Les sources naturelles de l’eau
On trouve quatre sources principales d’eaux brutes : les eaux de pluie, les eaux de mer, les eaux de surface et les eaux souterraines. Les caractéristiques générales de chacune de ces sources reflètent l’interaction de l’eau et du milieu environnant.
Les eaux de pluie : Les eaux de pluie sont des eaux de bonne qualité pour la consommation humaine. Elles sont très douces par la présence d’oxygène et d’azote et l’absence des sels dissous, comme les sels de magnésium et de calcium. Dans les régions industrialisées, les eaux de pluie peuvent être souillées par des poussières atmosphériques. La distribution des pluies dans le temps ainsi que les difficultés de captage font que peu de municipalités utilisent cette source d’eau.
Les eaux de mer : Les eaux de mer sont une source d’eau brute qu’on n’utilise que lorsqu’il n’ya pas moyen de s’approvisionner en eau douce. Ces eaux sont caractérisées par une grande salinité (varie de 33000 à 37000 mg.L-1), elles sont dénommées aussi «eaux saumâtres». Ce qui rend l’utilisation de ces eaux difficile, notamment leur coût très élevé pour leur traitement .
Les eaux de surface : Les eaux de surface sont des eaux qui circulent ou qui sont stockées à la surface des continents. Elles proviennent soit par des nappes souterraines dont l’émergence constitue une source, soit par les eaux de ruissellement (fleuves, rivières, barrages, mares, marigots).
Elles sont caractérisées par une surface de contact eau-atmosphère toujours en mouvement et une vitesse de circulation appréciable .
En plus, ces eaux superficielles doivent subir un traitement en plusieurs étapes pour être utilisées pour la boisson et les usages domestiques. Elles ne peuvent être utilisées sans traitement. De plus, pour envisager d’alimenter des populations à partir d’eaux de surface, il faut éviter les conditions favorisant l’érosion des sols, les conditions non hygiéniques et les pollutions accidentelles et chroniques .
Les eaux souterraines : On entend par « eau souterraine » l’eau qui se trouve sous le niveau du sol et qui remplit soit les fractures du socle rocheux, soit les pores présents dans les milieux granulaires tels que les sables et les graviers. Contrairement à l’eau de surface, l’eau souterraine n’est pas rassemblée comme un ruisseau ou une rivière, mais elle circule en profondeur dans les formations géologiques qui constituent l’espace souterrain .
Le niveau de l’eau souterraine, au-dessous duquel les roches ou sédiments sont saturés, est appelé nappe phréatique. On trouve aussi de l’eau au-dessus de la nappe phréatique, dans la zone non saturée, par exemple sous forme d’eau du sol, mais cette eau n’est normalement pas exploitée par l’homme et on ne pas la considérée comme une eau souterraine .
Cycle de l’eau
La connaissance de l’origine de l’eau, de son cycle, de sa dynamique dans la nature et sa répartition dans l’espace et dans le temps est une donnée fondamentale. L’eau fait partie d’un cycle naturel en perpétuel mouvement entre la terre et l’atmosphère.
L’eau s’évapore constamment au-dessus des océans, des lacs et des forêts, elle est condensée sous forme de nuages et ensuite transportée dans le ciel par vents. Dans le ciel, les nuages se condensent sous forme de vapeur d’eau autour des particules de poussières, puis tombent en précipitations sous forme de pluie ou de neige, sous l’action de phénomènes météorologiques complexes où interviennent surtout les vents et les différences de températures.
L’eau qui ruisselle pénètre dans le sol où elle s’infiltre et va remplir les nappes souterraines. Elle traverse des couches de plus en plus profondes du sol et va abandonner dans son cheminement la quasi-totalité des impuretés dont elle s’était chargée. Les eaux souterraines circulent elles aussi, une partie se jetant directement dans la mer et le reste venant alimenter les rivières à leur source ou par le biais d’un affluent.
Enfin, l’eau peut revenir directement à sa phase liquide dans l’atmosphère par la transpiration des végétaux qui éliminent ainsi une partie de l’eau contenue dans le sol et conservent une partie de l’eau de pluie dans leur feuillage . La durée des diverses phases de ce cycle sont souvent méconnues, elles atteignent quelques jours entre l’océan et la pluie, quelques heures à quelques mois entre la pluie et la nappe (recharge), plusieurs années ou millénaires entre la nappe et la source ou le puits (écoulement-souterrain) .
Nettoyage et désinfection de puits
Les différentes sources potentielles de contamination d’un puits se font par : Pénétration directe : intrusion d’eau météoriques, introduction d’objets souillés (seau sale, déchets…), intrusion d’animaux (grenouilles, moustiques), Cyclone, inondations, tremblements de terre et raz-de-marée entraînent l’introduction de matières solides et d’eau salée (littoral) ;
Ruissellement des eaux météoriques : eaux stagnantes (zone inondable), eaux usées issues du puits, animaux à proximité ;
Infiltration : eaux du périmètre de protection immédiate, migration des polluants dans les couches géologiques.
En cas de ces différentes voies de contamination des puits, il n’y a pas de protection possible (filtration par le sol insuffisante). Il faut procéder à un nettoyage et désinfection de ces puits afin de réduire leur contamination.
Nettoyage de puits : Les étapes à suivre pour le nettoyage de puits sont résumées comme suit : Préparer une solution chlorée à 200 mg.L-1 de chlore (200 mg.L-1 de chlore = 3 grammes de HTH pour 1 litres d’eau).
Vider l’eau du puits avec la pompe pour supprimer les matières en suspension ou pour purger l’eau salée. Cette étape peut être réalisée à l’aide d’un seau.
Brosser les parois du puits avec la solution chlorée à 200 mg.L-1, attendre une demi-heure et laisser le puits se remplir à nouveau.
Verser 10 litres de solution à 1% de chlore par mètre cube d’eau. Une solution à 1% = 10 grammes de chlore par litre = 15 grammes de HTH par litre (HTH= 70% de Cl).
Brasser et fermer le puits pendant 12 heures (une nuit) et avertir la population de la non potabilité de l’eau, positionner un pictogramme.
Vider l’eau du puits avec la motopompe et contrôler le taux de chlore en sortie : [Cl] libre < 0.5 mg.L-1. Désinfection de puits : Avant que l’eau ne soit extraite du puits pour l’utiliser, une désinfection est recommandée afin de s’assurer que tous les éléments du puits sont propres et désinfectés. Une telle désinfection n’assurera pas de protection résiduelle et par conséquent, il est important de prendre les mesures nécessaires pour une collecte, un transport et un stockage de l’eau aussi hygiéniques que possible.
La désinfection est basée sur l’utilisation de chlore. Le chlore a pour avantage d’être disponible un peu partout, il est simple à doser et à utiliser, et se dissout rapidement dans l’eau. En contrepartie, il s’agit d’une substance dangereuse doit êtres stocker et manipuler avec prudence et il est inefficace contre certains kystes, tels que le cryptosporidium qui est un protozoaire responsable d’une grande partie des maladies diarrhéiques à travers le monde .
L’autre composé chloré le plus souvent utilisé est l’hypochlorite de calcium en poudre ou granulé contenant 60-80 % de chlore actif, communément appelé HTH. L’hypochlorite de sodium est aussi utilisé sous la forme de javel liquide ou en poudre. Chacun de ces composés chlorés contient une quantité différente de chlore actif selon le temps de stockage qu’il a subi, les conditions d’exposition à l’air et la façon dont il a été produit.
Après l’utilisation de désinfectant, il faut ensuite mélanger l’eau dans le puits à l’aide d’une longue perche et laisser l’eau reposer pendant au moins 30 minutes.
La qualité des eaux souterraines
Étant donné que les eaux souterraines sont généralement pures sur le plan bactériologique (UNICEF, 1999) elles constituent une meilleure solution que les eaux de surface en termes de génie sanitaire . Dans la réalité, la qualité naturelle de l’eau souterraine ne concerne pas seulement les aspects sanitaires et techniques de l’eau potable. Il faut se souvenir en particulier que l’eau des nappes alimente les rivières et que, par conséquent, certaines propriétés chimiques et microbiologiques des eaux souterraines peuvent avoir des incidences sur la vie aquatique. Donc les qualités requises sont d’ordre bactériologique et physico-chimique.
Qualité bactériologique : C’est le paramètre le plus important de la qualité de l’eau potable. Elle se mesure par la présence d’organismes indicateurs de pollution : les Germes totaux et les Coliformes qui vivent normalement dans les intestins humains et animaux. Les bactéries indicatrices de contamination fécale sont les Coliformes connus sous le nom d’Escherichia coli (E.coli), les Streptocoques fécaux et les Clostridium sulfito-réducteurs. Elles se multiplient très facilement et sont utilisées généralement comme germes tests de contamination fécale.
Normes de la qualité de l’eau : Afin de définir régulièrement une eau potable, des normes ont été établies qui fixent notamment les teneurs limites à ne pas dépasser pour un certain nombre de substances nuisibles et susceptibles d’être présentes dans l’eau. Le fait qu’une eau soit conforme aux normes, c’est-à-dire potable, ne désigne donc pas qu’elle soit exempte de matières polluantes, mais que leur concentration a été jugée suffisamment faible pour ne pas mettre en danger la santé du consommateur .
Globalement, les qualités de l’eau de boisson doit obéir à des normes définies par une réglementation nationale. Il peut en résulter, pour un pays ou une région donnée, des dispositions réglementaires différentes de la qualité de l’eau, par rapport aux normes internationales .
La pollution de l’eau
La pollution de l’eau est actuellement placée en tête des problèmes de l’environnement car l’eau est une interface entre l’air et le sol subit donc les dégradations de ces deux milieux .
Une eau est dite polluée lorsque son équilibre est modifié de façon durable par l’apport en quantités très importantes des substances plus ou moins toxiques, d’origines naturelles ou issues d’activités humaines.
La pollution de l’eau est peut être observée à différents niveaux dont on cite: Les nappes ou les sources d’eaux par suite d’infiltration d’eaux usées (Fosses septiques, latrines). Les eaux de surface: les fleuves, les rivières et les oueds. Les canalisations et les réseaux d’alimentations en eau .
Les risques liés à la présence des substances chimiques dans l’eau
L’être humain trouve une grande part de ses besoins en substances minérales dans l’eau de boisson. C’est en général la présence d’un excès de certains éléments qui peut induire soit directement, soit indirectement, des effets néfastes pour la santé.
Les effets ne se manifestent généralement qu’à moyen ou long terme et peuvent prendre des formes très diverses telles que cancérogénicité, mutagénicité, troubles métaboliques. A moyen terme, des pathologies ont été identifiées, induites par le fluor c’est la fluorose dentaire qui peut être apparaitre à partir de 4mg.L-1 de fluor, ou les nitrates qui se transforment en nitrites dans l’estomac. Ces nitrites peuvent provoquer la transformation de l’hémoglobine du sang en méthémoglobine, impropre à fixer l’oxygène. Ce phénomène est à l’origine de cyanoses, surtout chez les nourrissons . A long terme, le rôle néfaste de macroconstituants des eaux (sodium, dureté, etc.) n’a pas été confirmé. En revanche, certains microconstituants sont réellement impliqués dans
un risque hydrique, tels des métaux lourds (plomb, cadmium) ; Le plomb par exemple passe dans le sang et va perturber de nombreux mécanismes biochimiques, touchant principalement le système nerveux mais ainsi d’autres fonctions, comme la reproduction.
Les enfants exposes de manière prolongée à de faibles doses de plomb peuvent aussi développer un saturnisme : Une maladie caractérisée par divers troubles pouvant être irréversibles . D’autres interrogations subsistent pour certaines molécules organiques comme les pesticides et d’une manière plus générale, pour les sous-produits minéraux ou organiques de la désinfection (chloration surtout) des eaux, en termes de risque cancérogène .
Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
PREMIERE PARTIE : ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
Chapitre I : Les ressources en eau
I-1-Généralités
I-2-Les sources naturelles de l’eau
I-2-1- Les eaux de pluie
I-2-2- Les eaux de mer
I-2-3-Les eaux de surface
I-2-4-Les eaux souterraines
I-2-4-1-Les nappes de l’eau
I-2-4-2-Les différents types de nappes
I-2-4-2-1-La nappe profonde
I-2-4-2-2-La nappe phréatique
I-2-4-2-3-La nappe alluviale
I-2-4-2-4-La nappe karstique
I-3-Principales différence entre les eaux souterraines et les eaux de surface
I-4- Cycle de l’eau
I-5- Critère de choix pour l’implantation d’un point d’eau souterraine
I-5-1-le puits
I-5-2- Types de puits
I-5-2-1- Puits ordinaire
I-5-2-2-Puits de surface
I-5-2-3-Puits foncés ou puits tubulaire
I-5-2-4- Puits artésien
I-5-2-5-Puits d’infiltration
I-5-3-Nettoyage et désinfection de puits
I-5-3-1-Nettoyage de puits
I-5-3-2-Désinfection de puits
Chapitre II : La pollution de l’eau
II-1- La qualité de l’eau de consommation
II-1-1-La qualité des eaux souterraines
II-1-1-Qualité bactériologique
II-1-2-Qualité physico-chimique
II-2- Normes de la qualité de l’eau
II-3- La pollution de l’eau
II-4-Sources de pollution
II-4-1-Les rejets domestiques
II-4-2-Les rejets agricoles
II-4-3-Les rejets industriels
II-5-Les principaux polluants
II-5-1-Les polluants biologiques
II-5-1-1-La pollution bactérienne
II-5-1-2-La pollution virale
II-5-1-3-La pollution parasitaire
II-5-1-3-1-Les helminthes
II-5-1-3-2-Les protozoaires
II-5-1-4-Les algues de l’eau
II-5-2-Les polluants chimiques
II-5-2-1-Les éléments chimiques minéraux
II-5-2-2-Les métaux lourds
II-5-3-Les polluants organiques toxiques
II-5-3-1-Les pesticides
II-5-3-2-Les détergents
II-5-3-3-Les hydrocarbures
II-5-4-Les polluants radioactifs
Chapitre III : Risques liés à l’eau et son traitement
III-1-Introduction
III-2-Les maladies à transmission hydrique
III-2-1-Les maladies d’origine bactérienne
III-2-1-1-Le choléra
III-2-1-2-La fièvre typhoïde
III-2-1-3-La gastro-entérite
III-2-1-4-La dysenterie
III-2-2-les maladies d’origine virale
III-2-2-1-L’hépatite A
III-2-2-2-La poliomyélite
III-2-3-Les maladies d’origine parasitaire
III-3- Les risques liés à la présence des substances chimiques dans l’eau
III-4- Les risques liés au manque d’eau
III-5-Gestion des risques hydriques
III-6-Evaluation des risques hydriques
III-6-1-Evaluation des risques chimiques
III-6-2-Evaluation des risques microbiologiques
III-7- Traitement de l’eau
III-7-1-Traitement des eaux de surface
III-7-1-1-Prétraitement
III-7-1-2-Pré-oxydation
III-7-1-3- La clarification
III-7-1-3-1-La coagulation
III-7-1-3-2-La floculation
III-7-1-3-3-La décantation
III-7-1-3-4-La filtration
III-7-1-4- La désinfection
III-7-1-5-L’affinage
III-7-2-Traitement des eaux souterraines
DEUXIEME PARTIE: MATERIEL ET METHODES
1- Cadre de l’étude
2- Présentation de la région d’étude
2-1-Situation géographique
2-2-Contexte démographique
2-3-La géologie
2-4-L’hydrographie
2-5-Les ressources économiques
2-6-L’occupation du sol
2-7- L’étude climatologique
2-7-1- Les températures
2-7-2- Les précipitations
2-7-3- La pluviométrie
2-7-3-1-Courbe pluviométrique de la station de Skikda
2-7-3-2-Courbe pluviométrique de la station de Zérdazas
2-7-4-L’humidité relative
2-7-5-Les vents
2-7-6-Détermination du type du climat
3-Type et période de l’étude
4-Echantillonnage
4-1-Choix des sites
4-2-Prélèvement des échantillons d’eau
4-2-1- Techniques de prélèvement
4-2-2- Transport des échantillons
5-Méthodes d’analyses
5-1- Analyses physico-chimiques
5-1-1-Mesure de la température
5-1-2-Mesure du potentiel d’hydrogène (pH)
5-1-3-Mesure de la conductivité électrique (CE)
5-1-4-Mesure de la turbidité
5-1-5-Dosage de l’oxygène dissous
5-1-6- Dosage de la dureté totale
5-1-7-Détermination de la dureté calcique (THCa)
5-1-8-Détermination de la dureté magnésienne (THmg)
5-1-9-Dosage des chlorures
5-1-10-Dosage des nitrites (NO2-)
5-1-11-Détermination des matières en suspension
5-2- Analyses bactériologiques
5-2-1-Dénombrement des Germes totaux
5-2-2-Dénombrement des Coliformes totaux et des Coliformes fécaux
5-2-3-Dénombrement des Streptocoques fécaux
5-2-4-Dénombrement des Clostridum sulfito-réducteurs
TROISIEME PARTIE: RESULTATS ET DISCUSSION
1-Introduction
2-Paramètres physico-chimiques
2-1-La température
2-2-Le potentiel d’hydrogène (pH)
2-3-La turbidité
2-4-La conductivité électrique (CE)
2-5-L’oxygène dissous
2-6-La dureté totale
2-7-Le calcium
2-8-Le magnésium
2-9-Les chlorures
2-10-Les nitrites
2-11-Les matières en suspensions (MES)
3-Paramètres bactériologiques
3-1-Les Germes totaux
3-2-Les Coliformes totaux
3-3-Les Coliformes fécaux (E. coli)
3-4-Les Streptocoques fécaux
3-5-Les Clostridium sulfito-réducteurs
CONCLUSION ET PERSPECTIVES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXE
