L’eau des logements

13
G2 1.3-Logements Qualité de l’eau 1 136-Qualité de l’eau CONNAISSANCES LIMITES DE CONNAISSANCES 1 3 Logements 136-Qualité de l’eau : distribution, production d’eau chaude - Indiquer les caractéristiques d’une eau potable - Expliquer schématiquement les étapes de distribution de l’eau, les étapes de traitement des eaux usées - Enumérer les différents moyens de production d’eau chaude Recopier les consignes et répondre aux questions suivantes en utilisant les documents joints : Consignes : 1 Indiquer les caractéristiques d’une eau potable à l aide du document 2 2 Expliquer schématiquement les étapes de distribution de l’eau à laide du document 3 ou 3bis 3 Citer les éléments qui sont pris en compte dans la facture deau à laide du document 4 4 Citer les deux grandes méthodes de traitement des eaux usées à laide du document 5 5 Expliquer schématiquement les étapes de traitement des eaux usées à laide du document 5 ou 5bis 6 Enumérer les différents moyens de production d’eau chaude à laide du document 6

Transcript of L’eau des logements

Page 1: L’eau des logements

G2 1.3-Logements Qualité de l’eau 1

136-Qualité de l’eau

CONNAISSANCES LIMITES DE CONNAISSANCES

1 – 3 Logements

136-Qualité de l’eau : distribution, production d’eau chaude

- Indiquer les caractéristiques d’une eau potable - Expliquer schématiquement les étapes de distribution de l’eau, les étapes de traitement des eaux usées - Enumérer les différents moyens de production d’eau chaude

Recopier les consignes et répondre aux questions suivantes en utilisant les documents joints :

Consignes :

1 Indiquer les caractéristiques d’une eau potable à l’aide du document 2

2 Expliquer schématiquement les étapes de distribution de l’eau à l’aide du document 3 ou 3bis

3 Citer les éléments qui sont pris en compte dans la facture d’eau à l’aide du document 4

4 Citer les deux grandes méthodes de traitement des eaux usées à l’aide du document 5

5 Expliquer schématiquement les étapes de traitement des eaux usées à l’aide du document 5 ou 5bis

6 Enumérer les différents moyens de production d’eau chaude à l’aide du document 6

Page 2: L’eau des logements

G2 1.3-Logements Qualité de l’eau 2

Document 1 généralités :

L’eau potable :

Son origine : eau de cours d’eau (Verdon, Durance…)

Utilisation : eau d’alimentation, de lavage…

Qualité constante : elle doit être traitée afin de ne pas rendre malade

Distribuée au domicile après des traitements permettant de la rendre potable

L’eau est amenée froide au domicile ; les systèmes de chauffage assurent alors la production d’eau

chaude.

Les consommations à la maison En moyenne, la répartition entre les multiples usages que l'on fait de l'eau au cours de notre vie quotidienne se

fait comme suit :

- Boisson : 1 %

- Préparation de la nourriture : 6 %

Soit un total de 7 % pour l'alimentation.

- Lavage de la voiture, arrosage du jardin : 6 %

- Vaisselle : 10 %

- Linge : 12 %

- Sanitaires : 20 %

- Bains, douches : 39 %

- Domestiques divers : 6 %

Soit un total de 93 % pour l'hygiène et le nettoyage.

Dans sa vie domestique, un Français consomme en moyenne 137 litres d'eau par jour.

A ce chiffre de consommation domestique personnelle, il faut ajouter l'ensemble des consommations collectives

auxquelles chacun participe : écoles, hôpitaux, lavage des rues, consommations dans le cadre du travail... Une

fois additionnées ces différentes sources de consommation, on obtient une moyenne d'environ 200 litres par

jour et par personne.

Cependant, la facture d'eau que doit acquitter tout abonné au service de l'eau ne prend en compte que la

consommation domestique.

Page 3: L’eau des logements

G2 1.3-Logements Qualité de l’eau 3

Document 2 Caractéristique d’une eau potable

L’eau potable doit obligatoirement respecter les seuils réglementaires de 64 paramètres. Divisés en différents

groupes, ceux-ci concernent : les qualités organoleptiques de l’eau (l’odeur, la couleur, la saveur), les éléments

physico chimiques (caractéristiques physico-chimiques acquises par l’eau au cours de son parcours naturel), les

éléments micro biologiques (virus, bactéries), les substances indésirables (nitrates, fluor) et toxiques (chrome,

plomb), les pesticides.

Une eau est dite potable quand elle satisfait à un certain nombre de caractéristiques la rendant propre à la

consommation humaine.

Les pathologies infectieuses Des dangers sont liés à la contamination microbienne de l’eau : gastro-entérites aiguës, dyspepsie (qui se

manifeste par des douleurs abdominales chroniques due à la perte de l’élasticité de la paroi intestinale),

l’arthrite réactive, le syndrome de Guillain-Barré et le syndrome hémolytique urémique.

Certaines bactéries pathogènes transmises par l’eau ne sont pas d’origine entérique. Ce sont des bactéries qui

vivent dans l’environnement et peuvent engendrer des infections, le plus souvent chez des personnes

immunologiquement fragiles. La plus connue est la légionelle.

Les pathologies liées à la pollution chimique Les pathologies associées à la pollution chimique de l’eau dépendent de nombreux facteurs : type de polluant,

dose d’exposition, durée d’exposition…

Il existe des cas d’intoxications le plus souvent liés à une détérioration de la qualité de l’eau à l’intérieur des

bâtiments (relargage de plomb ou de cuivre) ; la plupart des pathologies associées aux polluants chimiques de

l’eau de distribution sont essentiellement des cancers dus à des expositions chroniques (plus de 10 ans et

jusqu’à 40 ans). Différentes localisations cancéreuses ont été associées à l’arsenic hydrique (cancers de la peau,

la vessie, le rein, le poumon) et aux sous-produits de chloration (vessie, colorectal).

Risques sanitaires liés à l'eau potable en France

Produit / Agent

pathogène

Maladie Risque en France Rôle de l’eau

distribuée dans

l’exposition

Population à risque

Risque infectieux

Microbes entériques Gastro-entérites,

hépatite A,

ulcère et cancer de

l’estomac

Localement

préoccupant

Faible à moyen selon

le lieu

Populations

alimentées par des

très petites unités de

distribution

(campagne,

montagne).

Personnes

immunodéprimées.

Legionelles et plus

particulièrement

L. pneumophila

Légionellose 1 500 cas annuels 10-30 % (douche) Personnes âgées ou

immunodéprimées,

fumeurs…

Risque toxique

Sous-produits de

désinfection

Cancers colorectal,

de la vessie

Localement

préoccupant ;

en régression

~100 % Populations alimentées

par des eaux de surface

(retenue, lacs, rivière) ;

fœtus

Arsenic Cancers de la vessie,

du rein, de la peau,

Localement

préoccupant ;

~100 % Certaines populations

d’Auvergne, de Savoie…

Page 4: L’eau des logements

G2 1.3-Logements Qualité de l’eau 4

du poumon en régression

Plomb Saturnisme (retard

mental…)

Faible Faible

actuellement

Enfants

Populations précaires

(exposition par les

peintures anciennes…),

foyers alimentés par des

canalisations en plomb et

une eau peu minéralisée

(Vosges…)

Nitrates (NO3-) Méthémoglobinémie Absence de cas

rapportés

Faible à moyen Nourrissons, femmes

enceintes

Pesticides Cancers, effets

reprotoxiques, effets

neurotoxiques

Risque non établi

(exposition

environnementale)

Très faible,

exposition

essentiellement

par les aliments

Agriculteurs, particuliers

utilisateurs (plantes…),

résidents proche de zones

d’épandage

Résidus de

médicaments

Aucun effet

spécifique connu à

ce jour

Risque non établi Très faible

Page 5: L’eau des logements

G2 1.3-Logements Qualité de l’eau 5

Document 3 Film sur la production de l’eau potable

https://www.youtube.com/watch?v=l-YqoA3zkvY

Document 3bis Etapes de distribution de l’eau potable

Pour être rendue potable, l’eau doit être traitée.

Une fois prélevée, l'eau va subir plusieurs types de traitement afin de la rendre propre à la consommation.

1 Dégrillage et tamisage

L'eau est d'abord filtrée à travers une simple grille, afin

d'arrêter les plus gros déchets présents dans l'eau

(feuilles, insectes, particules de plus de 1 mm).

Elle passe ensuite dans des tamis à mailles fines

retenant les déchets les plus petits.

2 Floculation et décantation

Un coagulant est ajouté à l'eau pour rassembler en

flocons les déchets encore présents dans l'eau

(poussières, particules de terre, oeufs de poissons,

etc...).

Ces flocons, plus lourds que l'eau, se déposent au fond

du bassin de décantation et 90 % des matières en

suspension sont ainsi éliminées.

3 Filtration

Page 6: L’eau des logements

G2 1.3-Logements Qualité de l’eau 6

L'eau traverse un filtre, lit de sable fin et/ou un filtre

à charbon actif.

La filtration sur sable élimine les matières encore

visibles à l'oeil nu.

Les filtres à charbon actif retiennent les micro-

polluants comme les pesticides et consomment une

partie de la matière organique "cassée " par l'ozone.

Il existe des procédés de filtration encore plus

poussés comme la filtration sur membranes.

4 Ozonation

L'eau est désinfectée grâce à l'ozone qui a une

action bactéricide et antivirus.

Ce gaz, mélangé à l'eau, agit aussi sur les matières

organiques en les cassant en morceaux. Il améliore

également la couleur et la saveur de l'eau.

L'ozone est un gaz légèrement bleuté résulte de la

transformation de l'oxygène contenu dans l'air sous l'action de décharges électriques (ou de

rayons ultra-violets). Il est fabriqué dans des

ozoneurs.

5 Chloration

On ajoute du chlore à la sortie de l'usine de

production et sur différents points du réseau de

distribution afin d'éviter le développement de

bactéries et maintenir la qualité de l'eau tout au long

de son parcours dans les canalisations.

Après traitement, l’eau est stockée puis distribuée.

La présence d’un compteur à eau dans chaque habitation ou lot d’habitations permet de déterminer la

consommation d’eau des résidents :

Page 7: L’eau des logements

G2 1.3-Logements Qualité de l’eau 7

Document 4 La facture d’eau

Le relevé des consommations d’eau inscrites au compteur permet l’établissement de facture d’eau :

Page 8: L’eau des logements

G2 1.3-Logements Qualité de l’eau 8

Page 9: L’eau des logements

G2 1.3-Logements Qualité de l’eau 9

Document 5 Film sur le traitement des eaux usées

https://www.youtube.com/watch?v=U4H7ZTtvVc4 et

https://www.youtube.com/watch?v=Cwaaa7kyEM8 et

https://www.youtube.com/watch?v=QxNxmLlSB-U

Document 5 bis Les étapes de traitement des eaux usées

On distingue trois grandes catégories d'eaux usées : les eaux domestiques, les eaux industrielles, les eaux

pluviales.

Elles proviennent des différents usages domestiques de l'eau. Elles sont essentiellement porteuses de pollution

organique. Elles se répartissent en eaux ménagères, qui ont pour origine les salles de bains et les cuisines, et

sont généralement chargées de détergents, de graisses, de solvants, de débris organiques, etc. et en eaux

"vannes" ; il s'agit des rejets des toilettes, chargés de diverses matières organiques azotées et de germes fécaux.

La pollution journalière produite par une personne utilisant de 150 à 200 litres d'eau est évaluée à :

- de 70 à 90 grammes de matières en suspension

- - de 60 à 70 grammes de matières organiques

- - de 15 à 17 grammes de matières azotées

- - 4 grammes de phosphore

- - plusieurs milliards de germes pour 100 ml.

La collecte s'effectue par l'évacuation des eaux usées domestiques, (et éventuellement industrielles ou

pluviales) dans les canalisations d'un réseau d'assainissement appelés aussi collecteurs. Le transport des eaux

usées dans les collecteurs se fait en général par gravité, c'est-à-dire sous l'effet de leur poids.

Lorsque la configuration du terrain ne permet pas un écoulement satisfaisant des eaux collectées, on a recours à

différents procédés (pompage et stations de relèvement) pour faciliter leur acheminement.

3.1 Les différentes étapes de traitement biologique

1 - Gros éléments, sables et graviers L'eau usée passe à travers des grilles pour retirer les plus gros éléments puis elle est débarrassée de ses sables et

de ses graviers qui se déposent au fond d'un bac. Ensuite on racle la surface pour retirer les huiles et les

hydrocarbures.

2 - Repos L'eau doit décanter dans un bassin. Le dépôt des particules fines au fond de ce décanteur primaire donne des

boues d'épuration.

3 - L'aide des microbes

Des "microbes" dévorent la matière organique et la pollution présentes. On les oxygène grâce à de l'air pulsé,

d'où le bouillonement dans ces bassins. Privé ensuite d'air, ces micro-organismes tombent au fond d'un

décanteur et donnent un second type de boues. L'eau assainie est alors rejettée dans le fleuve.

4 - La fin des boues

Les deux types de boues sont ensuite séchés et servent d'engrais pour l'agriculture ou de compost pour les

jardins !

Page 10: L’eau des logements

G2 1.3-Logements Qualité de l’eau 10

Exemple de station biologique

1 Dégraissage

2 Désablage et dégrillage

3 Décantation

4 Traitement biologique

5 Clarification

6 Retour dans la nature

Exemple de station physico chimique

Page 11: L’eau des logements

G2 1.3-Logements Qualité de l’eau 11

3.2 Alternative au traitement biologique : les station d’épuration physico-chimique

Exemple :

Pompage des eaux usées Les eaux usées des résidences et des industries sont évacuées par les conduites d’égout vers des postes de

pompage disséminés sur le territoire et dont la fonction est de diriger les eaux usées jusqu’à la station

d’épuration

Le prétraitement On procède d’abord au prétraitement des eaux grâce à deux dégrilleurs automatiques. Le dégrillage, assuré par

des grilles verticales, permet de protéger les ouvrages de traitement en enlevant les matières grossières

(chiffons, cailloux, morceaux de bois) entraînés jusqu’à la station par les eaux usées. Ces déchets prélevés par

un convoyeur sont ensuite pressées par un compacteur afin de ne recueillir dans un conteneur que les

substances solides.

Les eaux sont ensuite réparties dans des dessableurs aérés servant également de dégraisseurs et de déhuileurs.

Cette étape du procédé vise à enlever les matières abrasives pour prévenir les problèmes d’usure prématurée et

même de bris d’équipement causés par les sédiments charriés par les eaux usées..

La floculation et la décantation À leur sortie des dessableurs-dégraisseurs, les eaux usées sont dirigées vers la principale étape du procédé

physico-chimique, soit la floculation-décantation. Des produits chimiques sont ajoutés et mélangés aux eaux

traitées pour rassembler les polluants en polluants en suspension sous forme de flocons. Ces particules denses

et compactes que l’on appelle «floc» sont ensuite acheminées vers la zone de décantation où le floc grossier

prend la direction du bassin de stockage et s’accumule pour former une boue alors que le floc plus léger est

intercepté par la zone de décantation lamellaire du décanteur.

En plus d’abattre les matières en suspension des eaux usées, la floculation-décantation permet de réduire de

façon appréciable la teneur en phosphore et de diminuer la croissance d’algues nuisibles.

La filtration sur sable Les eaux décantées se répartissent ensuite entre des unités de filtres à sable gravitaires. Cette filtration a pour

but d’éliminer les matières en suspension qui n’ont pas été enlevées par le traitement physico-chimique. Il

consiste à faire passer l’eau à travers une couche de sable pour retenir les solides en suspension dans le milieu

poreux du filtre.

La désinfection et le rejet au milieu récepteur Les eaux usées sont désinfectées par rayonnement ultraviolet et finalement rejetées vers la rivière. Le

rayonnement ultraviolet assure l’élimination des micro-organismes pathogènes avant le déversement des eaux

épurées dans la rivière.

Le traitement des boues Les boues produites dans les décanteurs sont déshydratées et sont transportées vers un site de valorisation par

compostage ou d’enfouissement sanitaire.

Contrôle des odeurs Afin de limiter les inconvénients reliés aux odeurs, tous les bassins et équipements de la station d’épuration

sont installés à l’intérieur des bâtiments.

Page 12: L’eau des logements

G2 1.3-Logements Qualité de l’eau 12

Document 6 les différents moyens de production d’eau chaude

L’eau chaude peut être produite

- de manière centralisée pour l’usage de plusieurs logements

- ou de manière individualisée par logement.

4.1 La production centralisée

En logements collectifs équipés d’une chaufferie centrale, l’eau chaude est assurée par des chaudières de la

chaufferie ou par un générateur indépendant.

Ces systèmes ont plusieurs avantages :

- ils garantissent la disponibilité de la fourniture d’eau chaude à température stable et en quantité

importante.

- L’installation a une taille limitée car tous les habitant n’ont pas besoin d’eau chaude en même

temps.

- L’eau chaude est stockée et elle est donc immédiatement disponible (on estime à 25 litres par

logement les quantités d’eau chaudes).

Cependant, dans les habitations collectives, la longueur des tuyauteries peut entraîner un refroidissement

important d’eau dans les canalisations ; le temps d’attente est alors parfois important et la température

insuffisante. De plus, des risques de proliférations microbiens sont à craindre.

4.2 la production individualisée

-la chaudière individuelle : dans les logements équipés d’un chauffage individuel, la

production d’eau chaude est assurée par la chaudière qui alimente l’installation de

chauffage.

-le chauffe-eau ou l’accumulateur autonome à gaz :

la production indépendante peut être assurée par un chauffe-eau instantané ou un système à accumulation dont

l’eau est chauffée par un brûleur. Ces appareils à combustion doivent être raccordés à un conduit d’évacuation

des gaz brûlés.

Page 13: L’eau des logements

G2 1.3-Logements Qualité de l’eau 13

-la production électrique d’eau chaude : elle peut être assurée par un chauffe-eau instantané ou par un chauffe-

eau à accumulation.

Le chauffe-eau instantané est constitué d’un tube équipé d’une résistance chauffante dans lequel circule l’eau

qui s’échauffe au contact de la résistance. Celle-ci ne chauffe que lorsque l’eau circule. Ces chauffe-eau n’ont

qu’un faible débit et ne peuvent desservir qu’un seul point de puisage.

Le chauffe-eau électrique à accumulation est adapté aux installation individuelles ou collectives. Il est composé

d’une cuvé équipé en partie basse d’une résistance électrique. Le puisage d’eau chaude se fait en partie haute du

ballon ou s’accumule l’eau chaude du fait de sa plus faible densité. Le fonctionnement de la résistance

électrique est commandé par un thermostat associé à un dispositif de sécurité qui coupe l’alimentation

électrique en cas d’élévation anormale de la température de l’eau

Relié au réseau d’alimentation en eau potable, le chauffe-eau est constamment sous pression. En chauffant,

l’eau se dilate : la pression augmente. Afin d’éviter les risques de rupture de la cuve du fait d’une pression

excessive, le ballon d’eau chaude est obligatoirement équipé d’une soupape appelée groupe de sécurité. Ce

dispositif est muni d’une manette qu’il faut actionner régulièrement de manière à éviter l’entartrage du

mécanisme. Il est donc normal de notre la présence de goutte d’eau qui s’écoulent de la soupape. Cette faible

quantité d’eau est évacuée vers le réseau général d’évacuation des eaux usées du logement.

Les ballons ont en général une capacité de 75 litres à 450 litres ; ils peuvent chauffer l’eau en permanence eou

pendant les heures « creuses ».

4.3 La production d’eau chaude solaire Dans un capteur solaire, un liquide protégé du gel circule dans un réseau de tuyaux recouvert par une plaque de

couleur noire et placé sur un vitrage. Le rayonnement solaire réchauffe le réseau de tuyaux et le liquide. A la

sortie du capteur, le liquide chauffé cède sa chaleur à l’eau contenue dans une cuve de stockage d’eau chaude

isolée thermiquement. Lorsque le rayonnement solaire est insuffisant, un appoint (électrique, gaz, fioul) est

nécessaire pour augmenter la température de l’eau stockée.