ETUDE DE FAISABILITE D’ADDUCTION D’EAU POTABLE PAR SYSTEME GRAVITAIRE

Paramètres physico-chimiques

Les paramètres physico-chimiques abordés dans ce paragraphe concernent la température, le pH, la turbidité, la conductivité et la teneur en éléments chimiques de la solution à analyser.

Température

La température joue un rôle important sur l’état physique de l’eau, plus précisément sur la solubilité des sels et surtout des gaz. La structure de la molécule d’eau change à chaque variation de la température. C’est le phénomène d’agitation thermique. Par ailleurs, la température accroit les vitesses des réactions chimiques et biochimiques d’un facteur 2 à 3 pour une augmentation de température de 10 degrés Celsius (ᵒC). Pour connaitre la température de la solution à analyser, le thermomètre doit être plongé dans un bécher de 25 mL. 

pH

Le pH, appelé également potentiel Hydrogène, indique l’équilibre entre les acides et les bases d’une solution aqueuse. En d’autres termes, le pH est la mesure de l’acidité, c’est à dire de la concentration en ions d’hydrogène (H + ). La figure 20 indique le pH-mètre utilisé lors de l’analyse de la solution. Figure 20 : pH-mètre Wagtech 26 Pour faire la mesure, l’eau est mise dans un récipient de 100 mL en l’agitant. Après l’agitation, il faut appuyer sur le bouton « ON » du pH-mètre et le résultat s’affiche automatiquement sur l’écran. 

Turbidité

C’est la mesure des particules en suspension, que ce soit en suspension grossière ou en suspension colloïdale. La turbidité se mesure par un turbidimètre. Effectivement, elle varie suivant les matières en suspension de l’eau, elle a un rôle écologique dont la baisse de la lumière, le pouvoir adsorbant abrasion et sédimentation. Pour la mesure de la turbidité, il existe un appareil de contrôle visuel dans lequel l’eau à analyser est mise pour savoir si l’eau est propre physiquement ou non. 

Conductivité

La conductivité mesure la capacité d’une solution à conduire un courant électrique. 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 des sels dissous dans l’eau. La conductivité est également fonction de la température de la solution : elle est plus importante lorsque la température augmente. La figure 21 ci-dessous montre un conductimètre, appareil de mesure de la conductivité. Figure 21: Conductimètre

Teneur en éléments chimiques

Plusieurs éléments chimiques peuvent se présenter dans l’eau comme les nitrates, les nitrites, les fluorures, les ammoniums et le chlore.

Teneur en nitrate

La teneur en ions nitrates exprime la quantité en ions nitrates (NO3 – ) existants dans l’eau Les nitrates sont naturellement présents dans les eaux naturelles. Pour faire le test du nitrate présent dans l’eau, les éléments ci-après sont nécessaires : une pastille de nitratest, de la poudre de nitratest, une pastille de nitricol, un comparateur de couleur Wagtech Wag-WE10195 et un disque de nitrate Wag-WE101238. Le processus du test consiste à prendre 1 mL de l’échantillon à l’aide d’une seringue graduée et le mettre dans le tube nitratest tout en ajoutant de l’eau déionisée jusqu’à 20 mL. Par ailleurs, une cuillerée de poudre de nitratest et une tablette de nitratest sont ajoutées par la suite. En effet, la pastille ne doit pas être écrasée et le tube doit être fermé avec capuchon tout en agitant pendant une minute, puis attendre que la solution se stabilise. Les figures 22 et 23 montrent la poudre et la tablette de nitratest. Le tube est agité pendant 2 minutes au moins pour une dissolution complète du réactif. Ensuite, le bouchon est enlevé tout en nettoyant le haut du tube avec un tissu propre et la solution claire est transférée dans le tube de 10 mL, puis une pastille de nitricol écrasée est ajoutée tout en remuant pour la dissoudre. Après 10 minutes, le tube est inséré dans le comparateur couleur pour la lecture. Les figures 24 et 25 indiquent le comparateur couleur et le disque à insérer dans celui-ci. Il suffit ensuite de faire la comparaison de la couleur de la solution avec les différentes couleurs affichées sur le disque. A chaque couleur correspond une concentration en mg. L-1 .

Teneur en nitrite

La teneur en nitrite mesure la quantité d’ions nitrites (NO2 – ) contenus dans l’eau. Les nitrites s’oxydent facilement en nitrates car ils sont instables. Les nitrites sont présents dans les eaux naturelles sous forme de produit intermédiaire du cycle de l’azote. Le test de nitrite s’applique Figure 25 : Disque Figure 24 : Comparateur couleur Figure 22 : Poudre de nitratest Figure 23 : Tablette de nitratest 28 également au contrôle de pollution dans les eaux usées et à la surveillance de l’eau de consommation. La pastille de nitricol, un comparateur de couleur et le disque de nitrite sont les réactifs nécessaires pour le test du nitrite. La procédure de test consiste au remplissage d’une éprouvette carrée avec l’échantillon jusqu’ à la marque 10 mL, une pastille de nitricol est ajoutée par la suite en l’écrasant et en mélangeant pour la dissolution. La figure 26 présente le palintest pour effectuer le test de nitrite. Figure 26 : Palintest pour le test de nitrite En réalité, il faut le laisser reposer pendant dix minutes pour que la couleur se développe complètement. Par ailleurs, l’éprouvette est placée dans le comparateur de couleur en comparant avec le disque selon la procédure habituelle. La valeur indiquée par le disque correspond à la concentration d’azote nitrite de l’échantillon en mg. L-1 .

Teneur en fluorure

Le fluorure est naturellement présent dans certaines eaux souterraines. Pour faire le test du fluorure, il faut utiliser les réactifs suivants : une pastille de fluoride nº1, une pastille de fluoride nº2, un comparateur de couleur et un disque de fluorure. La procédure de test consiste au remplissage d’une éprouvette carrée avec l’échantillon jusqu’à la marque 10 ml. Une pastille de fluoride nº1 est ajoutée dans l’éprouvette ; cette pastille est ensuite écrasée et mélangée jusqu’à sa dissolution. En effet, pour permettre le développement complet de la couleur, il faut le laisser reposer pendant cinq minutes. Puis, l’éprouvette est placée dans le comparateur pour la confrontation avec le disque selon la procédure habituelle. La valeur indiquée par le disque correspond à la concentration en fluorure de l’échantillon en mg.L -1

Teneur en ammonium

C’est la mesure de la quantité en ions ammoniums (NH4 + ) présents dans l’eau. L’ammonium est la forme réduite de l’azote. Cet élément provient en général du lessivage des terres agricoles. Pour 29 faire le test de l’ammonium, il faut les réactifs ci-après : une pastille nº1 de l’ammonium, une pastille nº2 de l’ammonium, un comparateur de couleur et un disque d’ammonium. La procédure de test consiste au remplissage de l’éprouvette carrée avec l’échantillon jusqu’à la marque 10 ml. Une pastille nº1 d’ammonium et une pastille nº2 d’ammonium sont ajoutées dans l’éprouvette pour être ensuite écrasées et mélangées pour la dissolution de celles-ci. En effet, pour le développement de la couleur, il faut le laisser reposer pendant 10 minutes. Puis, l’éprouvette est placée dans le comparateur en comparant au disque selon la procédure habituelle. La valeur indiquée par le disque correspond à la concentration d’ammonium dans le prélèvement en mg. L-1 . 

Teneur en chlore

Le chlore et les composés libérant du chlore sont largement utilisés pour la désinfection de l’eau à consommer et pour le contrôle de la prolifération microbiologique. La mesure précise du chlore résiduel est un aspect essentiel du contrôle de ces procédés de chloration. Le niveau du chlore peut être exprimé en chlore libre, en chlore combiné ou en chlore résiduel total. Pour la majorité des applications, la mesure du chlore libre est la plus importante. Pour le test du chlore, il faut les réactifs suivants : une pastille de Diethyle Phenylène Diamine (DPD) nº1, une pastille de DPD nº3, un comparateur de couleur et un disque de chlorine. La procédure consiste au rinçage d’une éprouvette carrée avec l’échantillon en laissant deux à trois gouttes d’échantillon au fond de l’éprouvette et en ajoutant une pastille de DPD nº1. Celle-ci est ensuite écrasée, puis l’éprouvette est remplie avec l’échantillon jusqu’à la marque 10 ml. En réalité, pour faire dissoudre la pastille, il est nécessaire de bien agiter la solution. L’éprouvette doit être placée dans le comparateur pour la lecture selon la procédure habituelle. Cependant, la valeur indiquée par le disque correspond à la concentration en chlore résiduel libre La mesure du chlore résiduel total consiste à poursuivre le test sur la même portion d’échantillon. Une pastille DPD nº3 est ajoutée en écrasant la pastille pour la dissolution de celle-ci. Il faut la laisser reposer pendant 2 minutes pour un développement maximal de la couleur. Après, l’éprouvette est placée dans le comparateur en le comparant selon la procédure courante. La valeur indiquée par le disque correspond maintenant à la concentration résiduelle totale en mg. L-1 Pour connaitre la teneur en chlore résiduel combiné, il faut soustraire la valeur du chlore résiduel total avec celui du Chlore résiduel libre, autrement dit : chlore résiduel combiné = chlore total – chlore libre (Equation 14) .

Paramètres bactériologiques

La qualité bactériologique de l’eau se mesure par la présence des coliformes qui sont indicateurs de la pollution de l’eau. Leur présence dans l’eau indique que celle-ci a été polluée par des excréments d’origine humaine ou animale. L’objectif est l’absence de coliformes dans 100 mL d’eau. Les tests microbiologiques sont essentiels pour le contrôle et la détermination de la potabilité de l’eau de consommation humaine. L’incubation est une opération permettant d’identifier les germes pathogènes susceptibles d’être présent dans l’eau. Elle consiste à incuber l’échantillon d’eau à analyser à une temperature de 37 à 44ºC après une filtration. Comme tous travaux effectués en laboratoire, la réalisation de l’incubation nécessite des précautions à prendre définitivement pour éviter toutes sources de contamination Ainsi, les récipients utilisés durant l’analyse doivent être bien propres. Pour effectuer l’incubation, il faut utiliser les matériels suivants : une boite de pétri, un incubateur avec batterie rechargeable, une membrane filtrante, une pince à membrane et un produit chimique appelé « laurylsulfate » qui est d’une poudre de couleur jaunâtre avec une odeur piquante. Quelques matériels sont présentés sur les figures 27, 28 et 29. Un appareil de filtration est muni des outils suivants : un flacon pour produit filtré, une coupe d’échantillonnage, un tube réservoir gradué en aluminium, une pompe manuelle à vide à soufflet et un support de compression.