bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Enlèvement de la matière organique dans les filtres CAB
Authors: Merlet N. , Premost M. , Merlet Y. , Coallier J.
Published: July 2012

Cet article présente les résultats d'une étude sur le traitement par filtration sur charbon actif biologique (CAB), utilisé en usine de production d'eau potable en second étage de filtration, en aval d'une étape d'ozonation. L'objectif principal de cette étude était de caractériser la matière organique bioéliminée au cours de la filtration sur charbon actif afin d'obtenir une meilleure compréhension de l'abattement du carbone organique dissous (COD) et de la demande en chlore par ce procédé. Le carbone organique dissous biodégradable (CODB) éliminé au cours de ce traitement peut être corrélé à l'abattement de la demande en chlore et ce CODB présente une réactivité au chlore supérieure à celle du carbone organique réfractaire.

Le couplage de techniques d'ultrafiltration au suivi des différentes fractions en cours d'incubation en batch pendant 35 jours avec un inoculum de bactéries indigènes libres, permet de préciser la nature des molécules susceptibles d'être bioéliminées et d'appréhender leur impact sur la demande en chlore de l'eau issue du traitement biologique. La nature de la matière organique présente dans l'eau en amont des filtres varie considérablement au cours de l'année; ainsi, en été, une augmentation importante de la fraction de molécules de haute masse molaire (> 10000 daltons) est observée. La filtration biologique n'affecte pas de manière significative la répartition des différentes tailles de molécules et de petites molécules (< 1000 dallons) peuvent être difficiles à bioéliminer sur un filtre biologique.
Adsorption dynamique en phase liquide sur charbon actif : comparaison et simplification de différents modèles
Authors: Sahel, M. , Ferrandon-Dusart O.
Published: July 2012

L'adsorption en phase liquide sur charbon actif est un sujet très travaillé sur le plan expérimental et de plus en plus dans le domaine de la modélisation. Les tentatives de description des courbes de percée ou de fuite des filtres montrant la saturation du matériau adsorbant remontent aux travaux de BOHART et ADAMS en 1920. D'autres équations avec d'autres approximations ont été proposées par la suite (THOMAS 1944 ; DOLE et KLOLZ 1946), HUTCHINS (1973) ; plus récemment, WOLBORSKA (1989) ou CLARK (1987) ont proposé d'autres modèles. Nous avons essayé de faire le point sur ces différents modèles, de montrer leurs origines communes, souvent à partir des équations de BOHART et ADAMS, les approximations apportées limitant leur domaine d'application, les grandeurs qu'ils permettent de déterminer : capacité maximum d'adsorption, constante cinétique d'adsorption, vitesse de déplacement du front d'adsorption. De tous ces modèles, un seul (CLARK 1987) permet une bonne représentation des courbes de percée. Nous en avons proposé une linéarisaüon qui facilite la détermination des paramètres nécessaires au calcul des courbes de fuite. Tous ces modèles ont été testés sur les résultats expérimentaux obtenus pour l'adsorption d'un tensioactif anionique : le décylsulfonate de sodium et ceci sur cinq petites colonnes de hauteurs différentes de charbon actif. Le modèle de CLARK a également été appliqué à des résultats obtenus au laboratoire (El HANI, 1987) sur l'adsorption et la dégradation biologique des acides humiques sur un filtre de charbon de 1m de haut, sur une période beaucoup plus longue (1 mois) et avec des lavages du filtre. Ce modèle permet de calculer la part qui n'est pas simplement de l'adsorption rapide (dégradation biologique et adsorption lente).
Étude et modélisation de la formation des dépressions piézométriques en Afrique sahelienne
Authors: Aranyossy J. F. , Ndiaye B.
Published: July 2012

Parmi les différentes théories généralement considérées pour expliquer la formation et l'entretien des dépressions piézométriques régionales : surexploitation ; drainage profond ; tectonique subsidente ; réajustement du niveau marin ; reprise évapotranspiratoire, seule la dernière semble pouvoir s'appliquer à l'ensemble des cas décrits en zone sahélienne. Les études hydrogéologiques en cours dans cette région, et notamment les résultats des isotopes de l'environnement, mettent en effet en évidence le rôle prépondérent des transferts verticaux sur les écoulements latéraux.Le schéma conceptuel présenté est basé sur les hypothèses suivantes: considérant une nappe libre alimentée par ses bordures, en milieu à faible perméabilité ; (1) il existe, en tout point de la nappe, un déficit entre l'infiltration saisonnière et la reprise évapotranspiratoire ; (2) infiltration, évapotranspiration et déficit décroissent de façon exponentielle avec la profondeur de la nappe ; (3) la piézométrie actuelle est le résultat d'une évolution commencée depuis la fin d'une période humide correspondant au remplissage maximun de la nappe (dernier pluvial Holocène pour les grandes dépressions sahéliennes).Dans un premier temps, la validité de ce schéma est testée à l'aide d'un modèle analytique simple prenant en compte les caractéristiques climatiques (évolution temporelle du déficit hydrique), les propriétés hydrodynamiques (perméabilité, coefficient d'emmagasinement) et le « pouvoir évaporatoire » du sol (« facteur de forme » k). Ce dernier, expression principalement de la texture du terrain, apparaît logiquement comme le paramètre le plus sensible pour le modèle.Un modèle transitoire unidimensionnel est ensuite présenté afin de simuler la baisse piézométrique entre deux limites à potentiel constant. La surface piézométrique obtenue semble en accord avec les données observées sur le terrain.
Etude d'un réacteur aérobie à culture concentrée couplé à une séparation par micro ou ultra-filtration tangentielles sur membranes minérales. Première approche d'une application en dépollution
Authors: Lacoste B. , Drakidès C. , Rumeau M.
Published: July 2012

La réduction de la pollution organique des eaux usées, urbaines ou industrielles, fait le plus souvent appel à des procédés biologiques anaérobies ou aérobies. Dans ce dernier cas, les procédés à boues activées sont parmi les plus courants mais nécessitent de grands volumes de bassins

Les bioréacteurs à membranes présentent l'avantage de la compacité et permettent l'obtention d'un effluent de très bonne qualité, constante, même à très forte charge.

Le système étudié ici est un bioréacteur faisant corps avec le module de filtration utilisé, avec injection d'oxygène dans la boucle, supprimant ainsi tout bassin conventionnel. Une eau usée synthétique y est traitée en aérobiose sur membranes minérales à une température de 30 °C, soit par ultrafiltration à 500 Å, soit par microfiltration à 0,2 µm.

Le problème de l'encrassement des membranes est étudié et certains de ses mécanismes en présence d'une biomasse concentrée sont mis en évidence. L'encrassement est évitable en utilisant un décolmatage à flux inverse et en pratiquant des purges de boues régulières. La qualité de l'effluent obtenu en sortie est en tout point comparable ou supérieure à celle d'une station à boues activées travaillant en aération prolongée. La comparaison n'inclut pas les aspects économiques, et la nitrification est incomplète.
Influence de l'origine et de la nature des substances humiques sur l'adsorption de l'atrazine sur charbon actif en poudre
Authors: Ayele J. , Fabre B. , Mazet M.
Published: July 2012

Les essais d'adsorption sur charbon actif en poudre, de sept acides humiques (H) ou fulviques (F) et pour trois pH (5,6 ; 7,0 ; 8,8) marquent que ces acides ont un comportement différent suivant leur origine.

Lorsque le pH de la suspension de charbon est basique, l'adsorption des différentes fractions humiques diminue, ce qui est en relation avec l'augmentation de leur solubilité. Pour un même pH de la suspension, les acides humiques et fulviques d'origine aqueuse s'adsorbent mieux que ceux d'origine commerciale ou que ceux extraits de sol.

La capacité maximale d'adsorption de l'atrazine sur charbon actif en poudre : 260 mg.g-1 (Langmuir), est plus fortement diminuée en présence d'acides fulviques que d'acides humiques d'une part, et plus inhibée (jusqu'à 40 %) par les acides fulviques extraits d'eau (F1, F2) que par ceux extraits de sol (F3) d'autre part.

Par contre, les acides humiques provenant de substances commerciales (H4, H5) influencent moins l'adsorption de l'atrazine.

L'ensemble des essais montre que l'origine et la nature des substances humiques joue un rôle prépondérant sur l'adsorption de l'atrazine sur charbon actif, le pH ayant une influence limitée.

Enfin l'étude de l'influence de l'atrazine sur l'adsorption des substances humiques sur charbon actif en poudre indique également une différence de comportement entre les acides fulviques, pour lesquels on note peu de variation, et les acides humiques, pour lesquels on note à la fois une promotion de l'adsorption et une meilleure affinité d'adsorption sur le charbon actif en poudre en présence d'atrazine.

Ce travail met en évidence l'importance du choix des substances humiques pour des essais d'évaluation des interactions substances humiques - pesticides lors de l'adsorption sur charbon actif en poudre.
Étude de la contamination par les métaux lourds du champ d'épandage des eaux usées de la ville de Marrakech (Maroc)
Authors: Mazlani S. , Maarouf A. , rada A. , El Meray M. , Pihan J. C.
Published: July 2012

La bioconcentration du Zn, Cu et Cd a été étudiée chez Melanopsis praemorsa L. (Gastéropode prosobranche) provenant de deux sites d'une khettara située dans le champ d'épandage des eaux usées de la ville de Marrakech. Les khettaras représentent un système d'irrigation traditionnel que l'on trouve dans certaines zones arides et semi-arides de la région ouest-paléarctique. L'eau est mise à jour par drainage de la nappe phréatique. Le degré de contamination de ce gastéropode s'avère très élevé et les teneurs métalliques augmentent de l'hiver à l'été. Les causes de la variabilité des concentrations métalliques chez les gastéropodes des deux stations ont été recherchées par des expériences de transplantation, et par des dosages de métaux au niveau du sédiment, de la spirogyre et du périphyton installé sur des substrats artificiels. Les résultats obtenus montrent que les différences entre les concentrations métalliques accumulées par les Melanopsis dans les deux stations pourraient être attribuées à la spéciation du métal dans l'eau. D'autres facteurs peuvent être mis en cause et méritent d'être précisés.
Étude préliminaire sur les échanges de phosphore à l'interface eau- sédiment au sein de la retenue d'Al Massira (Maroc)
Authors: Alaoui Mhamdi M. , Aleya L. , Rachiq S. , Devaux J.
Published: July 2012

Les échanges de phosphore à l'interface eau-sédiment ont été étudiés dans la retenue Al Massira. La campagne de prélèvements a été menée pendant la faible oxygénation des eaux profondes au mois d'octobre 1991. Les mesures des échanges de phosphore ont été réalisées in situ en chambre benthique.

Les valeurs de pH sont élevées et reflètent clairement l'influence de la nature géologique du bassin versant sur la composition chimique des eaux. Ce bassin versant, formé essentiellement de roches sédimentaires calcaires, est vraisemblablement à l'origine des concentrations élevées en calcium mesurées dans les chambres benthiques.

En période de faible oxygénation, on note une augmentation des teneurs en phosphore particulaire dans les eaux surnageantes en raison de la présence de complexes calcium-phosphore, fer-phosphore et manganèse-phosphore.

En période d'anoxie, la réduction de ces complexes est accompagnée d'une aug- mentation des teneurs en phosphore.

La densité bactérienne et la concentration en phosphore total et notamment en orthophosphates suivent une évolution temporelle comparable. Une fraction non négligeable du phosphore particulaire serait liée aux bactéries.

Des mesures drastiques de déphosphatation du tributaire Oum Errbia doivent être prises pour éviter la dissociation des complexes Ca, Fe, Mn-Phosphore et le relargage de phosphore biodisponible.
Paramètres prédictifs de l'apparition des coliformes dans les réseaux de distribution d'eau d'alimentation
Authors: Volk C. , Joret J.C. C.
Published: July 2012

L'isolement sporadique de coliformes sur certains réseaux de distribution en période chaude et en absnce de tout épisode décelable de contamination (défaut de traitement, post-contamination) laisse supposer que la présence de ces germes dans l'eau pourrait être associée à la présence d'un biofilm important à la surface des canalisations.

Cette hypothèse a pu être vérifiée lors de cette étude, réalisée sur différents réseaux de la banlieue parisienne.

Ce travail a mis en évidence une relation entre la fréquence d'observation des coliformes sur les sites du réseau et le dépassement de seuils critiques pour quatre paramètres:

- le niveau de salissure bactériologique de l'eau évalué par le dénombrement de la flore bactérienne planctonique totale par microscopie en épifluorescence

- la température

- la consommation de matière organique biodégradable (CODB)

- la concentration en chlore libre résiduel.

Le degré d'exposition des sites d'un réseau de distribution a pu être estimé par comptabilisation des dépassements des seuils critiques pour ces quatre paramètres. Trois niveaux de risques croissants (sans risque, faiblement exposé et exposé) ont été établis correspondant à des fréquences de plus en plus importantes d'apparition des coliformes sur les sites du réseau de distribution.

Pour une semaine donnée, le calcul de la moyenne des dépassements simultanés des seuils critiques enregistrés sur l'ensemble des sites a permis de définir quatre niveaux de risques moyens d'apparition des coliformes sur l'ensemble des sites (minimum, non négligeable, critique et maximum) en relation avec des observations de coliformes de plus en plus fréquentes sur le réseau.

Il a aussi été possible de définir un taux de chlore à appliquer sur un site afin de diminuer le niveau de contamination bactérienne de l'eau et par conséquent réduire le risque d'apparition des coliformes sur ce site.
Effet de la matrice de l'eau sur l'élimination des micropolluants organiques par ozonation. Partie 2. Simulation de l'élimination d'un micropolluant dans les réacteurs idéaux
Authors: Orta de Velasquez M. T. , Martin N. , Bodison V. , Laplanche A.
Published: July 2012

L'équation cinétique qui permet de calculer l'oxydation d'un micropolluant dans les réacteurs d'ozonation s'écrit:

-(d[P]/dt)=(KD[O3]L+KID[OH∘])[P]

Kd et Kid: constantes de vitesse de l'ozone et des radicaux hydroxyles sur le micropolluant P.

Dans la première partie, l'approche théorique de la concentration en radicaux hydroxyles a montré que [OH·] est proportionnel à la concentration en ozone ([OH·] = k'[03]). On a donc:

(d[P]/dt)=KG[O3]L[P] with KG=KD+KIDK'

Dans un réacteur parfaitement agité, les concentrations en ozone et en micropolluant sont constantes et l'élimination s'écrit:

([P]/[Po])=(1/1+KG[O3]L τ) with τ=(V/Q)

Dans un réacteur piston, les concentrations varient tout au long de la colonne et il est habituel de modéliser un tel réacteur comme un grand nombre de R.P.A. en série de volume DeltaV et de hauteur DeltaH (Dans notre approche DeltaH = 0,01 m).

Dans les deux cas, la simulation de l'élimination du micropolluant est basée sur la connaissance de la valeur de kG et de la concentration en ozone dans l'eau [03]L

[03]L est obtenue de la résolution des bilans massiques dans un volume V ou ~V.

ozone à l'entrée + ozone transféré = ozone à la sortie + ozone consommé

L'ozone transféré utilise pour son calcul des relations semi-empiriques donnant la constante de Henry et la valeur du kLa.

L'ozone consommé est déduit de la relation établie dans la partie 1:

(d[O3]L/dt)=w[O3]L

Les résultats de la simulation sont comparés aux résultats expérimentaux obtenus avec un pesticide organo-phosphoré, le parathion. Les paramètres variables sont le temps de contact (300 - 600 s), le pH (6,7 - 8,2) et le taux de traitement (1 à 5 g/m3).

Une valeur de kG comprise entre 500 et 600 M-¹s-¹ donne une bonne corrélation entre les valeurs expérimentales et calculées.

Cependant, on peut noter quelques différences, en particulier dans la partie basse de la colonne, ce qui montre la nécessité de prendre en compte pour des calculs plus précis l'hydrodynamique du réacteur.

L'emploi du programme de simulation permet de tracer deux abaques qui montrent l'influence pour n'importe quel micropolluant des facteurs kGteta et w.
Formation des crues «cévenoles» dans des bassins élémentaires du Mont Lozère
Authors: Cosandey C.
Published: July 2012

Les théories classiques concernant les processus générateurs des écoulements rapides permettent mal d'expliquer la soudaineté de la montée de crue dans des petits bassins versants élémentaires, situés sur le versant sud du Mont Lozère (sud du Massif Central, France).

Des études portant sur les conditions de genèse de ces crues « cévenoles » ont montré les conditions particulières d'apparition de tels événements: dans ces milieux de moyenne montagne granitique méditerranéenne, les formations superficielles sont peu épaisses et très filtrantes et les abats d'eau considérables; les surfaces saturées, seules capables de générer un ruissellement important, progressent, contrairement à ce qui s'observe habituellement, d'amont en aval des versants; ce type de fonctionnement empêche dans un premier temps toute arrivée d'eau jusqu'au drain principal et ce n'est que lorsque, de proche en proche, l'ensemble du bassin est quasi saturé que la crue se déclenche, entraînant immédiatement des débits importants.

Ce modèle de fonctionnement hydrologique se vérifie bien lors de la crue du 22 septembre 1992, responsable de nombreux dégâts et de pertes en vies humaines dans le sud de la France.
Oxydation de S-triazines par les procédés d'oxydation radicalaire. Sous-produits de réaction et constantes cinétiques de réaction
Authors: De Laat J. , Doré M. , Suty H.
Published: July 2012

L'étude bibliographique montre que l'oxydation de l'atrazine en milieu aqueux par 03, 03/H202, 03/UV, H202/UV et TiO2/UV ne permet qu'une dégradation limitée du pesticide (pas d'ouverture de l'hétérocycle azoté). Ces procédés d'oxydation conduisent aux mêmes sous-produits d'oxydation. Les composés N-déalkylés, les acétamido-s-triazines et l'hydroxyatrazine constituent les premiers sous-produits de dégradation de l'atrazine. Une oxydation plus poussée conduit par des réactions de N-déalkylation, d'hydroxylation et de déamination à la formation de produits finals relativement stables comme la déséthyldésisopropylatrazine, l'amméline, l'ammélide et l'acide cyanurique. La distribution des différents sous-produits en cours d'oxydation dépend du procédé d'oxydation utilisé, des conditions de mise en oeuvre du procédé (dose d'oxydants ou d'UV, longueur d'onde d'irradiation,...), des caractéristiques des eaux de dilution (pH, pièges à radicaux hydroxyles,...).

Les études cinétiques indiquent que l'atrazine est relativement réfractaire à une oxydation par l'ozone moléculaire (constante cinétique de l'ordre de 6 l mol-¹ s-¹ à 20 °C) et est assez réactive vis-à-vis des radicaux hydroxyles (constante cinétique de l'ordre de 2,5 10·9 mol-¹ s-¹ à 20 °C). En ce qui concerne les constantes cinétiques de réaction des radicaux hydroxyles sur les autres s-triazines, les résultats montrent que les méthylthio s-triazines sont beaucoup plus réactives que les méthoxy s-triazines qui sont elles mêmes légèrement plus réactives que les chloro et hydroxy s-triazines. Parmi les sous-produits d'oxydation de l'atrazine, la déséthyldésisopropylatrazine et l'acide cyanurique sont très réfractaires à une oxydation par les radicaux hydroxyles et par l'ozone moléculaire.
Sous-produits de réaction formés lors de la filtration sur charbon actif de composés phénoliques en présence d'ions chlorite
Authors: Karpel Vel Leitner N. , De Laat J. , Suty H. , Doré M.
Published: July 2012

L'étude des interactions entre les ions chlorite, un charbon actif en grains (CAG CECA 40) et des composés phénoliques (phénol et para-nitrophénol) a été réalisée à partir d'expériences de filtration sur mini-colonnes de CAG de solutions aqueuses de chlorite et du composé organique en mélange ([C102-] inf=50 mg.l-¹; [Composé Organique]jnf=200 µmol.l-¹ ; 3 g de CAG; Vitesse de filtration: 3,7 m.h-¹). Les résultats obtenus ont permis de montrer que la présence de chlorite conduit à une augmentation des capacités du CAG vis-à-vis de l'élimination du phénol et du para-nitrophénol. Cette augmentation résulte de réactions chimiques entre le composé organique et les sous-produits de décomposition des ions chlorite par le charbon actif. Les analyses par couplage CG/SM des extraits issus des charbons actifs à la fin des filtrations ont permis de mettre en évidence la présence de nombreux composés adsorbés sur le charbon actif. Les composés identifiés résultent de réactions d'oxydation, de deshydroxylation, de carboxylation, d'halogénation, d'hydroxylation et de dimérisation. L'action des ions chlorite sur le charbon actif peut conduire à la formation de radicaux à la surface du charbon actif ou en solution capables de réagir avec les composés organiques pour former les sous-produits observés.
Caractérisation des sous-produits d'oxydation des boues en conditions sous-critiques et supercritiques
Authors: Luck F. , Bonnin C. , Niel G. , Naud G.
Published: July 2012

L'élimination de la matière organique et la réduction de volume des boues peuvent être obtenues par incinération, par oxydation sous pression en milieu humide ("wet air oxidation") ou par combustion en eau supercritique ("supercritical water oxidation"). Une étude en autoclave agité a permis de comparer sur une même boue d'épuration les performances des deux techniques d'oxydation voie humide et d'oxydation supercritique, en mettant l'accent sur les sous-produits résiduels en phase liquide et la composition de la phase gaz.

Les résultats obtenus montrent que l'élimination de la DCO dépend fortement de la température: l'abattement de la DCO passe de 70 % à 235 °C à 94 % à 430 °C. L'azote organique de la boue est transformé en NH4+ mais seule une élimination limitée de l'azote totale est obtenue à 430 °C. Les sous-produits résiduels dans la phase liquide sont constitués en majorité d'acides gras, d'aldéhydes et de cétones, l'acide acétique étant prédominant.

Hormis le CO2, les sous-produits gazeux majeurs formés par des réactions complexes comme la pyrolyse, le réformage et la méthanation sont CO, H2 et CH4. Dans les conditions supercritiques, tous les sous-produits gazeux sont fortement oxydés. L'augmentation de la température de traitement permet d'obtenir un résidu solide de plus en plus inerte, les cendres obtenues en conditions supercritiques contenant moins de 1 % de matière organique.

Les performances des deux procédés étudiés laissent envisager leur développement à moyen terme comme voies alternatives d'élimination des boues.
Les biocapteurs appliqués au contrôle des eaux: Revue - État de l'art
Authors: Osbild D. , Babut M. , Vasseur P.
Published: July 2012

Cet article présente l'ensemble des biocapteurs en cours d'étude et proposés pour le contrôle en continu, automatisé et in situ de la qualité des eaux. Le principe des systèmes, étudiés jusqu'ici majoritairement en laboratoire et sur pilote, sera donné avec leurs performances au plan sensibilité et spécificité de détection des polluants hydriques. Ces performances conditionnent leur domaine d'application : les systèmes très sensibles étant affectés au contrôle des eaux d'alimentation et des eaux souterraines, les moins sensibles au contrôle des effluents très contaminés.

Les biocapteurs peuvent se caractériser par deux de leurs composantes principales :

- le réactif biologique ou biocatalyseur, sensible au(x) polluant(s);

- le détecteur appelé transducteur, qui traduit la réponse biologique du biocatalyseur en un signal électrique. Le transducteur peut être de type optique, électrochimique, ampérométrique principalement, ou piézoélectrique.

Trois grands types de biocapteurs peuvent être distingués selon la nature du biocatalyseur :

- les bioréacteurs, basés sur l'étude des réponses comportementales des vertébrés (poissons) et d'autres organismes aquatiques (microcrustacés, bivalves):

- les biosondes cellulaires reposant sur l'étude des fonctions métaboliques telles que la respiration, la bioluminescence, la photosynthèse de microorganismes immobilisés (bactéries, microalgues, levures) ou libres (boues activées) dans le milieu analysé:

- les biocapteurs "d'affinité" basés sur l'utilisation d'enzymes ou d'anticorps, chargés de détecter respectivement les substrats et inhibiteurs enzymatiques spécifiques, ou les substances antigéniques vis à vis desquelles les anticorps ont été développés. Ces systèmes sont, par principe, les plus spécifiques mais aussi les plus sensibles. Ils ne couvrent, cependant, qu'une gamme encore très limitée de micropolluants hydriques.

Le degré d'autonomie d'un biocapteur, sa facilité d'utilisation et de maintenance et sa fiabilité, sont des éléments qui rentrent en ligne de compte dans les performances. Ces qualités devront être évaluées lors de la phase de validation in situ, essentielle et déterminante pour juger de l'intérêt du système en conditions de fonctionnement réel.
Synthèse d'un sulfatoferrate de potassium et son efficacité dans le traitement des eaux
Authors: Aubertin N. , Neveux N. , Gerardin R. , Evrard O.
Published: July 2012

Depuis le milieu du siècle dernier, nous savons que le fer existe à son degré d'oxydation supérieur VI dans l'ion tétraoxoferrate(VI) FeO42-, isostructural de SO42-, CrO42-, MnO42-. Cette espèce mise en solution aqueuse oxyde l'eau en O2, et ce quelque soit le pH de cette solution. La vitesse de cette réaction est très grande en milieu acide, plus lente en milieu alcalin où elle conduit à la précipitation de Fe(OH)3. On peut donc envisager son emploi comme réactif polyfonctionnel : oxydant et floculant, dans le traitement de certaines eaux.

La première partie de ce travail décrit une voie originale de synthèse à l'état solide, à la température ambiante, du sel de formule K2(Fe,S)O4, appelé sulfatoferrate de potassium, qui contient l'entité FeO42-. En effet, jusqu'à ce jour seules des synthèses par voie aqueuse, à rendements très faibles, chimiques ou électrochimiques, ont été utilisées pour obtenir FeO42-.

Dans une seconde partie, nous avons mesuré les propriétés oxydantes et floculantes du sulfatoferrate de potassium agissant sur deux types d'eaux usées urbaines, chargées (MEST=258 mg.L-1, DCO=549 mg.L-1) et peu chargées (MEST=9 mg.L-1, DCO=37 mg.L- 1). Cette étude effectuée en collaboration avec le Centre International de l'Eau de Nancy (NANC.I.E.) nous a permis de préciser les conditions optimales d'emploi de K2(Fe,S)O4 et de comparer ses performances à celles de FeCl3.6H2O et Al2(SO4)3.18H2O.

Sur une eau chargée, l'abattement de la MEST est meilleur avec FeCl3.6H2O et Al2(SO4)3.18H2O, tandis que K2(Fe,S)O4 est plus efficace vis à vis de l'abattement de la DCO.

Sur une eau peu chargée, c'est l'effet bactéricide de K2(Fe,S)O4 qui est le plus remarquable; une dose de 10 mg.L-1 en fer (VI) anéantit 99,70% des coliformes totaux et 99,90% des coliformes fécaux.
Évolution des acides aminés et de la matière organique dissoute dans une filière de production d'eau potable: Corrélations avec le carbone organique dissous biodégradable et le potentiel de demande en chlore à long terme
Authors: Dossier-Berne F. , Merleti N. , Cauchi B. , Legube B.
Published: July 2012

Le suivi de la matière organique totale (COD) et spécifique (substances humiques et principalement acides aminés dissous totaux) dans les eaux d'une filière de production d'eau potable a mis en évidence des abattements moyens dans l'eau traitée représentant 40 % du COD et 0 à 75 % des acides aminés. Parallèlement, le potentiel de demande en chlore à long terme est diminué de près de 70 %, alors que la fraction biodégradable connait une élimination de l'ordre de 50 %.

Aucune corrélation directe n'a pu être mise en évidence entre les teneurs en acides aminés et la valeur du carbone organique dissous biodégradable (CODB) et de la demande en chlore des eaux brutes ou en cours de traitement. Cependant, compte tenu des teneurs en acides aminés dissous totaux quantifiées dans les eaux traitées de l'usine, leur participation peut être estimée entre 5 et 23 % du potentiel de demande en chlore et entre 5 et 25 % du CODB.

La matière organique analysée spécifiquement dans le cadre de cette étude (substances humiques et acides aminés dissous totaux), représente 20 à 35 % du COD des eaux en fin de filière, et la présence de ces composés organiques serait responsable d'une part notable de la demande en chlore à long terme des eaux (40 à 60 %).
Étude de l'évolution des acides aminés totaux dans deux filières de traitement d'eau potable
Authors: Hureïki L. , Gauthier C. , Prévost M.
Published: July 2012

Cette étude présente un suivi de l'élimination des acides aminés totaux par les différentes étapes de traitement de deux usines canadiennes de Ville de Laval (Québec, Canada). L'influence des saisons sur l'efficacité de l'abattement ainsi que le devenir des acides aminés dans les réseaux de distribution de ces usines ont aussi été étudiés.

D'une manière générale, l'étape de coagulation-floculation-décantation permet une élimination important d'acides aminés totaux (34-72%), l'effet de la filtration sur sable et anthracite est peu prononcé et varie avec les saisons, l'ozonation provoque une augmentation (20-100%) et la filtration sur charbon actif biologique (CAB) permet un abattement en eau tiède (25-34%), mais semble relarguer en eaux froides (35%). Finalement, la post-désinfection au chlore permet une élimination supplémentaire (47%) à cause de la réactivité de cet oxydant envers les acides aminés. La post-désinfection au bioxyde de chlore permet elle aussi d'abattre les teneurs en acides aminés (12-39%) et ce, malgré le fait que cet oxydant soit moins réactif envers les acides aminés. L'élimination des acides aminés totaux avant la chloration est préférable afin de limiter la formation de sous-produits de chloration.
Modélisation du comportement des biomasses bactériennes libres et fixées dans les réseaux de distribution d'eau potable
Authors: Piriou P. , Dukan S. , Levi Y. , Guyon F. , Villon P.
Published: July 2012

La prolifération bactérienne en réseaux de distribution d'eau potable est un souci majeur des distributeurs d'eau. La complexité des phénomènes impliqués dans la croissance bactérienne en réseaux nécessite une modélisation mathématique pour définir l'impact des différents paramètres de la qualité de l'eau et généraliser ces résultats à l'échelle du réseau de distribution.

Une approche déterministe a été choisie pour développer cette modélisation prédictive de la croissance bactérienne dans les systèmes de distribution. Le modèle prend en compte : la croissance de fa biomasse libre et de la biomasse fixée, la consommation en nutriments exprimés par le CODB, l'action bactéricide du chlore sur la flore libre et la dore fixée, la déposition des bactéries en suspension et le détachement des bactéries fixées. Le modèle propose une approche originale pour la modélisation de l'action bactéricide du chlore. Par ailleurs, différentes formulations du détachement ont été testées algébriquement pour définir la modélisation la plus adaptée à notre système d'équations.

Ce modèle a été couplé au logiciel de modélisation hydraulique IMCCOI.O développé par la SAFEGE. Utilisant les données hydrauliques et de géométrie générées par PICCOLO, le modèle prédit les numérations bactériennes en chaque noeud et sur chaque arc du réseau de distribution. Utilisant l'interface graphique de PICCOLO, le modèle permet une visualisation de l'évolution de la qualité bactérienne par cartographie.

Des simulations ont été réalisées sur de nombreux réseaux présentant des tailles et des niveaux de complexité variables. Le modèle a été validé à partir de campagnes de prélèvements sur sites.

Ce modèle permettant de simuler l'évolution de la qualité bactériologique à l'échelle du réseau est un outil unique pour le diagnostic et la gestion qualitative des systèmes de distribution d'eau potable.
Échantillonnage par valeurs supérieures à un seuil : modélisation des occurrences par la méthode du renouvellement
Authors: Lang M. , Rasmussen P. , Oberlin G. , Bobée B.
Published: July 2012

L'échantillonnage par valeurs supérieures à un seuil consiste à retenir tous les événements d'une chronique, définis par l'existence d'un maximum local supérieur à un seuil critique. L'étude probabiliste est alors menée par calage de deux lois de probabilité, une sur le processus d'occurrence de ces événements (date des événements), une autre sur la marque des événements (valeur du maximum local), puis par recomposition de ces deux lois pour obtenir la loi de probabilité associée au maximum annuel.

La théorie du renouvellement permet d'étudier le processus d'occurrence d'événements. Les propriétés générales de la loi le plus souvent utilisée, la loi de Poisson (stationnaire ou non), sont présentées, ainsi que des éléments nouveaux concernant la loi Binomiale et la loi Binomiale négative. Ces propriétés sont relatives à la distribution du nombre d'événements sur un intervalle de temps donné, et à la distribution de la durée de retour, définie comme l'intervalle de temps séparant deux occurrences successives d'événements.

Les relations existant entre la loi de probabilité d'une variable et la période de retour de l'événement associé sont ensuite détaillées. Il s'agit d'un rappel de résultats lorsque la variable étudiée est obtenue par sélection d'un ou de plusieurs maximums par an, ou dans le cas d'un processus marqué de Poisson; et d'éléments nouveaux dans le cas d'un processus représenté par une loi Binomiale ou une loi Binomiale négative.

Pour finir, on trouvera les correspondances entre les deux types d'échantillonnage précédents (par maximum annuel ou par valeurs supérieures à un seuil), en terme de période de retour, de distribution et de variance d'échantillonnage.
Incidence d'une technique de décontamination par tensioactifs sur la conductivité hydraulique d'un aquifère contrôlé pollué par du gazole
Authors: Bettahar M. , Razakarisoa O. , Van Dorpe F. , Baviere M.
Published: July 2012

Les nappes d'eau souterraine constituent des ressources vulnérables que l'activité industrielle croissante contribue à polluer trop fréquemment. Les produits les plus manipulés se voient donc directement concernés dans les cas de pollution d'aquifères. A ce titre, les produits pétroliers, notamment ceux que l'on considère comme étant domestiques (gazole, fuel, essence, etc.) se situent au premier rang.

Dans le but de mieux aborder ce type de contamination, des études sont menées sur un site expérimental de grandes dimensions et parfaitement contrôlé, dans lequel 476 l de gazole routier (GOR86) ont été déversés. Une première tentative de récupération du polluant, par infiltration de tensioactifs depuis la surface, démontre la capacité du mélange utilisé à mobiliser le polluant mais conduit à la réduction de la perméabilité du milieu poreux faisant ainsi apparaître une limitation des performances pour ce type de procédés de décontamination.

Des expériences au laboratoire, conduites sur des colonnes de milieu poreux, ont été entreprises pour rechercher les causes de cette perte de conductivité hydraulique. Avec le sable considéré ici, les argiles ne jouent pas un rôle prépondérant dans le colmatage. Il est démontré également que le gradient de charge, quand il est augmenté, permet d'injecter une quantité plus importante de tensioactifs sans pour autant pallier ce problème de colmatage. Enfin, il apparaît que les tensioactifs, en présence des ions calcium, peuvent s'agglomérer pour former des associations de micelles lamellaires, cylindriques et/ou mixtes, assez volumineux pour être filtrés à la surface du sol à traiter. Au bout d'un certain temps, le milieu poreux est totalement colmaté et par conséquent le débit d'infiltration de la solution devient nul. Sur le plan de la récupération du polluant, ce paramètre s'avère être particulièrement important. Sa variation influence donc fortement les quantités de polluant mobilisé.

Cette étude démontre la faisabilité du procédé. Toutefois elle souligne aussi que, sous peine de perdre de leur efficacité, les solutions de tensioactifs doivent conserver leurs caractéristiques initiales (stabilité de la taille des particules colloïdales notamment) pendant toute la durée du traitement. Dans la mesure où l'agglomération des micelles est en cause, il faudra rechercher les moyens d'obtenir une dispersion plus stable, par exemple par addition d'agents solvants.
Influence des couvertures lithologiques et végétales sur les régimes et la qualité des eaux des affluents congolais du fleuve Congo
Authors: Laraque A. , Mietton M. , Olivry J. C. , Pandic A.
Published: July 2012

Les affluents et sous affluents congolais du fleuve Congo se partagent en deux systèmes hydrologiques, qui, tout en étant proches dans l'espace, sont sensiblement différents dans leur fonctionnement. Cette distinction repose sur la différenciation manifeste entre les deux régions naturelles que sont les "Plateaux Tékés" d'une part et la "Cuvette congolaise" d'autre part, nettement contrastées du point de vue du couvert végétal et lithologique et subsidiairement du climat

La classification hydrologique que nous présentons est basée sur l'étude des coefficients d'écoulement interannuel (rapport de la lame d'eau écoulée sur la lame d'eau précipitée, exprimé en pourcentage) et sur le coefficient d'irrégularité saisonnière moyen des débits qui est le rapport moyen sur les chroniques disponibles, entre débits mensuels maximum et débits mensuels minimum par année hydrologique. Pour les rivières Tékés, le premier paramètre présente des valeurs comprises entre 45% et 60% contre 20% à 30% pour la "Cuvette Congolaise", alors que le deuxième paramètre varie respectivement pour ces deux régions de 1,1 à 1,5 et de 2,5 à 5,5.

Cette classification présente l'avantage d'être à la fois adaptée à ces deux contextes régionaux voisins mais aussi de mettre en évidence le rôle prépondérant des formations géologiques et des couvertures végétales sur les écoulements des cours d'eau concernés, ainsi que sur la qualité des eaux.

En effet, après son passage au travers d'un important aquifère gréseux, les eaux des Plateaux Tékés à couverture de savane font partie des "eaux claires", à très faible minéralisation, marquée essentiellement par la présence de silice dissoute. En revanche, les " eaux noires " couleur de thé qui drainent la Cuvette Congolaise, couverte de forêts, sont très riches en matière organique et très acides
Évolution des recherches hydrologiques en partenariat en Afrique sub-saharienne : l'exemple des pays francophones
Authors: Olivry J. C. , Sircoulon J.
Published: July 2012

L'étude des activités hydrologiques menées au cours des cinquante dernières années dans les pays francophones de l'Afrique sub-saharienne apporte un précieux éclairage sur les difficultés rencontrées, les modes de collaboration adoptés et l'ampleur des défis à relever dans le domaine de l'eau à l'aube du troisième millénaire.

Ceci est l'occasion de tracer les étapes marquantes de l'acquisition de la " connaissance hydrologique " depuis l'ère pionnière des années 50 jusqu'aux programmes scientifiques les plus récents faisant appel à des technologies avancées. Cette rétrospective permet également d'apprécier l'évolution des modes de partenariat entre acteurs scientifiques, techniques et économiques du Nord et du Sud.

Ces travaux et recherches ainsi entrepris et développés montrent à la fois l'importance du savoir acquis et la nécessité de poursuivre les études en cours. Ils dressent aussi un constat encourageant quant à l'avenir des projets régionaux africains en hydrologie grâce au renforcement des relations scientifiques entre pays de la région.
Les herbicides inhibateurs du photosystème II, effets sur les communautés algales et leur dynamique
Authors: Berard A. , Pelte T.
Published: July 2012

Nous présentons une revue bibliographique à propos des effets des herbicides inhibiteurs du Photosystème II (PS II) sur les communautés algales. Ces herbicides sont abondamment utilisés dans les pratiques phytosanitaires. Ils sont susceptibles de contaminer les milieux aquatiques et, étant donné leur mode d'action inhibitrice de la photosynthèse, ils peuvent agir directement sur les algues. De nombreuses études ont été réalisées afin d'évaluer l'impact des contaminations par ces herbicides sur les microphytes, en particulier leur effet sur la croissance et la physiologie de certaines algues (monocultures en laboratoire). D'autres études expérimentales et quelques rares in situ, ont porté sur l'impact des herbicides inhibiteurs de la photosynthèse sur la structure des peuplements algaux. Certaines tendances ont pu être ainsi dégagées quant à la sensibilité et la résistance aux herbicides des différentes espèces étudiées soit isolément, soit au sein des peuplements. Les herbicides inhibiteurs du PS II perturbent effectivement la structure des peuplements phytoplanctoniques de façon plus ou moins marquée. L'impact des herbicides sur les algues est variable selon la structure des peuplements (liée aux successions) et les paramètres environnementaux, notamment liés à la saison. Nous devons donc développer nos connaissances à propos des interactions entre toxiques et facteurs environnementaux sur des pas de temps correspondant non seulement aux rythmes des contaminations mais aussi aux rythmes des succesions alagles, car ces interactions sont susceptibles de réduire ou d'amplifier les conséquences d'une pollution par ces toxiques dans les milieux aquatiques.
Stratégie de prospection hydrogéologique du socle de la bordure orientale tchadienne par optimisation du nombre et de la profondeur des sondages de reconnaissance
Authors: Gombert P.
Published: July 2012

Sous le climat à faible pluviosité du Tchad, les altérites sont dénoyées et seul le socle fracturé est aquifère. Le taux d'échec des forages atteint 60% car les fractures ont une répartition très discontinue comme le montre leur organisation fractale. Cela entraîne la coexistence de secteurs productifs et stériles. A l'échelle kilométrique, on peut ajuster le nombre de sondages de reconnaissance par village en fonction des caractéristiques climatiques, topographiques et géologiques. On définit ainsi des zones de productivité forte, où le taux de succès atteint 79%, moyenne et faible. On peut alors affecter chaque village d'un " potentiel d'investigation " qui est le produit du nombre de sondages par leur profondeur prévisionnelle.

A l'échelle locale, une analyse en composantes principales des paramètres de forage montre que la présence d'eau souterraine est liée aux caractéristiques du socle fracturé et non altéré. Une analyse discriminante fournit une " équation de productivité " qui permet de prévoir 90% des résultats en cours de foration: dès que le forage a traversé une dizaine de mètres de socle non altéré, elle permet de définir une profondeur limite d'investigation dépendant des caractéristiques intrinsèques de chaque site. Elle est surtout applicable dans les zones les moins productives où l'on observe systématiquement un surcreusement inutile des forages négatifs.

On dispose ainsi d'une stratégie de prospection alliant le nombre et la profondeur des forages. Elle permet de limiter la profondeur des forages implantés sur des sites peu productifs et de reporter le métré ainsi récupéré sur des sites plus prometteurs.
Impact écotoxicologique du traitement chimique des eaux usées de tanneries: Analyse technico-économique
Authors: Yatribi A. , Nejmeddine A.
Published: July 2012

La toxicité des eaux usées du tannage au chrome et d'épilage-pelanage, avant et après traitement, a été évaluée par test Daphnia pulex. Cette évaluation a été déterminée à partir des équations de corrélation linéaires. Les résultats obtenus montrent que le tannage au chrome et l'épilage-pelanage présentent une toxicité élevée avec des valeurs des CI50 24h respectives de 0,15 et 3,36. Cette toxicité élevée pourrait être expliquée par la charge de ces effluents en chrome, en sulfures et en matière organique.

Après traitement par précipitation chimique, la CI50 24h a connu une importante augmentation. Elle est passée de 0,15 à 26,58 et de 3,36 à 11,1 respectivement pour le tannage au chrome et l'épilage-pelanage. Par conséquent, ces effluents traités peuvent être classés comme rejets peu toxiques. Cette diminution de la toxicité est liée surtout à l'abattement des MES (95 %), de la DCO (55 %), de Cr (90 %) et des sulfures (50 %). Ce traitement a donc, un double intérêt; le premier est environnemental, le second est économique du fait de la possibilité de recyclage du chrome récupéré dans le tannage du cuir. En effet, l'application expérimentale du chrome dans le tannage a montré un résultat similaire à celui obtenu par le produit commercial. Ainsi, suite à une analyse technico-économique, le bénéfice réalisé par cette opération est estimé à 3112,50 $ par 1000 tonnes par an.
Arguments hydrogéochimiques en faveur de Trias évaporitique non affleurant dans le massif du Djurdjura (dorsale kabyle, élément des Maghrébides)
Authors: Abdesselam M. , Mania J. , Mudry J. , Gélard J. P. , Chauve P. , Lami H. , Aigoun C.
Published: July 2012

L'analyse des eaux pose à nouveau la question de l'importance des faciès gypso-salifères dans le Trias de la dorsale kabyle du Djurdjura. Cette dernière est un élément de l'orogène alpin périméditerranéen où le Trias est décrit comme étant formé essentiellement de grès et de pélites avec des niveaux marneux et dolomitiques. Dans les régions telliennes, plus méridionales, il est représenté par des formations marno-gypsifères de grande épaisseur (Trias tellien), en position tectonique constamment anormale. On ne rencontre généralement pas de formations évaporitiques en surface dans le massif du Djurdjura. Les analyses chimiques de la majorité des sources le confirment. Toutefois la source de Tinzert, dont l'impluvium est constitué essentiellement de calcaires montre un cortège d'éléments d'origine évaporitique (fortes teneurs en chlorures, sodium et sulfates et la présence du strontium) et plaide pour la présence de niveaux évaporitiques du Trias, à la base de l'aquifère drainé par cette source. Le rapport Sr2+/Ca2+ (en ‰) de la source de Tinzert (3 < Sr2+/Ca2+ < 8,7) qui est nettement supérieur à celui des autres sources (Sr2+/Ca2+ < 1,5) le confirme.