domaine : sciences et technique filiere : hydraulique...
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République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique
UNIVERSITE BADJI MOKHTAR‐ ANNABA عنابة-جامعة باجي مختار
FACULTE des Sciences de L’ingéniorat DEPARTEMENT Hydraulique
MEMOIRE DE MASTER DOMAINE : Sciences et Technique
FILIERE : Hydraulique
OPTION : Hydraulique urbaine
Thème
le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma
Présenté par: -BENFIALA ISSAM Dirigé par: - Dr. DJEDAOUNE Amel -HAOULI ZOUHIR
Devant le Jury de soutenance : - Mme. KHERICI Houria Président Pr. univ Annaba - M. AMARCHI Hocine Examinateur Pr. univ Annaba - Mme. DJEDAOUNE Amel Encadreur MCB. univAnnaba - M. MEKSAOUINE Mohamed Examinateur Pr. univ Annaba - Mme. BENABDESSELAM Tamara Examinateur MCA. univ Annaba
Promotion : 2017
Remerciements
Dieu merci d’avoir terminé ce travail
Tout d’abord nous tenons à remercier Notre encadreur madame
Djedaoune Amel pour l’effort qu’il a déployé pour que se travaille
voir le jour.
Nous tenons aussi à remercier tous les professeurs de l’hydraulique
qui nous ont aidés et qui ont contribué à notre formation durant la
période de nos études universitaires.
Nous remercions les honorables membres du jury qui nous ont
Font l'honneur de corriger et juger notre travail
A tous les enseignants, à toute la Promotion De 2éme Année Mastère
En Hydraulique, amis (Lamine M, Moncef A) et tous ceux qui ont
contribué de prés ou de loin à la réalisation de ce mémoire.
Dédicaces
Nous dédions ce modeste travail à :
Nos chers papas, nos chères mamans pour leurs éducation, leurs
patience, leurs énormes sacrifices à nous offrir une vie pleine de joie
et d’amour, leurs soutiens et encouragements ; que Dieu les gardent.
Ainsi à Nos chères frères Mohamed et Lotfi
A mes grandes mères
A Toute ma famille
A tous mes amis (Lamine M, Moncef A et Oussama K)
A Toute la promotion hydraulique « année 2016/2017 »
Résumé
Le rendement d’une station d’épuration, est le facteur principal pour
l’évaluation de la qualité des eaux rejetées dans les milieux naturels.
Ce travail s’articule sur l’estimation du rendement de la station d’épuration de la
ville de Guelma pendant quatre année (2013 ,2014,2015 et 2016) et repose sur la
connaissance de la pollution organique présentée par les paramètres DCO,
DBO5, N-NH4 et MES à l’entrée et à la sortie de station.
Pour le traitement des données, on a étudié l’évolution mensuelle des
paramètres analysé, aussi un calcul de plusieurs coefficients a été fait : le
coefficient de biodégradation à l’entrée de station pour estimer l’aptitude à la
dégradation de la pollution des eaux, et le coefficient de contamination à la
sortie de station pour définir a quelle point les eaux sont-elles nettoyées .
Et enfin pour faire un évolution de les années étudié d’après le meilleur
rendement, on a calculé le rendement de chaque année que nous soutenons avec
les méthodes précédent, nous avons trouvé que tout les années à de bon
rendement, donc la station est en bon fonctionnement.
Mots clés : Guelma, Station d’épuration des eaux usée, Le rendement, Matière
organique.
Summary
The yield of water-treatment plant .It is the main factor for rejected water quality
evaluation .this work articulate on estimation of the yield of Geulma town
water-treatment plant during during four years (2013,2014,2015 and 2016)
Based on the knowledge of organic pollution Presented by the parameters
(DBO5,DCO,MES,N-NH4) (Year2013,2014,2015,2016) at the entrance and exit
of the plant
Data Processing we studied the monthly evolution of the parameters analyzed,
Also the calculation several coefficients it was: the coefficient of the
biodegradation at the entrance and exit of the plant for estimate the ability of the
water pollution degradation, and the contamination coefficient at the exit of the
plant to estimate the rate of water purification
And finally the make an evolution to the four years we studied according to best
yield, it was calculated the yield of every year that we support with the previous
methods we found that all years have a good yield, therefore the plant is in
proper functioning.
Keywords : Guelma, Sewage treatment plant of waste waters, The yield,
Organic material.
ملخص
.البيئات الطبيعية المطروحة فييقيم جودة المياه الذي الرئيسيھو العامل محطة الصرف الصحيمردود
ويستند ھذا العمل على تقدير مردود محطة الصرف الصحي لمدينة قالمة خالل أربعة سنوات
استنادا إلى معرفة التلوث العضوي المعروض عن طريق المعايير 2016و 2015, 2013,2014
عند مكان دخول و خروج المياه في المحطة. NH4-Nو ,5DCO, DBO MES :التالية
من أجل معالجة المعطيات قمنا بدراسة التقييم الشھري للمعايير السابقة الذكر و قمنا أيضا بحساب بعض
أجل تقييم القدرة على تحلل المواد الملوثة للماء و التحلل منالعوامل المؤثرة في ذلك من بينھا معامل
عامل التلوث الذي يھدف إلى إيجاد مدى نظافة المياه.
للسنوات المدروسة من حيث أفضلية المردود قمنا بحساب المردود لكل تقييم األخير من أجل وضع وفي
كل أنالسالفة الذكر فوجدنا الطرقائج المحصل عليھا عن طريق سنة في المحطة والتي ندعمھا بالنت
.األعوام تتميز بمردود جيد
المادة العضوية.,المردود ,لمستعملةمحطة تنقية المياه ا, : قالمة كلمات مفتاحية
Table des matières
Chapitre I : Cadre général
I.1.Introduction ........................................................................................................................ 1
I.1.1.Origine des eaux usées ..................................................................................................... 1
I.2. Définition des eaux usées ................................................................................................... 1
I.3.Les principaux rejets polluants ......................................................................................... 1
I.3.1. Eaux usées domestiques ................................................................................................ 1
I.3.2. Eaux usées industrielles ................................................................................................ 2
I.3.3. Les eaux usées pluviales ................................................................................................. 2
I.3.4. Les eaux usées agricole ................................................................................................... 2 I.4. la pollution des eaux usées ................................................................................................. 2
I.4.1. Pollution minérale ........................................................................................................... 2
I.4.2. pollution microbiologiques ............................................................................................. 3
I.4.3. Pollution chimique .......................................................................................................... 3
I.4.4. pollution physique ........................................................................................................... 3
I.4.5. Pollution par le phosphore ............................................................................................. 3
I.4.6. Pollution par l'azote ........................................................................................................ 3
I.5.les paramètres de pollution ................................................................................................ 3
I.5.1.Paramètres organoleptiques………….3
I.5.2 Les paramètres physiques ............................................................................................... 4
1.5.3. Paramètres chimiques .................................................................................................... 5
I.5.4. Les paramètres bactériologiques .................................................................................. 6
I.6. Rejet des eaux usées ........................................................................................................... 6
I.6.1. Importance des rejets urbains ....................................................................................... 6
I.7. Conséquences du rejet sur le milieu récepteur ............................................................... 7
I.8. Impact de la réutilisation des eaux épurées ..................................................................... 9
I.8.1. L’impact de la réutilisation des eaux épurées sur l’environnement .......................... 9
I.8.2. L’impact de la réutilisation des eaux épurées sur l’être humain ............................. 10
I.9. Normes internationales .................................................................................................... 10
I.10. Normes Algériennes ....................................................................................................... 11
I.11.Définition de l'épuration ................................................................................................ 11
I.11.1. Paramètres essentiels pour le choix d'une technologie de traitement des eaux Usées ........................................................................................................................................ 11
I.12. Rôle des stations d’épuration ........................................................................................ 12
I.13.procédés d'épuration des eaux usées ............................................................................. 12
I.13.1. Prétraitement .............................................................................................................. 12
I.13.2. Le traitement primaire (décantation primaire) ...................................................... 15
I.13.3. Le traitement biologique ............................................................................................ 16
I.13.3.1. Procédés biologiques extensifs ............................................................................... 16
I.13.3.1.1. Le lagunage (culture libre) .................................................................................. 16
I.13.3.2. Procédés biologiques intensifs ................................................................................ 17
I.13.3.2.1. Disques biologiques (cultures fixées) .................................................................. 18
I.13.3.2.2. Lits bactériens (cultures fixées) .......................................................................... 18
I.13.3.2.3. les boues activées: ................................................................................................. 19
I.13.3.2.3.1. Généralités sur les boues activées ..................................................................... 19
I.13.3.2.3.2. Paramètres de fonctionnement des stations à boues activées ........................ 19
I.13.3.2.3.3. Paramètres influençant le fonctionnement des bassins d’aération ............... 20
I.14. Décantation secondaire ................................................................................................ 24
1.14.1. Le traitement tertiaire ................................................................................................ 25
I.14.2. Le traitement des boues .............................................................................................. 28
Conclusion ........................................................................................................................ …..28
Chapitre II : Présentation de la zone étude (Guelma)
II.1. Situation géographique .................................................................................................. 29
II.2. Aperçus socio-économique ............................................................................................ 30
II.2.1.Population .................................................................................................................... 30
II.2.2.Tourisme ........................................................................................................................ 30
II.2.2.1. Sources thermales .................................................................................................... 30
II.2.2.2.Sites et monuments touristiques ............................................................................. 30
II.2.3.Economie ....................................................................................................................... 31 II.2.4.Le relief ........................................................................................................................ 31
II.2.5.Agriculture ................................................................................................................... 31
II.2.6. L’industrie ................................................................................................................... 32
II.3. Pollution des eaux ........................................................................................................... 33
II.3.1. Pollution Industrielle .................................................................................................. 33
II.4.Infrastructure de base ..................................................................................................... 33
II.4.1.Réseau routier ............................................................................................................... 33
II.4.2.Réseau ferroviaire ........................................................................................................ 33
II.4.3.AEP et Assainissement ................................................................................................. 33
II.4.4.Réseau électrique .......................................................................................................... 34
II.5.Hydrologie ........................................................................................................................ 34
II.6. Description hydrogéologique de déférents aquifères ................................................. 35
II.7. La pleine de Guelma ...................................................................................................... 35
II.8.L’aquifères des alluvions quaternaires du bassin de Guelma ..................................... 36
II.8.1.Structure et géométrie de l’aquifère alluvionnaire de Guelma ............................... 36
II.9. Climatologie .................................................................................................................... 37
II.9.1. les stations de mesure .................................................................................................. 37
II.9.2. Les Facteurs Climatiques ........................................................................................... 38
II.9.2.1 La température: ....................................................................................................... 38
II.9.2.2. l’humidité ................................................................................................................. 38
II.9.2.3. le vent : ..................................................................................................................... 38
II.9.2.4.la précipitation ........................................................................................................... 38
II.10.Géomorphologie ........................................................................................................... 39
II.10.1.les formations récentes (post-nappes) ...................................................................... 39
II.10.1.1.Quaternaire .............................................................................................................. 39
II.10.1.1.1.la basse terrasse (Soltanien) ............................................................................... 39
II.10.1.1.2.la moyenne terrasse (Tensiftien) ........................................................................ 39
II.10.1.1.3.la haute terrasse (Salétien) ................................................................................. 39
II.10.1.2.Mio-Pliocène ............................................................................................................ 39
II.10.2.Les Lacs: .................................................................................................................... 40
II.10.2.1le lac souterrain de Bir Ben Osmane ..................................................................... 40
II.10.3.Les Oueds ................................................................................................................... 40
II.10.3.1.Principaux Oueds .................................................................................................... 40
II.10.3.1.1.Oued Seybouse ..................................................................................................... 40
II.10.3.1.2.Oued Bouhamdane ............................................................................................ 40
II.10.3.1.3.Oued Mellah ........................................................................................................ 40
II.10.3.1.4.Oued Charef ........................................................................................................ 40
II.10.3.2.Barrages existants ................................................................................................... 40
II.10.4. Les Plaines .................................................................................................................. 40
II.10.4.1.Zones des plaines de Guelma et Bouchegouf (Moyenne et basseSeybouse) ...... 41
II.10.4.2.La Zone des Djebels au Nord et Nord-ouest ......................................................... 41
II.10.4.3.La zone des plaines et collines deTamlouka ......................................................... 41
II.10.4.4.La zone des Djebels sur plombant les Oueds Sedrata et Hélia ........................... 41
II.11.Présentation de la STEP de Guelma ............................................................................ 42
II.11.1. Localisation ................................................................................................................ 42
II.11.2. Emplacement et accès ............................................................................................... 42 II.11.3.Caractéristique et Nature des effluents ................................................................... 42
II.11.4.Nature du réseau ........................................................................................................ 43
II.11.5.Nature du traitement des eaux Usées avant l’emplacement de la Station ........... 43
II.11.6.Charges Hydrauliques et Polluantes ....................................................................... 43
II.12.Les étapes de traitement au niveau de STEP de Guelma .......................................... 43
II.12.1.prétraitement .............................................................................................................. 43
II.12.1.1.Dégrillage ................................................................................................................. 43
II.12.1.2.Dessablage – Déshuilage ........................................................................................ 44
II.13.Traitement primaire ..................................................................................................... 45
II.13.1.Décantation primaire ................................................................................................. 45
II.13.2.Traitement secondaire .............................................................................................. 46
II.13.2.1.Un traitement biologique ....................................................................................... 46
II.13.2.2.Traitement par voie physico-chimique (Une décantation secondaire) ............. 47
II.14.Traitement des boues .................................................................................................... 48
II.14.1.Stabilisation ............................................................................................................... 48
II.14.2.Traitements de réduction de la teneur en eau des boues ....................................... 48
Chapitre.III. Matériels et méthode
III. Matériels et méthodes ...................................................................................................... 52
III.1. Introduction ................................................................................................................... 52
III.2. Prélèvement et échantillonnage ................................................................................... 52
III.3. Analyses physico-chimiques ......................................................................................... 53
III.3.1.Température ................................................................................................................ 53
III.3.2. pH ................................................................................................................................ 53
III.3.2.1. Principe .................................................................................................................... 53
III.3.2.2. Mode opératoire ...................................................................................................... 54
III.3.3. Conductivité ............................................................................................................... 54
III.3.3.1. Mesure de la conductivité ...................................................................................... 54
III.3.3.2. Principe ................................................................................................................... 55
III.3.3.3. Mode opératoire ...................................................................................................... 55
III.3.4. Oxygène dissous ......................................................................................................... 56
III.3.4.1. Mode opératoire ...................................................................................................... 56
III.3.5. Matière Insoluble Décantable (M.I.D) .................................................................... 57
III.3.6. Paramètres par Spectrophotomètre ........................................................................ 57 III.3.6.1.Dosage des Matières En Suspension (MES) ......................................................... 58
III.3.6.1.1.Principe ................................................................................................................. 58
III.3.6.1.2.Matériel utilisées .................................................................................................. 58
III.3.6.1.3.Mode opératoire ................................................................................................... 59
III.3.6.1.4.Expression des résultats ...................................................................................... 59
III.3.6.2.Détermination de la demande Biochimique en Oxygène après 5 jours(DBO5) 60
III.3.6.2.1.Principe ................................................................................................................. 60
III.3.6.2.2.Matériel utilisées .................................................................................................. 60
III.3.6.2.3.Mode opératoire ................................................................................................... 61
III.3.6.3.Détermination de la demande Chimique en Oxygène (DCO) ............................ 62
III.3.6.3.1.Principe .................................................................................................................. 62
III.3.6.3.2.Matériel utilisées………………………………………………………………………….62
III.3.6.3.3.Mode opératoire .................................................................................................... 63
III.3.6.3.4.Expression des résultats ...................................................................................... 63
III.3.6.4.Dosage des nitrates (NO3) ...................................................................................... 64
III.3.6.4.1.Principe ................................................................................................................. 64
III.3.6.4.2.Matériel utilisé ..................................................................................................... 64
III.3.6.5.Azote ammoniacal .................................................................................................... 64
III.3.6.5.1.Mode opératoire .................................................................................................... 64
III.3.6.6.Nitrite ........................................................................................................................ 65
III.3.6.6.1.Mode opératoire .................................................................................................... 65
III.3.6.7.Le phosphore ............................................................................................................ 65
III.3.6.7.1.Mode opératoire .................................................................................................... 65
III.3.7.Le test de décantation des boues (Bassin d’aération) ............................................. 66
III.3.7.1.Principe .................................................................................................................... 66
III.3.7.2.Le calcule de l’indice de Mohlman ........................................................................ 66
III.3.7.3. le calcul de l'indice de boue IB ............................................................................. 66
III.3.7.4.Interprétation des résultats ..................................................................................... 67
Conclusion .......................................................................................................................... 67
Chapitre .IV. Suivi des performances épuratoires
IV.1. Introduction ................................................................................................................... 68
IV.2. Evolution mensuelle de la matière organique (DB05, DCO et MES, N-NH4) à l’entrée et à la sortie de station d’étude (Guelma) ............................................................ 68
IV.2.1.Evolution mensuelle de la matière organique (DBO5) à l’entrée et à la sortie de la
station de Guelma (Année 2013,2014,2015,2016) ............................................................... 68
IV.2.2.Evolution mensuelle de la matière organique (DCO) à l’entrée et à la sortie de la
station de Guelma (Année 2013, 2014, 2015 et 2016) ......................................................... 69
IV.2.3.Evolution mensuelle de la matière organique (MES) à l’entrée et à la sortie de la station de Guelma (Année 2013, 2014,2015 et 2016) .......................................................... 71
IV.2.4.Evolution mensuelle de la matière organique (N-NH4) à l’entrée et à la sortie de la station de Guelma (Année 2013, 2014,2015 et 2016) ...................................................... 72
IV.3.Rapport de Contamination CR .................................................................................... 74
IV.3.1.Calcul de l’indice de contamination du milieu d’observation par les paramètres DCO, DBO5 et MES ............................................................................................................... 75
IV.4. Evaluation de la biodégradabilité des effluents à l’entrée des stations d’étude ..... 77
IV.4.1.Indice de biodégrabilité .............................................................................................. 77
Chapitre V : Evaluation du rendement de la station d’épuration de Guelma
V.1.Introduction .................................................................................................................... 78
V.2.Evolution spatial du rendement dans la station d’épuration de Guelma…………...78
CONCLUSION .................................................................................................................... 80
Liste des figures
Chapitre I : Cadre général
Figure I.1:Schéma d’un dé grilleur………………………………………………………….…..13
Figure I. 1:Schéma d’un tamisage………………………………………………………….……13
Figure I. 2:Schéma d’un dessaleur……………………………………………………….……...14
Figure I. 3:Schéma d’un déshuileur-dégraisseur…………………………………………………15
Figure I. 4 Lagunage naturel……………………………………………………………..………17
Figure I. 6 Le principe d'un lagunage aéré.(d’après Agences de l’eau ,CTGREF)………………17
Figure I. 5 Schéma de principe d’une filière type de disques biologiques………………….……18
Figure I. 6 Schéma de principe d’une filière type de boues……………………………………..19
Figure I. 7 Boues activées à faible charge…………………………………………………..……20
Figure. I.8.décanteur secondaire «clarificateur»…………………………………………….…..25
ChapitreII:Présentationdelazoneétude(Guelma)
Figure. II.1. carte de la situation géographique de la zone d’étude (Guelma)……………29
Figure. II.2: Réseau hydrographique de la wilaya de Guelma…………………….……………..35
Figure. II.3.photo aérienne de la station d’épuration (Guelma 2017)………………………...…..42
Figure II.4.dégrillage (STEP Guelma 2017)… ………………………………………………….44
Figure II.5.Dessablage – Déshuilage (STEP Guelma 2017) ………………………….…………44
Figure II.6.décanteur primaire (STEP Guelma 2017) ……………………………………………45
Figure II.7.Bassin de traitement biologique (STEP Guelma 2017)…………………………..…..47 Figure II.8.clarificateur(STEP Guelma 2017)……………… ………………………………..….48
Figure II.9.Lits de séchage(STEP Guelma 2017)………………………… ……………….……49
Figure II.10.Bassin de désinfection(STEP Guelma 2017)…………………………… …………50
Chapitre : III. Matériels et méthodes
Figure III.1: prélèvement à L’entrée…………………………………………………………....…………52
Figure III.2: prélèvement a la sortie……………………………………………………………….53
Figure III.3: Photo du pH mètre…………………………………………………………………...54
Figure III.4 : Photo du conductimètre portatif………………………………………………….…55
Figure III. 5: Oxymétrie portatif (oxy)…………………………………………………………….56
Figure III.6: Cônes D'Imhof………………………………………………………………...……..57
Figure III.7: Spectrophotomètre……………………………………………………………….......57
Figure III.8 : pompe à vide…………………………………………………………………….......59
Figure III.9 : Flacons pour la DBO………………………………………………………………..60
Figure III.10 : Oxymétrie………………………………………………………………………….62
Figure III.11 : plaque chauffante avec tubes et réfrigérants……………………………………….63
Chapitre IV. Suivi des performances épuratoires
Figure IV. 1: Evolution mensuelle de la DB05 à l’entrée et à la sortie de la station de Guelma (Année 2013)………………………………………………………………………………………68
Figure IV 2: Evolution mensuelle de la DB05 à l’entrée et à la sortie de la station de Guelma(Année 2014)……………………………………………………………………………..68
Figure IV. 3: Evolution mensuelle de la DB05 à l’entrée et à la sortie de la station de Guelma (Année 2015)………………………………………………………………………………………69
Figure IV.4: Evolution mensuelle de la DBO5 à l’entrée et à la sortie de la station de Guelma (Année 2016)………………………………………………………………………………………69
Figure IV.5: Evolution mensuelle de la DCO à l’entrée et à la sortie de la station de Guelma (Année 2013)………………………………………………………………………………………70
Figure IV. 6: Evolution mensuelle de la DCO à l’entrée et à la sortie de la station de Guelma (Année 2014)………………………………………………………………………………………70
Figure IV. 7: Evolution mensuelle de la DCO à l’entrée et à la sortie de la station de Guelma (Année 2015)…………………………………………………………………………………..…..70
Figure IV. 8: Evolution mensuelle de la DCO à l’entrée et à la sortie de la station de Guelma (Année 2016)………………………………………………………………………………………70
Figure IV. 9: Evolution mensuelle de la MES à l’entrée et à la sortie de la station de Guelma (Année 2013)………………………………………………………………………………………71
Figure IV. 10: Evolution mensuelle de la MES à l’entrée et à la sortie de la station de Guelma (Année 2014)………………………………………………………………………………………71
Figure IV. 11 : Evolution mensuelle de la MES à l’entrée et à la sortie de la station de Guelma (Année 2015)………………………………………………………………………………………72
Figure IV. 12 : Evolution mensuelle de la MES à l’entrée et à la sortie de la station de Guelma (Année 2016)……………………………………………………………………………………....72
Figure IV. 13: Evolution mensuelle de la N-NH4 à l’entrée et à la sortie de la station de Guelma (Année 2013……………………………………………………………………………………….73
Figure IV. 14: Evolution mensuelle de la N-NH4 à l’entrée et à la sortie de la station de Guelma (Année 2014)……………………………………………………………………………………....73
Figure IV.15 : Evolution mensuelle de la N-NH4 à l’entrée et à la sortie de la station de Guelma (Année 2015)………………………………………………………………………………………73
Figure IV. 16 : Evolution mensuelle de la N-NH4 à l’entrée et à la sortie de la station de Guelma (Année 2016)……………………………………………………………………………...……….73
Figure IV. 17. Indice de contamination mensuelle dans La station d’étude Guelma par le paramètre MES (Année 2013,2014,2015 et 2016)………………………………………………..76
Figure IV. 18. Indice de contamination mensuelle dans la station d’étude Guelma par le paramètre DCO (Année 2013,2014,2015 et 2016)……………………………………………………………76
Figure IV. 19. Indice de contamination mensuelle dans la station d’étude Guelma par le paramètre DBO5 (Année 2013, 2014,2015 et 2016)…………………………………………………….…...77
Figure IV. 20. Indice de la biodégradabilité mensuelle dans la station d’étude Guelma (Année2013, 2014,2015 et 2016)…………………………………………………..……………...78
Chapitre V : Evaluation du rendement de la station d’épuration de Guelma
Figure V. 1 Evolution spatial du rendement de MES de la station de Guelma (Année 2013, 2014,2015 et 2016)…………………………………………………………………………79
Figure V. 2 Evolution spatial du rendement de DCO de la station de Guelma (Année 2013,2014,2015 et 2016)……………………………… …………………………………………80
Figure V. 3 Evolution spatial du rendement de DBO5 de la station de Guelma (Année 2013, 2014,2015 et 2016)…………………………...……………..…………………………………….80
Liste des tableaux
Tableau I.1. Normes de rejets internationales………………………………………………...10
Tableau I.2. Tableau I. 2. Les valeurs limitent des paramètres de rejet dans un milieu récepteur
(Journal Officiel de la République
Algérienne,2014)………………………………………...Erreur ! Signet non défini.
Tableau II.1. Caractéristiques géographiques et topographiques……………………………..37
Tableau II.2. Températures moyennes mensuelles en (C°) station d’Héliopolis (1985/1986-2014/2015)……………………………………………………………………………………38
Tableau II.3. Charge polluante………………………………………………………………..43
Tableau II.4. Quantité de chlore a .Dosé………………………………………………….......50
Tableau III.1: Relation entre l'indice de boue et la décantation des boues…………………...67
Tableau IV.1 : les différentes normes des rejets urbains d’autre pays………………………..71
Liste des Abréviation
MES : Matières en suspension DBO5 : Demande Biochimique en Oxygène (mg/l).
DCO : Demande Chimique en Oxygène (mg/l).
MMC: Matières minérales sèches
MVS : Matière volatile en suspension (mg/l). OMS : L’organisation mondiale de la santé OD : Oxygène dissous
NH4+: L’azote ammoniacal (mg/l) NH3: Ammoniac (mg/l)
NO2-: Nitrites (mg/l).
NO3-: Nitrates (mg/l). ONA : Office National d’Assainissement.
PH : Potentiel Hydrogène. STEP: Station dépuration. T : Température.
V: Volume de boue obtenu après 30 minutes de décantation (ml/l).
VBA : Volume de bassin d’aération (m3).
Cr : Indice de contamination
R : Rendement de station CO2 : Gaz de carbone.
AEP : Alimentation en eau potable IB : l'indice de boue
CR : Rapport de Contamination
Introduction Générale
Introductiongénérale
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Introduction générale
L'eau est essentielle à la vie et au bien-être. C'est pourquoi, elle a besoin d'être protégée,
traitée et économisée. Ainsi, après l’avoir employé presque exclusivement pour ses besoins
ménagers, l’homme, en développant son savoir, a étendu les champs d’utilisation de l’eau, à
travers l’industrie et l’agriculture, jusqu’à la hisser en tête des ressources stratégiques des
nations.
Dans le monde La qualité des eaux a connu ces dernières années une grandes détérioration, à
cause des rejets industriels non contrôlés, des rejets urbaine, trafic routier, l'utilisation
intensive des engrais chimiques dans l'agriculture ainsi que l'exploitation désordonnée des
ressources en eau. Ces dernières produisent une modification chimique de l'eau et la rendent
impropre aux usages souhaités.
Pour parer à cette situation, l’homme a conçu des stations pour l’épuration des eaux usées et a
développé une technologie conséquente dans le domaine de la protection des mi lieux
récepteurs. Ces stations sont actuellement très répandues à travers le monde, et leur réalisation
est devenue systématique et obligatoire pour les grands centres urbains et les industries
grandes consommatrices d’eau. Ces pendant, la conception et les réalisations d’une station
d’épuration coûtent cher, et cela est encore plus vrai pour les pays du tiers monde.
En Algérie, les années70 ont vu le lancement de la réalisation de nombreuses stations
D’épurations disséminées à travers le territoire national, un programme de mise en œuvre
Des stations d'épuration notamment dans les grands centres urbains. Malheureusement de
nombreuses stations fonctionnent très mallousant à l'arrêt pour diverses raisons ,tel que a
complexité de la gestion, le manque du personnel qualifié ,ce qui conduit à une pollution de
plus en plus accrue des cours d’eau et des nappes phréatiques.
De ce fait, il est urgent que les pouvoirs publics et l’ensemble des opérateurs concernés par la
protection de l’environnement, prennent conscience de la lourde menace qui pèse
Sur la disponibilité de l’eau dans notre pays et usent de tous les moyens possibles pour
Préserver cette richesse inestimable.
La région de Guelma, comme la plupart des villes algériennes endure des conséquences de la
pollution hydrique. Elle est devenue après l’indépendance, en plus de sa vocation agricole, un
pole industriel ce qui a causé un exode rural important.
Introductiongénérale
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Cependant, le sous- bassin de la moyenne Seybouse, où se localise notre région d’étude,
n’échappe pas à la pollution. L’oued Seybouse, principal cours d’eau, qui traverse la plaine de
Guelma, Bouchegouf sur plus de 45 km du sud au nord-est, se trouve particulièrement touché
par ce problème.
Pour cela, la wilaya de Guelma a mis en service une station d’épuration (STEP), qui est
rentrée en service en 2008 et un avait pour objectif l’épuration de 43388 m3/j d’eaux usées,
d’où un apport non négligeable pour permettre l’irrigation des terres agricoles.
Les eaux usées urbaines sont épurées directement dans la station d’épuration avec une série de
traitement primaires permettant d’éliminer les déchets, les sables, les graisses et les matières
en suspension, puis un traitement biologique pour écarter le reste de la pollution.
Dans cette optique notre travail est structuré en cinq chapitres qui sont les suivants :
*Le premier chapitre est une cadre générale qui traite des généralités sur les eaux
usées et les étapes du procédé d’épuration à boues activées
*Le deuxième chapitre c’est une présentation de la zone étude
*Le troisième chapitre présente les méthodes et le matériel
*Le quatrième chapitre c’est un suivi des performances épuratoires de STEP
*Le Cinquième Chapitre c’est le calcul du rendement.
Le présent travail se termine par une conclusion générale faisant sortir les résultats
d’étude.
Chapitre I : Cadre General
Chapitre I : Cadre général
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Chapitre I : Cadre général
I.1.Introduction
Les eaux usées issues des industries et des collectivités ne devraient pas être
directement rejetées dans le milieu naturel, car sans traitement elles peuvent engendrer de
graves problèmes environnementaux et de santé publique. Par conséquent, elles devraient être
dirigées vers les stations d’épuration qui ont pour rôle de concentrer la pollution contenue
dans les eaux usées sous forme d’un résidu, et de rejeter une eau épurée répondant aux normes
admises, et cela grâce à des procédés physico-chimiques et biologiques en Algérie.
I.1.1.Origine des eaux usées
Les eaux usées quelle qui soit leur origine, sont généralement chargées en éléments
indésirables, qui selon leurs composition, représentent un danger réel pour les milieux récepteurs
ou leurs utilisateurs. L’élimination de ces éléments toxiques exige de concevoir une chaine de
traitement Toutefois, avant de concevoir tout procédé d’épuration, il est impératif de caractériser
l’effluent à traiter quantitativement et qualitativement
I.2. Définition des eaux usées
Les eaux usées, ou les eaux résiduaires, sont des eaux chargées de résidus, solubles ou
non provenant de l'activité humaine industrielle ou agricole et parvenant dans les canalisations
d'évacuation des eaux usées. Elles représentent, une fraction du volume des ressources en
eaux utilisables mais leur qualité très médiocre exige une épuration avant leur rejet dans le
milieu naturel.
Une eau est considérée comme « eau usée » lorsque son état, sa composition sont modifiés par
les actions anthropiques dans une mesure telle qu'elle se prête moins facilement à toutes ou
certaines des utilisations auxquelles elle peut servir à l'état naturel. Aujourd'hui on parle de
plus en plus des notions d'eaux claires.
I.3.Les principaux rejets polluants
Les rejets sont de diverses origines classées en :
I.3.1. Eaux usées domestiques
Ces eaux sont constituées par les eaux usées ménagères provenant des usages domestiques
(eaux de bain et de lessive) et les eaux vannes (urines et fèces). En général, ces eaux sont
Chapitre I : Cadre général
Lerendementépuratoiredelastationd’épurationdelavilledeGuelma Page2
chargées en matières organiques, graisses et produit d'entretiens ménagers. Elles présentent une
bonne dérivabilité.
I.3.2. Eaux usées industrielles
Les eaux industrielles ou résiduaires véhiculent souvent des produits chimiques toxiques
(Arsenic, acide sulfurique, du cyanure et divers métaux lourds). Elles posent à l’heure actuelle
de multiples problèmes par leurs risques toxiques chez tous les êtres vivants.
I.3.3. Les eaux usées pluviales
Ce sont des eaux de ruissellement qui se forment après une précipitation. Elles peuvent
être particulièrement polluées surtout en début de pluie par deux mécanismes le lessivage des
sols et des surfaces imperméabilisées.
- Les déchets solides ou liquides déposés par temps sur ces surfaces sont entrainées dans le
réseau d’assainissement par les premières précipitations qui se produisent.
-Par temps sec, l’écoulement des eaux usées dans les collecteurs des réseaux est lent ce qui
favorise le dépôt de matières décan tables. Lors d’une précipitation, le flux d’eau
plus important permet la remise en suspension de ces dépôts.
I.3.4. Les eaux usées agricole
Le secteur agricole reste le plus grand consommateur des ressources en eau. Les
pollutions dues aux activités agricoles sont de plusieurs natures :
- Apport des eaux de surface de nitrate et de phosphate utilisés comme engrais.
I.4. la pollution des eaux usées
La pollution ou la contamination de l'eau peut être définie comme la dégradation de
celle-ci en modifiant ses propriétés physiques, chimiques et biologiques; par des
déversements, rejets, dépôts directs ou indirects de corps étrangers ou de matières
indésirables telles que les microorganismes, les produits toxiques, les déchets industriels. Selon
leurs natures, on distingue divers types de pollution.
I.4.1. Pollution minérale
Elle est constituée essentiellement des métaux lourds en provenance des industries
métallurgiques et de traitement de minerais, ex (plomb, du cuivre, du fer, du zinc et du
mercure...etc.).
Chapitre I : Cadre général
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I.4.2. pollution microbiologiques
Les eaux usées contiennent tous les microorganismes excrétés avec les matières fécales.
Cette flore entérique normale est accompagnée d'organismes pathogènes. L'ensemble
de ces organismes peut être classé en quatre grands groupes, par ordre croissant de taille : les
virus, les bactéries, les protozoaires et les helminthes.
I.4.3. Pollution chimique
Ile résulte des rejets chimiques, essentiellement d'origine industrielle. La pollution chimique
des eaux est regroupée en deux catégories :
▪ Organiques (hydrocarbures, pesticides, détergents, phénols...)
▪ Minérales (métaux lourds, cyanure, azote, phosphore…).
I.4.4. pollution physique
Résultat de la présence dans l’eau de particules ou de déchets capables de colmater le
lit d’un cours d’eau (cas des eaux provenant par exemple des mines, d’usines de défibrage de
bois, de tanneries).
I.4.5. Pollution par le phosphore
Le phosphore a pour origine les industries du traitement de surfaces des métaux,
les laveries industrielles des fabrications, d'engrais agroalimentaire. Comme l'azote, le phosphore
est un élément nutritif, il est à l'origine du phénomène d'eutrophisation c'est-à-dire la
prolifération excessive d'algues et de plancton dans les milieux aquatiques.
I.4.6. Pollution par l'azote
Les activités industrielles, peuvent être à l'origine des rejets plus ou moins riche en azote
(élément nutritif) issu des fabrications d'engrais, des cokeries, et des industries chimiques et
agroalimentaires . L'azote existe sous deux formes: la forme réduite qui regroupe l'azote
ammoniacal (NH3 ou NH 4+) et l'azote organique (protéine, créatine, acide urique). Plus une
forme oxydée en ions nitrites (NO2-) et nitrates (NO3-).
I.5.les paramètres de pollution
I.5.1.Paramètres organoleptiques
a. Couleur
La couleur des eaux résiduaires industrielles est en général grise, signe de présence de
Chapitre I : Cadre général
Lerendementépuratoiredelastationd’épurationdelavilledeGuelma Page4
matières organiques dissoutes, de MES, du fer ferrique précipité à l'état d’hydroxyde, du fer
ferreux lié à des complexes organiques et de divers colloïdes.
b. Odeur
Les eaux résiduaires industrielles se caractérisent par une odeur. Toute odeur est pollution qui
est du e à la présence de matières organiques en décomposition.
I.5.2 Les paramètres physiques
a. Température
Elle joue un rôle important dans la solubilité des sels et surtout des gaz (en particulier O2)
dans l'eau ainsi que, la détermination du pH et la vitesse des réactions chimiques .La température
agie aussi comme facteur physiologique sur le métabolisme de croissance des micro organismes
vivants dans l’eau.
b. La turbidité
La turbidité est inversement proportionnelle à la transparence de l’eau, elle est de loin
le paramètre de pollution indiquant la présence de la matière organique ou minérale sousforme
colloïdale en suspension dans les eaux usées. Elle varie suivant les matières en suspension (MES)
présentes dans l’eau.
c. Les matières en suspension(MES)
Exprimée en mg par litre. Ces ont les matières non dissoute de diamètre supérieur à
1µm contenues dans l’eau. Dans le milieu récepteur, les MES peuvent entraîner des perturbations
de l’écosystème par une diminution de la clarté de l’eau, Les matières volatiles en sus
photosynthèse végétale. De plus, ces MES peuvent être de nature organique et entraîner les
nuisances associées aux molécules organiques.
d. Les matières volatiles en suspension (MVS)
Elles sont recueillies soit par filtration, soit par centrifugation, séchées à 105°c, puis
pesées, ce qui fournit la teneur en MES (mg/l). Elles sont ensuite chauffées à 500-600°c,
les matières volatiles disparaissent, et la perte de poids est attribuée aux MVS (g ou mg/l).
e. Les matières minérales sèches(MMS)
Elles représentent la différence entre les matières en suspension (MES) et les matières
volatiles en suspension (MVS) et correspondent à la présence de sel, et de silice.
Chapitre I : Cadre général
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f. Les matières décan tables et non décan tables
On distingue les fractions qui décantent en un temps donné (2 heures) suivant
les conditions opératoires, et les matières non décan tables qui restent dans l’eau et qui vont
donc être dirigées vers les procédés biologiques.
1.5.3. Paramètres chimiques
a. Potentiel d'hydrogène
Sa valeur détermine un grand nombre d'équilibre physicochimique. La valeur de
PH basse ou élevée altère la croissance des microorganismes existant dans l'eau (leur gamme
de croissance est comprise entre 5 et 9).
b. Demande chimique en oxygène (DCO)
Demande chimique en oxygène est la quantité d’oxygène consommée par les
matières existantes dans l’eau et oxydable dans des conditions opératoires bien définies.
Elle est d’autant plus élevée qu'il y’a des corps oxydables dans le milieu.
L’oxygène affecte pratiquement la totalité des matières organiques biodégradables et non
biodégradables. La DCO est mesuré en mg d'O2/l
-DCO =1.5 à 2 fois DBO pour les eaux usées urbaines
-DCO =1 à 10 fois DBO pour l’ensemble des eaux résiduaire
-DCO>2.5 fois DBO pour les eaux usées industrielles.
La relation empirique de la matière oxydable en fonction de la DBO5 et la DCO est donnée par
l’équation suivante: MO = (2 DBO5+DCO)/3.
c. La demande biochimique en oxygène (DBO5)
Elle représente la quantité d'oxygène nécessaire pour décomposer par oxydation (Avec
l'intervention des bactéries) les matières organiques contenues dans une eau usée. Elle indique la
quantité de matière organique présente dans une eau usée, qui est un des plus importants critères
qui permet l’évaluation de la qualité et le degré de pollution de ces eaux usées.
Matière organique + bactéries → Boues + gaz + eau
Généralement, la pollution est dégradée d'une manière significative pendant une durée de 5 jours.
Au-delà de 5 jours la consommation en oxygène diminue énormément ainsi on a adopté la notion
DBO5 obtenue après 5 jours d'incubation à 20°C et dans l'obscurité.
Chapitre I : Cadre général
Lerendementépuratoiredelastationd’épurationdelavilledeGuelma Page6
I.5.4. Les paramètres bactériologiques
Les micro-organismes qui se trouvent dans l'eau usée sont à l'origine du traitement biologique.
Ils comprennent, par ordre croissant de taille : les virus, les bactéries, les protozoaires et les
helminthes. Parmi les éléments pathogènes les plus rencontrés, on cite:
a. Virus
Les virus se trouvent dans les eaux résiduaires à des concentrations de l’ordre de milliers d'unités
infectieuses par millilitre d'eau.
b. Raccordement des industries
Le raccordement des industries aux égouts urbains permet d’obtenir le mélange nécessaire d’eau
usée urbaine et industrielle, ce qui présente des avantages, aussi bien pour l’usine que pour la
municipalité. Néanmoins, la capacité de réception du réseau d’assainissement, la qualité des eaux
résiduaires, imposent certaines limites au raccordement à l’égout.
c. Taille de l’agglomération
Le volume des eaux usées rejeté par habitant et par jour augmente généralement avec la taille de
l’agglomération par suite de certaines différences d’habitude de vie, de niveau de développement et
suivant le mode de tarification de la consommation d’eau potable.
I.6. Rejet des eaux usées
I.6.1. Importance des rejets urbains
L’importance des rejets urbains dépend de certains facteurs notamment:
- Du type de réseau
- Des industries raccordées ou non au réseau
- De la taille de l’agglomération.
-Type de réseau
Les principaux systèmes de collecte utilisés en assainissement sont :
- Le système unitaire : qui reçoit dans les mêmes canalisations les eaux usées et les eaux pluviales,
- Le système séparatif : comportant deux réseaux de canalisation différents, l’un pour les eaux
pluviales et l’autre pour les eaux usées;
- Le système pseudo-séparatif : actuellement peu préconisé dans la conception d’un nouvel
équipement, est un système dans lequel, on divise les apports des eaux pluviales en deux parties.
Chapitre I : Cadre général
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I.7. Conséquences du rejet sur le milieu récepteur
Le rejet des eaux usées brutes perturbe l’équilibre du milieu récepteur, la quantité de
pollution rejetée est devenu incompatible avec les capacités d’autoépuration des cours d’eau et
provoque des conséquences néfastes telle que la dégradation du milieu naturel et le risque de
contamination des eaux souterraines, dont le plus important est l’eutrophisation, ou
vieillissement prématuré et accéléré d’un plan d’eau. La matière organique contient du
phosphore et de l’azote qui sont deux éléments importants pour la survie et la croissance de tout
être vivant. Un surplus de ces deux éléments nutritifs provoque la prolifération d’algues et de
plantes aquatiques. Ces dernières peuvent rapidement envahir un plan d’eau ou gêner
l’écoulement d’un cours d’eau. Elles consomment également une grande quantité d’oxygène. De
plus, les bactéries et autres décomposeurs utilisent l’oxygène dissous dans l’eau pour digérer la
matière organique. La prolifération des algues et des bactéries dans l’eau provoque une baisse de
l’oxygène dans l’eau ce qui étouffe littéralement les poissons et les insectes qui y vivent.
Cependant, les eaux usées ne sont pas la seule cause de l’eutrophisation; l’épandage d’engrais
agricole est en effet la première source de phosphore et d’azote.
On estime leur concentration dans les eaux usées urbaines comprise entre 103 et 104 particules
par litre. Leur isolement et leur dénombrement dans les eaux usées sont difficiles, ce qui
conduit vraisemblablement à une sous-estimation de leur nombre réel
Parmi les infections virales d'origine hydrique, on trouve la poliomyélite, l'hépatite A.
a. Protozoaires:
Les protozoaires sont des organismes unicellulaires munis d’un noyau, plus complexes
et plus gros que les bactéries. Ils sont présents dans les eaux usées à l'état de kystes.
La principale forme pathogène pour l'homme est agent responsable de la dysenterie amibienne.
b. Les bactéries
Les bactéries sont des organismes unicellulaires simples et sans noyau. Leur taille est
comprise entre 0,1 et 10 μm. Les eaux usées urbaines contiennent environ 106 à 107
bactéries par 100 ml. Parmi les plus communément rencontrées, on trouve les
salmonella responsables de la typhoïde, des paratyphoïdes et des troubles intestinaux.
c. Helminthes
Les helminthes sont rencontrés dans les eaux usées sous forme d'œufs et proviennent
des excrétions des personnes ou d'animaux infectés et peuvent constituer une source de
Chapitre I : Cadre général
Lerendementépuratoiredelastationd’épurationdelavilledeGuelma Page8
réinfection par voie orale, respiratoire ou par voie cutanée.
La concentration en œufs d’helminthes dans les eaux usées est de l’ordre de 10 à103 œufs par
d. Coli forme stot aux
Les bactéries coliformes existent dans les matières fécales mais se développent
également dans les milieux naturels, les eaux traités ne doivent pas contenir de
coliformes, cependant l’absence de ces derniers ne signifie pas nécessairement, que l’eau
présente pas un risque pathogène.
e. Coliformes fécaux
Ils sont capables de se développer à 44°C, et permettent d’estimer le risque
épidémiologique dans l’eau. Il faut en tout logique tenir compte de la présence plus aux
moins importante de germes pathogènes. La principale bactérie fécale est Escherichia coli.
f. Les streptocoques fécaux
Ces bactéries appartiennent à la famille des streptocoques, ce sont des coccidé
généralement disposées en diplocoques ou en courte chaîne, à gram négatif,
sporulâtes, immobiles, aérobies facultatifs et possédant un métabolisme fermentatif.
Ces germes colonisent l'intestin de l'homme et des animaux à sang chaud. Leur présence dans
le milieu hydrique prouve une pollution d'origine fécale de l'eau. Cependant, on peut trouver aussi des streptocoques fécaux dans le sol, les plantes et les insectes.
Les eaux usées urbaines contiennent environ 106 à 107 bactéries par 100 ml. Parmi les
plus. - Le contexte socio-économique : le type d’activité industrielle, le nombre et la densité de l’habitat,
l’importance de l’agriculture, la présence d’usines de production d’énergie, etc. ;
- Le contexte écologique : la quantité des ressources disponibles, la qualité des eaux de surface et
des eaux souterraines, la sensibilité du milieu récepteur à l’eutrophisation et aux autres pollutions,
le contexte hydro géographique, etc. ;
- Le niveau de traitement des eaux : A chaque niveau de traitement, on peut appliquer un usage
différent ;
- La réglementation : Elle limite les usages en fonction de la qualité de l’eau utilisée et donc de son
niveau de traitement. Plus le niveau sanitaire est bon, plus les applications autorisées seront
nombreuses ;
Chapitre I : Cadre général
Lerendementépuratoiredelastationd’épurationdelavilledeGuelma Page9
- L’acceptation par la population : Ce dernier aspect n’est pas à négliger. L’idée de réutiliser des
eaux usées peut avoir un impact psychologique négatif sur la population. On peut faire le parallèle
avec le problème des boues de stations d’épuration, qui crispe actuellement l’opinion. Il faut donc
bien informer la population des risques et des avantages de la REUE.
La conservation de l'eau est un problème clef dans les zones arides et semi-arides. Les eaux
souterraines sont souvent la seule source disponible et les réserves sont
Surexploitées. Lorsque les eaux usées sont évacuées dans les rivières, elles sont perdues pour le
système local, mais leur recyclage en irrigation contribue à la reconstitution de la nappe d'eau
souterraine, ce qui maintient l'eau dans le système et permet de le réutiliser ultérieurement.
I.8. Impact de la réutilisation des eaux épurées
Le recyclage des eaux usées urbaines en irrigation offre de nombreux avantages, y compris
l'épuration et l'élimination sûres et peu coûteuses des eaux usées; la conservation de l'eau et la
recharge des réserves de la nappe aquifère; et l'utilisation des éléments fertilisants que contiennent
les eaux usées à des fins productives.
I.8.1. L’impact de la réutilisation des eaux épurées sur l’environnement
On reconnaît de plus en plus l'intérêt des espaces verts en milieu urbain et périurbain pour la
protection de l'environnement, le cadre de vie, les activités de loisir et la production. Toutes les
villes gagnent à avoir des arbres dans le paysage urbain, mais les avantages sont peut-être plus
évidents dans les zones tropicales arides et semi-arides où la végétation naturelle est clairsemée, où
il faut se protéger des tempêtes de sable et des vents desséchants et où les fortes températures font
que l'ombre est autant une question de santé que de confort.
L'utilisation des eaux usées traitées présente des avantages multiples aussi bien au niveau
économique qu'environnemental:
- La mobilisation d'une ressource potentielle en eau (dont la qualité peut être encore améliorée)
- L'économie des ressources en eau conventionnelle (permet éventuellement de différer les
investissements d'une nouvelle mobilisation en eau conventionnelle)
- La protection des milieux récepteurs en particulier le littoral et le réseau hydrographique contre la
pollution hydrique
-La préservation des zones humides (apport d'eau en continu)
- L'atténuation des impacts liés à la sécheresse (ressource en eau indépendante du climat)
-La réduction des quantités d'engrais utilisée en agriculture
Chapitre I : Cadre général
Lerendementépuratoiredelastationd’épurationdelavilledeGuelma Page10
- Le renforcement des capacités nationales en matière de gestion intégrée des ressources en eau.
I.8.2. L’impact de la réutilisation des eaux épurées sur l’être humain
Les eaux usées traitées au niveau secondaire contiennent des éléments physico-chimiques et une
pollution biologique (bactéries et parasites) considérables qui provoquent à leur manipulation soit
des allergies soit des maladies. Les allergies ont pu être imputées aux EUT, par contre résultats
relatifs aux maladies des exploitants et de la population riveraine ne sont pas significatifs étant
pratiquement semblables à toute autre population rurale. En effet, les agriculteurs ou les ouvriers
qui manipulent les EUT ne respectent pas toujours les recommandations des agents de la santé
publique et omettent souvent de porter des bottes et des gants.
I.9. Normes internationales
La norme est représentée par un chiffre qui fixe une limite supérieure à ne pas
dépasser ou une limite inférieure à respecter. Un critère donné est rempli lorsque la norme
est respectée pour un paramètre donné. Une norme est fixée par une loi, une directive, un décret de loi. Les normes internationales selon l'organisation mondiale de la santé pour les eaux usées sont
représentées dans le tableau suivant:.
Tableau I. 1. Normes de rejets internationales.
Paramètres Unités Norme utilisée (OMS) PH - 6,5-8,5 DBO5 mg/l <30 DCO mg/l <90 MES mg/l <20 NH4+ mg/l <0,5 NO2 mg/l 1 NO3 mg/l <1 P2O5 mg/l <2 Température °C <30 Couleur - Incolore Odeur - Incolore
Chapitre I : Cadre général
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I.10. Normes Algériennes
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 traitement.
Selon les normes Algériennes les valeurs limites maximales de rejet d'effluents sont
Regroupées dans le tableau I.2.
Tableau I.2. Les valeurs limitent des paramètres de rejet dans un milieu récepteur (Journal Officiel de la République Algérienne, 2014)
PARAMÈTRES UNITÉS VALEURS LIMITES
Température °C 30
H - 6,5-8,5
MES mg/l 35
DBO5 mg/l 35
DCO mg/l 120
I.11.Définition de l'épuration
En assainissement, l'épuration constitue le processus visant à rendre aux eaux résiduaires
rejetées la qualité répondant aux exigences du milieu récepteur il s’agit donc d’éviter une pollution
l’Environnement et non de produire de l'eau potable.
I.11.1. Paramètres essentiels pour le choix d'une technologie de traitement des eaux Usées
Les paramètres essentiels qui doivent être pris en compte pour le choix d'une technologie de
traitement doivent tenir compte:
▪Des exigences du milieu récepteur
▪Des caractéristiques des eaux usées
▪Des conditions climatiques (température, évaporation, vent, etc.)
▪De la disponibilité du site
▪Des conditions économiques (coût de réalisation et d'exploitation)
Chapitre I : Cadre général
Lerendementépuratoiredelastationd’épurationdelavilledeGuelma Page12
▪Des facilités d'exploitations, de gestion et d’entretien.
I.12. Rôle des stations d’épuration
Ce rôle peut être résumé dans les points suivants :
▪Traiter les eaux.
▪Protéger1’environnement.
▪Protéger la santé publique.
▪Valoriser éventuellement les eaux épurées et les boues issues du traitement.
I.13.procédés d'épuration des eaux usées
I.13.1. Prétraitement
Les dispositifs de prétraitement physique sont présents dans toutes les stations d’épuration,
quels que soient les procédés mis en œuvre à l'aval. Ils ont pour but d'éliminer les éléments
solides ou les particulaires les plus grossiers. Il comporte 4 parties principales :
a. dégrillage
Le dégrillage consiste à séparer les matières les plus volumineuses charriées par l’eau
brute, on faisant passer l’effluent d’entrée à travers des barreaux dont l’écartement est bien
calculé. L’efficacité du dégrillage est en fonction de l’écartement entre les barreaux de la
grille ; on distingue :
▪ Pré dégrillage pour écartement 30 à 100mm;
▪ Dégrillage moyen pour écartement 10 à 25 mm;
▪ Dégrillage fin pour écartement 3 à 10 mm;
Chapitre I : Cadre général
Lerendementépuratoiredelastationd’épurationdelavilledeGuelma Page13
Figure I.1:Schéma d’un dé grilleur
b. Tamisage
Le tamisage est un dégrillage poussé utilisé dans les stations d’épuration industrielles.
Il consiste en une filtration sur toile mettant en œuvre des mailles de différentes dimensions. Il
existe un macro-tamisage (mailles > 0.3mm) et un tamisage (mailles < 100µm).
Figure I. 1:Schéma d’un tamisage
Chapitre I : Cadre général
Lerendementépuratoiredelastationd’épurationdelavilledeGuelma Page14
c. Le dessablage
Le dessablage consiste à retirer de l’effluent les sables et les particules minérales plus
ou moins fines, afin de protéger les conduites et pompes contre la corrosion et éviter même le
colmatage des canalisations par les dépôts au cours du traitement. La technique classique du
dessabler consiste à faire circuler l’eau dans une chambre de tranquillisation avec une vitesse
d’environ de 0.3m/s qui permet le dépôt d’une grande partie des sables .
Figure I. 2:Schéma d’un dessaleur
d. Déshuilage-Dégraissage:
. C’est un procédé destiné à éliminer les graisses et les huiles dans les eaux résiduaires. Les
huiles et les graisses présentent plusieurs inconvénients pour le traitement tel que :
▪ Envahissement des décanteurs récoltés en surface est dite clarifiée. Elle est dirigée vers un autre
stade d’épuration.
▪ Mauvaise diffusion de l’oxygène dans les décanteurs;
▪ Mauvaise sédimentation dans les décanteurs;
▪ Risque de bouchage des canalisations et des pompes; ▪ Diminution du rendement du traitement qui arrive après.
ChapitreI:Cadregénéral
Lerendementépuratoiredelastationd’épurationdelavilledeGuelma Page15
.
Figure I. 3:Schéma d’un déshuileur-dégraisseur.
I.13.2. Le traitement primaire (décantation primaire)
Le traitement primaire consiste en une simple décantation. Elle permet d’alléger les traitements
biologiques et physico-chimiques ultérieurs, en éliminant une partie des solides en suspension.
L’efficacité du traitement dépend du temps de séjour et de la vitesse ascensionnelle (qui
s’oppose à la décantation).
La décantation primaire permet d’éliminer, pour une vitesse ascensionnelle de 1.2m/h,
40 à 60% de MES, soit 40% de MO, 10 à 30 % de virus, 50 à 90% des helminthes et moins de50%
des kystes de protozoaires et entraine également avec elle une partie des micropolluante.
▪La décantation physique (naturelle)
Le traitement primaire consiste en une simple décantation. Elle permet d’alléger les traitements
biologiques et physico-chimiques ultérieurs, en éliminant une partie des solides en suspension.
L’efficacité du traitement dépend du temps de séjour et de la vitesse ascensionnelle (qui
s’oppose à la décantation).
La décantation primaire permet d’éliminer, pour une vitesse ascensionnelle de 1.2m/h,
40 à 60% de MES, soit 40% de MO, 10 à 30 % de virus, 50 à 90% des helminthes et moins de
50% des kystes de protozoaires et entraine également avec elle une partie des micropolluante.
▪La décantation physico-chimique
Si les particules sont très fines (colloïdales), ils peuvent rester en suspension dans l’eau très
long temps, ces dernières n’ont pas tendance à s’accrocher les unes aux autres. Pour les éliminer, on a
recours aux procédés de coagulation et de floculation qui ont pour but de déstabiliser les particules
en suspension et faciliter leur agglomération. Par l’injection des réactifs tels que: (le sulfate
d’alumine, le sulfate ferrique) pour coagulation et pour la
ChapitreI:Cadregénéral
Lerendementépuratoiredelastationd’épurationdelavilledeGuelma Page16
Floculation en trouve: les floculant minéraux, les floculant organiques.
I.13.3. Le traitement biologique
Le traitement biologique des eaux usées est le procédé qui permet la dégradation des
polluants grâce à l'action de micro-organismes. Ce processus existe spontanément dans les
milieux naturels tels que les eaux superficielles suffisamment aérées. Une multitude
d'organismes est associée à cette dégradation selon différents cycles de transformation. Parmi ces
organismes, on trouve généralement des bactéries, des algues, des champignons et des
protozoaires. Les microorganismes responsables de l’épuration s'agglomèrent sous forme de
flocs et se développent en utilisant la pollution comme substrat nécessaire à la production
d'énergie vitale et à la synthèse de nouvelles cellules vivantes .Les différents procédés biologiques
d'épuration des eaux usées sont :
I.13.3.1. Procédés biologiques extensifs
Ils reposent sur les phénomènes de l'autoépuration naturelle et ils demandent une
faible énergie mais nécessitent, en revanche, de grandes superficies et de longs séjours des
eaux usées. Du point de vue économique, ils sont moins coûteux. Ce sont le lagunage,
l'épandage, etc.
I.13.3.1.1. Le lagunage (culture libre)
Ils reposent sur les phénomènes de l'autoépuration naturelle et ils demandent une
faible énergie mais nécessitent, en revanche, de grandes superficies et de longs séjours des
eaux usées. Du point de vue économique, ils sont moins coûteux. Ce sont le lagunage,
l'épandage, etc.
▪ Lagunage naturel
L’épuration est assurée grâce à un long temps de séjour dans plusieurs bassins
étanches disposés en série. Le nombre de bassin le plus communément rencontré est 3.
Le mécanisme de base sur lequel repose le lagunage naturel est la photosynthèse. La tranche d’eau
supérieure de bassins est exposée à la lumière ; ceci permet l‘existence d’algues qui produisent
l’oxygène nécessaire au développement des bactéries aérobies. Ces bactéries sont responsables de
la dégradation de la matière organique. Le gaz carboné formé par les bactéries ainsi que
les sels minéraux dans les eaux usées permettent aux
algues de se multiplier, au fond du bassin où la lumière ne pénètre pas; ce sont des bactéries
anaérobies qui dégradent les sédiments issus de la décantation de la matière organique .
ChapitreI:Cadregénéral
Lerendementépuratoiredelastationd’épurationdelavilledeGuelma Page17
Figure I. 4.Lagunage naturel.
▪Lagunage aéré
Il s’agit d’un ou plusieurs bassins de 2 à 4 mètres de profondeur, dans lesquels l’apport
d’oxygène est fourni par un système artificiel (aérateurs de surface, diffuseurs d’air).
Ce mode d'épuration permet d'éliminer 80 % à 90 % de la DBO, 20 % à 30 % de l'azote et
contribue à une réduction très importante des germes. Il a cependant l'inconvénient d'utiliser
des surfaces importantes et de ne pas offrir des rendements constants durant l’année.
Figure I. 6 Le principe d'un lagunage aéré. (D’après Agences de l’eau, CTGREF).
I.13.3.2. Procédés biologiques intensifs
Les techniques les plus développées au niveau des stations d'épuration urbaines sont
des procédés biologiques intensifs. Le principe de ces procédés est de localiser sur des
surfaces réduites et d'intensifier les phénomènes de transformation et de destruction des
ChapitreI:Cadregénéral
Lerendementépuratoiredelastationd’épurationdelavilledeGuelma Page18
matières organiques que l'on peut observer dans le milieu naturel.
I.13.3.2.1. Disques biologiques (cultures fixées)
Les techniques les plus développées au niveau des stations d'épuration urbaines sont
des procédés biologiques intensifs. Le principe de ces procédés est de localiser sur des
surfaces réduites et d'intensifier les phénomènes de transformation et de destruction des
matières organiques que l'on peut observer dans le milieu naturel.
Figure I. 5 Schéma de principe d’une filière type de disques biologiques.
I.13.3.2.2. Lits bactériens (cultures fixées)
Les disques biologiques ou bio disques sont des disques enfilés parallèlement sur un
axe horizontal tournant. Ces disques plongent dans une auge, où circule l'eau à épurer ayant subi
une décantation. Pendant une partie de leur rotation ils se chargent de substrat puis ils émergent
dans l'air le reste du temps (pour absorber de l'oxygène). Les disques sont recouverts par
un bio film sur les deux faces. Ils ont un diamètre de 1 à 3 m, sont espacés de20 mm et tournent à
une vitesse de 1 à 2 tr mn-1. Les boues en excès se détachent du disque et sont récupérées dans un
clarificateur secondaire avant rejet dans le milieu naturel.
ChapitreI:Cadregénéral
Lerendementépuratoiredelastationd’épurationdelavilledeGuelma Page19
Figure I. 6 Schéma de principe d’une filière type de boues
I.13.3.2.3. les boues activées:
I.13.3.2.3.1. Généralités sur les boues activées
Le procédé à boues activées a été découvert en 1914 à Manchester et repose sur la constatation
suivante: une eau d'égout aérée permet le développement rapide d'une flore bactérienne capable de
dégrader des matières organiques polluantes. Dans les conditions idéales d'aération, les micro-
organismes d'une eau usée se développent et s’agglomèrent en flocs. Au repos, ces derniers se
séparent très bien de la phase liquide par décantation. Le bactérien dans un bassin alimenté en eau
usée à traiter (bassin d’aération). Afin d’éviter la
Décantation des flocs dans ce bassin, un brassage vigoureux est nécessaire. La prolifération des micro-
organismes nécessite aussi une oxygénation suffisante
I.13.3.2.3.2. Paramètres de fonctionnement des stations à boues activées
Le procédé à boues activées est définit par les paramètres suivants :
▪ La charge massique ;
▪ La charge volumique ;
ChapitreI:Cadregénéral
Lerendementépuratoiredelastationd’épurationdelavilledeGuelma Page20
Figure I. 7 Boues activées à faible charge
I.13.3.2.3.3. Paramètres influençant le fonctionnement des bassins d’aération
Le processus aux boues activées peut être influencé par plusieurs facteurs. On se doit
de créer des conditions optimales de fonctionnement afin d’obtenir un traitement des eaux usées
le plus performant possible . Les paramètres les plus importants et surtout critiques sont les suivants :
a. Inhibitions liées aux paramètres caractéristiques des eaux brutes
Les caractéristiques des eaux usées entrantes à une station d’épuration à boues activées influencent le
traitement au sein du bassin d’aération.
▪Débit d’alimentation
Chaque station d’épuration des eaux usées est développée pour être capable de traiter une
certaine quantité de matière organique. Cette quantité ou charge organique est
généralement exprimée en kg DBO ou DCO par jour ou en Equivalent Habitant = 1 EH = 54 g
DBO où un Equivalent habitant est l’unité de mesure permettant d'évaluer la capacité d'une station
d'épuration. Cette unité de mesure se base sur la quantité de pollution émise par personne et
par jour . Il est primordial de respecter la charge maximale et de ne pas la dépasser. Cette
charge maximale est la charge prise en compte lors du dimensionnement du réacteur. Il est aussi
très important que cette charge soit homogène si l’on veut obtenir un effluent de qualité à
tout instant. Les pics de charge doivent impérativement être évités. Lorsque cette charge
ChapitreI:Cadregénéral
Lerendementépuratoiredelastationd’épurationdelavilledeGuelma Page21
organique nominale est dépassée, on parle de surcharge du système. Les appareils pour
l’aération de l’eau usée ne pourront pas suivre et fournir la quantité d’oxygène nécessaire.
Une telle situation a un impact très négatif sur le processus de traitement.
Détérioration de la qualité de l’effluent : teneur en O2 insuffisante pour oxyder/dégrader
tous les composés organiques (D BO/DCO)..
▪Conditions anaérobies à l’intérieur des boues activées production micro biologique d’acides gras et de
H2S (= problème d’odeur).La composition de l’eau usée est également très importante. En
général, la culture bactérienne se forme en fonction de la composition de l’eau usée entrante. Les
grands changements dans la composition ou quantité d’eau ne peuvent être traitées de manière
optimale.
▪PH
Les valeurs de Ph extrêmes (supérieures à 9,5 et inférieures à 2,5) donnent lieu à une forte dégradation
de la qualité de la boue. Il est évident que dans de telles conditions de pH,
Les boues activées subissent de fortes modifications du point de vue physico-chimique et biologique.
Plus particulièrement, les plus fortes valeurs de pH donnent lieu à des hydrolyses
Des constituants organiques des flocs et des polymères extra cellulaires qui changent
considérablement les propriétés des boues. Ainsi, une augmentation du pH entraîne un
accroissement de la charge négative des flocons et engendre des effets de répulsion plus
intenses entre particules, contribuant fortement à créer une résistance à l’écoulement. D’autre
part, aux plus forts pH, la matrice des flocons est plus étendue et par conséquent, les interactions
entre flocons sont plus marquées et la viscosité augmente.
▪Température
La température de l’eau usée a une influence majeure sur le taux de biodégradation dans le bassin
d’aération (conversion en CO2, H2O et composés minéraux). Plus la température est élevée,
plus le processus de bio dégradation est rapide (plus10°C=vitesse de réaction x2).
Les systèmes aux boues activées opèrent normalement sous une température de 5 à 35 °C
(température mésosphérique). La température dans un tel système, détermine le taux et la vitesse des
réactions de dégradation biochimique .Plus la température est importante, plus les réactions sont
rapides :
▪Dégradation du substrat;
ChapitreI:Cadregénéral
Lerendementépuratoiredelastationd’épurationdelavilledeGuelma Page22
▪Accroissement de la biomasse;
▪Nitrification/dénitrification
En résumé: Une station d’épuration travaille plus efficacement à une haute température.
Les réactions de nitrification sont particulièrement influencées par la température. Le taux de
nitrification diminue considérablement lorsque la température des cendre dessous de 20° Cet est
pratiquement nuls une température de 10° C est atteinte. Les réactions de dénitrification dépendent un
peu moins de la température.
b. Problèmes biologiques
▪Inhibition par les bactéries filamenteuses
Les bactéries filamenteuses, de même que les bactéries floconneuses, contribuent au procédé
de traitement des eaux usées Cependant, une croissance massive des microorganismes filamenteux
conduit à la détérioration des propriétés de décantation et déshydratation de la boue. Un amas
de filaments se crée et la migration des particules de boues jusqu’au fond du bassin est
sérieusement contrariée. En d’autres termes,
les filaments peuvent être à l’origine d’une mauvaise sédimentation des boues.
La taille de la population en micro-organismes filamenteux dans un système de boues activées peut
varier grandement et est souvent reflétée par l’index en filament (= FI). Cet index part de (= absence
presque totale de filaments) et termine à 5 (très grand excès de filament). La différence de
quantité de filaments entre 2 niveaux FI successifs correspond à peu près à un facteur 10.
L’utilisation de l’index de filament induit une certaine expérience et interprétation de
chercheur/opérateur. Pour oxyder la matière organique et l’ammonium grâce à la biomasse
Présente. Un manque d’oxygène influence immédiatement l’efficacité d’abattement. L’oxygène doit
être fourni sous forme dissoute, d’où le terme oxygène dissous (OD).
▪ Présence de fortes concentrations en détergents et matières grasses;
▪ PH trop haut ou trop bas;
▪ Manque d’oxygène;
▪ Manque de nutriments;
▪ Boue trop vieille.
Dans certains cas extrêmes, les mousses peuvent représenter jusqu’à 1/3 de la biomasse totale, avec
des concentrations en matières sèches pouvant atteindre 100 g/l, voire
Des hauteurs dépassant un mètre. Les paramètres de fonctionnement (charge massique) et
ChapitreI:Cadregénéral
Lerendementépuratoiredelastationd’épurationdelavilledeGuelma Page23
d’exploitation de la station sont alors fortement dégradés par cette situation (diminution du
transfert d’oxygène).
c. Problèmes mécaniques
▪Problèmes d’aération
L’apport d’oxygène est indispensable pour oxyder la matière organique et
L’ammonium grâce à la biomasse présente. Un manque d’oxygène influence immédiatement
l’efficacité d’abattement. L’oxygène doit être fourni sous forme dissoute, d’où le terme
oxygène dissous (OD).
Une concentration OD minimale entre 1 et 2 mg O2/L doit être conservée dans le bassin
d’aération. L’approvisionnement en O2 peut être effectué à l’aide d’aérateurs de surface (amène l’eau
en contact avec l’air environnant), d’une aération à fines bulles (injection de petites bulles d’air dans
l’eau) ou d’un aérateur immergé. Il arrive parfois que l’oxygène pur soit utilisé
Pour l’aération de station d’épuration. L’aération consiste en 2 procédés de base :
▪Processus physique :
L’oxygène est dans l’eau et ensuite transporté vers les flocons de boue (diffusion et turbulence);
▪Processus biochimique :
Avant que l’oxygène puisse être utilisé par les cellules organiques, les molécules
d’O2 doivent être diffusées à travers la membrane cellulaire.
Evidemment, le transfert d’oxygène dans un système biologique est influencé par de nombreux
facteurs : composition de l’eau usée, température, type d’aération, caractéristiques des boues et
configuration du réacteur. Une déficience en oxygène dans une station d’épuration peut être
causée par des facteurs biochimiques ainsi que physiques (dysfonctionnement du système
d’aération).
Les principaux facteurs biochimiques induisant un déficit en OD et par conséquent un mauvais
fonctionnement du réacteur biologique sont :
▪ Une surcharge organique : charge supérieure à la charge maximale définie;
▪ Un excès de matières grasses, huiles ou autres surfactants dans le bioréacteur;
▪ Une Concentration en boue trop importante : impact négatif sur le taux de transfert
d’oxygène et augmentation de la respiration endogène;
▪ Amas volumineux de boue : boue filamenteuse (No cardia);
▪ Les problèmes du système d’aération;
ChapitreI:Cadregénéral
Lerendementépuratoiredelastationd’épurationdelavilledeGuelma Page24
Un manque prolongé d’oxygène peut conduire à :
▪ La diminution de l’efficacité d’abattement;
▪ La formation d’une biomasse filamenteuse, donc moins bonne décantation
▪ La nuisance olfactive, due à la formation d’acides volatils et H2S dans des conditions
anaérobies;
▪ L’arrêt total des réactions de nitrification (= oxydation de N-NH4) et donc plus
de suppression d’azote. Des concentrations d’oxygène trop élevées n‘influencent pas
directement l’efficacité d’abattement, mais les concentrations de O.D > 5 mg O2/L doivent être
évitées car :
▪ Gaspillage d’énergie. ▪ Plus petits flocons (= mauvaise décantation /effluent turbide). ▪ Peut être à l’origine de la formation de filaments ▪ Dysfonctionnement lié aux agitateurs
Un dysfonctionnement des agitateurs (panne, puissance spécifique insuffisante) peut induire la
formation de dépôts en fond d’ouvrage et créer des zones d’anaérobie favorables au développement
de populations de bactéries filamenteuses (aération moindre, septicité).
Lors de sa mise en place à la construction, une mauvaise position de l’agitateur au sein
du bassin (angle, positionnement/muret, hauteur d’immersion…) ou la présence d’un obstacle
(guides latéraux des raquettes de diffuseurs surdimensionnés, canaux traversiers…) devant
celui-ci pénalisera fortement son efficacité et peut créer des mouvements hydrauliques
contraires à ceux recherchés (spiral-flow).
De plus, l’observation visuelle des remontées de bulles (en insufflation d’air) permet
d’appréhender l’existence de spiral-flow entre l’agitateur et la première raquette de diffuseurs.
L’observation d’un contre-courant de surface au-devant de l’agitateur, aération et agitation en
marche, ou la présence continue de mousse stable en certains points du bassin, laissent
supposer un mauvais fonctionnement hydraulique De même, l’arrivée des bulles d’air dans la zone
de balayage des pales témoigne d’une mauvaise implantation de l’appareil.
I.14.Décantation secondaire
Le clarificateur est un bassin circulaire, équipé d’un point racleur. La liqueur mixte,
venant des bassins biologiques via la deuxième chambre de répartition est séparée en eau
épurée et boues biologiques par décantation. Les boues décantées sont siphonnées par une
ChapitreI:Cadregénéral
Lerendementépuratoiredelastationd’épurationdelavilledeGuelma Page25
pompe à vide, une partie sera acheminée vers la première chambre du répartiteur assurant la
recirculation des boues contenant la culture bactérienne épuratrice. Afin de maintenir la
concentration en biomasse nécessaire dans ce bassin, l’autre partie sera transmise au flotteur.
Figure. I. 8.décanteur secondaire «clarificateur»
1.14.1. Le traitement tertiaire
Certains rejets d’eaux traitées sont soumis à des réglementations spécifiques concernant
l’élimination d’azote, de phosphore ou des germes pathogènes, qui nécessitent
La mise en œuvre de traitements tertiaires. Il regroupe toutes les opérations physiques et chimiques qui
complètent les traitements primaires et secondaires.
a. L'élimination de l'azote
Les stations d'épuration n'éliminent qu'environ 20 % de l'azote présent dans les eaux usées,
par les traitements de nitrification
– dénitrification. Pour satisfaire aux normes de rejet en zones sensibles, des procédés
physiques et physico-chimiques complémentaires permettent l'élimination de l'azote
par :électrodialyse, résines échangeuses d'ions, "stripage" de l'ammoniaque, mais ces traitement ne
sont pas utilisés dans le traitement des eaux résiduaires urbaines, pour des raisons de
rendement et de coût.
L'élimination de l'azote se fait généralement selon un processus biologique en deux étapes
importantes.
▪ La nitrification :
ChapitreI:Cadregénéral
Lerendementépuratoiredelastationd’épurationdelavilledeGuelma Page26
La nitrification est un processus se déroulant sous l'action de certains micro-
organismes spécifiques et qui conduit à la transformation de l'ammoniac (ou de l'ammonium) en
nitrate en 2 étapes : - Nitrosation : sous l'action de bactéries nitreuses aérobies (Nitrosomonas).
- Nitration : par les bactéries nitrifiantes aérobies (Nitrobacter). La
nitrification est une des étapes du traitement d'une eau usée qui vise la transformation de
l'ammonium (NH4) en nitrate (NO3). Cette transformation est réalisée par des bactéries, en
milieu aérobie.
▪ La dénitrification :
Est un processus anaérobie par lequel les nitrates sont réduits en azote et en oxydes
d'azote. Les micro-organismes utilisent les nitrates comme source d'oxydante à la place de
l'oxygène et en présence d'une source d'un carbone organique qui doit être apportée dans le
milieu.
b. L'élimination du phosphore
L'élimination du phosphore, ou "dé phosphatation", peut être réalisée par des voies
physico-chimiques ou biologiques. En ce qui concerne les traitements physico-chimiques,
l'adjonction de réactifs, comme des sels de fer ou d'aluminium, permet d'obtenir une
précipitation de phosphates insolubles et leur élimination par décantation. Ces techniques,
Les plus utilisées actuellement, éliminent entre 80 % et 90 % du phosphore, mais
engendrent une importante production de boues.
c. Elimination et traitement des odeurs :
Les eaux usées, chargées en matières organiques particulaires et dissoutes, peuvent
induire directement ou indirectement, par l’intermédiaire de leurs sous-produits d’épuration
(graisses, boues), la formation d’odeurs désagréables suivant un processus de fermentation.
Les odeurs provenant des STEP sont dues aux gaz, aérosols ou vapeurs émises par certains
produits contenus dans les eaux usées ou dans les composés se formant au cours des
différentes phases de traitement.
Les sources les plus importantes d’odeurs sont :
▪ Les prétraitements.
▪ Les boues et leur traitement.
Pour éviter ces nuisances, les ouvrages sensibles seront couverts et munis d’un système de
ventilation ainsi que d’une unité de traitement biologique des odeurs.
ChapitreI:Cadregénéral
Lerendementépuratoiredelastationd’épurationdelavilledeGuelma Page27
On distingue généralement deux types de traitement biologique des odeurs : les bio-filtres et
Les bio-laveurs. Dans les premiers, la biomasse est supportée par un plancher spécifique et l’air
traverse le massif (souvent de la tourbe). Les seconds réalisent un deuxième filtre grâce à
une suspension. La biomasse est libre, et l’épuration se produit dans un réacteur.
d. La désinfection
Un abaissement de la teneur des germes, parfois exigé pour les rejets dans des
zones spécifiques(zones de baignade, zones de conchylicoles) ou dans le cadre d’une
réutilisation, il sera réalisé par des traitements de désinfection chimique par:
▪ Le chlore
Est un oxydant puissant qui réagit à la fois avec des molécules réduites et organiques,
et avec le micro-organisme. Les composés utilisés dans le traitement des eaux usées sont: le
chlore gazeux (Cl2), l’hypochlorite de sodium (NaClO) appelé communément" eau de
Javel",l’hypochlorite de calcium (Ca(ClO)2 , le chlore de chaux (CaCl,OCl) et le chlorite de sodium
(NaClO2).
▪ L’ozone (O3)
est un oxydant puissant, la désinfection par l’O3 est utilisée aux États-Unis, en
Afrique du Sud et au Moyen Orient essentiellement. Il permet l’élimination des
bactéries, des virus et des protozoaires. C’est le seul procédé vraiment efficace contre les
virus. Les tests de toxicité effectués sur des poissons, des crustacés et des algues n’ont pas
permis de mettre en évidence une quelconque toxicité
Il existe aussi des traitements physiques tel que: ▪ Les rayons ultraviolets
Qui consistent à utiliser des lampes à mercure disposées parallèlement ou
perpendiculairement au flux d’eau. Leur rayonnement s’attaque directement aux microorganismes.
Ce traitement est très simple à mettre en œuvre, car il n’y a ni stockage,
Ni manipulation de substances chimiques et les caractéristiques chimiques de l’effluent ne sont pas
modifiées
▪ La filtration
est un procédé physique qui permet de retenir les microorganismes par rétention à
l'aide d'un filtre. Qu'elle soit réalisée sur sable ou sur membrane cette technique exige une
épuration secondaire préalable garantissant une élimination assez poussée des matières en
suspension. L’élimination des virus, des bactéries et des protozoaires est fonction du
ChapitreI:Cadregénéral
Lerendementépuratoiredelastationd’épurationdelavilledeGuelma Page28
milieu poreux, de la vitesse de percolation, de l’épaisseur du massif filtrant et du niveau
d’oxydation de l’eau filtrée.
I.14.2. Le traitement des boues
Les boues constituant le résidu principal des stations d’épuration. Le traitement des
boues représente 30% de l'investissement dans la construction d'une station d'épuration.
Le traitement des boues a pour objectifs de :
▪ réduire la fraction organique afin de diminuer leur pouvoir fermentescible et les
risques de contamination (stabilisation) ;
▪ diminuer leur volume total afin de réduire leur coût d’évacuation (déshydratation).
Conclusion
Dans ce chapitre on a présenté une petite généralité sur les eaux usées, quelle est
l’origine des eaux usées et la composition de ces eaux, et on a cité les différentes étapes de
traitement des eaux usées dans une station d’épuration et on a précisé aussi quelque types de
traitement des eaux par exemple : boues activé, lit bactérienne, bio disque et lagunage
naturelle.
Chapitre II:
Présentation de la zone d’étude
ChapitreIIPrésentationdelazoneétude(Guelma)
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page29
ChapitreII:Présentationdelazoneétude(Guelma)
II.1.Situation géographique
La wilaya de Guelma se situe au Nord-de l’Algérie à 290 m d’altitude. Elle s’étend de 39°
au 40° de l’altitude Nord et du 5° au 6° de longitude est. Elle occupe une position
géographique stratégique, elle est donc un point de rencontre entre les pôles industriels du
Nord (Annaba et Skikda), les centres d’échanges au sud (Oum El Bouaghi et Tébessa) et la
proximité du territoire tunisien à l’Est.
Elle couvre une superficie de 4101 km2 et elle est limitée par :
-la wilaya d’Annaba, au Nord.
-la wilaya de Skikda, au Nord-Ouest.
-la wilaya de Constantine, à l’ouest.
-la wilaya d’Oum El Bouaghi, au Sud.
-la wilaya de Souk Ahras, à l’Est.
-la wilaya d’El Taref, au Nord-Est.
Figure. II.1. carte de la situation géographique de la zone d’étude (Guelma).
ChapitreIIPrésentationdelazoneétude(Guelma)
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page30
II.2. Aperçus socio-économique
II.2.1.Population :
La wilaya de Guelma est une wilaya d’Algérie en Afrique du Nord. Elle compte
518918 habitants sur une superficie de 374 km2. La densité de population de la wilaya de
Guelma est donc de 1387,6 habitants par km2. Guelma, Oued Zenati et Héliopolice sont les
plus grandes villes de la wilaya de Guelma parmi les 34 villes qui la compose.
II.2.2.Tourisme:
II.2.2.1. Sources thermales :
La cascade de Hammam Challala comporte :
Aïn Chedakha
Aïn Ben Nadji
Aïn Echffa
Hammam Chellala (ou Hammam Meskhoutine)
Hammam Ouled Ali
Hammam N'Bail
Hammam Belhachani, Aïn Larbi
Hammam Guerfa, Aïn Larbi
II.2.2.2.Sites et monuments touristiques :
Façade du théâtre romain de Guelma comportent :
Théâtre romain de Guelma (4500 places)
Piscine romaine à Hammam Bradaa, Héliopolis
Vestiges antiques de Thibilis (Sellaoua Announa)
Nécropole de Dolmens et grottes funéraires de Roknia
Grande Cascade de Hammam Chellala (Hammam Dbegh)
Plateaux des cônes à Ain Hessaina
Lac souterrain à Bir Osmane (Hammam Debagh)
Grotte de djebel Taya à Bouhachana
Stations climatiques de montagne, site naturels, forêts de chênes, sources minérales
à Maouna
ChapitreIIPrésentationdelazoneétude(Guelma)
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page31
Forêt récréative de Béni Salah, à Bouchegouf
Ghar e'Said (Grotte du lion)
Ghar el'Djemaa (Grotte de l'Équipe ou du Groupe ou de l'Assemblée)
II.2.3.Economie Champs de blé comportent :
CYCMA : Complexe de fabrication cycles et cyclomoteurs.
Raffinerie de sucre
Unité de céramique et vaisselle (ECVE)
Plusieurs unités de productions d'agrégats, de marbre et de kaolin
complexe d habillement a bouchegouf
levurière de bouchegouf
II.2.4.Le relief :
La géographie de la Wilaya se caractérise par un relief diversifié dont on retient
essentiellement une importante couverture forestière et le passage de la Seybouse qui
constitue le principal cours d’eau.
Ce relief se décompose comme suit :
Montagnes: 37,82 % dont les principales sont :
1 – Mahouna (Ben Djerrah) : 1.411 M d’Altitude
2 – Houara (Ain Ben Beidha) : 1.292 M d’Altitude
3 – Taya (Bouhamdane) : 1.208 M d’Altitude
4 – D’bagh (Hammam Debagh): 1.060 M d’Altitude
Plaines et Plateaux: 27,22 %
Collines et Piémonts: 26,29 %
Autres: 8,67 %
II.2.5.Agriculture :
Les cultures à développer qui nécessitent des investissements sont :
1. Cultures fruitières
2. Cultures maraîchères
3. Céréaliculture
4. Cultures industrielles.
A. Superficies :
ChapitreIIPrésentationdelazoneétude(Guelma)
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page32
S.A.T : 264.618 ha, soit 71,77 % de la superficie totale de Wilaya.
S.A.U : 187.338 ha, soit 50,81 % de la superficie totale de Wilaya.
Superficie Irriguée: 11.841 ha, soit 6.32 % de la S.A.U.
Cependant, il est attendu que cette superficie évoluera à la hausse grâce à la mise en service
totale du périmètre d’irrigation et aux autres projets de mise en valeur en irrigué, pour
atteindre, à long terme, 26000 ha, soit 13,88 % de la S.A.U.
II.2.6. L’industrie :
Les créneaux d’investissement à développer concernent :
1. l’Extraction et transformation de minéraux non ferreux- Gisements de
KAOLIN de Marbres d’Agrégats et d’Argiles.
2. les constructions mécaniques et mécano-soudées
3. l’Agro Industrie
4. l'Industrie de la sous traitante
Le tissu industriel existant s’active autour de :
- une unité de céramique
- une unité cycle et motocycle
- l’ENA sucre : société publique privatisée récemment et attribuée à un groupe Italien
- une carrière de marbre de MAHOUNA dont l’exploitation devrait être intensifiée par
l’augmentation du nombre de concessions minières et du nombre d’unités artisanales de
transformation du marbre (Découpes à façon, bimbeloterie, carreaux de marbre reconstitué.)
- des ressources sylvestres dont l’exploitation doivent être rationalisée
- les activités de transformation du bois qui doivent être développées.
Le tissu industriel est peu développé mais susceptible de connaître un développement sur les
filières économiques sus-indiquées
ChapitreIIPrésentationdelazoneétude(Guelma)
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page33
II.3. Pollution des eaux
II.3.1. Pollution Industrielle:
Risque de pollution du barrage de Hammam Debagh
(Le mystère des poissons morts) :
La pollution de l'environnement détruit notre belle nature. Des espèces animales disparaissent et la
flore n'est plus ce qu'elle était avant. L'homme est devenu le premier ennemi de l'homme.
La situation actuelle des ressources en eau et de leurs usages dans la wilaya de Guelma présente
des enjeux qui sont communs à de nombreuses régions de la ville des ressources limitées et déjà
largement exploitées pour répondre à la croissance des besoins, une situation de concurrence entre
usages sectoriels, une marchandisation croissante des ressources, et des conditions climatiques
contraignantes qui viennent renforcer les tensions autour de l'eau. Cette ressource naturelle tend à
disparaître. Les déchets des usines se déversent dans l'eau sans faire attention aux animaux marins.
La pollution marine entraîne ainsi la mort de tonnes de poissons et autres espèces marines.
II.4.Infrastructure de base
II.4.1.Réseau routier
La wilaya de Guelma dispose d’un réseau routier important et diversifié d’une longueur de
2205,54 Km dont 299,20 Km de R.N. La densité routière (tous types confondus) est de 0,49
Km/km2.
II.4.2.Réseau ferroviaire
Le réseau ferroviaire de la Wilaya de Guelma est de 37 Km seulement qui sont en service.
Cet axe relie Guelma à Bouchegouf et Ain Ben Beidha (Boukamouza).
La Wilaya ne sera donc pas entièrement couverte et mieux désenclavée qu’avec la réfection de
l’ancienne voie reliant son chef lieu à la ville de Constantine.
II.4.3.AEP et Assainissement
51 Million mP 3 P d’eaux mobilisables dont :
- Eaux souterraines: 4 sous bassins versants (hydriques) et 997 points d’eau opérationnels
totalisant un potentiel total mobilisable de 41 Millions mP3P/an.
- Eaux superficielles: 225 millions mP 3 P se répartissant comme suit : barrage de Bouhamdane
(220 millions mP 3 P), barrage de Medjez-Beggar en cours de réalisation (2,86 millions mP 3 P),
un important nombre de retenues collinaires qui nécessitent un effort particulier de curage : 1,578
millions mP 3 P.
ChapitreIIPrésentationdelazoneétude(Guelma)
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page34
II.4.4.Réseau électrique
La Wilaya de Guelma a connu de grands efforts en matière d’électrification et notamment rurale.
Le réseau d’électricité a atteint une longueur de :
* Longueur réseau d’électrification: 4608,569 Km -MT/BT-
* Nbre de poste transformateur (distribution) en service: 1.581
II.5.Hydrologie
Le réseau hydrographique et très dense. Il est constitué principalement de l’oued Seybouse et
de ses affluents et draine une superficie de 6471 km2, pour se jeter dans la méditerranée à l’est de
la ville d’Annaba. Le sous bassin de Guelma fait partie du bassin versant de la Seybouse.
Le réseau hydrographique emprunte surtout les axes des principaux plissements dans les couches
marneuses facilement érodables. Situé dans la région nord-est du territoire national, le bassin de la
Seybouse s’étend sur une longueur de 240 km. Il touche après de 86 communes sur 7 wilayas de
l’est du pays : Annaba, el Tarf, Skikda, Oum el Bouaghi, Constantine, souk Ahras et Guelma.
Les principaux cours d’eau qui constituent le réseau hydrographique sont :
-l’oued Seybouse (57,15 km, second oued d’Algérie après l’oued Chélif), présente l’axe de
drainage du bassin versant. Il a un apport annuel de 408 hm3/an à la station de Boudaroua et
prend naissance dans les hauts Haracta, Ain Abid et Sedrata et se jette dans la méditerranée après
un parcours de 160 km (debbieche, 2002). Son débit non régulier varie de 0 à 100 m3.s-1, mais
peut atteindre des valeurs de 630 m3.s-1 (observées le 01 /01/1985,selon l’Algérie national des
ressources hydriques d’Annaba).
Ses principaux affluents sont :
-L’oued Bouhamdane (45,37 km) constitué des oueds Sabath et oued zénati, apporte 96 hm3/an à
la station de Medjez amar II (point de confluence avec l’oued Cherf).
-l’oued Cherf (36,46 km) au sud-ouest, apporte 107 hm3/an à station de Medjez Amar
- l’oued mellah au sud-est a un apport de 151 hm3/an à la station de Bouchegouf.
- l’oued Maiz,Oued, Zimba, oued Skhoune, oued Bou Sorra, oued Fragha, oued Djefeli, oued
Meboudja…..ect.
ChapitreIIPrésentationdelazoneétude(Guelma)
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page35
Figure. II.2: Réseau hydrographique de la wilaya de Guelma
II.6. Description hydrogéologique de déférents aquifères :
La description des différents formations géologiques fournie par l’outil géologique a été
confrontée aux renseignements fournis par l’interprétation des logs stratigraphiques des forages de
prospection et d’exploitation réalisées dans la zone d’étude par la D.R.E.W. Guelma d’une part et
aux coupes géo-électriques recueillies dans les déférentes études élaborées d’autre part.
L’exploitation de ces informations a permis de sélectionner dans la zone d’étude quatre aquifères.
-l’aquifère des alluvions Moi-PIO-quaternaire de Guelma ; il est situé au centre de la zone d’étude.
-l’aquifère des calcaires néritiques d’âge sénonien (Bouzitoun) et marno-calcaires du
Maestrichtien (Guelaat Bou Sbaa) dans la region d’Héliopolice-Fedjouj : il est situé au Nord de la
zone d’étude.
-l’aquifère des formations carbonatées d’âge Eocène de la région Ras El Agba-Sellaoua Announa :
il est situé à l’Ouest.
-l’aquifère des formations carbonatées de la région de Bouhachana-Ain Larbi (Ex Gounod) d’âge
Yprésien : il est situé au Sud-est de la zone d’étude.
II.7. La pleine de Guelma
Elle se présente sous forme de cuvette qui s’étende depuis Medjez Amar au Nord-Ouest à Nador
au Sud-est sur prés de 50 km2. Elle est constituée essentiellement par un remplissage de matériaux
alluvionnaires et détritiques de la haute terrasse.
ChapitreIIPrésentationdelazoneétude(Guelma)
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page36
L’orientation, Nord-Ouest Sud-est, de ces formations correspond à l’écoulement de l’ancien lit de
l’Oued Seybouse.
Il convient de noter que les meilleures zones aquifères apparaissent comme centrées entre Guelma
et l’Oued Boussorra ce qui témoigne de l’intense activité de certains affluents de la Seybouse
(Oued Maiz, Oued Zimba et Oued Boussorra) qui ont formé de véritables cônes de déjection à leur
débouché. Le substratum des formations alluvionnaires est constitué essentiellement par des
marnes gypseuses d’âge Miocène. (Mouchara. N,2009).
II.8.L’aquifères des alluvions quaternaires du bassin de Guelma
II.8.1.Structure et géométrie de l’aquifère alluvionnaire de Guelma
L’aquifère alluvionnaire de Guelma d’âge Moi-Pio-Quaternaire (Sogréah,2005),est un bassin
d’effondrement de 106 km2 de superficie , constitué de terrasses que l’on peut décrire comme
suit :
-Aquifère des haute terrasse (50km2) : constitué de deux nappes superposées ;une nappe
libre entre 0 et 50 km dans les galets, sables et graviers du Quaternaire et une nappe semi-captive
entre 70 et 100 m dans les alluvions grossières pliocènes.
Les deux nappes sont séparées par endroits, par une couche argileuse de 10 à 20 m d’épaisseur.
Dans la nappe libre les transmissivités varient entre 0.001 et 0.01 m2/s et les coefficients
d’emmagasinement entre 4 et 10% et peuvent être assimilés à la porosité (Castany, 1982).
Dans la nappe semi captive, ils sont de l’ordre de 0.001 et 0.01 m2/s et 1 % (le coefficient
d’emmagasinement est 10 à 100 fois plus petit que la porosité) (Banton and Bangoy, 1999). Selon
l’axe de l’ancienne vallée (N-S), le remplissage atteint 100m d’épaisseur au centre alors que vers
le Sud, au-delà de la route Guelma-Sedrata, il se réduit à un placage de 5 à 10 m de puissance
(Sogréah, 2005).
D’après les études antérieures (Sogréah, 2005) le système aquifère obéit à deux types de
conditions aux limites communément connues à savoir, les limites imperméables respectées par les
marnes du Miocène, les argiles du Numidien et les mallasses et grés du Miocène qui sont très peu
perméables. Le deuxième type de condition est la limite d’alimentation représentée par les grés du
Numidien et les travertins. La longueur de contact avec l’aquifère des travertins (7 km) et les
volumes d’eau qui en proviennent restent faibles.
ChapitreIIPrésentationdelazoneétude(Guelma)
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page37
-Aquifère de vallée actuelle (44 km2) « basse terrasse » : situé au Nord et dont l’épaisseur
varie entre 10 15 m et la transmissivité entre 0.001 et 0.0089 m2/s. elle est exploitée par des puits
ordinaires.
La liaison entre ces deux unités (haute terrasse et basse terrasse) et se faut par un talus interrompu
par les petits Oueds.
-Aquifère des travertins : au Sud de la ville de Guelma et de la haute terrasse et dont la surface
totale est de 27 km2 (la surface des travertins contenant une nappes n’est que de12.5 km2 et leur
épaisseur est de 55 m).
II.9. Climatologie
L’étude des données climatologiques est nécessaire à la compréhension des mécanismes de
circulation des eaux superficielles et souterraines. Elle permet d’approcher les termes du bilan
hydrique qui sont : les précipitations (p),l’infiltration (I) et le ruissèlement (R).
Dans le cadre de cette étude 30 années hydrologiques ont été choisies (1985-2015),pour pouvoir
utiliser le maximum des données récentes afin d’interpréter les paramètres climatiques mesurés au
niveau de deux stations météorologiques d’Héliopolis et de Medjez amar.
II.9.1. les stations de mesure
L’étude est basée essentiellement sur les données de deux stations suivantes :
*pour les précipitations : Héliopolis, Medjez amar.
*pour les températures : Héliopolis.
Le tableau ci-dessous résume les caractéristiques géographiques et topographiques de la station
d’Héliopolis et de Medjez Amar.
Tableau II.1: caractéristiques géographiques et topographiques.
Coordonnées
Stations
Altitude (m) Longitude latitude Période
d’observation
Héliopolis 260 07°26’E 36°30’N 1985-2015
Medjez Amar 280 07°24’E 36°31’N 1985-2015
ChapitreIIPrésentationdelazoneétude(Guelma)
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page38
II.9.2. Les Facteurs Climatiques
II.9.2.1 La température:
la température est un facteur important ayant une grande influence sur le bilan d’eau du fait
qu’elle conditionne l’évapotranspiration et donc le déficit d’écoulement annuel et saisonnier, elle
dépend de l’altitude, de la distance du littoral et de topographie (Seltzer,1946).
Les températures moyennes mensuelles observées à la station de Héliopolis sur une période de 30
ans sont illustrées dans le tableau ci-dessous.
Tableau II.2 : températures moyennes mensuelles en (C°) station d’Héliopolis (1985/1986-
2014/2015)
Mois S O N D J F M A M J J A Moye.
T(C°) 24.15 20.23 14.90 11.14 10.23 10.73 12.85 16.06 19.44 23.95 27.25 27.98 18.26
II.9.2.2. l’humidité:
L’humidité est le facteur qui conditionne l’évaporation, il influe sur les conditions de
développement de la végétation et par conséquent sur la nature de l’écoulement de surface.
II.9.2.3. le vent :
Le vent est l’un des éléments le plus caractéristique du climat, il a un effet sur les
précipitations et les températures activant ainsi l'évaporation.
Les vents Nord-Ouest sont les plus violents et les plus dominants pendant tous les mois de l’année,
ce qui explique le grand développement des dunes de l’Est algérien, ils sont souvent liés aux pluies
de quinconces qui apportent les précipitations les plus importantes, venues de l’atlantique.
Les vents du Sud-est parfois Sud-ouest dus généralement aux siroccos provenant du Sahara, sont
plus fréquents pendant le mois d’Août avec une haute température.
II.9.2.4.la précipitation:
La précipitation est la quantité d’eau météorique totale liquide au solide qui tombe sur une
surface horizontale déterminée, appelée la section pluviométrique.
Les précipitations permettent la constitution d’un stock d’eau qui va être soumis à plusieurs
processus de « vidange » et particulièrement les processus d’évaporation, de ruissellements
De surface et de pertes par infiltration (A. Chaponnière, 2005).
ChapitreIIPrésentationdelazoneétude(Guelma)
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page39
Pour cela toute étude climatologique nécessite une analyse détaillée de ce paramètre, du fait que
la pluie est un facteur qui conditionne l’écoulement saisonnier et par conséquent, le régime des
cours d’eau ainsi que les nappes.
II.10.Géomorphologie
II.10.1.les formations récentes (post-nappes)
II.10.1.1.Quaternaire
Les formations d’âge Quaternaire sont localisées le long de la vallée de l’Oued Seybouse et
sont représentées par les terrasses suivantes :
II.10.1.1.1.la basse terrasse (Soltanien) : elle est constituée des alluvions du lit de l’Oued actuel
avec 15 m d’épaisseur (limons et cailloux enroulés brun clair ou grisâtres).
II.10.1.1.2.la moyenne terrasse (Tensiftien) : elle est située surtout entre 30 à 50 m d’altitude et
constituée de sable et limons et des blocs roulés dans une matrice argileuse de couleur ocre.
II.10.1.1.3.la haute terrasse (Salétien) : Ce sont des formations qui présentent un épandage en pente
douce. Elles sont constituées de gros galets de type (Ranà) dans le djebel Zemzouma au Nord et
peuvent atteindre les 100 m d’épaisseur. Au Sud, ce sont des calcaires lacustres et tufs d’âge
Pliocène supérieur à Quaternaire ancien qui occupent de grandes surfaces.
Les croutes calcaires qui apparaissent aussi au centre d’Héliopolice sont parfois tuffacés ou
massifs gris à blanc rosé riches en oogones de (Charophytes) (Vila , 1980).
Ces terrasses sont en général emboitées mais peuvent être étagées et laissent apparaitre le
substratum marneux gypsifère qui les sépare, comme c’est le cas entre l’Oued Maiz et le centre du
village de Belkheir.
II.10.1.2.Mio-Pliocène
Ce sont des argiles grises avec des intercalations de marno-calcaires et gypse en couches minces.
Elles surmontent des argiles et des conglomérats rouges.
La mollasse de Guelma : c’est une épaisse série d’intercalations d’argile et de sable jaunâtres
friables bien développée au Sud et à l’Est de Guelma.
ChapitreIIPrésentationdelazoneétude(Guelma)
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page40
II.10.2.Les Lacs:
II.10.2.1le lac souterrain de Bir Ben Osmane
Le lac souterrain de Bir Ben Osmane, près de Guelma, autour duquel l'imaginaire populaire a fait
naître une multitude de mystères, attire chaque semaine des milliers de touristes des quatre coins
du pays. Distant de 4 km seulement de Hammam Debagh, une région réputée pour ses sources
thermales et ses cascades, non loin de la RN20 (Guelma-Constantine), ce lac, pour aussi
"mystérieux" qu'il soit, n'en continue pas mois d'abreuver abondamment les habitants de la
localité. Des données historiques et scientifiques indiquent que ce lac s'est constitué à la suite d'un
affaissement de terrain survenu dans la région durant l'été 1878, donnant naissance à des poches
souterraines que des infiltrations d'eau ont tôt fait de remplir.
II.10.3.Les Oueds :
II.10.3.1.Principaux Oueds
II.10.3.1.1.Oued Seybouse
Il prend sa source à Medjez Amar (point de rencontre entre Oued Charef et Oued Bouhamdane).
Il traverse la plaine Guelma – Bouchegouf sur plus de 45 Km du Sud au Nord. Son apport total est
estimé à 408 millions m3/an à la station de Bouderoua (commune d’Ain Ben Beida).
II.10.3.1.2.Oued Bouhamdane : qui prend sa source dans la Commune de Bouhamdane à l’Ouest
de la Wilaya. Son apport est de 96 millions m3/an à la station de Medjez Amar II.
II.10.3.1.3.Oued Mellah : provenant du Sud-Est, ce court d’eau enregistre un apport total de 151
millions m3/an à la station de Bouchegouf.
II.10.3.1.4.Oued Charef : Prend sa source au Sud de la Wilaya et son apport est estimé à 107
millions m3/an à la station de Medjez Amar I.
II.10.3.2.Barrages existants:
Le barrage de Hammam Debagh sur Oued Bouhamdane d’une capacité de 220 HM3 est destiné à :
L’irrigation des plaines de : Guelma, Bouchegouf sur 9.600 HM3
L’AEP de Guelma, Hammam Debagh, Roknia
Le barrage de Medjez Beggar (Ain-Makhlouf) d’une capacité de 2,786 HM3 est destiné à :
L‘irrigation de 317 ha.
II.10.4. Les Plaines:
Le territoire de la Wilaya de Guelma comporte globalement 04 zones (ou sous bassins versants)
hydrogéologiques distincts :
ChapitreIIPrésentationdelazoneétude(Guelma)
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page41
II.10.4.1.Zones des plaines de Guelma et Bouchegouf (Moyenne et basseSeybouse) :
Les nappes captives du champ de Guelma s’étendent sur près de 40 Km le long de la vallée de la
Seybouse et sont alimentées par les infiltrations et les ruissellements qui déversent dans l’Oued
Seybouse.
Elles enregistrent un débit exploitable de 385 l/s. Elles constituent les plus importantes nappes de
la Wilaya.
Au niveau de la nappe de Bouchegouf, les alluvions paraissent moins perméables que ceux de la
plaine de Guelma. Elle peut contenir une nappe alluviale moins importante.
II.10.4.2.La Zone des Djebels au Nord et Nord-ouest:
Elle s’étend sur toute la partie Nord de la région du territoire de la Wilaya. Elle regroupe toute la
partie de l’Oued Zénati et la partie Nord de la région de Guelma. En dehors de la plaine, une
grande partie de cette zone est constituée d’argiles rouges Numidiennes sur lesquelles reposent des
grés peu perméables. Les sources y sont nombreuses mais tarissent en été. Cette zone connaît une
faible perméabilité en dépit d’une pluviométrie relativement importante.
Cependant, sur les calcaires crétacés inférieurs des Djebels Debagh et Taya, l’infiltration est
probablement importante. Dans l’ensemble et malgré une importante pluviométrie, notamment
dans sa partie Nord, la zone a des potentialités en eaux souterraines assez faibles.
II.10.4.3.La zone des plaines et collines deTamlouka:
Il est à remarquer, pour cette région que les structures synclinales du crétacé supérieur peuvent
contenir des nappes actives alimentées par des infiltrations sur les calcaires qui n’ont pas une
bonne perméabilité quand ils sont profonds. Des nappes phréatiques s’établissent dans les
formations quaternaires reposant sur des argiles miocènes. Elles sont drainées par les différents
affluents de l’Oued Charef, mais une partie de leurs eaux s’évapore dans les zones marécageuses.
II.10.4.4.La zone des Djebels sur plombant les Oueds Sedrata et Hélia:
Cette zone s’étend sur les parties Nord de la région de Tamlouka et Sud de la région de Guelma et
Bouchegouf. Sa partie Sud est certainement la mieux fournie en eau. Elle se caractérise par la
présence de hautes dalles calcaires du crétacé supérieur qui sont perchées sur des marnes. Des
sources assez importantes jalonnent à leur contact. Sur l’autre partie de la zone (la plus étendue),
les dalles calcaires sont plus redressées et fractionnées, et des sources parfois relativement
importantes, jaillissent des calcaires en contact des marnes.
ChapitreIIPrésentationdelazoneétude(Guelma)
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page42
II.11.Présentation de la STEP de Guelma
II.11.1. Localisation
La Station d’épuration des eaux usées de la wilaya de Guelma est fonctionnelle depuis le 28 Février 2008. II.11.2. Emplacement et accès La station est implantée sur un terrain agricole de 7.8 Hectares à (01) kilomètre environ au nord de
la ville de Guelma, sur le flanc droit de la vallée développée par oued SEYBOUSE, et sans
habitations existantes à la proximité.
Elle est alimentée par 02 conduites de refoulement, l’une en diamètre 700mm en provenance du
premier poste de refoulement SP1 (OUED MAIZ) avec un débit de 1575m³ /h, l’autre en diamètre
500mm en provenance du second poste de refoulement SP2 (OUED SKHOUNE) son débit est de
1125m³/h. et l’emplacement de ces 02 postes était également pris en considération. (STEP
Guelma, 2008)
Figure. II.3.photo aérienne de la station d’épuration (Guelma 2017)
II.11.3.Caractéristique et Nature des effluents
La station est alimentée par des effluents d'origine domestique (à hauteur de 199086 Equivalent-
Habitants) en 2010.
ChapitreIIPrésentationdelazoneétude(Guelma)
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page43
II.11.4.Nature du réseau
Les eaux Usées domestiques de la ville de Guelma sont collectées graviteraient sur 02 bassins
versant par un ensemble de réseaux d’assainissement existant. Les 02 tronçons gravitaires
rejoignent chacun le point bas (ou il y’a les 02 poste de refoulement).
Le réseau d’assainissement est du type unitaire (c'est-à-dire; englobe tout en même temps; les
égouts, les rejets industriels, individuels……etc.).(STEP Guelma, 2008)
II.11.5.Nature du traitement des eaux Usées avant l’emplacement de la Station
Les effluents sont collectés par le réseau d’assainissement existant, mais ne subissaient pas de
traitement particulier.
II.11.6.Charges Hydrauliques et Polluantes
Les différents nombres de charges à retenir sont (Tab)
Tableau II.3. Charge polluante.
Paramètres Charge Kg/J Concentration mg/l
DCO 16000 500
DBO5 10800 338
MES 14000 438
II.12.Les étapes de traitement au niveau de STEP de Guelma
II.12.1.prétraitement
II.12.1.1.Dégrillage
Pour but d’éliminer les éléments solides ou particulaires les plus grossiers
Installation de deux dé grilleurs doits (dont un manuel )à nettoyage automatique par râteaux
Espacement des barreaux : 20mm pour le dégrilleur automatique et 30mm pour l’agrile fixe
Epaisseur des barreaux : 10mm maximum
La grille sera dimensionnée pour un colmatage maximum de 30 cm La surface immergée sera
égale à 2,49m2
ChapitreIIPrésentationdelazoneétude(Guelma)
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page44
Figure. II.4.dégrillage (STEP Guelma 2017)
Produits de dégrillage
Les refus de dégrillage seront évacuée par un tapis transporteur
II.12.1.2.Dessablage – Déshuilage
Figure. II.5.Dessablage – Déshuilage (STEP Guelma 2017)
-Dessablage: pour but de faire décanter les éléments plus fins
-Déshuilage-dégraissage: pour but d’éliminer les huiles et les graisses, s’effectuera dans un
ouvrage longitudinal dimensionné pour accepter un débit de pointe par temps de pluie de 4.180m3
L’ouvrage regroupe dans un même ensemble :
-Un dessablage avec une prise automatique des sables par pompage
ChapitreIIPrésentationdelazoneétude(Guelma)
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page45
Ils seront extraits de l’ouvrage de prétraitement, séparés de leur eau par un classificateur, puis
stockées dans une benne.
-Un déshuilage aéré avec raclage mécanique des graisses et flottant
Les graisses et huiles stockées dans une fosse à graisses avant enlèvement.
-Hauteur de l’ouvrage minimum 1.75m
-Surface totale minimum : 168m²
Nombre d’ouvrages : 02
Surface d’une bassin : 17.5m Largeur d’une bassin : 4.80m
II.13.Traitement primaire
II.13.1.Décantation primaire
Figure. II.6.décanteur primaire (STEP Guelma 2017)
- La décantation primaire classique consiste en une séparation des éléments
liquides et des éléments solides sous l'effet de la pesanteur. Les matières solides se déposent au
fond d'un ouvrage appelé "décanteur" pour former les "boues primaires". Ces dernières sont
récupérées au moyen d'un système de raclage. Ce traitement élimine 30 à 40 % des matières en
suspension et réduit d'environ 30 % la DBO et la DCO.
Nombre d’ouvrages : 02
Forme : cylindro-conique
Surface totale minimum : 1.394m²
Surface /Bassin minimum : 697m²
Diamètre d’une bassine minimum : 30.00m
ChapitreIIPrésentationdelazoneétude(Guelma)
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page46
Hauteur d’eau : 3.0m
II.13.2.Traitement secondaire
C'est lors de ce traitement que s'élimine l'essentiel des agents polluants dans les eaux usées à
savoir l'élimination de la pollution carbonée biodégradable.
Il consiste à mettre en contact l'eau usée avec une biomasse épuratrice qui est en fait un
écosystème simplifié et sélectionné ne faisant appel qu'à des micro-organismes. Elle est constituée
d'être vivants de petite taille, inférieure au millimètre, microflore de bactéries et microfaune
d'animaux, protozoaires.
Dans le cas des eaux usées urbaines, on favorise le développement de bactéries aérobies, c’est-à-
dire, qui utilisent l’oxygène pour se développer.
Il comporte deux étapes principales :
II.13.2.1.Un traitement biologique
Le traitement biologique se déroule au niveau de bassin d'aération et comporte :
*Elimination de carbone
La boue activée est constituée essentiellement de bactéries et de protozoaires, parfois de
champignons, de rotifères et de nématodes. Les bactéries y constituent le groupement le plus
important, responsable principalement de l'élimination de la pollution d'une part et de la formation
des flocons d'autre part. La nature des composés organiques constituant la pollution influe
naturellement sur le genre dominant, de même les conditions du milieu : P.H, température,
oxygène dissous...
Pour l'élimination du carbone dans les effluents la voie aérobie est utilisée car l'oxygène est
associé aux réactions de dégradation et elles s'instaurent spontanément dans les eaux suffisamment
aérées. Le carbone organique se retrouve sous forme de CO2 et de biomasse.
Après la dégradation des matières organique la cellule passe par différentes phase de croissance et
décroissance. Mais la croissance bactérienne nécessite la présence d'autres éléments nutritifs en
particuliers l'azote et le phosphore contenus dans les effluents et dont l'élimination est également
nécessaire.
ChapitreIIPrésentationdelazoneétude(Guelma)
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page47
Figure. II.7.Bassin de traitement biologique (STEP Guelma 2017).
Bassin d’aération
Débit journalier des eaux usées : 32.000mᶟ/j
L’aération s’effectue dans deux bassins longitudinaux fonctionnant en parallèle,
Donc volume total d’aération : 9.33mᶟ
Volume d’un bassin d’aération dans des ouvrages rectangulaires de rapport L/l=4
Surface d’un bassin : 1.037m²
Longueur d’un bassin : 64.40m
Largeur d’un bassin : 16.10m
Besoins en oxygène
*Production d’02 : 1.7 kg O2/KWh
Les besoins en oxygène sont multiples, il est calculé en fonction :
-De la population carbonée, dont l’élimination est établie sur la durée de pointe diurne (16heures),
-de la respiration endogène des boues étalée sur 24heures.
* Pollution carbonée :
La consommation théorique en oxygène, exprimée en kg/j,
5.500 kgo2/j, soit 230 kgO2/h.
-Besoins en oxygène de point = 367.52kgO2/h
II.13.2.2.Traitement par voie physico-chimique (Une décantation secondaire)
*Clarification
A la sorte des bassins d’aération , la liqueur biologique sera soumise a’ une clarification de façon
a’ séparer les bous activées de l’eau épurée, et a’ les recycler vers les bassin dé aération :
La surface de clarification est calculée pour permettre une vitesse ascensionnelle de 0.9m/h (pour
d’bit de pointe)
ChapitreIIPrésentationdelazoneétude(Guelma)
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page48
Surface =Débit de pointe/ vitesse ascensionnelle. =418/0.95 =4.402.10m²
Nombre de décanteurs : 02
Surface /bassin = 2.201 m²
Diamètre : 53.00 m
Flux massique : 17.0kg/m²/h
Temps de séjour : 2.5 h
Figure. II.8.Clarificateur (STEP Guelma 2017)
II.14.Traitement des boues
Le traitement des boues est défini comme l'ensemble des opérations visant à modifier les caractéristiques des boues en excès à fin de rendre leur destination finale fiable et sans nuisance. (Rola, 2005)
On distingue trois grands types de traitement :
II.14.1.Stabilisation
de type biologique, chimique ou thermique. Dont l’objectif est de réduire la fermentescibilité des boues pour atténuer ou supprimer les mauvaises odeurs.
II.14.2.Traitements de réduction de la teneur en eau des boues
visant à diminuer la quantité de boues à stocker et à épandre, ou améliorer leurs caractéristiques physiques par:
ChapitreIIPrésentationdelazoneétude(Guelma)
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page49
*L'épaississement : vise à augmenter la siccité (teneur en matière sèche) des boues sans pour autant modifier le caractère liquide de la boue.qui peut se faire simplement par voie gravitaire dans un concentrateur ou par des moyens mécaniques (égouttage, flottation ou centrifugation)
*La déshydratation : qui correspond en fait à une augmentation forte de siccité, modifie l'état
physique des boues, celles-ci passant de l'état liquide à l'état pâteux ou solide.
*Le séchage : élimine en grande partie ou en totalité l'eau par évaporation, soit par voie naturelle
(lits de séchage), soit par voie thermique.
Figure. II.9.Lits de séchage. (STEP Guelma 2017)
*Elimination des germes pathogènes
(Désinfection par chloration)
La chloration se fait dans un bassin à l'aide d'hypochlorite de calcium équipée de chicane
pour permettre un temps de contact suffisant.
ChapitreIIPrésentationdelazoneétude(Guelma)
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page50
Figure. II.10.Bassin de désinfection (STEP Guelma 2017)
La désinfection se fera dans un ouvrage longitudinal muni de chicanes.
- Temps de contact : 20 mn
- volume de désinfection : 726 m²
- longueur : 24.2 m
- largeur : 15 m
- Hauteur des chicanes : 2.00m
- Chloration
- Débit a’ traiter : 2.18 mᶟ/h
- Dose de chlore : 05mg/1
- Choix de l’oxydant : NACLO
Tableau II.4.Quantité de chlore a Dosé.
Dose moyenne Débit moyen Débit de chlore Débit d'hypochlorite de calcium
05ppm 1,333m³/h 6,665kg/h 48,30kg/h
ChapitreIIPrésentationdelazoneétude(Guelma)
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page51
Conclusion:
L'étude géomorphologique de la wilaya de Guelma à montrer qu'il existe plusieurs formes
qui se présentent comme suit :
Les formations d’âge Quaternaire sont localisées le long de la vallée de l’Oued Seybouse et les
formations de Mio-Pliocène, avec des lacs comme le lac souterrain de Bir Ben Osmane
Cette wilaya construit des ressources d’eau importants comme les Oueds et les barrages tel que
Seybouse, bouhamdane, mellah et charef et les barrages comme Hammam Debagh et Medjez
Beggar et finalement les Plaines citons celles de Guelma et Bouchegouf
Ce travail consiste a étudié les eaux usées de la station d’épuration de la ville de Guelma.
Chapitre III :
Matériels Et Méthodes
Chapitre III Matériels et méthodes
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page52
Chapitre III. Matériels et méthodes
III.1. Introduction Dans toute station d'épuration des eaux usées il est nécessaire d'effectuer des analyses
de l'eau brute (l’entrée) et de l'eau traitée (la sortie) afin de déterminer les
différents paramètres physicochimiques et bactériologiques permettant d'évaluer le niveau
de pollution dans chaque phase de traitement et le rendement d'élimination des pollutions
pour donner une bonne appréciation des performances épuratoires de la STEP. Nous
avons suivi les
Paramétrées suivant : T°, pH, CE, turbidité, DBO₅, DCO, O₂ dissous, MES, NO₃.
III.2.Prélèvementetéchantillonnage
Pour les prélèvements destinés à l’analyse physico-chimiques, ils sont réalisés dans des
flacons en plastiques en utilise une perche de 2 à 3m. Toutes les analyses ont été effectuées
au niveau de laboratoire de la STEP.
Figure III.1: prélèvement à L’entrée.
Chapitre III Matériels et méthodes
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page53
Figure III.2: prélèvement a la sortie.
.
III.3. Analyses physico-chimiques
III.3.1.Température
La température est un paramètre physique de l’eau jouant un grand rôle dans la
solubilité des gaz dans l’eau et sur la vitesse des réactions chimiques et biochimiques.
La mesure de la température a été effectuée par l'utilisation d'une sonde thermométrique qui
est trompée soigneusement dans la prise d'essai. La lecture est faite après stabilisation du
thermomètre.
III.3.2. pH
Le pH est une des caractéristiques fondamentales de l'eau. Il donne une indication de
l'acidité d'une substance. Il est détermine à partir de la quantité d'ions d'hydrogène
hydronium (H+) ou d'ions hydroxyde (OH-) contenus dans la substance.
la valeur du pH est à prendre en considération lors de la majorité des opérations d'épuration
de l'eau, surtout lorsque celles-ci font appel à une réaction chimique et aussi quand
certains procédés nécessitent d'être réalisés avec un pH.
III.3.2.1. Principe
La méthode est basée sur l'utilisation d'un pH-mètre. C’est un voltmètre un peu
particulier qui se caractérise par une très grand impédance d'entrée en raison de fort
résistance présentée par l'électrode de mesure.
Chapitre III Matériels et méthodes
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page54
III.3.2.2. Mode opératoire
l'étalonnage étant réalisé et l’appareil ayant acquis son régime de marche :
-
Vérifier les diverses connexions: secteur, électrodes, etc..;
- Dégager l'électrode de sont support;
- Oter le chapeau protecteur de l'électrode double, le déposer en lieu sûr;
- Rincer abondamment l'extrémité de l'électrode avec l'eau distillée;
- Essuyer l'extrémité de l'électrode;
- Replacer l'électrode sur son support;
- Rincer le vase, le barreau magnétique, l'électrode, avec l'eau distillée puis Ave
l'échantillon;
- Remplir le vase de mesure avec l'échantillon;
- Immerger l'électrode avec précaution habituelles et agiter;
- Lire directement le pH lorsque la valeur s'est stabilisée
Figure III.3: Photo du pH mètre.
III.3.3. Conductivité
III.3.3.1. Mesure de la conductivité
La conductivité électrique d'une eau traduit l'aptitude que possède celle-ci à laisser le
courant électrique. le transport des charges se faisant par l'intermédiaire des ions
Chapitre III Matériels et méthodes
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page55
contenus dans l'eau, Il est logique d'admettre que la conductivité d'une eau sera d'autant
plus importante que sa minéralisation sera élevée. Il existe donc une relation entre la
conductivité d'une eau et sa minéralisation, d'où l'intérêt une présent-la mesure de la
conductivité, mesure quasi instantanée, pour connaitre la minéralisation d'une eau.
l'unité de conductivité utilisée en chimie des eaux est micro siemens (µS/cm).
III.3.3.2. Principe
La mesure de la conductivité se ramène à celle de la résistance d'une colonne d'eau. A
cet effet on utilise un conductivimètre qui n'est en fait qu'un résistivimètre un peu particulier.
la conductivité est fonction de la température. Toute mesure de conductivité doit donc se faire
à température connue et stabilisée. en général les résultats sont mesurés à 20°C.
III.3.3.3. Mode opératoire
-L’analyse s'effectue sur un prélèvement d'eau dont le volume doit être suffisant pour
prolonger la sonde de conductivité.
-Vérifier les connexions cellule/ conductivimètre; rincer soigneusement la cellule de
mesure à l'eau distillée et l'essuyer convenablement.
- Rincer et essuyer soigneusement la cellule.
- Immerger la cellule dans l'eau.
- Agiter la sonde légèrement.
-Lire le résultat.
-La mesure terminée, éteindre l'instrument et, si nécessaire, nettoyer la sonde.
-Après chaque série de mesure, rincer l'électrode à l'eau déminéralisation.
Figure III.4 : Photo du conductimètre portatif.
Chapitre III Matériels et méthodes
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page56
III.3.4. Oxygène dissous
Le système de mesure courant pour l'oxygène dissous consiste en un instrument de
mesure et d'une sonde polar graphique. La sonde constitue la pièce la plus importante
et délicate du système. Cette sonde comprend une anode d'argent (Ag) enveloppée d'un
fil de platine (Pt) qui agit comme cathode. Ceux-ci sont insérés dans une cartouche
remplie d'une solution électrolytique de chlorure de potassium (Kcl). l'extrémité de la
cartouche comporte une membrane en téflon, matériau perméable au gaz, qui permet
uniquement le passage de l'oxygène présent dans la solution.
Par l'application de potentiel de 790 mV, l'oxygène présent dans la cellule est réduit en
ion d'hydroxyde (OH- ) dans la cathode, et le chlorure d'argent (AgCl) est déposé sur
l'anode. cette réaction provoque un flux de courant dont l'intensité est
proportionnelle à la quantité d'oxygène, convertit le courant en concentration
correspondante à l'oxygène dissous.
III.3.4.1. Mode opératoire
-L’analyse s'effectue sur un prélèvement d'eau dont le volume doit etre suffisant pour
plonger la sonde de conductivité.
-l'étalonnage étant réalisé et l'appareil ayant acquis son régime de marche;
-allumer l'instrument en poussant le bouton ON/Off. Lorsque l'afficheur indique zéro,
L’instrument est prêt pour la mesure de l'oxygène dissous.
Figure III. 5: Oxymétrie portatif (oxy).
Chapitre III Matériels et méthodes
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page57
III.3.5. Matière Insoluble Décantable (M.I.D)
Un certain volume d'eau est abandonné au repos pendant 2 heures. La quantité de
matière décantée est déterminée par volumétrie.
On met les échantillons d'eau dans les cônes et on attend environ 2h pour lire les résultats
en ml/l grâce aux graduations.
Figure III.6: Cônes D'Imhof
III.3.6. Paramètres par Spectrophotomètre
Figure III.7: Spectrophotomètre.
Chapitre III Matériels et méthodes
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page58
III.3.6.1.Dosage des Matières En Suspension (MES)
Dosage des MES par filtration sur fibres de verre (normes EN872/1996) :
III.3.6.1.1.Principe :
Les méthodes gravimétrique reposent sur le calcul de la masse de matière sèche (mg/l)
obtenue après séparation des MES de l’eau puis déshydratation à 105°C.
La séparation des MES se fait à l’aide d’un équipement de filtration sous vide ou sous
pression qui permet le passage de l’eau à analyser sur le filtre en fibres de verre. Les MES
son retenues sur le filtre qui est ensuite séché à 105°C, de manière à éliminer l’eau retenue
dans le filtre. La masse du résidu retenue est déterminé par pesée.
III.3.6.1.2.Matériel utilisées :
-l’eau brute
-l’eau de l’aération
- l’eau de sortie de clarificateur
-Des récipients en plastiques.
-03 filtres de Walthman.
-Appareil de filtration (pompe à vide).
-Balance électronique.
-Etuve à 105°C.
Chapitre III Matériels et méthodes
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page59
Figure III.8 : pompe à vide
III.3.6.1.3.Mode opératoire :
-Mesuré le poids de 03 papiers filtre dans la balance.
-Filtré :
25 ml d’échantillon d‘eau brute
100 ml d’eau d’aération
100 ml d’eau sortie de clarificateur
-Mettre les trois papiers filtres sur un support de séchage (assiette plate)
-Sécher les filtres à 105°C pendant deux heures et le peser a nouveau.
III.3.6.1.4.Expression des résultats :
Le calcul de la teneur en MES se fait à partir de l’expression suivante :
[MES] est la teneure en MES mg/l-1 avec deux chiffres significatifs.
b : La masse du filtre après filtration en mg.
a : La masse du filtre avant filtration en mg.
Chapitre III Matériels et méthodes
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page60
V : Le volume de l’échantillon en ml.
III.3.6.2.Détermination de la demande Biochimique en Oxygène après 5 jours(DBO5)
III.3.6.2.1.Principe :
La DBO5 est mesurée au bout de cinq jours à 20°C (température favorable à l’activité des micro-organismes consommateurs d’O2) et à l’obscurité (afin d’éviter toute photosynthèse parasite).
Deux échantillons sont nécessaires, le premier sert à la mesure de la concentration
initiale en O2 et le second à la mesure de la concentration résiduaire en O2 au bout de cinq
jours. La DBO5 est la différence entre ces deux concentrations. Les mesures seront effectuées
sur un même volume est le second échantillon sera conservé cinq jours à l’obscurité 20°C.
III.3.6.2.2.Matériel utilisées :
-Oxymétrie.
-Agitateur magnétique.
-Aérateur.
-Des flacons stériles spéciaux pour la DBO.
-Eau ultra pure pour la dilution.
-Des échantillons (eau brute et eau sortie clarificateur).
Figure III.9 : Flacons pour la DBO
Chapitre III Matériels et méthodes
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page61
III.3.6.2.3.Mode opératoire :
Préparation de l’eau de dilution :
Mettre la vielle du prélèvement dans un récipient de 10L de l’eau robinet dans laquelle
on plonge pendant 24 heures un aérateur pour la saturer en dioxygène. Laisser reposer 12
heures.
Choix du facteur de dilution :
Le facteur de dilution (F) dépendra de la charge de l’eau analysée.
Préparation des flacons de mesure :
Verser dans le flacon un peu d’eau de dilution puis la quantité prévue d’échantillon puis
remplir le reste du flacon avec l’eau de dilution. Fermer le flacon sans y laisser d’aire.
1er flacons : pour l’eau brute dilution en : V flacon /100
2éme flacon : pour l’eau de sortie de clarificateur dilution en : V flacon /10
3éme flacons (témoin) : Eau de dilution + glucose
Mesure au To : Doser l’O2 dissous dans un flacon d’échantillon dilué (To en mg/l).
Incubation : Placer les deux flacons restants à l’étuve 20°C et à l’obscurité pendant 05
jours, avec agitation.
Mesure au Tc : Doser l’O2 dissous dans le flacon d’échantillon dilué restant (T5 en
mg/l).
Résultat :
DBO5=F (T0-T5).
T 0: pression d’O2 dissous (O2 avant).
T5 : O2 dissous après incubation.
F : facteur de dilution.
Chapitre III Matériels et méthodes
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page62
Figure III.10 : Oxymétrie
III.3.6.3.Détermination de la demande Chimique en Oxygène (DCO)
III.3.6.3.1.Principe :
Cette détermination comprend deux étapes :
1èreétape : Oxydation chimique des matières réductrices contenues dans l’eau par un excès de
dichromate de potassium (K2 Cr2 O7).
2èmeétape : Dosage de l’excès de dichromate de potassium par le sel de Mohr après
refroidissement.
III.3.6.3.2.Matériel utilisées :
-L’eau distillée.
-Des pipettes graduées.
-plaque chauffant.
-Des tubes à fon plat de DCO (des tubes spéciale de bloc chauffant qui s’adaptent avec des
réfrigérants).
-Agitateur.
-Pompe graduée.
Chapitre III Matériels et méthodes
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page63
Figure III.11 : plaque chauffant avec tubes et réfrigérants
III.3.6.3.3.Mode opératoire :
Dans des tubes de DCO introduire :
-10 ml d’échantillon.
-Ajouter à chacun : 5ml de K2 Cr2 O7 + quelque granule régulateur d’ébullition +15ml
d’acide sulfurique.
-Mettre le réfrigérant et porter à ébullition deux heures dans un bloc chauffant.
-Laisser refroidir, poser sur un agitateur et au même temps ajouté des gouttes de Furoîn et le
sel de Mohr (titrer l’excès de K2 Cr2 O7 par la solution de sel de Mohr en présence de 5 à 6
gouttes de Furoîn « virage bleu-vert au brun rouge ».
III.3.6.3.4.Expression des résultats :
DCO=8000.C Fe (VT-VE) /E
C Fe : Concentration exprime en mol/l.
VT : Volume du sel de Mohr pour le virage de couleur de l’échantillon témoin.
Chapitre III Matériels et méthodes
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page64
VE : Volume du sel de Mohr pour le virage de couleur de l’échantillon.
E : Volume de prise d’essai en ml.
III.3.6.4.Dosage des nitrates (NO3)
III.3.6.4.1.Principe :
Le dosage des nitrates fait appel à des méthodes relativement complexes avec une
grande probabilité de présence de constituants interférents, de ce fait la détermination des
nitrates est souvent délicate.
La méthode spectrophotométrique exige un échantillon limpide. Les échantillons turbides
doivent être filtrés sur une membrane 0.45 um après avoir vérifier qu’elle ne contient pas de
nitrates. Les colorations développées sont très sensible aux probables.
Prélever les échantillons dans des flacons de verre les refroidir à 45°C et effectuer le dosage
dans les meilleurs délais pour éviter l’évolution rapide des nitrates et nitrites
En présence de salicylate de sodium les nitrates donnent du paranitrosalicylate de sodium
coloré en jaune et susceptible d’un dosage spectrophotométrique.
III.3.6.4.2.Matériel utilisé :
-Capsule de 60ml environ.
-Bain Marie.
-Fiole jaugée.
-Flacon de verre.
III.3.6.5.Azote ammoniacal
III.3.6.5.1.Mode opératoire
- Entrer le numéro du programme 380 (à une longueur d'onde de 425 nm);
- Pour l'effluent entrée en fait la dilution (1ml dans 50 ml d'eau distillée), pour l'effluent sortie
(1 ml dans 25 ml d'eau distillée);
- Ajouter 3 gouttes de PVA+03 gouttes de MS+01 ml nessler dans chaque flacon (le blanc,
l'entrée, la sortie);
- Presser le shift trimer, une période de réaction de 1 nm commence;
-Placer le blanc dans le puits de mesure, fermer le capot, presser 0 en suite placer
Chapitre III Matériels et méthodes
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page65
l'échantillon préparé;
- Le résultat en mg/l s'affiche (en multipliant le résultat par 1.29).
III.3.6.6.Nitrite
III.3.6.6.1.Mode opératoire
-Prélever 1 ml à l'aide d'une pipette jaugée de l'échantillon mère.
- Introduire ce 1 ml dans un bécher;
- Compléter à 10 ml avec de l'eau distillée.
- Ajouter le réactif nitrite 10 à cette eau.
- Faire une agitation légère.
- Laisser la solution se reposer pendant 15 min.
- Mettre en marche le spectrophotomètre.
- Remplir le cuve avec de l'eau distillée (blanc).
- Essuyer la cuve.
- Introduire la cuve de référence dans le port cuve.
- Programmer la longueur d'onde désirée (507nm).
-Enlever la cuve de référence.
-Introduire la cuve remplie précédemment par l'échantillon à mesurer ensuite l'essuyer.
-Appuyer sur la touche READ puis lire résultat.
III.3.6.7.Le phosphore
Le phosphore est mesure sous forme de phosphore totale (Pt). la recherche des fraction
minérales (phosphates issus des produits lessiviers) et organiques (d'origine humaine
ou industrielle) permet de juger des conditions de traitement biologique de l'effluent et des
risque liés à l'eutrophisation des eaux calmes.
III.3.6.7.1.Mode opératoire
- Prélever 1 ml à l'aide d'une pipette de l'échantillon mère.
- Introduire ce1 ml dans un bécher;
-Compléter à 10 ml avec de l'eau distillée;
-Ajouter le réactif (phosphore PGT) à cette eau;
-Faire une agitation légère;
-Laisser la solution se reposer pendant 2 min;
Chapitre III Matériels et méthodes
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page66
-Mettre en marche le spectrophotomètre;
-Remplir la cuve avec de l'eau distillée (blanc);
-Essuyer la cuve;
-Introduire la cuve de référence dans le port cuve.
-Programmer la longueur d'onde désirée (890nm).
-Enlever la cuve de référence.
-Introduire la cuve remplie précédemment par l'échantillon à mesurer ensuite l'essuyer.
-Appuyer sur la touche (READ) puis lire le résultat.
III.3.7.Le test de décantation des boues (Bassin d’aération)
III.3.7.1.Principe :
Afin d’apprécier l’aptitude à la décantation, ou décantabilité des boues des tests de
décantation sur les boues activées sont réalises en éprouvette. Ces tests sont simples du point
de vue théorique et technique : on mesure dans une éprouvette d’un litre le volume de boue
décanté après un temps de 30 mn (V30) ce volume représente le volume de floc biologique
présent dans un volume totale de un litre de boues activées le reste étant de l’eau interstitielle.
III.3.7.2.Le calcule de l’indice de Mohlman :
L’indice de Mohlman est le volume en ml occupé par un litre de boues non diluées
après 30 minutes de décantation divisé par la concentration de matières en suspension (MES)
des boues.
Indice de Mohlman= /
/
La valeur moyenne de cet indice se situe autour de 80 à 150 ml/g. Il peut y avoir des
problèmes de décantation lorsqu’il dépasse 150 à 200 ml/g, pour des valeurs inferieurs à 80
ml/g, la boue décante trop rapidement er risque de former des dépôts dans les ouvrages et les
canalisations.
III.3.7.3. le calcul de l'indice de boue IB:
IB(mg/l)=V30(ml/l) x facteur de dilution /[MS] (g/l)
Remarque
Une nouvelle dilution est nécessaire si la lecteur des boues décantées est supérieur à
250ml après 30 minutes de décantation (une lente décantation).
Chapitre III Matériels et méthodes
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page67
III.3.7.4.Interprétation des résultats
Tableau III.1: Relation entre l'indice de boue et la décantation des boues
IB en mg/l Signification
<50 Floc bactérien trop fin, trop granuleux
100
Floc bactérien bien constitué, bonnedécantation, situation idéale
100< IB <150
Floc normalement constitué, décantationNormal
150< IB <200
Floc légère, décantation ralentie
>200 Floc gonflé et très léger, décantationMauvaise
Conclusion
Les analyses physico-chimiques effectuées au sein de la STEP de Guelma sont
indispensables pour pouvoir juger de la performance de le STEP et d'avoir une idée
globale sur le rendement de chaque procédé d'épuration.
Chapitre IV : Suivi Des performances épuratoires
Chapitre IV Suivi des performances épuratoires de STEP de Guelma
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page 68
0
50
100
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Chapitre .IV. Suivi des performances épuratoires
IV.1. Introduction
Dans cette partie nous étudierons la qualité de l'eau brute et épurée par la station
d'épuration des eaux usées , Afin de déterminer la qualité des eaux usées de La station
d'épuration de Guelma, nous avons effectué les analyses de différents paramètres de
pollution qui sont: les matières en suspension (MES), la demande biochimique en oxygène
(DBO5), la demande chimique en oxygène (DCO).
IV.2. Evolution mensuelle de la matière organique (DB05, DCO et MES,
N-NH4) à l’entrée et à la sortie de station d’étude (Guelma)
IV.2.1.Evolution mensuelle de la matière organique (DBO5) à l’entrée et à la sortie de la
station de Guelma (Année 2013,2014 ,2015 et 2016)
Les figures n° 1, 2,3,4 indiquent la variation mensuelle de la concentration d’eau usée par le
paramètre DB05 à l’entrée et à la sortie de la station d’épuration de Guelma.
Figure IV. 1: Evolution mensuelle de la
DB05 à l’entrée et à la sortie de la station
de Guelma (Année 2013)
Figure IV 2: Evolution mensuelle de la
DB05 à l’entrée et à la sortie de la station
de Guelma (Année 2014)
Chapitre IV Suivi des performances épuratoires de STEP de Guelma
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Figure IV. 3: Evolution mensuelle de la
DB05 à l’entrée et à la sortie de la station
de Guelma (Année 2015)
Figure IV.4: Evolution mensuelle de la
DBO5 à l’entrée et à la sortie de la station
de Guelma (Année 2016)
-A l’année 2013 : On note une différence entre les valeurs de la DBO5 à l’entrée et à la sortie
de la station avec respectivement des valeurs 135,8 mg/1 à 358 mg/l, et de 4,7 mg/1 à 24
mg/1.
-A l’année 2014 : On note une différence entre les valeurs de la DBO5 à l’entrée et à la sortie
de la station avec respectivement des valeurs 121 mg/1 à 294 mg/l, et de 7 mg/1 à 18,1
mg/1.
-A l’année 2015 : On note une différence entre les valeurs de la DBO5 à l’entrée et à la sortie
de la station avec respectivement des valeurs 173 mg/1 à 255 mg/l, et de 11 mg/1 à 30 mg/1.
-A l’année 2016 : On note une différence entre les valeurs de la DBO5 à l’entrée et à la sortie
de la station avec respectivement des valeurs 160 mg/1 à 274,5 mg/l, et de 14,3 mg/1 à 61
mg/1.
IV.2.2.Evolution mensuelle de la matière organique (DCO) à l’entrée et à la sortie de la
station de Guelma (Année 2013, 2014, 2015 et 2016)
Les figures n° 5, 6,7 et 8 indiquent la variation mensuelle de la concentration d’eau usée par
le paramètre DCO à l’entrée et à la sortie de la station d’épuration de Guelma.
Chapitre IV Suivi des performances épuratoires de STEP de Guelma
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Figure IV.5: Evolution mensuelle de la
DCO à l’entrée et à la sortie de la station
de Guelma (Année 2013)
Figure IV. 6: Evolution mensuelle de la
DCO à l’entrée et à la sortie de la station
de Guelma (Année 2014)
Figure IV. 7: Evolution mensuelle
de la DCO à l’entrée et à la sortie
de la station de Guelma (Année
2015)
Figure IV. 8: Evolution mensuelle
de la DCO à l’entrée et à la sortie
de la station de Guelma (Année
2016)
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Figure IV.5: Evolution mensuelle de la
DCO à l’entrée et à la sortie de la station
de Guelma (Année 2013)
Figure IV. 6: Evolution mensuelle de la
DCO à l’entrée et à la sortie de la station
de Guelma (Année 2014)
Figure IV. 7: Evolution mensuelle
de la DCO à l’entrée et à la sortie
de la station de Guelma (Année
2015)
Figure IV. 8: Evolution mensuelle
de la DCO à l’entrée et à la sortie
de la station de Guelma (Année
2016)
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Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page 72
Figure IV. 11 : Evolution mensuelle de la
MES à l’entrée et à la sortie de la station
de Guelma (Année 2015)
Figure IV. 12 : Evolution mensuelle de la
MES à l’entrée et à la sortie de la station
de Guelma (Année 2016)
-A l’année 2013 : On note une différence entre les valeurs de la MES à l’entrée et à la sortie
de la station avec respectivement des valeurs 318 mg/1 à 583 mg/l, et de 9 mg/1 à 15,5
mg/1.
-A l’année 2014 : On note une différence entre les valeurs de la MES à l’entrée et à la sortie
de la station avec respectivement des valeurs 216 mg/1 à 428 mg/l, et de 4 mg/1 à 14 mg/1.
-A l’année 2015 : On note une différence entre les valeurs de la MES à l’entrée et à la sortie
de la station avec respectivement des valeurs 202 mg/1 à 400 mg/l, et de 4 mg/1 à 18 mg/1.
-A l’année 2016 : On note une différence entre les valeurs de la MES à l’entrée et à la sortie
de la station avec respectivement des valeurs 189,6 mg/1 à 312 mg/l, et de 11,5 mg/1 à 21,2
mg/1.
IV.2.4.Evolution mensuelle de la matière organique (N-NH4) à l’entrée et à la sortie de
la station de Guelma (Année 2013,2014,2015,2016)
Les figures n°13,14,15,16 indique la variation mensuelle de la concentration d’eau usée par le
paramètre N-NH4 à l’entrée et à la sortie de la station d’épuration de Guelma.
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Chapitre IV Suivi des performances épuratoires de STEP de Guelma
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page 73
Figure IV. 13: Evolution mensuelle de la
N-NH4 à l’entrée et à la sortie de La
station de Guelma (Année 2013)
Figure IV. 14: Evolution mensuelle de la
N-NH4 à l’entrée et à la sortie de la
station de Guelma (Année 2014)
Figure IV.15 : Evolution mensuelle de la
N-NH4 à l’entrée et à la sortie de la
station de Guelma (Année 2015)
Figure IV. 16 : Evolution mensuelle de la
N-NH4 à l’entrée et à la sortie de la
station de Guelma (Année 2016)
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N-NH4entréé
N-NH4sortie
Chapitre IV Suivi des performances épuratoires de STEP de Guelma
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page 74
-A l’année 2013 :On note une différence entre les valeurs de la N-NH4 à l’entrée et à la sortie
de la station avec respectivement des valeurs 24 mg/1 à 49 mg/l, et de 2 mg/1 à 8,5 mg/1.
-A l’année 2014 : On note une différence entre les valeurs de la N-NH4 à l’entrée et à la
sortie de la station avec respectivement des valeurs 23 mg/1 à 42 mg/l, et de 0,3 mg/1 à 2,8
mg/1.
-A l’année 2015 : On note une différence entre les valeurs de la N-NH4 à l’entrée et à la
sortie de la station avec respectivement des valeurs 21 mg/1 à 31,1 mg/l, et de 2,6 mg/1 à 5,4
mg/1.
-A l’année 2016 : On note une différence entre les valeurs de la N-NH4 à l’entrée et à la
sortie de la station avec respectivement des valeurs 23,4 mg/1 à 29 mg/l, et de 2,5 mg/1 à 6,2
mg/1
Discutions sur les graphiques précédents
Les valeurs de la matière organique (MES DCO DBO5 et NH4) semblent être élevées à
l’entrée, elles dépassent largement les normes marocaines. Donc un traitement s’impose avant
que les eaux n’arrivent au milieu récepteur (Oued Seybouse), afin de bien protéger ce dernier.
*On peut conclure d’après les quatre graphes de la DBO5,DCO ,MES et N-NH4 (années
2013, 2014, 2015,2016) que les eaux usées à la sortie de la station restent toujours
inférieures aux normes marocaines.
IV.3.Rapport de Contamination CR
L’indicateur de contamination CR est généralement basé sur des valeurs de référence.
Nous avons testé ici cet indicateur pour chaque site d’étude, sur la base des valeurs de
référence théoriques de ceux-ci.
L’indicateur de contamination est un nombre adimensionnel calculé pour chaque
échantillon (j) et sur chaque élément (i) :
Crij = (Mmes)ij / (Mref)ij
Avec Mmes et Mref, les teneurs mesurées et de référence.
Lorsque la contamination est nulle CR n’est théoriquement égal à l’unité.
Les terminologies suivantes sont utilisées pour décrire le facteur de contamination :
Chapitre IV Suivi des performances épuratoires de STEP de Guelma
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page 75
Le tableau ci-dessous donne les différentes normes des rejets urbains d’autre pays
Tab. IV.1 : les différentes normes des rejets urbains d’autre pays
Paramètres organiques DCO DBO5 MES
Les normes Françaises fixées selon l’arrêté
du 22 Décembre 1994
300 100 100
Les normes Marocaines 850 300 300
On a utilisés les normes marocaines les plus pessimistes à notre cas d’étude.
Dans le but de connaitre le taux de contamination de la station de Guelma par le paramètre de
pollution organique DCO, on a calculé le rapport DCO/DCO0.
Pour le paramètre de pollution DBO5, on a calculé le rapport DBO5/ DBO50 et le rapport
MES/ MES0 pour les matières en suspension MES.
IV.3.1.Calcul de l’indice de contamination du milieu d’observation par les paramètres
DCO, DBO5 et MES.
Les figures13, 14, 15 et 16 présentent l’évolution des contaminants DCO, DBO5 et MES dans
la station d’étude durant les années 2013, 2014, 2015 et 2016.
Chapitre IV Suivi des performances épuratoires de STEP de Guelma
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page 76
Figure IV. 17. Indice de contamination mensuelle dans La station d’étude Guelma par le
paramètre MES (Année 2013,2014,2015 et 2016)
Figure IV. 18. Indice de contamination mensuelle dans la station d’étude Guelma par le
paramètre DCO (Année 2013,2014,2015 et 2016)
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0,03
0,04
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mai juin juillet
MES
/MES
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CR MES
Année 2013
Année 2014
Année 2015
Année 2016
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jan fév mar avr mai juin juil
DC
O/D
CO
0
Mois
CR DCO
Année 2013
Année 2014
Année 2015
Année 2016
Chapitre IV Suivi des performances épuratoires de STEP de Guelma
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page 77
Figure IV. 19. Indice de contamination mensuelle dans la station d’étude Guelma par le
paramètre DBO5 (Année 2013,2014,2015,2016)
On remarque qu’il ya un faible facteur de contamination dans les quatre années d’étude
(CR<1).
Les rapports MES/MES0, DCO/DCO0 et DBO5/DBO50 montrent que le fonctionnement des
bassins des décantations de la station de Guelma vari d’une année a l’autre pour atteindre leur
maximum en 2016.
Cette augmentation peut être expliquée par l’élévation de la charge de pollution urbaine
(nombre de population)
IV.4. Evaluation de la biodégradabilité des effluents à l’entrée des stations
d’étude
IV.4.1.Indice de biodégrabilité :
Le rapport DCO/DBO5 est la fraction de la matière organique qui est très difficilement, voire
non biodégradable ; on la qualifie alors de DCO dure ou réfractaire. Cette fraction de la
matière organique génère peu de problèmes en épuration des eaux résiduaires urbaines, ce qui
est loin d'être le cas pour les effluents industriels ou mixtes, pour lesquels il est parfois
difficile de respecter la réglementation en termes de concentrations limites dans les rejets
épurés.
Le rapport DCO/DBO5 donne une première estimation de la biodégradabilité de la
matière organique d'un effluent donné ; on convient généralement des limites suivantes :
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
jan fév mar avr mai juin juil
DB
O5
/DB
O5
0
Mois
CR DBO5
Année 2013
Année 2014
Année 2015
Année 2016
Chapitre IV Suivi des performances épuratoires de STEP de Guelma
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page 78
Pour étudier le taux de biodégrabilité des effluents à l’entrée de la station de Guelma ; on a
calculé le rapport DCO/DBO5 dans la station de Guelma de quatre années suivants (2013,
2014, 2015,2016) .La figure ci-dessous montre la variation de la capacité de la biodégradation
dans les quatre années de la station de Guelma.
Figure IV. 20.Indice de la biodégradabilité mensuelle dans la station d’étude Guelma
(Année2013,2014,2015,2016)
Dans les sept mois d’étude, le calcul du rapport DCO/DBO5 a montré que les effluents
entrants dans la station étudiée sont facilement biodégradable DCO/DBO5 <2, avec quelques
observations où les effluents sont biodégradables à des souches sélectionnées
2 < DCO/DBO5 < 3
DCO/DBO5 < 2 : l'effluent est facilement biodégradable
2 < DCO/DBO5 < 3 : l'effluent est biodégradable avec des souches sélectionnées
DCO/DBO5 > 3 : l'effluent n'est pas biodégradable
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1,5
2
2,5
3
Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet
DC
O/D
BO
5
Mois
DCO/DBO5
Année 2013
Année 2014
Année 2015
Année 2016
Chapitre V : Evaluation du rendement de la station
d’épuration de Guelma
Chapitre V Evaluation du rendement de la station d’épuration de Guelma
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page79
Chapitre V : Evaluation du rendement de la station d’épuration de Guelma
V.1.Introduction :
Le rendement d’une station d’épuration est le rapport de la pollution éliminée par cette station
sur la pollution reçue. Il définit les performances et la capacité d’épuration de la STEP.
Le rendement épuratoire sera :
Grille dévaluation du rendement :
- 0-30% : on a faible rendement de la station d’étude
-30-70% : on a moyen rendement de la station d’étude
-70-100% : on a bon rendement de la station d’étude
V.2.Evolution spatial du rendement dans la station d’épuration de Guelma
Par manque de données et pour combler les lacunes, Le calcul des rendements s’est fait sur les
mois communs des années.
Les figures. 1, 2 et 3 expriment le passage de la matière organique (DCO, DBO5 et MES) par
la station d’épuration durant les quatre années d’étude (2013,2014, 2015 et 2016).
Figure V. 1 Evolution spatial du rendement de MES de la station de Guelma (Année 2013,2014, 2015 et 2016).
84
86
88
90
92
94
96
98
100
Mai Juin Juillet
Rend
Mois
Rendement MES
Année 2013
Année 2014
Année 2015
Année 2016
R = (((Mmes) ent-(Mmes) sort )/ (Mmes) ent)
Chapitre V Evaluation du rendement de la station d’épuration de Guelma
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page80
La Figure V. 2 Indique les différents rendements pour les quatre années d’observation du
paramètre MES. Cependant une distinction se fait au cours de l’année 2016 où on note une
diminution du rendement qui passe de 98,24% à 89,71%. Ceci peut être expliqué par un
mauvais fonctionnement de la station par un apport de la matière en suspension soit lors de
l’étape dégrillage (apport solide), ou dans le bassin de décantation ( dépôt de matière en
suspension)
Figure V. 3 Evolution spatial du rendement de DCO de la station de Guelma (Année 2013,2014,2015,2016).
Figure V. 4 Evolution spatial du rendement de DBO5 de la station de Guelma (Année 2013, 2014, 2015,2016).
La DCO et la DBO5 semblent donner les mêmes diagrammes. On remarque que le mois de
Mai, pour l’année 2016, le rendement est relativement faible par rapport aux années
0
20
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80
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120
Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet
Rend
Mois
Rendement DCO
Année 2013
Année 2014
Année 2015
Année 2016
0
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Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet
Rend
Mois
Rendement DBO5
Année 2013
Année 2014
Année 2015
Année 2016
Chapitre V Evaluation du rendement de la station d’épuration de Guelma
Le Rendement épuratoire de la station d’épuration de la ville de Guelma Page81
précédentes, tout en restant dans la fourchette bon rendement. La consommation de
l’oxygène par les bactéries peut être à l’origine de cette baisse de rendement. On pense aussi
au mauvais fonctionnement du bassin d’aération.
V.4.CONCLUSION
L’évaluation de performance épuratoire sur la matière organique exprimé en MES, DBO5 et
DCO dans les quatre années de mesure (2013, 2014,2015 et 2016) montre que la station de
Guelma permet une bonne élimination de la matière organique qui mène a une bonne qualité
d’épuration , avec un rendement qui vari entre 89,15% à 97,65% pour le paramètre DBO5 et
vari entre 63,22% à 96,56% pour la DCO ainsi que pour les matières en suspension avec un
rendement qui passe de 89,71% à 98,24%.
Conclusion Générale
Conclusiongénérale
Conclusion générale
Les dernières années ont été marquées en Algérie par un effort important et croissant Consacré à la lutte contre la pollution.
Notre étude a porté sur la station des eaux usées à boue activée de la ville de Guelma,
assurée par un réseau d'assainissement unitaire.
L’étude de l’évolution mensuelle de la matière organique (DB05, DCO, MES et N-NH4) des
effluents à l’entrée et à la sortie de la station d’étude (Guelma), nous a confirmé que les
paramètres étudiés dépassent largement les normes utilisées (normes marocaines) , il est ainsi
obligatoire de faire un traitement des eaux avant de les rejeter dans le milieu récepteur (oued
Seybouse) pour éviter tout genre de pollution.
On calculant les rapports DBO5/DBO50, DCO/DCO0 et MES/MES0 (coefficient de
contamination), on a certifié la contamination des effluents a l’entrée de la station d’épuration.
D’après les diagrammes effectués, on a remarqué que le fonctionnement des bassins des
décantations de la STEP de Guelma vari d’une année a l’autre pour atteindre leur maximum
en 2016.
Cette augmentation peut être expliquée par l’élévation de la charge de pollution urbaine
(nombre de population)
Pour étudier l’aptitude de biodégrabilité des effluents de la station de Guelma, on a calculé le
rapport DCO/DBO5 qui nous a a montré que les effluents entrants dans la STEP sont
facilement biodégradable DCO/DBO5 <2, avec quelques observations où les effluents sont
biodégradables à des souches sélectionnées 2 < DCO/DBO5 < 3
Pour finir, le calcul du rendement de la station de Guelma et l’étude de l’évaluation de
performance épuratoire sur la matière organique exprimé en MES, DBO5 et DCO dans les
quatre années de mesure (2013, 2014; 2015 et 2016 ), nous a montré que la station de Guelma
permet une bonne élimination de la matière organique qui mène a une bonne qualité
d'épuration , avec un rendement qui vari entre 89,15% à 97,65% pour le paramètre DBO5 et
vari entre 63,22% à 96,56% pour la DCO ainsi que pour les matières en suspension avec un
rendement qui passe de 89,71% à 98,24% .
Conclusiongénérale
L’analyse des paramètres de pollution (DBO5, MES, DCO) est faite selon les normes en
vigueur. Notre étude a montré que les valeurs trouvées respectent les normes de rejet à
la sortie de la STEP,
La station de la ville de Guelma fait un bon rendement pendant les quatre années étudiées
avec un rendement qui vari entre 63,22% à 98,24%.
Référence
Référence
Touati M , 2016, caractéristiques physico-chimiques des eaux usées épurées se la STEP de Guelma conséquences sur l’environnement. Mémoire de Master eau t environnement. Université badji mokhtar Annaba. Algérie. Brahmia M, 2009, évaluation et gestion en ressources en eau dans le bassin versant de la moyenne Seybouse. Mémoire de Magister. Université badji mokhtar Annaba. Algérie. Mouchara M, 2009, Impacts des lachées de Barrage Hammam Debagh sur la qualité des eaux de la vallée de la Seybouse dans sa partie amont (Nord-est Algérie). Mémoire de Magister. Université badji mokhtar Annaba. Algérie. Haraoubia C, 2016, Les rendements épuratoires de les stations de El’Tarf. Mémoire de Master en Hydraulique. Université badji mokhtar Annaba. Algérie. Office National de L’Assainissement , 2017. Fiche technique de la station d’épuration des eaux usées urbaines de la ville de Guelma .
Zeddouri A, 2003. Contribution à l’étude hydrogéologique et hydrochimique de la plaine alluviale de Guelma. Mémoire en hydrogéologie, IST. Université badji mokhtar Annaba. Algérie. Benelmouaz A, 2015. Performances épuratoires d’une station d’épuration de Maghnia. Mémoire fin d’étude Guettaf M, 2015, caractéristiques physicochimiques et évaluation des indicateurs de pollution de l’environnement : cas de l’oued Seybouse et ses affluents dans le sous bassin de Guelma (Nord-est Algérie). Fartas T, rendement épuratoires de la nouvelle station d’épuration par lagunage naturel de la ville d’Ouargla. Université Kasdi-Merbah Ouargla-Algérie
Référence
Les sites internet : 1‐http://www.dzentreprise.net/stations-depuration-des-eaux-usees-lalgerie- pionnière-en-Afrique/
2‐http://guelma.piednoir.net/guelma-ville/orographiesept07.html
3-http://decoupageadministratifalgerie.blogspot.com/2015/01/reseau-
hydrographique-GUELMA.html
4-https://fr.wikipedia.org/wiki/Wilaya_de_Guelma
5‐http://wilaya-guelma.org/presentation-de-guelma/
6‐http://www.reflexiondz.net/Guelma-Risque-de-pollution-du-barrage-de-Hammam-Debagh-Le-mystere-des-poissons-morts_a1941.html