Memoire Online - Circuit de traitement des eaux usees de l'usine centrale de Kwilu Ngongo au Kongo central

Le domaine hydraulique nous intéresse au premier chef compte tenu de son utilité dans divers usines et industries. Nous voyons ici les implications directes ou indirectes dans le vaste chantier de la construction du pays. De même, étant donné que le circuit de traitement des eaux usées avant rejet dans le milieu naturel s'avère être indispensable pour l'humanité de nos jours.

Voilà ce qui explique notre motivation. Ainsi nous nous sommes résolus dans le cadre de ce travail de fin de cycle, d'approfondir notre connaissance acquise tout au long de notre formation à l'Institut Supérieur Pédagogique et Technique de Kinshasa ISPT-KIN en sigle un peu plus dans ce domaine que nous aimons bien et de pouvoir maximiser notre chance de trouver du travail dans ce domaine.

Comme on le sait pertinemment bien, sans l'eau, pas de vie. Elle est repartie sur une très grande étendue de la planète terre. Etant considéré comme un trésor pour l'homme dans ses diverses activités voire même la vie des végétaux et des animaux, elle est sans aucun doute un constituant nécessaire.

A ce titre, et compte tenu de son importance, reconnaissons que toutes les entreprises de façon générale ont besoin de l'eau pour leur bon fonctionnement, tout comme l'usine de Kwilu-Ngongo. A titre d'exemple on peut citer les industries agroalimentaires, les usines hydrauliques, les laveries minérales, etc.

L'eau qui coule est ordinairement saine, la pollution de l'eau est presque toujours due aux activités humaines, même si cette pollution est parfois accidentelle. La principale conséquence de la pollution de l'eau est une diminution de la quantité et de la qualité de l'eau potable que l'homme utilise. Et cette pollution de l'eau peut avoir de graves conséquences sur la santé de l'homme. Les maladies liées à la contamination de l'eau représentent une charge considérable pour l'humanité.

Face à l'accroissement de la pollution des eaux usées rejetées dans le milieu naturel, responsables des maladies qui provoquent la réduction de l'espérance de vie de l'homme sur la terre, les difficultés de traitement de ces eaux augmentent aussi car les produits artificiels générés par les scientifiques ne sont pas toujours biodégradables. Aujourd'hui, on ne peut nullement s'en passer. Cependant une question mérite d'être posée :

Toutes les eaux usées qui influent le milieu naturel et qui constituent beaucoup des sources de maladies faut-il les laisser dans notre environnement ? Que devons-nous faire ? Et comme dans la plupart des pays il n'y a pas de services de suivi ou de surveillance épidémique efficace pour la protection de la santé des populations, comment peut-on agir à ce stade ?

Depuis un certain temps, la compagnie sucrière de Kwilu-Ngongo occupe une place importante dans la réalisation budgétaire de notre pays grâce à sa production, nous osons croire que cela a un effet positif sur la vie sociale et économique des habitants du Congo.

Dans la cité de Kwilu-Ngongo où nous avons mené notre étude, le besoin de l'eau qui coule n'a cessé d'augmenter du jour au jour pour les habitants. Certes, l'usine de Kwilu-Ngongo devrait penser réhabiliter leur circuit de traitement de ces eaux usées avant rejet dans le milieu naturel pour éviter la pollution, les maladies qui peuvent ruiner la vie des habitants. C'est par là que nous avons proposé la réhabilitation du circuit de traitement des eaux usées de l'usine de Kwilu-Ngongo au Kongo Central.

Le but poursuivi dans ce travail est d'équiper notre bibliothèque de l'institut supérieur pédagogique et technique (ISPT) en sigle sur le plan théorique et descriptif d'un document de référence sur le traitement des eaux usées provenant des circuits industriels.

L'objectif général de ce travail est d'attirer l'attention des étudiants qui seront appelés à oeuvre dans ce domaine sur le traitement des eaux usées.

Nous allons donc dans ce travail proposer à l'usine de Kwilu-Ngongo au Kongocentral de réhabiliter son circuit de traitement des eaux usées avant rejet dans le milieu naturel enfin de résoudre les problèmes dus à la pollution de l'eau qui coule naturellement car ce sont ces eaux que les habitants utilisent dans leurs maisons pour les travaux ménagers, le nettoyage corporel, ainsi la pollution de l'eau dans cette région sera réduite.

Pour arriver à bien élaborer ce travail, nous avons utilisé plusieurs méthodes et techniques de recherche qui nous permettront de définir quelques concepts de base ayant trait à notre sujet, il s'agit de:

Elle nous a permis de retracer l'historique et l'évolution du circuit actuel de traitement des eaux usées de l'usine de Kwilu-Ngongo

Elle nous a permis de consulter les ouvrages, les travaux de fin d'études et les notes de cours en rapport avec le sujet. Nous avons aussi consulté l'internet et nous avons fait une descente dans le village concerné afin de procéder à des interviews (enquêtes sur terrain)

Cette méthode nous a permis de recueillir les informations relatives à notre sujet auprès des responsables en charge de ce département.

Pour être plus bref et compte tenu du volume de la matière, nous n'allons nullement concevoir ou installer un système de traitement d'eaux usées pour la compagnie sucrière de Kwilu-Ngongo, mais nous nous limitons ici à la description de traitement des eaux usées de l'usine de Kwilu-Ngongo et nous voulons simplement faire ressortir les paramètres utiles, les mécanismes saillants pour réduire les quantités des eaux usées dans lacité de Kwilu-Ngongo au Kongo Central.

Hormis l'introduction et la conclusion générale, notre travail se subdivise en trois chapitres à savoir :

ü Le second chapitre présent la généralité sur la compagnie sucrière de Kwilu-Ngongo;

ü Le dernier chapitre traite la réhabilitation du circuit de traitement des eaux usées de l'usine de Kwilu-Ngongo.

CHAPITRE I : THEORIE GENERALE DES EAUX USEES

I.0. PREAMBULE

L'eau usée est le synonyme de l'eau résiduaire. L'utilisation des eaux engendre un nouveau produit appelé effluent ou eau usée. Les problèmes liés aux eaux usées sont aussi anciens que ces eaux elles même et ils s'aggravent suivant la croissance démographique, l'amélioration de la qualité de vie des populations et le développement des activités industrielles.

Conserver nos habitudes actuelles revient à favoriser l'aggravation des négligences qui sont déjà considérables. D'après les estimations, bien plus de 80 % des eaux usées à travers le monde (plus de 95 % dans certains pays en développement) sont rejetées dans l'environnement sans traitement. Les conséquences sont alarmantes. La pollution de l'eau s'aggrave dans la plupart des fleuves d'Afrique, d'Asie et d'Amérique Latine. En 2012, plus de 800 000 décès à travers le monde étaient causés par une eau potable contaminée, des installations de lavage de mains inadéquates et des services d'assainissement inappropriés. Dans les mers et les océans, les zones mortes désoxygénées causées par la décharge des eaux usées non traitées augmentent à un rythme soutenu, affectant environ 245 000 km² d'écosystèmes marins, ce qui a un impact sur la pêche, les moyens de subsistance et les chaînes alimentaires.

Les eaux usées sont utilisées pour des usages domestiques, industriels ou même agricole, constituant donc un effluent pollué qui sont rejetées dans un émissaire d'égout. Ils regroupent les eaux usées domestiques (les eaux de vannes et les eaux Ménagères), les eaux de ruissellement et les effluents industriels (eaux usées des usines).

A l'échelle mondiale, le traitement des eaux usées constitue le premier enjeu de santé publique ; plus de 900 enfants de moins de 5 ans tombent malades et meurent chaque année liée à l'absence de traitement des eaux et au manque d'hygiène induit.Les eaux usées ont été longtemps considérées comme un fardeau en matière d'assainissement, lorsqu'elles ne sont pas tout simplement ignorées. Avec la raréfaction de l'eau dans plusieurs régions, cette situation connaît une évolution, et on reconnaît de plus en plus l'importance de la collecte, du traitement et de la réutilisation des eaux usées.

Dans une maison, les eaux usées proviennent principalement de la cuisine et de la salle de bain, elles sont appelées eaux grises ou eaux de vannes qui proviennent des toilettes. Les principaux constituants néfastes des eaux usées sont les nitrates (NO₃^-1) et les phosphates (P0₄^-3), mais les eaux usées contiennent ainsi des métaux lourds des PCB (polychlory de biphenil), des hydrocarbures et parfois des médicaments.

Il est donc essentiel d'accroître l'acceptation sociale de l'utilisation des eaux usées afin de favoriser le progrès dans ce sens. C'est en cela que l'éducation et la formation, ainsi que les nouvelles formes de sensibilisation, sont importantes pour changer la perception des risques liés à la santé et aborder les préoccupations socioculturelles, afin de favoriser l'acceptation du public. C'est également profitable. En tant que composante essentielle d'une économie circulaire, l'utilisation des eaux usées et la récupération des sous-produits peuvent générer de nouvelles opportunités d'affaires et permettre de récupérer de l'énergie, des nutriments, des métaux et d'autres sous-produits.

Nous avons pu nous apercevoir qu'il existe un éventail de définitions des eaux usées, qui peuvent ne pas avoir le même sens pour tout le monde. Les ingénieurs, les urbanistes, les gestionnaires de l'environnement et les chercheurs, sans oublier des nombreux organismes des Nations Unies, ont abordé différents aspects des eaux usées dans de nombreux rapports, chacun avec une perspective et un vocabulaire propres. Nous nous sommes efforcés de nous appuyer sur plusieurs de ces documents, comme en témoigne la longue liste des références, afin de présenter un compte rendu équilibré, factuel et neutre de la masse de connaissances actuelles, couvrant les évolutions les plus récentes dans le domaine de la gestion des eaux usées, et les divers avantages et opportunités qu'elle offre dans un contexte d'économie circulaire.

En parlant de l'eau usée il semble important d'avoir une idée sur sa définition, son origine et ses caractéristiques, ainsi que les différentes méthodes de la pollution de l'eau.

Ø Les eaux usées sont des eaux altérées par les activités humaines à la suite d'un usage domestique, industriel, artisanal, agricole ou autre.

Ø Les eaux usées, sont des eaux chargées de polluants, solubles ou non, provenant essentiellement de l'activité humaine. Une eau usée est généralement un mélange de matières polluantes répondant à ces catégories, dispersées ou dissoutes dans l'eau qui a servi aux besoins domestiques ou industriels. Donc sous la terminologie d'eau résiduaire, on groupe des eaux d'origines très diverses qui ont perdu leurs puretés ; c'est-à-dire leurs propriétés naturelles par l'effet des polluants après avoir été utilisées dans des activités humaines (domestiques, industrielles ou agricoles).

Ce sont des eaux qui sont de nature à polluer les milieux dans lesquels elles seront déversées.

La question des eaux usées n'est pas une simple question de gestion des ressources en eau. Elle affecte l'environnement et tous les êtres vivants, et peut avoir des impacts directs sur les économies, aussi bien matures qu'émergentes. Par ailleurs, les flux d'eaux usées contiennent un certain nombre de matières utiles, telles que des nutriments, des métaux et des matières organiques qui, tout comme l'eau elle-même, peuvent être extraites et utilisées à d'autres fins productives. À ce titre, les eaux usées constituent une précieuse ressource qui, si elle est gérée de façon durable, peut devenir un pilier essentiel de l'économie circulaire. Les retombées de l'amélioration de la façon dont nous gérons les eaux sont énormes, avec des avantages partagés pour les sociétés et l'environnement.

Les eaux usées domestiques (EUD) comprennent les eaux ménagères (eaux de toilette, de lessive, de cuisine) et les eaux de vannes (urines et matières fécales).

Figure (I-1):Image représentative d'un circuit des eaux usées domestiques.

Les eaux usées domestiques contiennent des matières minérales et des matières Organiques. Les matières minérales (chlorures, phosphates, sulfates, etc.) et les matières Organiques constituées de composés ternaires, tels que les sucres et les graisses (formés de Carbone, oxygène et hydrogène, mais aussi d'azote et dans certains cas, d'autres corps tels que soufre, phosphore, fer, etc.).

Ces eaux sont généralement constituées de matières organiques dégradables et de matières minérales. Ces substances sont sous forme dissoute ou en suspension. Elles se composent essentiellement des eaux de vanne d'évacuation de toilette et des eaux ménagères d'évacuation des cuisines, salles de bains.

· Des eaux de cuisine qui contiennent des matières minérales en suspension provenant du lavage des légumes, des substances alimentaires à base de matières organiques (glucides, lipides, protides) et des produits détergents utilisés pour le lavage de la vaisselle et ayant pour effet la solubilisation des graisses ;

· Des eaux de salle de bain chargées en produits utilisés pour l'hygiène corporelle, généralement des matières grasses hydrocarbonées;

· Des eaux de vannes qui proviennent des sanitaires (w.c), très chargées en matières organiques hydrocarbonées, en composés azotés, phosphatés et microorganismes.

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

Les eaux usées urbaines (EUU) comprennent les eaux de ruissellement (eaux pluviales, eaux d'arrosage des voies publiques, eaux de lavage des caniveaux, des marchés et des cours).

Les eaux qui ruissellent sur les toitures, les cours, les jardins, les espaces verts, les Voies publiques et les marchés entraînent toutes sortes de déchets minéraux et organiques tels que : de la terre, des limons, des boues, des sables, des déchets végétaux (herbes, pailles, feuilles, graines, etc.). Et toutes sortes de micropolluants (hydrocarbures, pesticides venant des jardins, détergents utilisés pour le lavage des cours, des voies publiques, des automobiles, débris microscopiques de caoutchouc venant de l'usure des pneumatiques des véhicules, plomb venant du plomb tétra éthyle contenu dans l'essence, retombées diverses de l'atmosphère, provenant notamment des cheminées domestiques et des cheminées d'usines.).

· Des apports directs dus aux traitements des milieux aquatiques et semi aquatiques tels que le désherbage des plans d'eau, des zones inondables (faucardage chimique) et des fossés, ainsi que la démoustication des plans d'eau et des zones inondables (étangs et marais) ;

· Des apports indirects dus en particulier à l'entraînement par ruissellement, aux eaux de rinçage des appareils de traitement, aux résidus présents dans des emballages non correctement rincés ou détruits, aux eaux résiduaires des usines de fabrication et de conditionnement.

La composition et les caractéristiques des eaux usées urbaines (EUU) sont peu variables par rapport aux eaux usées industrielles (EUI).

Tous les rejets résultant d'une utilisation de l'eau autre que domestique sont qualifiés de rejets industriels. Cette définition concerne les rejets des usines, mais aussi les rejets d'activités artisanales ou commerciales : blanchisserie, restaurant, laboratoire d'analyses médicales, etc.

Image (I-3):Image représentative d'un circuit des eaux usées industrielles.

La variété des eaux usées industrielles (EUI) est très grande. Certaines de ces eaux sont toxiques pour la flore et la faune aquatiques, ou pour l'homme. Il faut bien distinguer les eaux résiduaires et les liquides résiduaires de certaines industries.

Les eaux industrielles sont celles qui ont été utilisées dans des circuits de réfrigération, qui ont servi à nettoyer ou laver des appareils, des machines, des installations, des matières premières ou des produits d'une usine, ou qui ont servi à retenir des poussières de fumées ; Elles peuvent contenir des substances chimiques utilisées au cours des fabrications. Les liquides industriels sont des liquides résultant des fabrications ; C'est le cas des solutions de produits chimiques, des solutions de sous-produits, c'est le cas des liquides acides provenant de la vidange des cuves de décapage des métaux.

Les caractéristiques des eaux usées industrielles subissent des grandes variations, elles dépendent d'une multitude de paramètres-type de l'industrie, la production, le nettoyage, les différentes étapes du procédé industriel, l'état de l'appareil,... Par ailleurs, il existe des caractéristiques communes entre les effluents de la même industrie.

En termes de volume et type de polluants, les effluents industriels présentent le plus souvent une charge importante et un risque de dysfonctionnement structurel et fonctionnel des réseaux d'assainissement et des dispositifs de traitement des eaux usées. Ces risques sont d'autant plus grands que les industries sont localisées en amont du réseau d'assainissement. Les déchets et les effluents industriels définissent largement la qualité et le taux de pollution de ces eaux usées. On peut néanmoins, faire un classement des principaux rejets industriels suivant la nature des inconvénients qu'ils déversent et les principaux polluants transitant dans les eaux usées d'origine industrielle sont :

· Pollution due aux matières en suspension minérales (lavage de charbon, carrière, tamisage du sable et gravier, industries productrices d'engrais phosphatés....) ;

· Pollution due aux matières en solution minérales (usine de décapage, galvanisation...) ;

· Pollution due aux matières organiques et graisses (industries agroalimentaires, équarrissages, pâte à papier...) ;

· Pollution due aux rejets hydrocarbonés et chimiques divers (raffineries de pétrole, porcherie, produits pharmaceutiques.....) ;

· Pollution due aux rejets toxiques (déchets radioactifs non traités, effluents radioactifs des industries nucléaires....).

· Pollution organique (les métaux toxiques, les toxines organiques, les matières colorées, les huiles et graisses, les sels).

Les eaux résiduaires d'origine industrielle ont généralement une composition plus spécifique et directement liée au type d'industrie considérée. Indépendamment de la charge de la pollution organique ou minérale, de leur caractère putrescible ou non, elles peuvent présenter des caractéristiques de toxicité propres liées aux produits chimiques transportés.

A cet effet, il s'agit de veiller à ce que les caractéristiques physico-chimiquesdes eaux usées industrielles rejetées dans les cours d'eau ou dans le milieu naturel restent soient telles que leur impact sur le milieu aquatique soit minimisé. A cette fin, des normes générales et sectorielles de rejet sont mises en place. En outre, un mécanisme de taxation de ces rejets basé sur leur charge polluante incite les entreprises à traiter leurs effluents de sorte que leur teneur en polluants soit inférieure aux normes.

La composition des eaux usées, est extrêmement variable en fonction de leur origine. Elles peuvent contenir des nombreuses substances, sous forme solide ou dissoute, ainsi que des nombreux microorganismes. En fonction de leurs caractéristiques physiques, chimiques, biologiques et du danger sanitaire qu'elles représentent, ces substances peuvent être classées en quatre groupes : les matières en suspension, les micro-organismes, les éléments traces minéraux ou organiques, et les substances nutritives.

Constituants	Concentration (mg/l)
Constituants	Fort	Moyen	Faible
Solides totaux	1200	700	350
Solides dissous	850	500	250
Solides suspendus	350	200	100
Azote (en N)	85	40	20
Phosphore (en P)	20	10	6
Chlore 1	100	50	30
Alcalinité	200	100	50
Graisses	150	100	50
DBO₅	300	200	100

La DBO5 est la demande biochimique en oxygène à 20°C pendant 5 jours, c'est une mesure de la matière organique biodégradable dans les eaux usées. Elle dépend de :

- L'activité humaine et la nature des effluents industriels éventuellement rejetés dans le réseau urbain.

- La composition des eaux d'alimentation en eau potable, et la nature des matériaux des canalisations d'eau.

Les matières en suspension sont en majeure partie de nature biodégradable. La plus grande part des microorganismes pathogènes contenus dans les eaux usées est transportée par les MES. Elles donnent également à l'eau une apparence trouble, un mauvais goût et une mauvaise odeur. Cependant, elles peuvent avoir un intérêt pour l'irrigation des cultures.

Les micropolluants sont des éléments présents en quantité infinitésimale dans les eaux usées. La voie de contamination principale, dans le cas d'une réutilisation des eaux usées épurées, est l'ingestion. C'est la contamination par voie indirecte qui est généralement préoccupante. Ainsi, certains micropolluants, comme les métaux lourds ou les pesticides, peuvent s'accumuler dans les tissus des êtres vivants, et notamment dans les plantes cultivées. Il peut donc y avoir une contamination de la chaîne alimentaire et une concentration de ces polluants dans les organismes.

Les métaux lourds que l'on trouve dans les eaux usées urbaines sont extrêmement nombreux ; les plus abondants sont le fer, le zinc, le cuivre et le plomb.

Les autres métaux (manganèse, aluminium, chrome, arsenic, sélénium, mercure, cadmium, molybdène, nickel, etc.) sont présents à l'état de traces. Certains éléments traces, peu nombreux, sont reconnus nécessaires, en très faibles quantités, au développement des végétaux : le bore, le fer, le manganèse, le zinc, le cuivre et le molybdène. L'irrigation, à partir d'eaux usées, va apporter ces éléments.

Les micropolluants d'origine organique sont extrêmement nombreux et variés, ce qui rend difficile l'appréciation de leur dangerosité. Ils proviennent de l'utilisation domestique de détergents, pesticides, solvants, et également des eaux pluviales : eaux de ruissellement sur les terres agricoles, sur le réseau routier, etc.

Ils peuvent aussi provenir de rejets industriels quand ceux-ci sont déversés dans les égouts ou même des traitements de désinfections des effluents par le chlore.

Dans le sol, ces micropolluants restent liés à la matière organique ou absorbés sur les particules du sol. Cependant, quelques composés ioniques (pesticides organochlorés, solvants chlorés) peuvent être entraînés en profondeur.

En raison de la faible solubilité de ces éléments organiques, on les retrouvera concentrés dans les boues et c'est surtout lors de l'épandage de ces dernières que leurs teneurs devront être contrôlées.

Les pesticides sont les éléments traces les plus surveillés, et une étude d'impact et de métabolisme est obligatoire avant leur mise sur le marché. Par contre, le danger représenté par tous les autres polluants organiques est encore mal apprécié actuellement. Les contrôles de routine ne permettent pas de repérer toutes les toxines.

L'azote, le phosphore, le potassium, les oligo-éléments, le zinc, le bore et le soufre, indispensables à la vie des végétaux, se trouvent en quantités appréciables, mais en proportions très variables par rapport aux besoins de la végétation, dans les eaux usées épurées ou non. D'une façon générale, une lame d'eau résiduaire de 100 mm peut apporter à l'hectare :

L'azote se trouve dans l'eau usée sous forme organique ou ammoniacale dissoute. Il est souvent oxydé pour éviter une consommation d'oxygène (O₂) dans la nature et un risque de toxicité par l'ammoniaque gazeux dissous (NH₃), en équilibre avec l'ion ammoniac (NH₄⁺).

La concentration en phosphore dans les effluents secondaires varie de 6 à 15 mg/l (soit 15 à 35 mg/l) .Cette quantité est en général trop faible pour modifier le rendement. Mais s'il y a excès, il est pour l'essentiel retenu dans le sol par des réactions d'adsorption et de précipitation; cette rétention est d'autant plus effective que le sol contient des oxydes de fer, d'aluminium ou du calcium en quantités importantes. On ne rencontre pas en général de problèmes liés à un excès de phosphore.

Le potassium est présent dans les effluents secondaires à hauteur de 10 à 30 mg/l (12 à 36 mg/l de K₂0) et permet donc de répondre partiellement aux besoins.

§ industrielle (potasse, industrie pétrolière, galvanoplastie, agroalimentaire). Les chlorures et le sodium peuvent également poser problème, notamment en bord de mer, quand les réseaux d'égout drainent des eaux phréatiques saumâtres.

La température est un facteur écologique important du milieu. Elle permet de corriger les paramètres d'analyse dont les valeurs sont liées à la température (conductivité notamment). Il est important de connaitre la température de l'eau avec une bonne précision, en effet celle-ci joue un rôle dans la solubilité des sels et surtout des gaz, dans la dissociation des sels dissous donc sur la conductivité électrique, dans la détermination du pH, pour la connaissance de l'origine de l'eau et des mélanges éventuels. Elle agit aussi comme un facteur physiologique agissant sur le métabolisme de croissance des micro-organismes vivant dans l'eau.

La conductivité mesure la capacité de l'eau à conduire le courant entre deux électrodes. La plupart des matières dissoutes dans l'eau se trouvent sous forme d'ions chargés électriquement. La mesure de la conductivité permet donc d'apprécier la quantité de sels dissous dans l'eau.

La turbidité représente l'opacité d'un milieu trouble. C'est la réduction de la transparence d'un liquide due à la présence de matière non dissoutes. Elle est causée, dans les eaux, par la présence des matières en suspension (MES) fines, comme les argiles, les grains de silice et les micro-organismes. Une faible part de la turbidité peut être due également à la présence des matières colloïdales d'origine organique ou minérale.

Les MES représentent les matières qui ne sont ni à l'état dissous ni à l'état colloïdales, donc filtrable. Elles sont organiques ou minérales et permettent une bonne évaluation du degré de pollution d'une eau.

Des nombreuses particules peuvent constituer des impuretés d'une eau. Les techniques analytiques nécessaires à leurs déterminations dépendent des dimensions de ces particules. Les impuretés présentes dans l'eau ont pour origine soit des substances minérales, végétales ou animales.

Les matières décantables sont les matières des grandes tailles, entre 40 micromètres et 5 millimètres et qui se déposent sans traitement physique et chimique.

Le pH est un paramètre qui permet de mesurer l'acidité, l'alcalinité ou la basicité d'une eau.

La concentration en oxygène dissous est un paramètre essentiel dans le maintien de la vie, et donc dans les phénomènes de dégradation de la matière organique et de la photosynthèse.

Une eau très aérée est généralement sursaturée en oxygène (torrent), alors qu'une eau chargée en matières organiques dégradables par des micro-organismes est sous-saturée. En effet, la forte présence de matière organique, dans un plan d'eau par exemple, permet aux microorganismes de se développer tout en consommant de l'oxygène.

Exprime la quantité d'oxygène nécessaire à la destruction ou à la dégradation des matières organiques présentent dans les eaux usées par les microorganismes du milieu. Mesurée par la consommation d'oxygène à 20°C à l'obscurité pendent 5 jours d'incubation d'un échantillon préalablement ensemencé, temps qui assure l'oxydation biologique des matières organiques carbonées.

C'est la mesure de la quantité d'oxygène nécessaire qui correspond à la quantité desmatières oxydables par oxygène renfermé dans un effluent. Elles représentent la plupart descomposés organiques (détergents, matières fécales).

Le carbone organique est constitué d'une grande diversité de composés organiques à plusieurs états d'oxydation, dont certains sont susceptibles d'être oxydés par des procédés chimiques ou biologiques. Ces fractions sont caractérisées par la demande chimique en oxygène (DCO) et la demande biologique en oxygène (DBO).

Certaines matières organiques échappent à ces mesures ; dans ce cas, le dosage du COT est mieux adapté. Il est indépendant de l'état d'oxydation de la matière organique et ne mesure pas les éléments inorganiques tels que l'azote et l'hydrogène qui peuvent être pris en compte par la DCO et la DBO.

La détermination porte sur les composés organiques fixés ou volatils, naturels ou synthétiques, présents dans les eaux résiduaires (celluloses, sucres, huiles, etc.). Suivant que l'eau a été préalablement filtrée ou non, on obtiendra le carbone dissous (DCO) ou le carbone organique total (COT). Cette mesure permet de faciliter l'estimation de la demande en oxygène liée aux rejets, et d'établir éventuellement une corrélation avec la DBO et la DCO.

Dans les eaux usées domestiques, l'azote est sous forme organique et ammoniacale, on le dose par mesure du N-NTK (Azote Totale Kjeldahl). Azote Kjeldahl = Azote ammoniacal + Azote organique.

L'azote organique, composant majeur des protéines, est recyclé en continu par les plantes et les animaux. L'azote ammoniacal est présent sous deux formes en solution, l'ammoniac NH3 et l'ammonium NH₄⁺, dont les proportions relatives dépendent du pH et de la température. L'ammonium est souvent dominant ; c'est pourquoi, ce terme est employé pour désigner l'azote ammoniacal ; en milieu oxydant, l'ammonium se transforme en nitrites puis en nitrates; ce qui induit une consommation d'oxygène.

Les ions nitrites (NO₂^-) sont un stade intermédiaire entre l'ammonium (NH₄⁺) et les ions nitratent (NO₃^-1). Les bactéries nitrifiantes (nitrosomonas) transforment l'ammonium en nitrites. Cette opération, qui nécessite une forte consommation d'oxygène, est la nitratation.

Les nitrites proviennent de la réduction bactérienne des nitrates, appelée dénitrification. Les nitrites constituent un poison dangereux pour les organismes aquatiques, même à de très faibles concentrations. La toxicité augmente avec la température.

Les nitrates constituent le stade final de l'oxydation de l'azote organique dans l'eau. Les bactéries nitratâtes (nitrobacters) transforment les nitrites en nitrates. Les nitrates ne sont pas toxiques ; mais des teneurs élevées en nitrates provoquent une prolifération algale qui contribue à l'eutrophisation du milieu. Leur potentiel danger reste néanmoins relatif à leur réduction en nitrates.

La détermination de la flore aérobie mésophile totale, des coliformes totaux, coliformes fécaux, staphylocoque, streptocoque, salmonelles et les shigelles, ainsi que certains pathogènes peuvent donner une indication sur les risques liés à l'utilisation de certains types d'eaux.

Ce tableau si dessous reprend d'une manière détaillée les substances, les origines et les effets de pollutions des eaux usées :

Substances

Origines

Effets

Hydrocarbures

Essences, huiles,

Fioul.

Transports routiers,

industries, accidents

pétroliers, fuites lors des

déchargements des

pétroliers, lessivage par

la pluie des zones

urbaines (parking, route).

Altération des mécanismes

physiologiques de tous les

organismes vivants.

Métaux lourds

Transports routiers,

industries métallurgiques

et pétrochimiques,

peinture et carénage des

bateaux.

Affectent surtout les animaux

Ralentissement de la croissance

Altération des organes

Classement par ordre de nocivité

croissante :

Hg>Ag>Cu>Cd>Zn>Pb>Cr>Ni>Co.

Pesticides et

Insecticides

Utilisation domestique,

Agriculture.

Trouble du métabolisme et du

système neurologique

Altération des processus

Enzymatiques.

Composés azotés

et phosphatés

Agriculture, aquaculture,

industries

agroalimentaires, eaux

usées domestiques.

Phénomène d'anoxie et

d'eutrophisation

Détergents

Eaux usées domestiques,

Industries.

Affectent les plantes et les algues

Effet amplifié si combinaison avec

des hydrocarbures.

Matières en

suspension MES

Eaux usées domestiques,

lessivages des sols,

industries.

Donnent à l'eau une apparence trouble, un mauvais goût et une mauvaise odeur.

Il est important de noter que les cours d'eau ont une capacité naturelle et son environnement peut être durable. Les zones privées d'oxygène par la pollution entraînent la mort de la faune et de la flore ou créent des barrières infranchissables empêchant notamment la migration des poissons grâce aux substances, et les effets de la pollution des eaux naturelles. La présence excessive de phosphates, en particulier, favorise le phénomène d'eutrophisation, c'est-à-dire la prolifération d'algues qui nuisent à la faune aquatique, peuvent rendre la baignade dangereuse et perturbent la production d'eau potable.

Trois principaux paramètres mesurent les matières polluantes des eaux usées :

ü Les matières en suspension (MES) exprimées en mg par litre. Ce sont les matières non dissoutes de diamètre supérieur à 1mm contenues dans l'eau. Elles comportent à la fois des éléments minéraux et organiques et décantent spontanément.

ü La demande biochimique en oxygène (DBO), exprimée en mg d'oxygène par litre. Elle exprime la quantité de matières organiques biodégradables présentes dans l'eau. Plus précisément, ce paramètre mesure la quantité d'oxygène nécessaire à la destruction des matières organiques grâce aux phénomènes d'oxydation par voie aérobie. Pour mesurer ce paramètre, on prend comme référence la quantité d'oxygène consommé au bout de cinq jours. C'est la DBO5, demande biochimique en oxygène sur cinq jours.

ü La demande chimique en oxygène (DCO), exprimée en mg d'oxygène par litre. Elle représente la teneur totale de l'eau en matières oxydables. Ce paramètre correspond à la quantité d'oxygène qu'il faut fournir pour oxyder par voie chimique ces matières.

Les teneurs en azote et en phosphore sont également des paramètres très importants, à cause des problèmes d'eutrophisation expliqués plus haut. Cette fragilité du milieu naturel a été prise en compte par la réglementation avec la notion de "zones sensibles".

Les eaux usées contiennent aussi des contaminants microbiologiques, bactéries, virus pathogènes et parasites, le rejet des eaux usées à proximité de lieux de baignade ou de zone d'élevage de coquillages fait courir un risque pour la santé. Il doit faire l'objet de précautions particulières.

Pour quantifier globalement les matières polluantes contenues dans les eaux usées domestiques (et assimilées), on utilise comme unité de mesure "l'équivalent-habitant" : EH. La notion d'équivalent habitant est utilisée pour quantifier la pollution émise par une agglomération à partir de la population qui y réside et des autres activités non domestiques.

Le problème de la pollution se pose avec urgence aujourd'hui, non plus que le phénomène de pollution soit nouveau mais à cause du déséquilibre qui s'accuse entre leur émission et leur résorption. L'existence humaine, comme toute existence animale, est naturellement polluante : il nous faut manger fréquemment et respirer continuellement et ce que nous rejetons est polluant. Autant que nous avons pris à l'environnement ce qui nous est nécessaire, autant ce que nous lui rendons sera nocif.

On appelle pollution, toute intervention de l'homme dans les équilibres naturels par la mise en circulation de substances toxiques, nuisibles, ou encombrantes, qui trouble ou empêche l'évolution naturelle du milieu.

En d'autre terme, c'est une modification défavorable du milieu naturel pouvant affecter l'homme directement ou à travers des ressources agricoles, l'eau et les autres matières biologiques en altérant les objets physiques qu'il possède.

Elle résulte de l'introduction dans un milieu (eau, air, aliment) d'organismes vivants altéragènes (bactéries ou virus) généralement microscopiques ou de la présence de ces organismes dans ce milieu au-delà d'une certaine concentration. Il faut savoir que les aliments constituent un milieu favorable à la croissance microbienne.

Bref elle concerne toutes les bactéries ou les virus contenus dans les déjections humaines ou animales. Rejetées par les villes ou l'élevage, ces déjections s'infiltrent dans les sols et finissent par rejoindre les nappes souterraines qui alimentent la mer et les eaux douces. Elles contribuent ainsi à la pollution des eaux de la planète.

On retrouve dans la mer et dans les sols des substances chimiques dangereuses pour l'environnement. Elles peuvent êtres issues des rejets des stations d'épuration, de l'agriculture (dans les pesticides qui sont utilisés), de l'industrie, des transports ...les excès de sels nutritifs, pesticides, métaux et autres substances toxiques sont déversés chaque jour et menacent la chaîne alimentaire.

En effet, les substances chimiques s'accumulent dans tous les organismes. Elles contaminent d'abord les espèces végétales, qui sont directement reliées à la terre et se nourrissent de ce qu'elle contient, puis les organismes qui se nourrissent d'elles etc ...

Le phénomène remonte ainsi toute la chaîne alimentaire et finit par toucher les plus grands mammifères et l'homme. C'est ainsi que des nombreuses espèces animales et végétales sont fragilisées. Elles tombent malades et parfois meurent.

Cette pollution se réalise lorsque les polluants cités sont introduits dans un milieu donné au-delà d'un certain taux.

Il s'agit de tous les déchets physiques que l'on retrouve sur les sols et au fond des océans. Par exemple le pétrole, les bouteilles en plastique, le papier, le carton etc..... d'où l'importance de bien faire le tri dans les poubelles entre les matières non recyclables (citées ci-dessus) et les autres ! Nous pouvons ainsi les traiter différemment des autres déchets et faire en sorte qu'elles polluent moins l'environnement.

Lorsque s'introduit un facteur physique altéragène (chaleur, bruit et vibration a basse fréquence, rayonnement,...) dans un milieu et il y est au-delà d'un certain niveau.

2) Suivant le milieu ou la matière par laquelle les pollutions contaminent l'organisme (audition, inhalation ou voie cutanée) la classification écologique considère le milieu dans lequel les polluants sont émis et où ils exercent leurs méfaits. On distingue ainsi :

Le sol constitue en bien des cas l'intermédiaire entre l'atmosphère et l'hydrosphère pour une fraction de la quantité totale de chaque polluant que l'homme rejette dans l'air. Les polluants ainsi accumulés restent en place des années, ce qui ne fait que transporter une partie de la pollution du sol à l'atmosphère.

La pollution de l'air a des effets variés sur la santé et sur l'environnement, c'est un phénomène local, continental et mondial. Mais aujourd'hui, la plupart de gens sont exposés à la pollution des automobilistes et des transports routiers. Les effets de la pollution sur la santé augmentent en fonction des concentrations, des substances polluantes dans l'air et d'exploitation.

La pollution atmosphérique se vit surtout en milieu urbain où il y a la concentration des industries, des foyers domestiques, mais aussi la circulation des véhicules à moteurs à combustion interne. Les polluants rejetés se répartissent en deux groupes :

Notons que les vents dispersent aussi les agents polluants en altitude et assurent ainsi leur circulation atmosphérique. Pour résoudre ces problèmes, nous devons éviter l'abondance dévastatrice. Pour ce faire, il faut comprendre, organiser, contrôler et prévoir ce milieu.

Les divers aspects de la pollution sont liés les uns aux autres, aussi scientifique que politique. Du point de vue scientifique, la capacité de prédation des bouleversements écologiques exige que l'on comprenne les processus physiques, chimiques, biologiques et sociaux qui gouvernent la terre et les interactions entre ces différents processus au sein du système terrestre.

Du point de vue politique, les réponses aux problèmes de pollution mettent en lumière la nécessité de développer des politiques internationales coordonnées en matière d'énergie, de technologie, d'utilisation de terre et de développement économiques. Il nous faut en définitive pour l'avenir une technologie puissante et consciente afin de réconcilier écologie et économie et s'assurer un développement durable de la biosphère où le terme déchet sera banni.

La pollution des eaux représente les aspects les plus inquiétants de la dégradation du milieu naturel par la civilisation contemporaine. Jusqu'à un passé récent, les eaux marines étaient considérées comme la solution poubelle pour tous les déchets industriels et domestiques. La pollution des eaux est une réalité et même une menace pour la vie humaine. Les effets dépendent de la solubilité du polluant dans l'eau.

Les déchets solubles comme les nitrates, les phosphates favorisent la prolifération des algues dans les rivières, ce qui peut entrainer la disparition des certaines espèces de poissons.

L'eau est dite polluée lorsque l'état d'un cours d'eau est, directement ou indirectement, modifié par les activités de l'homme. Il est ainsi plus difficile de l'utiliser voire dangereux. Et oui, des eaux polluées peuvent grandement affecter notre environnement et la vie des nombreuses espèces animales et végétales.

Les activités humaines sont responsables de la détérioration des milieux aquatiques. Nous avons non seulement détérioré la qualité de l'eau avec l'industrie, l'agriculture, le transport, notre vie au quotidien, mais nous avons aussi contaminé les autres organismes vivants qui maintenant polluent à leur tour.

Quand nous avons compris cela, nous pouvons aussi comprendre que nous sommes les seuls capables de faire quelque chose pour arrêter ce processus. Parce-que, d'ici quelques années les fonds marins seront définitivement détruits et de nombreuses espèces de poissons et mammifères auront peut-être disparus. Si à notre niveau nous préservons l'eau et la vie qu'elle renferme, en voici quelques gestes simples que nous pouvons faire au quotidien et peut-être qu'en nous y mettant tous nous pourrons corriger nos erreurs du passé !

· Ne gaspiller pas l'eau : fermer le robinet pendant que nous brossons les dents.

· Respecter les règlementations en matière de pêche: les espèces protégées, les tailles minimales, les périodes autorisées. Ne pêcher pas plus que votre consommation.

· Ne jeter pas de produits dangereux dans l'eau : l'huile de vidange, les solvants... réduire notre utilisation de produits nocifs : lessives, détergents.

Collectées par le réseau d'assainissement, les eaux usées contiennent de nombreux éléments polluants, provenant de la population, des activités commerciales, industrielles et agricoles et des phénomènes naturels.

Les eaux usées se caractérisent par des paramètres physico-chimiques et bactériologiques, qui permettent de déterminer leur éventuelle origine et de connaitre l'importance de leur charge polluante. Avant qu'elles ne soient rejetées dans le milieu naturel et ne le dégradent, elles doivent impérativement obéir à des normes établies pour protéger les milieux récepteurs contre la pollution. Pour cela, elles sont acheminées vers une station d'épuration où elles subissent plusieurs phases de traitements.

Les eaux usées de différentes compositions et de diverses origines constituent un problème pour la nature lors du rejet sans subir de traitements au préalable. Afin de montrer l'intérêt de leur traitement, nous avons présenté dans ce chapitre d'une part, les origines, la composition et caractéristiques des eaux usées, et d'autre part, les différentes méthodes et sources de la pollution des eaux usées.