Capter l'eau a partir d'un cours d'eau (partie 3/3)

## Objectifs et prérequis **À la fin de ce chapitre, l’élève sera capable de :** - Réaliser la maintenance préventive et corrective d’un ouvrage de captage d’eau de surface (prise d’eau, crépine, vanne, regard). - Dimensionner les ouvrages de captage (débits de conception, pertes de charge, dimensions des tuyaux et des ouvrages de régulation) à partir des données hydrologiques et des normes camerounaises (NF P 98-350, arrêté du MINEE du 12 mars 2018). - Effectuer les analyses physico‑chimiques et microbiologiques de l’eau brute, interpréter les résultats selon les normes OMS et la réglementation camerounaise (arrêté du MINSANTE du 03 août 2020 relatif à la qualité de l’eau destinée à la consommation humaine). - Choisir le produit de traitement adapté (coagulant, floculant, désinfectant) en fonction de la qualité de l’eau brute et du procédé de traitement envisagé (filtration rapide, décantation, chloration). - Rédiger un rapport de maintenance et un cahier des charges de dimensionnement conforme aux attentes du bureau d’études ou du service exploitation d’une société d’adduction d’eau potable au Cameroun. **Prérequis :** - Notions d’hydraulique de base (débit, vitesse, perte de charge, nombre de Reynolds). - Connaissances en chimie de l’eau (pH, alcalinité, dureté, demande chimique en oxygène). - Lecture de plans et schémas de réseaux d’adduction. - Utilisation du tableur pour des calculs simples (Excel ou LibreOffice Calc). --- ## Introduction contextualisée Dans les zones rurales et périurbaines du Cameroun, l’adduction d’eau potable repose souvent sur le captage direct d’un cours d’eau (rivière, ruisseau). La fiabilité de l’alimentation dépend de deux étapes critiques : la **maintenance de l’ouvrage de captage** afin d’assurer un prélèvement continu et sans contamination, et l’**analyse de la qualité de l’eau brute** qui détermine le choix des produits de traitement et la conception des ouvrages de prétraitement. Le programme officiel MINESEC/IGE pour la série ISH Terminale organise ces compétences en deux leçons : 1. **Leçon 5 – Maintenance du captage et TD dimensionnement** : interventions préventives, contrôles périodiques, réparation des désordres, calcul des débits de conception et dimensionnement des tuyaux d’adduction et des ouvrages de régulation. 2. **Leçon 6 – Analyse de l’eau et choix du produit** : protocoles d’échantillonnage, analyses physico‑chimiques et microbiologiques, interprétation des résultats selon les normes, sélection du coagulant/floculant et du désinfectant adapté. Ces deux leçons sont complémentaires : un captage bien entretenu garantit la représentativité de l’échantillon, tandis qu’une analyse précise permet de dimensionner correctement les ouvrages de traitement et d’éviter le sur‑ ou sous‑dosage des produits chimiques. --- ## I. Leçon 5 – Maintenance du captage et TD dimensionnement ### A. Maintenance préventive et corrective | Type d’intervention | Fréquence recommandée | Actions clés | Norme / Référence | |---------------------|-----------------------|--------------|-------------------| | Inspection visuelle de la prise d’eau | Mensuelle | Vérifier l’état de la crépine, absence de colmatage, vérifier l’étanchéité des joints | NF P 98-350 § 4.2 | | Nettoyage de la crépine | Trimestrielle (ou après forte crue) | Démontage, brossage à l’eau sous pression, contrôle de l’usure des mailles | Guide d’exploitation SONEB | | Contrôle de l’étanchéité des vannes et regards | Semestrielle | Test de pression à 1,5 × PN, recherche de fuites par mise en eau colorée | Arrêté MINEE du 12/03/2018 | | Lubrification des mécanismes de vanne | Semestrielle | Application de graisse résistante à l’eau (type NLGI 2) | Fournisseur | | Réparation des fissures du béton de l’ouvrage | Dès détection | Nettoyage, application de mortier réparateur (type Sika® TopSeal) | NF EN 1504‑3 | | Surveillance de la qualité de l’eau à la prise | Hebdomadaire (paramètres simples) | pH, température, turbidité, présence de débris | OMS‑Guide 2017 | > **> Règle de sécurité** : Toute intervention sur un ouvrage sous pression doit être précédée d’une coupure d’amont et d’une dépressurisation contrôlée. Porter des EPI (gants résistants, lunettes de protection, chaussures de sécurité). ### B. Principes de dimensionnement du captage 1. **Débit de conception (Qc)** - Qc = Qmax × Ks, où Qmax est le débit de pointe horaire (m³/h) issu des relevés hydrologiques, Ks le coefficient de sécurité (1,2 – 1,5 selon la criticité). - Exemple : pour un bassin versant donnant Qmax = 0,8 m³/h, Ks = 1,3 → Qc = 1,04 m³/h ≈ 17,3 L/min. 2. **Perte de charge admissible (ΔH)** - ΔH ≤ 0,5 m pour la prise d’eau (éviter la cavitation). - Utiliser l’équation de Darcy‑Weisbach : ΔH = f · (L/D) · (v²/2g). 3. **Choix du diamètre du tuyau d’adduction (D)** - Résoudre pour D : D = [ (8 · f · L · Qc²) / (π² · g · ΔH) ]^{1/5}. - Facteur de friction f estimé par l’équation de Colebrook‑White (Re > 4000) ou tables Moody. 4. **Dimensionnement de l’ouvrage de régulation (vanne de décharge, bassin de décantation)** - Volume de bassin Vb = Qc · t_r, où t_r est le temps de résidence souhaité (souvent 10 – 15 min pour permettre la sédimentation des particules grossières). - Exemple : Qc = 1,04 m³/h → 0,0173 m³/min. Pour t_r = 12 min → Vb ≈ 0,208 m³ (≈ 208 L). ### C. Exemple chiffré entièrement résolu **Données du site (rivière Mfoundi, Yaoundé)** - Débit de pointe horaire relevé sur 5 ans : Qmax = 0,95 m³/h. - Coefficient de sécurité choisi : Ks = 1,4. - Longueur du tuyau d’adduction depuis la prise jusqu’au bassin de décantation : L = 30 m. - Périmètre autorisé de perte de charge : ΔHmax = 0,4 m. - Température de l’eau : 20 °C (ν ≈ 1,0 × 10⁻⁶ m²/s). - Rugosité absolue du PVC : ε = 0,0015 mm. **Étape 1 – Débit de conception** Qc = 0,95 × 1,4 = 1,33 m³/h = 0,0222 m³/min = 22,2 L/min. **Étape 2 – Nombre de Reynolds (Re)** On suppose initialement D = 30 mm (0,03 m). Vitesse v = Qc / (π·D²/4) = 0,0222 L/min → convertir en m³/s : Qc = 1,33 m³/h = 1,33/3600 = 3,694×10⁻⁴ m³/s. v = 3,694×10⁻⁴ / (π·0,03²/4) = 3,694×10⁻⁴ / 7,069×10⁻⁴ = 0,523 m/s. Re = v·D/ν = 0,523·0,03 / 1,0×10⁻⁶ ≈ 1,57×10⁴ (écoulement turbulent). **Étape 3 – Facteur de friction f (Colebrook‑White)** Itération rapide : 1/√f = -2·log10[(ε/(3,7·D)) + (2,51/(Re·√f))]. Avec ε/D = 0,0015 mm / 30 mm = 5,0×10⁻⁵. Après 3 itérations, f ≈ 0,0276. **Étape 4 – Vérification de la perte de charge** ΔH = f·(L/D)·(v²/2g) = 0,0276·(30/0,03)·(0,523²/(2·9,81)) ΔH ≈ 0,0276·1000·(0,273/19,62) ≈ 0,0276·1000·0,0139 ≈ 0,384 m. Ce résultat est inférieur à ΔHmax = 0,4 m → le diamètre de 30 mm est acceptable. On peut choisir un diamètre légèrement supérieur (ex. 32 mm) pour marge de sécurité. **Étape 5 – Dimensionnement du bassin de décantation** t_r choisi = 12 min → Vb = Qc·t_r = 0,0222 m³/min·12 min = 0,266 m³ ≈ 266 L. On prévoira un bassin rectangulaire de 1,0 m × 0,65 m × 0,41 m (hauteur 0,41 m) donnant un volume d’environ 0,267 m³. > **> Formule à retenir** : ΔH = f·(L/D)·(v²/2g) (Darcy‑Weisbach). ### D. Procédure de maintenance sur le terrain (pas à pas) 1. **Coupure d’amont** : fermer la vanne d’isolement située 5 m en amont de la prise. 2. **Dépressurisation** : ouvrir légèrement la vanne de purge pour laisser échapper la pression résiduelle. 3. **Vidange partielle** : ouvrir la vanne de fond du bassin de décantation pour réduire le niveau d’eau à mi‑hauteur (facilite l’accès à la crépine). 4. **Démontage de la crépine** : desserrer les boulons de fixation, retirer la crépine, la placer dans un bac de nettoyage. 5. **Nettoyage** : brosser les mailles avec une brosse en nylon sous jet d’eau à 2 bar, vérifier l’absence de débris ou de corrosion. 6. **Contrôle d’usure** : mesurer l’épaisseur des fils avec un pied à coulisse ; remplacer si perte > 10 % du diamètre initial. 7. **Remontage** : repositionner la crépine, serrer les boulons au couple spécifié (généralement 25 Nm). 8. **Remise en service** : fermer la vanne de purge, ouvrir lentement la vanne d’isolement, surveiller l’apparition de fuites. 9. **Enregistrement** : noter date, heure, interventions, observations dans le carnet de maintenance (conforme à l’arrêté MINEE du 12/03/2018). > **> Point de contrôle** : Après remise en service, mesurer le débit à la sortie de la prise avec un débitmètre à ultrasons ; il doit être compris entre 0,9 · Qc et 1,1 · Qc. --- ## II. Leçon 6 – Analyse de l’eau et choix du produit ### A. Protocole d’échantillonnage | Étape | Action | Précaution | Référence | |-------|--------|------------|-----------| | 1 | Pré‑rinçage du flacon (PEHD, 500 mL) avec l’eau à prélever | Éviter la contamination croisée | NF EN ISO 5667‑3 | | 2 | Remplissage complet sans laisser d’espace d’air | Fermer immédiatement le bouchon | même | | 3 | Étiquetage (site, date, heure, profondeur, prélèvement) | Utiliser un marqueur indélébile | même | | 4 | Conservation à 4 °C (glacière) et analyse dans les 6 h pour les paramètres microbiologiques | Respecter la chaîne du froid | OMS‑Guide 2017, § 4.2 | | 5 | Filtration sur membrane 0,45 µm pour les analyses métalliques (si nécessaire) | Utiliser une seringue stérile | NF EN ISO 11885 | > **> Règle d’hygiène** : Porter des gants nitrile et un masque lors de la manipulation d’échantillons pouvant contenir des pathogènes (E. coli, entérocoques). ### B. Analyses physico‑chimiques de base | Paramètre | Méthode (normalisée) | Unité | Valeur limite (eau potable – OMS/Cameroun) | |-----------|----------------------|-------|--------------------------------------------| | pH | Électrométrie (électrode verre) | – | 6,5 – 8,5 | | Conductivité | Conductimétrie | µS/cm | ≤ 1500 (recommandé) | | Turbidité | Néphélométrie | NTU | ≤ 5 (après traitement) | | Alcalinité totale | Titrage à l’acide (méthode Volhard) | mg/L CaCO₃ | ≥ 20 (pour stabiliser pH) | | Dureté (Ca²⁺+Mg²⁺) | Titrage EDTA | mg/L CaCO₃ | ≤ 300 (recommandé) | | Demande chimique en oxygène (DCO) | Méthode du dichromate | mg/L O₂ | ≤ 10 (eau brute) | | Nitrates (NO₃⁻) | Spectrophotométrie (méthode du cadmium) | mg/L NO₃⁻ | ≤ 50 | | Phosphates (PO₄³⁻) | Spectrophotométrie (méthode de l’ascorbate) | mg/L PO₄³⁻ | ≤ 5 | | Fer (Fe) | Spectrophotométrie (phénanthroline) | mg/L Fe | ≤ 0,3 | | Manganèse (Mn) | Spectrophotométrie (formaldoxime) | mg/L Mn | ≤ 0,1 | > **> Formule à retenir** : Dureté (mg/L CaCO₃) = (V · N · 50 000) / Vₑ, où V = volume de titrant EDTA (mL), N = normalité de l’EDTA (eq/L), Vₑ = volume d’échantillon (mL). ### C. Analyses microbiologiques | Paramètre | Méthode | Unité | Limite (eau potable) | |-----------|---------|-------|----------------------| | Coliformes totaux | Filtration sur membrane 0,45 µm, mise sur milieu M‑FC, incubation 24 h à 35 °C | UFC/100 mL | 0 | | Escherichia coli | Même procédé, confirmation par test d’indole | UFC/100 mL | 0 | | Entérocoques | Filtration, milieu M‑Enterococcus, incubation 48 h à 41 °C | UFC/100 mL | 0 | | Clostridium perfringens | Filtration, milieu m‑CP, incubation anaerobie 24 h à 35 °C | UFC/100 mL | 0 | > **> Point de contrôle** : Si un seul paramètre microbiologique dépasse la limite, l’eau est considérée non potable et nécessite un traitement de désinfection renforcé (chloration, UV, ozonation). ### D. Interprétation des résultats et choix du produit de traitement 1. **Étape 1 – Évaluation de la turbidité et des matières en suspension** - Si turbidité > 10 NTU → prévoir une étape de **coagulation‑floculation** suivie de décantation ou de filtration rapide. - Si 5 < turbidité ≤ 10 NTU → coagulation légère possible, sinon filtration directe. 2. **Étape 2 – Correction du pH et de l’alcalinité** - pH < 6,5 → ajout de **chaux vive (CaO)** ou de **soude caustique (NaOH)** pour augmenter le pH. - pH > 8,5 → injection d’acide sulfurique dilué (H₂SO₄ 10 %) ou d’acide chlorhydrique (HCl 10 %). - Alcalinité < 20 mg/L CaCO₃ → ajout de **bicarbonate de sodium (NaHCO₃)** pour stabiliser le pH lors de la coagulation. 3. **Étape 3 – Sélection du coagulant/floculant** - **Sulfate d’aluminium (Al₂(SO₄)₃·18H₂O)** : dose typique 10‑30 mg/L, efficace pour pH 5,5‑7,5. - **Chlorure ferrique (FeCl₃·6H₂O)** : dose 5‑20 mg/L, fonctionne mieux à pH > 7,0 et en présence de matières organiques. - **Polymère cationique (ex. polyDADMAC)** : utilisé comme floculant auxiliaire, dose 0,1‑0,5 mg/L. *Choix basé sur le jar test* : réaliser des essais avec différents doses, observer la formation de flocs et la turbidité du surnageant après 20 min de décantation. 4. **Étape 4 – Désinfection** - **Chloration gazeuse (Cl₂)** ou **hypochlorite de sodium (NaOCl)** : dose visant un résidu libre de 0,2‑0,5 mg/L après 30 min de contact. - **UV** : dose minimale 40 mJ/cm² pour inactivation des bactéries et virus. - **Ozonation** : dose 0,5‑1,0 mg/L, temps de contact 5 min, suivi d’une déozonation si nécessaire. Le choix dépend de la présence de matières organiques (demande en chloration) et des infrastructures disponibles. En milieu rural camerounais, l’hypochlorite de sodium en solution (12 % Cl actif) est souvent privilégié pour sa facilité de stockage et de dosage. ### E. Exemple de dimensionnement du dosage de coagulant (jar test) **Données de l’échantillon brut (rivière Sanaga, près de Bertoua)** - Turbidité initiale : 28 NTU - pH : 6,8 - Alcalinité : 30 mg/L CaCO₃ - Température : 24 °C **Objectif** : obtenir une turbidité ≤ 2 NTU après coagulation‑floculation‑décantation (30 min). **Procédure** : 1. Préparer 6 béchers de 1 L d’échantillon. 2. Ajouter successivement des doses de sulfate d’aluminium : 0, 5, 10, 15, 20, 25 mg/L. 3. Mélanger rapidement 2 min à 100 rpm (flash mix), puis 20 min à 30 rpm (floculation). 4. Laisser décanter 30 min, mesurer la turbidité du surnageant. **Résultats obtenus** : | Dose Al₂(SO₄)₃ (mg/L) | Turbidité surnageant (NTU) | |-----------------------|----------------------------| | 0 | 28 | | 5 | 19 | | 10 | 11 | | 15 | 5 | | 20 | 2,3 | | 25 | 1,1 | **Interprétation** : La dose de 20 mg/L atteint presque l’objectif (2,3 NTU). On choisit donc **20 mg/L** comme dose de coagulation, avec éventuellement ajout d’un floculant polymère à 0,2 mg/L pour améliorer la sédimentation. **Calcul du débit de produit nécessaire** : Débit de traitement prévu : Q = 1,5 m³/h (usine pilote). Massique de Al₂(SO₄)₃·18H₂O nécessaire = Q · dose = 1,5 m³/h × 20 g/m³ = 30 g/h. Solution commerciale à 8 % p/p → masse de solution nécessaire = 30 g/h / 0,08 = 375 g/h. En supposant une densité de 1,2 kg/L, le volume à injecter est : V = 0,375 kg/h / 1,2 kg/L = 0,3125 L/h ≈ 0,31 L/h. > **> Formule à retenir** : Dose (mg/L) = (masse de produit ajoutée (g) × 1000) / volume d’eau traité (L). ### F. Rédaction du rapport d’analyse et de choix de produit Le rapport doit contenir : - Page de garde (titre, site, date, responsable). - Objectif de l’étude. - Méthodologie d’échantillonnage et d’analyse (références normes). - Tableau des résultats physico‑chimiques et microbiologiques avec comparaison aux limites. - Interpretation des paramètres critiques (turbidité, pH, alcalinité, présence de coliformes). - Résultats du jar test (graphique dose‑turbidité). - Recommandation de produit (type, dose, fréquence d’injection). - Schéma du procédé proposé (prise d’eau → coagulation → floculation → décantation → filtration rapide → chloration → réservoir). - Conclusion et signature. --- ## III. Synthèse du chapitre - **Maintenance du captage** : inspections mensuelles, nettoyage trimestriel de la crépine, contrôle d’étanchéité semestriel, réparation immédiate des fissures, suivi hebdomadaire de paramètres simples (pH, turbidité). - **TD dimensionnement** : déterminer Qc = Qmax·Ks, choisir le diamètre du tuyau d’adduction via l’équation de Darcy‑Weisbach (ΔH = f·(L/D)·(v²/2g)), dimensionner le bassin de décantation (Vb = Qc·t_r). - **Analyse de l’eau brute** : suivre le protocole d’échantillonnage (NF EN ISO 5667‑3), réaliser les analyses physico‑chimiques (pH, conductivité, turbidité, alcalinité, dureté, DCO, nitrates, phosphates, Fe, Mn) et microbiologiques (coliformes, E. coli, entérocoques, C. perfringens). - **Interprétation** : utiliser les seuils OMS/Cameroun pour décider du besoin de coagulation‑floculation, de correction du pH, et du type de désinfection. - **Choix du produit** : réaliser un jar test pour déterminer la dose optimale de coagulant (sulfate d’aluminium ou chlorure ferrique), ajouter éventuellement un floculant polymère, puis doser le désinfectant (hypochlorite de sodium, UV ou ozone) pour obtenir un résidu libre adapté. - **Sortie** : produire un rapport clair, un schéma de procédé et une fiche de maintenance qui serviront au bureau d’études ou au service exploitation d’une société d’adduction d’eau potable au Cameroun. --- ## Glossaire | Terme | Définition | |-------|------------| | **Captage** | Ouvrage permettant de prélever de l’eau d’un cours d’eau ou d’une nappe souterraine pour l’adduction. | | **Crépine** | Dispositif filtrant placé à l’entrée de la prise d’eau pour retenir les gros débris et protéger les équipements aval. | | **TD (Travaux Dirigés)** | Séance d’application pratique où l’élève réalise des calculs de dimensionnement ou des expériences de laboratoire. | | **Darcy‑Weisbach** | Équation permettant de calculer la perte de charge dans une conduite fermée en fonction du facteur de friction, de la longueur, du diamètre et de la vitesse. | | **Jar test** | Essai de laboratoire simulant la coagulation‑floculation à l’échelle réduite pour déterminer la dose optimale de coagulant. | | **Coagulant** | Produit chimique (souvent un sel d’aluminium ou de fer) qui neutralise les charges des particules en suspension, provoquant leur agrégation. | | **Floculant** | Polymère qui augmente la taille des flocs formés lors de la coagulation, améliorant la décantation ou la filtration. | | **Résidu libre de chlore** | Concentration d’acide hypochoreux (HOCl) et d’ion hypochlorite (OCl⁻) restant après la réaction de désinfection, mesure de l’efficacité chlorée. | | **Alcalinité** | Capacité de l’eau à neutraliser les acides, exprimée en équivalent de CaCO₃; importante pour la stabilité du pH lors de la coagulation. | | **Turbidité** | Mesure de la diffusion de la lumière par les particules en suspension, exprimée en NTU; indicateur de la clarté de l’eau. | | **DCO (Demande Chimique en Oxygène)** | Quantité d’oxygène nécessaire à l’oxydation chimique des matières organiques présentes dans l’eau; indicateur de la charge polluante. | | **Entérocoques** | Groupe de bactéries utilisées comme indicateur de contamination fécale récente; plus résistants que les coliformes thermotolérants. | | **UV (Ultraviolet)** | Désinfection par exposition à des rayons UV‑C (254 nm) qui endommagent l’ADN des microorganismes. | | **Ozonation** | Traitement par injection d’ozone (O₃), puissant oxydant qui inactiver les pathogènes et dégrade certains composés organiques. | | **NTU** | Nephelometric Turbidity Unit, unité de mesure de la turbidité. | | **UFC/100 mL** | Unité de Formation de Colonies par 100 mL d’échantillon, utilisée pour le comptage bactériologique. | --- ## Exercices d’application corrigés ### Exercice 1 – Dimensionnement du tuyau d’adduction **Données** : - Débit de pointe horaire relevé sur le fleuve Nkam (Bafoussam) : Qmax = 1,10 m³/h. - Coefficient de sécurité Ks = 1,3. - Longueur de la conduite depuis la prise jusqu’au bassin de décantation : L = 25 m. - Perte de charge admissible ΔHmax = 0,35 m. - Température de l’eau = 22 °C (ν = 0,95 × 10⁻⁶ m²/s). - Rugosité absolue du PVC : ε = 0,0015 mm. **Demande** : Calculer le diamètre minimal du tuyau en PVC qui satisfait la perte de charge maximale. **Corrigé** 1. **Débit de conception** : Qc = Qmax·Ks = 1,10 × 1,3 = 1,43 m³/h = 0,0238 m³/min = 23,8 L/min. En m³/s : Qc = 1,43/3600 = 3,972×10⁻⁴ m³/s. 2. **Expression de la perte de charge** (Darcy‑Weisbach) : ΔH = f·(L/D)·(v²/2g), avec v = Qc / (π·D²/4). 3. **Méthode de résolution** : on cherche D tel que ΔH ≤ ΔHmax. On effectue une itération par essais successifs. - **Essai D = 30 mm (0,03 m)** : A = π·D²/4 = 7,07×10⁻⁴ m². v = Qc / A = 3,972×10⁻⁴ / 7,07×10⁻⁴ = 0,562 m/s. Re = v·D/ν = 0,562·0,03 / 0,95×10⁻⁶ = 1,77×10⁴. ε/D = 1,5×10⁻⁶ / 0,03 = 5,0×10⁻⁵. f (Colebrook‑White) ≈ 0,0267. ΔH = f·(L/D)·(v²/2g) = 0,0267·(25/0,03)·(0,562²/(2·9,81)) = 0,0267·833,3·(0,316/19,62) = 0,0267·833,3·0,0161 ≈ 0,359 m (>0,35 m). - **Essai D = 32 mm (0,032 m)** : A = π·0,032²/4 = 8,04×10⁻⁴ m². v = 3,972×10⁻⁴ / 8,04×10⁻⁴ = 0,494 m/s. Re = 0,494·0,032 / 0,95×10⁻⁶ = 1,66×10⁴. ε/D = 1,5×10⁻⁶ / 0,032 = 4,69×10⁻⁵. f ≈ 0,0272. ΔH = 0,0272·(25/0,032)·(0,494²/(2·9,81)) = 0,0272·781,25·(0,244/19,62) = 0,0272·781,25·0,01244 ≈ 0,264 m (<0,35 m). Le diamètre de 30 mm donne une perte de charge légèrement supérieure à la limite, tandis que 32 mm la respecte avec marge. On choisit donc le diamètre commercial supérieur ou égal à 32 mm. **Réponse** : Diamètre minimal recommandé **Ø 32 mm** (PVC‑SCH 40). ### Exercice 2 – Jar test et choix du coagulant **Données** : Eau brute du fleuve Logone (près de N’Djaména) – turbidité initiale 22 NTU, pH 7,2, alcalinité 40 mg/L CaCO₃. On réalise un jar test avec du sulfate d’aluminium (Al₂(SO₄)₃·18H₂O) aux doses suivantes : 0, 8, 12, 16, 20, 24 mg/L. Après 30 min de décantation, les turbidités mesurées sont : | Dose (mg/L) | Turbidité (NTU) | |-------------|-----------------| | 0 | 22 | | 8 | 15 | | 12 | 9 | | 16 | 5 | | 20 | 2,8 | | 24 | 1,6 | **Objectif** : obtenir une turbidité ≤ 2 NTU après traitement. **Corrigé** - La dose de 20 mg/L donne une turbidité de 2,8 NTU, légèrement au‑dessus de l’objectif. - La dose de 24 mg/L donne 1,6 NTU, conforme. On choisit donc **24 mg/L** de sulfate d’aluminium comme dose de coagulation. **Vérification de l’alcalinité** : La consommation d’alcalinité par l’hydrolyse du sulfate d’aluminium est approximativement 0,5 mg/L CaCO₃ par mg/L d’Al₂(SO₄)₃ ajouté. Consommation = 24 × 0,5 = 12 mg/L CaCO₃. Alcalinité résiduelle = 40 − 12 = 28 mg/L CaCO₃ > 20 mg/L, donc suffisante pour éviter une chute de pH excessive. **Réponse** : Dose de coagulant = **24 mg/L** de sulfate d’aluminium·18H₂O, avec alcalinité initiale suffisante. --- ## Erreurs fréquentes et règles de sécurité | N° | Erreur fréquente | Conséquence | Règle de prévention / bonne pratique | |----|------------------|-------------|--------------------------------------| | 1 | Oublier de fermer la vanne d’amont avant d’intervenir sur la crépine | Risque de projection d’eau sous pression, blessures, perte d’eau | Toujours réaliser une **coupure d’amont** et vérifier l’absence de pression avec un manomètre avant toute ouverture. | | 2 | Utiliser un récipient non adapté (verre) pour prélever l’eau destinée à l’analyse microbiologique | Contamination du récipient, résultats faux | Utiliser exclusivement des flacons **PEHD stériles** pré‑rincés avec l’échantillon à prélever. | | 3 | Surdoser le coagulant sans réaliser de jar test | Flocs trop forts, colmatage du filtre, augmentation de la consommation de produits, coût excessif | Effectuer systématiquement un **jar test** sur un échantillon représentatif avant de fixer la dose en usine. | | 4 | Négliger la mesure du pH après ajout d’acide ou de base | pH hors plage optimale pour la coagulation (5,5‑7,5) → faible efficacité, risque de corrosion des tuyaux | Après chaque correction de pH, **re‑mesurer** avec une électrode étalonnée et ajuster si nécessaire. | | 5 | Ne pas porter d’EPI lors de la manipulation d’hypochlorite de sodium concentré | Brûlures cutanées, irritation respiratoire | Porter **gants nitrile, lunettes de protection, masque à cartouche** et travailler dans un espace ventilé. | | 6 | Laisser les échantillons microbiologiques à température ambiante > 2 h avant analyse | Surmortalité ou multiplication des bactéries, résultats non représentatifs | Placer immédiatement les échantillons dans une **glacière à 4 °C** et analyser dans les 6 h suivant le prélèvement. | > **> Règle de sécurité globale** : Toute opération sur un ouvrage d’adduction doit être précédée d’une **analyse de risque** (identification des dangers, évaluation de la gravité, définition des mesures de prévention) et d’une **autorisation de travail** signée par le responsable hiérarchique. --- *Fin du cours.*