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Généralités sur l’environnement et l’Agriculture
Propriétés de l’eau : l’eau est capable de dissoudre la plupart des substances chimiques, minérales et organique. Elle met en suspension les matières insolubles et les déchets solides à l’opposé, les gaz, entre autre l’oxygène, y sont peu solubles.
Ressources : La ressource en eau d’un lieu est généralement constituée d’une masse superficielle et d’une masse profonde, les deux étant en relation entre elles et avec l’eau atmosphérique. Elle est liée au climat à la topographie ainsi qu’aux conditions hydrographiques . En réalité, l’eau est une denrée rare et représente l’une des ressources les plus mal réparties à la surface du globe . La pollution : l’eau n’est pas une ressource inépuisable et même lorsque son usage ne se traduit pas par une consommation nette qui l’a fait disparaitre de son cycle hydrologique local naturel, elle est très souvent restituée sans une forme plus ou moins dégradée. La pollution des eaux se traduit par des effets très spécifiques et constitue un facteur de la diminution de la disponibilité de cette ressource.
Les eaux usées : les eaux résiduaires d’une communauté ou d’une industrie rejetées après usage, sont des eaux ayant perdu, par leur utilisation industrielle ou domestique, leur pureté initiale, et devenues impropres à d’autres utilisations de qualité. Les eaux usées, étant polluées par l’usage qui en a été fait, ne doivent pas être rejetées en masse dans le milieu naturel avant d’avoir été traitées en vue de l’élimination des polluants indésirables par passage dans une station d’épuration (STEP).
Les systèmes d’évacuation
Les systèmes d’évacuation des eaux usées sont de trois types : système unitaire, système séparatif et système modifié.
Le système unitaire. C’est l’ensemble des eaux usées et pluviales évacués par un réseau unique, généralement équipé de déversoirs d’orage, vannages, etc. permettant, en cas de pluies intenses, le rejet par surverse d’une partie des eaux, dirigées par un évacuateur vers le milieu naturel soit directement soit après traitement spécifique.
Le système séparatif. C’est le système d’évacuation qui consiste à affecter un réseau à l’évacuation des eaux usées domestiques et, avec des réserves, certains effluents industriels, alors que l’évacuation de toutes les eaux pluviales est assurée par un autre réseau.
Le Système modifié. C’est un système d’assainissement composé normalement de deux réseaux de canalisations pour l’évacuation des eaux mixtes et pluviales. Les eaux pluviales des toitures sont évacuées avec les eaux mixtes.
Traitement Biologique
A la sortie des décanteurs, des goulottes périphériques permettent une collecte de l’eau vers le relèvement intermédiaire.
L’eau brute est ensuite répartie en trois bassins de 14 200 m3 destinés à éliminer la pollution dissoute et les impuretés organiques à l’aide d’une biomasse épuratrice.
Ces bassins sont constitués se deux zones bien séparées : une zone anaérobie de 2.800 m3 au centre de l’ouvrage et un chenal périphérique de 11.500 m3 (zone aérobie).
Trois turbocompresseurs permettent l’oxygénation de la biomasse en suspension. Les effluents sont ensuite envoyés vers deux dégazeurs assurant la réparation des affluents entre la six clarificateurs de 42 mètres de diamètre qui assurent la séparation entre les eaux épurées el biomasse.
Une partie de cette biomasse recircule afin de maintenir une concentration moyenne de 5g/l en micro-organismes épuratoires. L’autre partie est extraite et envoyée sur la ligne de traitement des boues.
Le relevage intermédiaire. L’alimentation du traitement biologique est réalisée par un poste de relèvement .
Le débit des eaux traites sur la filière biologique est maitrisé par un poste de pompage équipée de 4 pompes avec variateur et 3 pompes à débit fixe. Un trop plein assure le rejet direct des eaux décantées non relevées par fonctionnement de ce trop-plein .
Les Micro-éléments nutritrifs (Cd, Cu+, Pb+, Mn+2)
Le Cadmium : L’exposition au cadmium peut se faire par inhalation ou par ingestion d’eau et d’aliments contaminés. Le cadmium est classé parmi les produits cancérogènes pour l’humain par le CIRC. Il provoque le cancer des poumons, et il est soupçonné de provoquer celui des reins et de la prostate. L’exposition aiguë entraîne une somnolence, une perte des réflexes et une paralysie respiratoire. Une exposition chronique entraîne des troubles moteurs et des douleurs osseuses. La détermination de l’élément cadmium (Cd) dans les échantillons a été réalisée par la méthode spectrophotométrie utilisant un colorant triazène, le «cadion».
Le Cuivre : Le cuivre joue un rôle de constituant dans de nombreux enzymes. Il est aussi impliqué au niveau du métabolisme du fer, principalement dans la synthèse de l’hémoglobine. Finalement, le cuivre joue un rôle dans les défenses contre les radicaux libres et le métabolisme de l’énergie et participe à la production de collagène.
Le Plomb : Le plomb est une toxine naturelle. Il entraîne une altération de la synthèse de l’hémoglobine au niveau de la moelle osseuse et une perturbation de la fabrication des globules rouges (anémie). Chez la femme enceinte, une exposition au plomb augmente les risques d’avortement et pourrait perturber le développement du fœtus. Le plomb est également neurotoxique et hépatotoxique. Une exposition aiguë entraîne des troubles neuropsychiques et des douleurs abdominales. Une exposition chronique (saturnisme) atteint le système nerveux central. Le mode opératoire de la mesure de l’élément plomb (Pb) dans les échantillons s’effectué par la méthode spectrophotométrie à la dithizone.
Le Manganése : Le manganèse est un oligoélément mais sa surconsommation le rend toxique. Les céréales, les noix, les fruits et les légumes verts sont des sources de manganèse. La dose journalière recommandée est de deux à trois milligrammes. Ce métal agit comme cofacteur pour de nombreuses enzymes (glutamine synthétase et pyruvate carboxylase notamment). Le manganèse s’avère indispensable pour la synthèse d’enzymes qui luttent contre le stress oxydant et atténuent les dommages des radicaux libres. La synthèse des vitamines B1 et E implique aussi le manganèse.
La détermination de l’élément Manganèse dans les eaux a été réalisé par la méthode de norme-DIN 38 406-E2.
Table des matières
INTRODUCTION
CHAPITRE 1 : Monographie de la zone d’étude
1.1. Situation géographique
1.2. Géomorphologie
1.3. Activités socio-économiques
1.4. Généralités sur l’environnement et l’Agriculture
1.4.1. L’agriculture
1.4.1.1. Évolution
1.4.1.2. Effets sur l’environnement
1.4.2. Réseau et système d’évacuation des eaux usées de la ville d’Annaba
1.4.2.1. Les systèmes d’évacuation
1.4.2.2. Les réseaux d’eaux usées de la ville d’Annaba
1.4.3. Réseau d’assainissement de la commune d’EL Bouni
1.5. Réseau hydrographique
1.5.1. L’Oued Seybouse
1.5.2. L’Oued Méboudja
Conclusion
CHAPITRE 2 : Caractéristiques géologiques de la région d’étude
2.1. Introduction
2.2. Stratigraphie
2.2.1. Les formations métamorphiques
2.2.2. Les formations sédimentaires
2.2.2.1. Le secondaire
2.2.2.2. Le Tertiaire
2.2.2.3. Le Quaternaire
2.3. Tectonique
2.4. La paléogéographie
2.5. Conclusion
Chapitre 3. Hydroclimatologie
3.1. Introduction
3.2. Climatologie de la zone d’étude
3.3. La pluviométrie
3.3.1. La pluviométrie moyenne mensuelle
3.3.2. Histogramme des précipitations mensuelles de la station des Salines (1980-2015)
3.3.3. Coefficient pluviométrie (CP)
3.4. Température
3.4.1. Température moyenne annuelle
3.4.2. Histogramme des températures moyennes mensuelles de la station des salines
3.4.3. Diagramme Ombrothermique
3.5. Bilan hydrique
3.5.1. Évapotranspiration
3.5.1.1. Evapotranspiration potentielle (ETP)
3.5.1.2. Evapotranspiration réelle (ETR)
3.5.2. Représentation graphique du bilan hydrique
3.5.3. Ruissellement (R)
3.5.4. Infiltration (I)
3.5.5. Interprétation du bilan hydrique
3.6. Conclusion
Chapitre 4. La Station d’épuration des eaux usées d’El -Allélick, Annaba
4.1. Introduction
4.2. Historique de la STEP et capacité en équivalent par habitant
4.3. Situation géographique de la STEP d’El-Allélick d’Annaba
4.4. Les différents ouvrages présents dans la STEP d’El-Allélick
4.5. Procédé et fonctionnement des ouvrages de la STEP d’El-Allélick, Annaba
4.5.1. Prétraitement
4.5.1.1. Le Dégrillage
4.5.1.2. Dessablage/Déshuilage
4.5.2. Décantation primaire
4.5.2.1. Répartition des eaux prétraitées
4.5.2.2. Décanteur primaire
4.5.3. Traitement Biologique
4.5.3.1. Le relevage intermédiaire
4.5.3.2. Bassin biologique (Réacteur biologique)
4.5.4. Dégazeur
4.5.5. Clarificateur
4.6. Traitement des boues
4.6.1. L’Épaississement
4.6.1.1. L’épaississement des boues primaires
4.6.1.2. L’Epaississeur des boues biologiques
4.6.2. La Digestion
4.6.3. Déshydratation mécanique des boues
4.6.4. Stockage des boues
4.7. Conclusion
Chapitre 5 : optimisation, traitement des eaux usées épurées et impact de leur réutilisation sur l’environnement
5.1. Introduction
5.2. Problématique
5.3. Intérêt de la réutilisation des eaux usées épurées
5.4. Les analyses des eaux usées épurés de la station d’EL-Alléick
5.4.1. Prélèvement et échantillonnages
5.4.1.1.Le prélèvement
5.4.1.2. L’échantillonnage
5.4.2. Méthode et matériels
5.4.2.1. Paramètres physique-chimique
5.4.2.1.1 .Le pH
5.4.2.1.2. La conductivité électrique
5.4.2.1.3. oxygène disous O2
5.4.2.1.4.La DBO5
5.4.2.1.5. La DCO
5.4.2.1.6.Les MES
5.4.2.1.7.Les nitrites
Les Macro-éléments nutritifs (NH4+, NO3-, NT, PT)
5.4.2.1.8.L’ammoniac
5.4.2.1.9.Les nitrates
5.4.2.1.10.L’azote
5.4.2.1.11.Phosphore totale
5.4.2.2. Les paramètres microbiologiques
5.4.2.2.1. Coliformes totaux
5.4.2.2.2. Coliformes fécaux
5.4.2.2.3. Streptocoques fécaux
5.4.2.3. Les métaux lourds
5.4.2.3.1.Aluminum
5.4.2.3.2. L’Arsenic
5.4.2.3.3. Le Chrome totale
5.4.2.3.4. Le Fer
5.4.2.3.5.Le Séliniuim
5.4.2.3.6. Le Zenc
Les Micro-éléments nutritrifs (Cd, Cu, Pb, Mn)
5.4.2.3.7. Le Cadmium
5.4.2.3.8.Le Cuivre
5.4.2.3.9.Le Plomb
5.4.2.3.10.Le Manganése
5.4.3.4.Les boues
5.4.2.4.1. Épaississement
5.4.2.4.2. Digestion
5.4.2.4.3. Déshydratation
5.4.3 .Résultats et discussions
5.4.3.1.Les paramétres physique-chimique (période 2015-2016)
5.4.3.2.Les paramétre mirobiologique
5.4.3.3.Les métaux lourds
5.4.3.4. Les Boues
5.5. Impact des eaux usées épurées et des Boues dans la station d’El Allélick, Annaba dans l’environnement
5.5.1. Introduction
5.5.2. Les risques liés à la réutilisation agricole des eaux épurées de la station d’El Allélick,
Annaba
5.5.2.1. Les risques chimiques
5.5.2.2. Les risques microbiologiques
5.5.2.3. Les risques environnementaux : protection des ressources en eau
5.5.3. Risque sur la vie aquatique
5.5.4. Valorisation et risques d’utilisation des boues de la station d’El Allélick, Annaba
5.6Conclusion
Chapitre 6. Analyse statistique des données physico-chimiques des eaux usées brutes (entrée) et épurées (sortie) dans la station d’épuration d’El-Allélick, Annaba (période Juin 2015 et Mai 2016)
6.1. Traitement des données
6. 2. Statistiques élémentaires
6.3. Analyse en composantes principales (ACP)
6.3.1. Juin 2015 : eaux usées entrées à la station
6.3.1.1. Diagonalisation de la matrice de corrélation
6.3.1.2. Cercle des corrélations et projection des individus
6.3.2. Juin 2015 : eaux usées épurés (sortie) de la station d’El Allélick,Annaba
6.3.2.1. Diagonalisation de la matrice de corrélation
6.3.2.2. Cercle des corrélations et projection des individus
6.3.3. Mai 2016 : eaux usées (entrée) de la station d’El Allélick, Annaba
6.3.3.1. Diagonalisation de la matrice de corrélation
6.3.3.2. Cercle des corrélations et projection des individus
6.3.4. Mai 2016 : eaux usées (sortie) de la station d’El Allélick, Annaba
6.3.4.1. Diagonalisation de la matrice de corrélation
6.3.4.2. Cercle des corrélations et projection des individus
Conclusion générale
Références Bibliographiques
Annexe
