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Distillateur

Définition

Ce procédé consiste à mettre sous forme de vapeur l’eau , en la portant à ébullition, pour pouvoir séparer l’eau pure du sel minéraux et des autres composants qui pourraient empêcher l’eau d’être potable [6].

Principe

La distillation de l’eau est une ébullition suivie d’une liquéfaction. Ce procédé repose donc sur un changement de phase : La solution d’eau est introduite dans le corps du distillateur. A partir de l’ébullition, celle-ci se transforme en vapeur et remonte dans la colonne d’air. L’eau circule ensuite dans un tube réfrigérant pour repasser à l’état liquide et tombe sous la forme de gouttelettes dans le Becher, formant ainsi un distillat d’eau pure. Ainsi grâce à ce procédé, l’eau est séparée du sel et des autres microbes qui sont restés dans la solution initiale. La figure 3 montre le distillateur utilisé pendant l’étude.
Pour faire fonctionner un distillateur :
On replisse tout d’abord la cuve inox du distillateur par la solution synthétique de 500ml. Une fois la solution dans la cuve, on met en marche l’appareil. Le distillateur fait bouillir la solution (à 100C). Durant cette opération qui va durer de 55mn, la solution convertie en vapeur permettra d’extraire la plupart des polluants indésirable sous forme des résidus qui resteront dans la cuve. La vapeur quasi-pure sera ensuite capturer dans le récipient collecteur où il se refroidira pour devenir de l’eau liquide. Avant la réutilisation du distillateur, il faut rincer la cuve par l’eau distillée pour enlever tous les résidus restés au fond de la cuve.

Différentes technique d’une distillation

Distillation discontinue

Une distillation discontinue est une distillation où le mélange à séparer est chargé une fois dans l’installation et d’où les composants sont distillés les uns après les autres. Ceci implique un changement permanent de la composition du mélange initial et des profils de température [4].

Distillation continue

Une distillation continue est une distillation où l’installation est continuellement alimentée avec le mélange à séparer. Ce type d’installation permet de travailler sans modification des profils de composition ainsi que de température [7].

Distillation sous vide

Certains produits sont trop peu volatils à pression ambiante ou se décomposent avant de s’évaporer du fait de leur haut point d’ébullition. Dans ce cas, la pression de l’installation est réduite à l’aide d’une pompe à vide afin de réduire le point d’ébullition [7].

Distillation solaire

Un distillateur solaire est une technique passive, nécessitant des moyens limités pour distiller de l’eau salée, saumâtre ou souillée grâce à la chaleur du Soleil. Ce procédé élimine les impuretés telles que le sel, les métaux lourds et les micro-organismes [4].

Charbon actif (C.A)

Le C.A ou charbon activé est un matériau constitué essentiellement de matière carbonée à structure poreuse et peut être produit à partir de toute matière organique végétale riche en carbone. Ainsi, le C.A est un charbon ayant subi une préparation particulière et possède la propriété de fixer et de retenir les fluides amenés à son contact puisqu’il présente une très grande surface spécifique lui conférant un fort pouvoir adsorbant [29]. La filtration à C.A est une méthode de séparation d’un mélange qui vise à retenir le solide et laisser l’eau s’écouler.

Analyse physico-chimique

L’échantillonnage est extrêmement important puisqu’elle influence directement la qualité des résultats analytiques obtenus. Des précautions élémentaires sont décrites ci-dessous pour les analyses physicochimiques.

Méthode PALINTEST

La méthode palintest est une manière simple, précise et rapide d’utilisation pour apprécier la qualité physico-chimique d’une eau. Elle est composée d’un spectrophotomètre portatif de type 7100, des tubes ronds en verre de 10ml, des comprimés réactifs spécifiques à chaque paramètre à analyser, d’un manuel d’utilisation, d’un certificat de conformité et d’autres accessoires pour la dilution de l’échantillon. Le schéma d’un photomètre Palintest 7100 est donné par la figure 4.

Réactifs pour palintest

La méthode palintest utilise des comprimés réactifs propres à chaque analyse. Ces réactifs sont fournis par les fournisseurs sous les noms : Alkaphot, Calcicol, Chloridol, chrominol, Coppercol, Hardicol, Magnecol, Nickeltest, Nitratest, Nitricol, Phenoltest, phenoltest, des marques déposées par palintest. Ces comprimés ou pastilles sont formulés pour réagir aux paramètres spécifiques. Le tableau suivant représente les paramètres analysés au cours de cette étude avec les réactifs spécifiques pour chaque paramètre ainsi que les plages de détection [9].

Principe déterminé

Le 7100 de palintest est un photomètre à lecture directe pour mesurer l’intensité de la couleur. La lumière passe à travers l’éprouvette qui contient l’échantillon puis à travers un filtre coloré vers une photo détectrice. Les filtres sont choisis afin que la lumière d’une longueur d’onde spécifique soit sectionnée. Quand la solution est complètement sans couleur, toute la lumière passe à travers l’échantillon. Avec des échantillons colorés, la lumière est absorbée, et celle qui passe à travers l’échantillon est réduite proportionnellement. La méthode consiste à mesurer les couleurs qui résultent quand les comprimés réactifs sont ajoutés à un échantillon d’eau.
L’intensité de la couleur est proportionnelle à la concentration du paramètre en question.
Le photomètre est préprogrammé avec des calibrages pour chaque paramètre [12].
Les différentes procédures de test sont effectuées à des différentes longueurs d’ondes pour optimiser la sensibilité de chaque essai. La longueur d’onde est sélectionnée automatiquement par l’instrument. Les calibrages sont achevés en saisissant un numéro de programme unique au début de chaque test. Cela permet à l’instrument de sélectionner automatiquement le filtre exigé, et permet que la réponse à la photodiode soit convertie en une mesure de concentration. L’instrument affiche ainsi une lecture directe des résultats selon l’unité choisis [14].

Paramètres analysés avec le kit PALINTEST

Chlore

Le chlore est abondant dans la nature. C’est un produit chimique important dans la purification de l’eau, dans les désinfectants. Sa concentration dans une eau est un paramètre important à prendre en compte. La chloration est encore le procédé de désinfection le plus répandu pour le traitement final de l’eau destinée à la consommation humaine. Avec le photomètre on peut avoir les valeurs de Chlore libre totale [15].
Méthode
Pour déterminer la teneur en chlore d’une eau, la méthode Palintest fournit une méthode simple qui permet de déterminer la concentration en chlore d’une plage de 0 à 5 mg. L-1. Au-delà de cette concentration on doit diluer l’échantillon s’il est en excès.
Principe
. On remplit le tube jusqu’à 10mL avec l’échantillon à analyser.
. On ajoute une pastille DPD N°1 ; écraser et remuer pour dissoudre
. On ajouter une pastille DPD N°3 ; écraser et remuer doucement pour dissoudre. On évite d’agiter vigoureusement.
. On attend 5mn pour permettre le développement complet de la couleur ; on note la couleur obtenue avant et après la pause.
. On va sélectionner Phot 07.
. Le résultat obtenu s’affiche en mg.L-1Cl.

Fluor

Le fluor est présent à l’état naturel dans les eaux sous terrains. Des concentrations de quelques milligrammes par litre ne sont pas rares dans les eaux souterraines. Elle est contrôlée par plusieurs facteurs comme la température qui influe sur la solubilité. Le pH, … [23]. Le fluor a une action préventive contre les carries à partir de 0,5 mg. L-1. A plus forte dose, il peut provoquer une fluorose dentaire (à partir de 1,5 mg. L-1) voir même une fluorose osseuse ou articulaire (à partir de 7 mg. L-1) [17].
Méthode
Le test de fluorure avec la méthode palintest concentration en fluorure de 0 à 1,5 mg. est substantiellement sans interférences
Principe
. On remplit le tube jusqu’à 10mL avec l’échantillon à analyser.
. On ajoute une pastille Fluoride N°1 ; écraser et remuer pour dissoudre
. On ajouter une pastille Fluoride N°2 ; écraser et remuer doucement pour dissoudre. On évite d’agiter vigoureusement.
. On attend 5mn pour permettre le développement complet de la couleur ; on note la couleur
obtenue avant et après la pause.
. On sélectionne Photo 14.
. Le résultat obtenu s’affiche en mg.L-1F

Manganèse

Le manganèse est largement répandu dans les eaux naturelles. Dans une eau destinée à la consommation, le manganèse peut engendrer un gout astringent à l’eau [18]. A la surface du sol, le manganèse est présent, en quantité moindre que le fer, dans les roches. Son origine dans l’eau provient essentiellement de la dissolution des roches, et d’éventuels rejets industriels.
Méthode
La méthode palintest procure une analyse sensible pour la mesure du manganèse dans l’eau en effet elle couvre une plage de 0 à 0,030 mg. L-1.
Principe :
. On remplit le tube jusqu’à 10mL avec l’échantillon à analyser.
. On ajoute une pastille Manganèse N°1 ; écraser et remuer pour dissoudre.
. On ajoute une pastille Manganèse N°2 ; écraser et remuer doucement pour dissoudre.
On évite d’agiter vigoureusement.
. On attend 10mn pour permettre le développement complet de la couleur ;on note la couleur obtenue avant et après la pause.
. On sélectionne Phot 20 indiqué sur le photomètre.
. Le résultat obtenu s’affiche en mg.L-1Mn.

Nitrates et nitrites

Les ions nitrates ou NO3-sont très stables et très solubles dans l’eau. Pour une eau destinée à la consommation humaine, Les nitrates ne sont pas toxiques en eux-mêmes. C’est leur transformation en nitrites et composés nitrosés (nitrosamines et nitrosamides) qui peuvent provoquer des troubles caractéristiques [19].
Méthode
La méthode Nitrates de palintest fournit un test simple pour déterminer la teneur en nitrate d’une eau d’une gamme de 0 à 1 mg. L-1 N ou 0 à 4,4 mg. L-1NO3.Un teneur élevé en nitrate peut être mesurée en diluant l’échantillon.
La méthode Nitrates de palintest fournit un test simple pour déterminer la teneur en nitrite d’une eau d’une gamme de 0 à 0,5 mg. L-1 N ou 0 à 1,6 mg. L-1NO2 .Un teneur élevé en nitrite peut-être mesurée en diluant l’échantillon.
Principe :
. On remplit le tube Nitratest avec l’échantillon jusqu’au trait 20mL.
. On ajoute une cuillère de poudre Nitratest et une pastille Nitratest. On évite d’écraser la pastille. On ferme le tube avec le capuchon et on agite pendant 1mn.
. On attend une autre minute puis remue le tube trois (03) ou quatre (04) fois pour permettre la floculation. On attend encore 2mn ou jusqu’à l’obtention d’une solution claire.
. On enlève le capuchon et nettoyer le haut du tube avec un papier propre. On transfère le contenu de cette solution claire dans une éprouvette ronde jusqu’au trait 10mL. . On ajoute une pastille Nitricol ; on écrase et remue pour dissoudre.
. On attend 10mn jusqu’au développement complet de la couleur.
. On sélectionne la longueur d’ondes 570nm du photomètre.
. On sélectionne Phot 63 sur le photomètre qui donne la concentration en mg.L-1de NO3-et Phot 64 indiquant la teneur en mg.L-1de NO2-.

Paramètres physiques analysés avec le kit d’analyse portable wagtech

Mesure de la turbidité

Définition

En relation avec la mesure des matières en suspension, elle donne une première indication sur la teneur en matières colloïdales d’origine minérale ou organique [25]. L’unité de mesure de cette grandeur est exprimée en Unités de Turbidité Néphélométries (NTU) à l’aide d’un turbidimètre. Cet instrument envoie un rayon de lumière à travers un échantillon d’eau et mesure la quantité de lumière qui passe à travers l’eau par rapport à la quantité de lumière qui est réfléchie par les particules dans l’eau. Les classements d’une eau selon sa turbidité sont présentés dans le tableau 4.

Matériel

Le matériel utilisé est un turbidimètre portatif wagtech instruments TN-100. Alimenté par 4 piles alcalines LR 6 de 1,5 volt, elle affiche directement la turbidité en NTU sur l’écran. Il peut détecter la turbidité d’une eau comprise entre 0 à 800 NTU. La figure 5 illustre la mesure de la turbidité.

Principe

Le turbidimètre envoie un rayon de lumière à travers l’échantillon et mesure la quantité de lumière qui traverse le liquide par rapport à la quantité réfléchies [25]. L’expression des résultats se fait en NTU. 1 NTU correspond à la mesure de la lumière diffusée par une solution étalon de formazine, d’une valeur sous un angle de 90° par rapport à la direction du faisceau incident.
Pour procéder à l’obtention de la turbidité, on remplit le tube jusqu’au trait de 10ml, puis on introduit le tube dans l’appareil après on lance la lecture et enfin on prend le résultat.

Mesure du pH

Définition

Le pH ou Potentiel Hydrogène est une mesure de l’activité chimique des ions hydrogènes H+ en solution. En solution aqueuse, ces ions sont présents sous forme d’ion hydronium (H3O+) [26]. Elle varie d’une échelle de 0 (très acide) à 14 (très alcalin) la valeur médiane 7 correspond à une solution neutre à 25°C.

Table des matières

INTRODUCTION
Partie I. GENERALITES
Chapitre I. Etude bibliographique
I.1. Historique de la molécule d’eau
I.2. Composition chimique de l’eau
I.3. Distillateur
I .4. Eau distillée
Chapitre II : JIRAMA et réseau de distribution à Antananarivo
II.1 Etapes de traitements de l’eau à Mandroseza I
II.2. Etapes de traitement de l’eau à Mandroseza II
Partie II. MATERIELS ET METHODES
Chapitre I. Préparation des échantillons
Chapitre II. Distillateur
II.1. Définition
II.2. Principe
II.3. Différentes technique d’une distillation
II.3.1.Distillation discontinue
II.3.2.Distillation continue
II.3.3.Distillation sous vide
II.3.4.Distillation solaire
II.3.5. Charbon actif (C.A)
Chapitre III. Analyse physico-chimique
III.1. Méthode PALINTEST
III.2. Réactifs pour palintest
III.3. Principe déterminé
III.4. Paramètres analysés avec le kit PALINTEST
III.4.1.Chlore
III.4.2.Fluor
III.4.3.Manganèse
III.4.4.Nitrates et nitrites
III.5. Paramètres physiques analysés avec le kit d’analyse portable wagtech
III.5.1. Mesure de la turbidité
III.5.2. Mesure du pH
III.5.3. Mesure de la conductivité électrique (C.E)
Chapitre IV. Analyses bactériologique de l’eau
IV.1. Définition
IV.2. Matériels
IV.3. Principe
Chapitre V. Paramètres sensoriels de l’eau
V.1. Aspect
V.2. Couleur
V.3. Saveur
V.4. Odeur
Partie III. RESULTATS ET INTERPRETATIONS
Chapitre I. Paramètres physico- chimique
I.1. Résultats physico- chimique de la solution synthétique (avant et après distillation)
I.1.1. Résultat d’analyse physique d’une distillation simple
I.1.2. Résultat d’analyse chimique d’une distillation simple
I.1. 3.Résultat d’analyse physique d’une distillation double.
I.1.4.Résultat d’analyse chimique d’une distillation double.
I.1.5. Résultat d’analyse physique d’une distillation simple équipé d’un filtre à C.A
I.1.6. Résultat d’analyse chimique d’une distillation simple équipé d’un filtre à C.A
II. Interprétation graphique des paramètres physiques.
II.1. pH
II.2. Turbidité
II.3. Conductivité électrique
III.DISCUSSIONS
Chapitre II. Analyses bactériologiques de la solution (avant et après distillation)
II.1. Résultat bactériologique
II.2. Interprétation bactériologique
Chapitre III. Analyses sensorielles de la solution
III.1. Résultat
III.2. Interprétation
III.2.1.Aspect
III.2.2. Couleur
III.2.3. Saveur
III.2.4. Odeur
CONCLUSION
Références bibliographiques
Références webographies

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