore actif
à partir du sel. Pour avoir 1kg de chlore actif il nous faut 3kg de sel, donc dans les calculs il sera
pris le prix de 3kg de sel comme égal au prix de 1kg de chlore actif. Pour produire 1kg de chlore
actif par dissolution de 3kg de sel, il nous faut une consommation moyenne d’électricité de
4kwh. Avec un coût journalier d’amortissement de 342 FCFA, on obtient après calcul 1 378
FCFA comme coût de production de 1 kilogramme de chlore actif. La consommation journalière
de produit étant estimée à 720 Kg, le coût de production de chlore actif avec ce système s’élève
donc à 992 160 FCFA.
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Bamako au Mali Tableau 11: coût journalier de production de chlore actif pour chaque système
Procédé de désinfection
Coût journalier de production de 1 kilogramme de chlore actif
Coût journalier de production du chlore actif
Hypochlorite de calcium
2 239 FCFA 1 612 080 FCFA
Electrochlorateur 1 378 FCFA 992 160 FCFA
On remarque que le coût pour produire 1kg de chlore actif avec l’électrochlorateur est de 1378
FCFA dans ce coût il y a l’amortissement, la consommation énergétique et le prix du kg de sel
qu’il faut pour produire 1kg de chlore actif. Lorsqu’on fait la différence des prix totaux entre les
deux produits utilisés on trouve une somme de 619 920 FCFA par jour ce qui veut dire avec
l’utilisation des électrolyseurs dans la désinfection la SOMAGEP réalise un gain économique de
619 920 FCFA par jour, soit un montant mensuel de 20 066 400FCFA et un montant annuel de
226 270 800 FCFA.
3.4.2 Analyse intégrée des coûts d’investissement, de maintenance et d’exploitation
L’étude des données techniques (voire annexe 4) a permis de fixer la fréquence de remplacement
des principales pièces des électrolyseurs et de chiffrer les temps de maintenance. La durée des
estimations a été callée à dix ans pour tenir compte de la durée de vie des électrolyseurs fournie
par le fabriquant. Les résultats pour les investissements et la maintenance sont fournis dans le
tableau 12.
Tableau 12: coût d’investissement et de maintenance des systèmes de désinfection
Procédé de désinfection Coût Investissement en FCFA Côut annuel de maintenance en FCFA
Hypochlorite de calcium 153 400 000 10 000 000
Electrochlorateur 1 295 862 000 61 750 000
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Il ressort donc de ces calculs une charge d’exploitation cumulée annuelle de 588 409 200 FCFA
pour l’hypochlorite de calcium contre une valeur de 362 138 400 FCFA pour les électrolyseurs.
Poursuivant l’analyse, nous avons réalisé le graphe de la figure 10 pour tenir compte des
investissements année par année. On note donc au début de la mise en place des deux systèmes
un gain économique en faveur de l’utilisation de l’hypochlorite de calcium. Par contre à partir de
la sixième année, il apparait plus avantageux sur le plan économique d’utiliser les électrolyseurs.
Cette situation s’explique par les coûts d’investissement importants qu’il faut apporter la
première année pour l’installation des électrolyseurs et par les faibles coûts d’opérationnalisation
des électrolyseurs dû notamment au prix du sel comparativement à l’hypochlorite de calcium.
0
1
2
3
4
5
6
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Mill
iard
s de
FCFA
Nombre d'années
comparaison du coût cumulé(exploitation ,investissement et maintenance) des deux systemes
Coût d'exploitation, de maintenance etd'investissement de l'hypochlorite desodium
Coût d'exploitation, de maintenance etd'investissement de l'hypochlorite decalcium
Figure 10: Comparaison du cout d'exploitation, de maintenance et d'investissement
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3.4.3. Analyse de faisabilité économique et technique des différentes filières de désinfection
Bien que la filière de désinfection par électrolyse s’avère la plus efficace du point de vue
technique mais elle nécessite d’énormes coûts en termes d’investissement. Car avec les
électrochlorateurs à part les maintenances supplémentaires de certaines pièces tous les 2 et 5ans
il n y a pas d’autres maintenances qui sont réalisées avec les clapets des pompes doseuses, et des
filtres, on peut dire que sa consommation d’énergie est le quadruple que celle de l’hypochlorite
de calcium. Le coût d’exploitation du kilogramme de chlore actif par électrolyse est moins cher
que celui de l’hypochlorite de calcium. Avec l’utilisation des électrochlorateurs il n y a plus de
dépôt dans les canalisations, les ouvriers ne sont plus exposés aux nombreux problèmes
sanitaires et environnementaux. Pour une capacité de production énorme en eau potable comme
la station de Djicoroni Para, les électrochlorateurs sont mieux adaptés. Quand on voit la
comparaison du graphe de la figure 2 donné par le constructeur on remarque que le coût
d’exploitation, et de maintenance de l’utilisation de l’hypochlorite de calcium dépasse largement
celui de l’électrochlorateur comprenant coût d’exploitation, maintenance et investissement au-
delà de la 5e année à cause du coût du sel qui est très abordable sur le marché. Avec les
électrochlorateurs les coûts de transport d’achat, des taxes sont annulés, ça veut dire qu’on a
notre propre unité de fabrication de l’eau de javel. La conservation et le stockage du sel ne
nécessitent pas beaucoup de précaution. Pour produire de l’eau de javel par électrolyse on a
besoin que du sel et de l’eau. Ces deux ressources qui sont toutes facilement accessibles.
La désinfection avec l’hypochlorite de calcium est très facile à mettre en œuvre contrairement
aux électrochlorateurs, sa consommation énergétique est le quart que celle des électrochlorateurs.
Par contre, ce produit causait de nombreux problèmes lors de la production de l’eau, chaque jour
la société était confrontée à des dépôts des résidus et impuretés dans les clapets des pompes
doseuses et dans les canalisations qui empêchaient le dosage correct. Ces dépôts qui étaient dus à
la préparation de la solution chlorée avec l’hypochlorite de calcium, la quantité de l’hypochlorite
de calcium qui était commandée ne contenait qu’en réalité la moitié de cette quantité en chlore
actif qui était indiquée sur les emballages et le reste n’était que des impuretés et résidus. Les
agents de maintenance étaient obligés de faire le nettoyage des filtres, des clapets des pompes
doseuses quotidiennement et même souvent des rechanges des pièces, ceux qui engendraient des
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surcoûts au niveau de la maintenance. Avec l’utilisation de l’hypochlorite de calcium la société
était confrontée aux arrêts de production ce qui plongeait la population dans la pénurie d’eau
souvent et cela coûtait chère à la société. Les ouvriers chargés de la manipulation de ce produit
étaient confrontés aux problèmes d’inhalation et autres maladies. L’environnement se dégradait
progressivement suite au déversement de la poudre d’hypochlorite de calcium. L’utilisation de
l’hypochlorite de calcium faisait perdre à la société plus de deux cent vingt-six millions deux
cent soixante-dix mille huit cent (226 270 800 FCFA) par an ce qui est une perte énorme. Ce
système de désinfection ne nécessite pas beaucoup d’investissement, comme on a eu à observer
dans le tableau 12. Le prix du kg d’hypochlorite de calcium qui est très cher actuellement sur le
marché mondial rend le coût d’exploitation très élevé comme on le remarque dans le tableau 11.
Les résultats de la figure 2 nous donnent l’intérêt économique de l’introduction des
électrochlorateurs dans la désinfection par ce que le coût cumulé d’investissement, de
maintenance et d’exploitation des électrochlorateurs est amorti en six ans avec l’exploitation de
l’hypochlorite (y compris maintenance, investissement).
3.4.4. Acceptabilité du système de désinfection avec les électrolyseurs De façon générale, les résultats des enquêtes que nous avons réalisées montrent un intérêt
particulier des parties prenantes pour l’introduction du procédé.
Les responsables de la SOMAGEP, en nous confiant ce sujet, ont traduit de façon indirecte leur
ouverture à la diversification des procédés visant l’amélioration de la qualité de l’eau, la
protection du personnel en charge des opérations de traitement, la protection de l’environnement
et l’optimisation des charges de l’entreprise.
Au niveau de la station de production de Djicoroni Para il y a 5 ouvriers qui sont chargés de faire
la préparation de la solution chlorée avec l’hypochlorite de calcium et 11 agents de quart qui font
le tour de quart chaque 4 heures. Une enquête fut menée auprès des ouvriers et les agents de
quart à travers des questionnaires d’enquête. Pour les personnels, ils trouvent en ce procédé une
réduction de leurs servitudes et un gain important en termes de temps (opérations de
maintenances des pompes doseuses réduites) et d’amélioration de leur environnement de travail
(exposition aux produits réduite).
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La satisfaction du consommateur étant le but ultime de toute idée d’amélioration dans le
processus de traitement de l’eau nous avons réalisé une enquête auprès d’un échantillon aléatoire
de 104 individus repartis dans les 6 communes desservies par la station de Djicoroni Para. Les
résultats font ressortir une tendance majoritaire à une bonne acceptabilité du produit par la
population enquêtée (figure 11).
Figure 11: Résultats des enquêtes de satisfaction des consommateurs dans le district de Bamako
3.4.5. Conclusion partielle : L’utilisation des électrolyseurs nécessite des investissements importants dès la mise en route du
système. Du fait de la facilité d’acquisition de la matière et de son coût relativement faible, les
coûts d’exploitation deviennent plus avantageux au bout de la sixième année comparativement à
l’utilisation de l’hypochlorite de calcium. Cela contribue à accroitre les gains de la société et à
soulager les personnels en charge de l’exploitation de la station.
75%
21%
4%
Les statistiques des enquetesConsommateurs en accord Consommateurs en desaccord Consommateurs sans avis
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RECOMMANDATIONS
Au regard de tous ces constats nous notons quelques recommandations et nous suggérons que la
SOMAGEP :
Renforce les capacités du personnel pour une meilleure prise en charge de la
maintenance des électrochlorateurs,
introduise les électrochlorateurs dans toutes ses stations qui se trouvent sur le territoire
national. Ce qui contribuerait à baisser énormément le budget prévisionnel des produits
chimiques vu que le sel est disponible partout dans le monde et à bas prix. En plus de son
concours au gain économique, l’introduction des électrochlorateurs serait non seulement
un facteur d’un gain de temps de travail pour les personnels exploitants mais aussi d’une
forte réduction des risques d’exposition aux produits dangereux.
Adopter des paramètres de réglage nécessaire à un meilleur contact entre le produit de
désinfection et l’eau traitée pour une meilleure efficacité de la désinfection.
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CONCLUSION GENERALE
Produire une eau de qualité et à moindre coût a de tout temps été leitmotiv des innovations au
niveau des structures chargées de la gestion des réseaux d’eau potables. L’introduction des
électrochlorateurs constitue une véritable évolution pour la société dans la désinfection de l’eau.
Elle semble intéressante pour une station de grande capacité comme celle de Djicoroni Para. Plus
d’exposition du personnel exploitant aux risques liés aux émanations des produits chlorés qui
provenaient de l’utilisation de l’hypochlorite de calcium. La solution chlorée produite par
électrolyse est très soluble dans l’eau, il n y a plus de bouchage de pompes doseuses et dépôts de
résidus dans les canalisations. Le temps utilisé pour les nombreuses et fréquentes maintenances
fastidieuses effectuées par les électromécaniciens pourraient être mis à profit pour d’autres
actions d’amélioration continue des prestations de la SOMAGEP-SA au profit des populations.
La qualité de l’eau traitée est moins dure avec les électrochlorateurs ce qui va fortement
diminuer l’entartage fréquent au niveau des canalisations.
Avec l’utilisation des électrochlorateurs il n y a plus question de transport de produit dangereux,
et moins de dégradation de l’environnement de travail. Ce qui est important depuis l’introduction
des électrochlorateurs, c’est aussi et surtout l’absence d’arrêt de fonctionnement de la station pas
de coupure d’eau pour cause de bouchage de conduite ou de panne de pompe doseuse. L’étude
économique réalisée avec les facteurs en notre possession fait ressortir des économies de l’ordre
de deux cent vingt-six millions deux cent soixante-dix mille huit cent (226 270 800 FCFA)
même si à l’investissement cela entraine des sommes importantes à injecter.
Sur le plan de la qualité, l’eau désinfectée avec les électrochlorateurs a conduit à de meilleurs
indicateurs et sembles êtres mieux conformes aux normes en vigueur. Les électrolyseurs
constituent une optimisation du coût économique lié à la production. La bonne acceptation des
différents acteurs a été prouvée par les résultats de l’enquête réalisée avec un taux de satisfaction
autour de 75% pour les consommateurs.
Les recommandations formulées à l’endroit de la SOMAGEP pourraient conduire à une
meilleure mise en œuvre de ce procédé déjà mis en œuvre dans des structures aux missions
similaires et aux conditions semblables comme l’ONEA au Burkina Faso.
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ANNEXES Annexe 1 : Variation de HOCl et de OCl en fonction du pH
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Annexe2 :Indicateurs de la qualité de l'eau avant et après la désinfection finale à Lake Water
Works, Amsterdam (valeurs moyennes) (SCHELLART - 1986)
Réactifs Pouvoir
rémanent
Effet
bactériostatique
sur le biofilm
Bactéries Virus Kystes
HOCI ++++ ++++ ++ ++++ ++
OCI +++ ++ + +++ +++
NH2CI ++ + Néant ++++ ++++
O3 ++++ ++++ +++ Néant Néant
CIO2 ++++ ++++ +++ ++++ ++
++++ : excellent ++ : moyen
+++ : bon + : faible
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Annexe3 : Doses typiques de chlore utilisées dans des installations de traitement d’eau potable
Composé chloré
Échelle de doses
Hypochlorite de calcium 0,5–5 mg/L
Hypochlorite de sodium
0,2–2 mg/L
Chlore gazeux 1–16 mg/L
Source : SAIC (1998) tel qu’adapté de l’examen par l’USEPA des Initial Sampling Plans des
systèmes publics d’approvisionnement en eau, préparés dans le cadre de l’Information Collection
Rule (ICR).
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Annexe 4 : Coût du kilogramme de chlore actif dans différents pays et la fréquence de changement des pièces de rechanges
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Annexe 5 : Résultats d'Analyses des échantillons d'eau de forage
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Annexe 6: NORMES MICROBIOLOGIQUES DU MALI
Désignations Microorganismes Unités Valeurs maximales
admissibles
Eau distribuée
prélevée à l'entrée du
réseau
Coliformes totaux N/100 ml 0
Coliformes fécaux
(avec recherche de
E.coli)
N/100 ml 0
Streptocoques fécaux N/100 ml 0
Clostridium
perfringens
N/100 ml 0
Eau distribuée
prélevée dans le
réseau
Coliformes totaux N/100 ml 0
Coliformes fécaux
(avec recherche de
E.coli)
N/100 ml 0
Streptocoques fécaux N/100 ml 0
Clostridium
perfringens
N/100 ml .0
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ANNEXE 7 : QUESTIONNAIRE D'ENQUETE
QUESTIONNAIRE D’ENQUETE
Ville :….
COMMUNE :….
NOM DU QUARTIER :….
DATE :…../…../….
NUMERO DE FICHE :….
AVIS DES CONSOMMATEURS SUR L’INTRODUCTION DES ELECTROLYSEURS EN REMPLACEMENT DE L'UTILISATION DE L'HYPOCHLORITE DE CALCIUM DANS LA DESINFECTION DE L’EAU A LA SOMAGEP-SA
Question1 :
Consommez-vous l’eau produite par la SOMAGEP, c’est-à-dire l’eau du robinet ou de la fontaine publique dans votre ménage ?
OUI NON Ne Sais pas
Question 2 :
Si Question 1 = OUI, Avez-vous constaté un changement sur la qualité de l’eau que vous consommez ?
OUI NON
Si Question 2= OUI, A quel moment avez-vous constaté un changement sur la qualité de l'eau ?
OUI NON Ne sais pas
Avez-vous d’autres commentaires par rapport au changement de la qualité de l’eau que vous consommez ?
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……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………:
Si Question 2= OUI : Avez-vous des explications à donner à ce changement ?
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
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