Memoire Online - Evaluation des performances d’un systeme de traitement d’eau par osmose inverse

Le site d'étude est localisé au sein du bassin sédimentaire de Douala et est représenté par une unité au sein de l'arrondissement de Douala 3^ème. Le secteur de Douala 3ème est localisé entre les coordonnées 4°00'-04°02'30»N et 09°45'00»-09°47'30»E. Le site en question se trouve aux coordonnées 4°1'39,9432»N et 9°46'17,45904»E. Il caractérisé par un relief quasi-plat avec des altitudes comprises entre 0 et 60 m où il est peu vallonné avec des vallées en U ou en V et fait partie du bassin versant du Wouri.

Il est de type équatorial humide côtier, influencé par la mer. Cependant, la proximité

du mont Cameroun (4100 m d'altitude) influence également ce climat qui devient très pluvieux. Il s'agit d'un climat particulier, marqué par la quasi permanence des pluies.

On distingue deux principales saisons : une saison de pluie longue d'environ 9 mois (de Mars à Novembre) et une saison relativement sèche courte d'environ 3 mois (de Décembre à Février). La température moyenne annuelle oscille autour de 27,5 °C. Le mois d'Août est le mois le plus froid avec une température moyenne mensuelle oscillant autour de 25,5 °C tandis que le mois de Février est le mois le plus chaud avec une température moyenne mensuelle oscillant autour de 28,9 °C.

Le réseau hydrographique au sein de la zone d'étude est très dense et montre des cours d'eaux d'ordre 4 qui sont méandriformes ou rectilignes, définissant un réseau dendritique à subparallèle. Cette présentation du réseau hydrographique permet de définir un potentiel hydrologique et hydrogéologique important dans la région.

Ils présentent une diversité marquée par la dominance des sols ferralitiques, des sols hydromorphes, des sols peu évolués et les sols minéraux bruts (Hieng, 2003). Parmi les sols ferralitiques, on note la dominance des sols ferralitiques jaunes dérivés des roches sédimentaires sableuses et sablo-argileuses. La teneur en bases de ces sols est très faible et leur pH est acide (en moyenne 5,5).

Fort de son potentiel humain de 1 931 977 habitants (avec 646 347 habitants à Douala 3^ème et 250 626 habitants à Douala 4^ème), soit environ 77% de la

population générale de la région du Littoral, la ville de Douala constitue la ville la plus peuplée de la région du littoral (BUCREP, 2010). Cette population est cosmopolite.

La collecte des données primaires a consisté à une descente de terrain effectuée sur le site de Ice Service. Au cours de cette descente, nous avons pris connaissance avec les différents équipements présents sur le site. Notre démarche de travail repose sur la prise d'échantillon d'eau pour analyse physico-chimique et bactériologique en laboratoire, le relevé des paramètres physiques de l'eau grâce à un compteur électronique de marque HINAN ainsi que l'observation des paramètres de l'osmose inverse durant son fonctionnement. Ainsi les valeurs qui seront prises nous permettrons d'évaluer les performances des membranes d'osmose inverses et leur état général. Il existe une poignée de calculs qui sont utilisés pour évaluer la performance d'un système d'osmose inverse et également pour des considérations de conception. Un système OI dispose d'instruments qui affichent la qualité, le débit, la pression et parfois d'autres données telles que la température ou les heures de fonctionnement.

Le prélèvement d'un échantillon d'eau est une opération à laquelle le plus grand soin doit être apporté. Il conditionne les résultats analytiques et l'interprétation qui en sera donnée. Il conditionne les résultats analytiques et l'interprétation qui en sera donnée. L'échantillon doit être homogène, représentatif et obtenu sans modifier les caractéristiques physico-chimiques et microbiologique de l'eau (gaz dissous, matières en suspension... etc.), ainsi dans des conditions d'aseptie totale.

Le prélèvement consiste à ouvrir la vanne d'alimentation d'eau et la vanne d'eau osmosée, puis laisser couler l'eau quelques minutes, rincer avec cette eau puis remplir des bouteilles en polyéthylène de 500 ml étiquetées. Les échantillons récupérés sont conservés dans des glacières à 4°C puis ils sont immédiatement acheminés au laboratoire pour analyse.

La mesure se fait à l'aide du compteur électronique HINAN HI-9811-5, et possédant une sonde en verre. La mesure se fait de manière très simple, il suffit de relier la sonde sur le compteur électronique. Ensuite, on met l'appareil sous tension puis on appuie sur le bouton pH de l'appareil. Il faut tout d'abord étalonner l'appareil à l'aide d'une solution tampon préalablement préparé. Une fois effectué, il suffit de plonger la sonde dans l'eau qu'on a préalablement recueilli et attendre quelques secondes que la valeur de pH se stabilise et la relever. La mesure sera donc faite sur l'eau d'alimentation et sur l'eau du perméat.

La mesure de la conductivité se fait également à l'aide de l'appareil HINAN HI-9811-5. Après avoir mesuré le pH de l'eau, on change de paramètre qui est la conductivité, on appuie sur le bouton EC/TDS pour changer ce paramètre, on plonge la sonde dans l'eau préalablement recueilli dans un récipient puis on patiente quelques secondes le temps que la valeur à l'écran se stabilise puis on

relève la valeur à l'écran. Cette prise de valeur est valable autant pour l'eau d'alimentation que l'eau du perméat

La température ici sera toujours mesurer par l'appareil HINAN HI-9811-5. Pour la mesurer, on ouvrira la vanne d'eau pendant quelques minutes le temps que la température de l'eau retrouve sa vraie valeur. Ensuite on va recueillir l'eau dans un récipient, on appuiera sur le bouton °C ensuite on y plongera la sonde. On attendra que la valeur à l'écran se stabilise puis on la relèvera.

La pression de l'eau d'alimentation sera mesurée ici à l'aide d'un manomètre, celle du perméat et du concentrat sont lues ici sur l'OI sur des manomètres qui y sont fixés.

Figure 13: Lecture débit et pression de l'alimentation, du perméat et du concentrât

Le débit de l'eau d'alimentation est obtenu suite à la réalisation du forage après les essais de pompage. Les débits de concentrât et de perméat sont obtenus par lecture sur l'OI durant son fonctionnement et est exprimé en GPM ou en LPM

Le Taux de conversion d'un système OI est la relation entre la quantité d'eau osmosée sur la quantité d'eau d'alimentation.

Le pourcentage de rejet de sels indique la sélectivité des membranes d'un système d'OI. Elle est exprimée par :

%RS= 1

* 100

Concentration en sels dans l^'eau du perméat

Elle représente la proportion de sel qui traverse la membrane d'osmoseur ou celle

contenus dans l'eau osmosée, Elle permet de caractérisée l'état de fonctionnement de la membrane de l'osmose inverse.

Une équation de bilan de masse permet de déterminer si les instruments de mesure de débit et de qualité lisent correctement ou nécessitent un étalonnage.

Si les instruments ne lisent pas correctement, la tendance des données de performance que l'on collecte est inutile.

On doit collecter les données suivantes auprès d'un système OI pour effectuer un calcul du bilan massique :

Débit d'alimentation x conductivité d'alimentation = (débit perméat x conductivité perméat) + (débit concentrât x conductivité concentrât)

Les données secondaires se définissent comme étant des données qui ont été collectées (et parfois analysées) par d'autres. Dans notre cas, nous avons fait une recherche documentaire des différents rapports d'étude dans le domaine et aux anciens rapports et mémoires qui ont déjà été effectué sur les performances d'un systèmes d'OI ; L'outil internet a été d'un apport particulier à cette étape. Cette recherche bibliographique nous a permis de collecter les données relatives à l'environnement géographique de la zone d'étude, à la connaissance des normes sur la qualité de l'eau potable définies par la norme camerounaise.

Le traitement des données est effectué avec un ordinateur portable, avec le logiciel MS Word pour le traitement du texte et MS Excel pour effectuer les différents calculs et concevoir des tableaux et des graphiques. Aussi, nous avons utilisé le logiciel ArcMap 10.8 dans le but de localiser notre zone d'étude

Evaluation des performances d’un systeme de traitement d’eau par osmose inverse

Chapitre II : Matériel et Méthodes