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Generalites sur les eaux usees En parlant de l'eau usee il semble important d'avoir une idee sur sa definition, son origine et ses caracteristiques, ainsi que les differentes methodes utilisees pour son epuration.Les eaux qui ont ete utilisees dans diverses categories : les eaux usees domestiques se composent des eaux vannes (issues des toilettes) et des eaux grises ou menageres (qui proviennent des lavabos, douche, cuisine, lave-linge, etc.), et sont generalement classees sous le nom de dechets industriels ou agricoles.1- Definition : Les eaux residuaires urbaines (ERU), ou eaux usees, sont des eaux chargees de polluants, solubles ou non, provenant essentiellement de l'activite humaine (REJSEK, 2002).

Généralités sur les eaux usées
En parlant de l’eau usée il semble important d’avoir une idée sur sa définition, son origine et ses caractéristiques, ainsi que les différentes méthodes utilisées pour son épuration.
1- Définition :
Les eaux résiduaires urbaines (ERU), ou eaux usées, sont des eaux chargées de polluants, solubles ou non, provenant essentiellement de l’activité humaine (REJSEK, 2002). Les eaux qui ont été utilisées dans diverses catégories : les eaux usées domestiques se composent des eaux vannes (issues des toilettes) et des eaux grises ou ménagères (qui proviennent des lavabos, douche, cuisine, lave-linge, etc.), et sont généralement classées sous le nom de déchets industriels ou agricoles. (Extrait du livre "L'assainissement des eaux usées domestiques" sur Internet).
2- Origine des eaux usées :
Selon Rodier et al. (2005), les eaux usées peuvent être classées comme étant des eaux urbaines composées d’eaux domestiques (lavage du corps et du linge, nettoyage des locaux, eaux de cuisine) et des eaux vannes chargées de matières fécales et d’urine. Elles proviennent également d’autres sources telles que les usines et les exploitations agricoles, et contiennent divers polluants tels que des matières organiques, des produits chimiques, des nutriments et des agents pathogènes.
Les normes nationales et internationales définissent des indicateurs de pollution pour évaluer la qualité de ces eaux, qui peuvent être de nature biologique, physique ou chimique. Les eaux usées sont généralement classées en quatre types selon leur source et la qualité de leurs polluants :

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  Origine domestique

  
  


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  origine industrielle

  
  


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  origine agricole

  
  


• 
  

  origine pluviales
  2-1. Origine domestique :

  
  

  Les eaux usées domestiques contiennent une variété de substances et de produits chimiques. Les eaux usées transportent des quantités importantes de matières organiques dégradables, des matières minérales (sous forme dissoute ou en suspension), ainsi que des micro-organismes potentiellement pathogènes. Les eaux grises contiennent des graisses et des détergents tels que le savon, les lessives et les produits d’entretien, en plus des matières organiques. De plus, les eaux usées peuvent parfois contenir des déchets tels que des lingettes jetées dans les toilettes, ou des substances dissoutes comme les résidus de médicaments. (réf)
  Ces eaux proviennent essentiellement :

  
  


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  des eaux de cuisine qui contiennent des matières minérales en suspension provenant du lavage des légumes, des substances alimentaires à base de matières organiques (glucides, lipides, protides) et des produits détergents utilisés pour le lavage de la vaisselle et ayant pour effet la solubilisation des graisses ;

  
  


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  des eaux de buanderie contenant principalement des détergents ;

  
  


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  des eaux de salle de bain chargées en produits utilisés pour l’hygiène corporelle, généralement des matières grasses hydrocarbonées ;

  
  


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  des eaux de vannes qui proviennent des sanitaires (W.C), très chargées en matières organiques hydrocarbonées, en composés azotés, phosphatés et microorganisme. (REJSEK, 2002)

  
  

2-2.Origine industrielle :

   Les eaux usées industrielles diffèrent considérablement des eaux usées domestiques et leurs caractéristiques varient d’une industrie à une autre. En plus des matières organiques, azotées ou phosphorées, elles contiennent une diversité de substances chimiques organiques et métalliques. Étant d’origine industrielle, elles peuvent également contenir des graisses, des hydrocarbures, des métaux, des acides, des bases, ainsi qu’une variété d’autres produits chimiques, en plus de l’eau chaude et des matières radioactive (Mémoire de Etude physico-chimique des eaux usées(2019/2020)). En conséquence, les principaux déchets industriels sont classés en fonction de la nature des dommages qu’ils causent :

• La pollution causée par les matières en suspension minérales (comme le lavage du charbon, du gravier, le tamisage du sable et des graviers, ainsi que les industries produisant des engrais phosphatés…).
• La pollution due aux matières dissoutes minérales (telles que les installations de décapage, la galvanisation…).
• La pollution due aux matières organiques et aux graisses (comme les industries agroalimentaires, la fabrication de papier…).
• La pollution due aux déchets hydrocarbures et chimiques divers (telles que les raffineries de pétrole, les porcheries, les produits pharmaceutiques…).
• La pollution due aux déchets toxiques (tels que les déchets radioactifs non traités, les effluents radioactifs des industrie
2-3. Origine agricole :
Ce sont des eaux qui ont été polluées par des substances utilisées dans le domaine agricole. Dans le contexte d’une agriculture performante et intensive, l’agriculteur est conduit à utiliser divers produits d’origine industrielle ou agricole dont certains présentent ou peuvent présenter, des risques pour l’environnement et plus particulièrement pour la qualité des eaux (GROSCLAUDE, 1999).
Donc ces eaux sont l'issus :
 des apports directs :

• des fertilisants (engrais minéraux du commerce ou déjections animales produites ou -non sur l’exploitation) :


• des produits phytosanitaires (herbicides, fongicides, insecticides,…).
   des apports indirects :
  Dus en particulier à l’entraînement par ruissellement, aux eaux de rinçage des appareils de traitement, aux résidus présents dans des emballages non correctement rincés ou détruits, aux eaux résiduaires des usines de fabrication et de conditionnement. (GROSCLAUDE, 1999).
  2- 4.Origine pluviales :
  Ce sont les eaux de ruissellement (eaux pluviales, eaux d’arrosage des voies publiques, eaux de lavage des caniveaux, des marchés et des cours).
  
  Les eaux qui ruissellent sur les toitures, les cours, les jardins, les espaces verts, les voies publiques et les marchés entraînent toute sortes de déchets minéraux et organiques : de la terre, des limons, des déchets végétaux, etc… et toute sortes de micropolluants (hydrocarbures, pesticides, détergents…etc.(Mémoire Master Academique Adrar, 2019/2020)
  3- Caractéristiques des eaux usée
  Les eaux usées sont caractérisées en fonction du niveau de polluants. Selon leur composition physique, biologique et chimique on peut utiliser un traitement physique, biologique et/ou chimique. On combine généralement les trois traitements pour une meilleure qualité d’eau.
  Vu la diversité des matières polluantes, les caractéristiques des eaux usées ne sont pas souvent prises en considération pour chaque substance. Ainsi, on réunit les matières qui ont des effets de pollution qui se ressemblent en classes de caractéristiques ou de polluant
  3-1. Paramètres Physiques :
  3-1.1.La température :
  La température est un paramètre général important. Réglementairement, les eaux usées, autres que domestiques, doivent être ramenées à une température inférieure à 30 °C (article 31 de l’arrêté du 2 février 1998). Il existe des sondes portables qui permettent de mesurer la température avec des précisions de ± 0,1 °C.
  3.1.2. Les matières en suspension (MES) :
  Les matières en suspension sont en majeure partie de nature biodégradable. La plus grande partie des microorganismes pathogènes contenus dans les eaux usées est transportée par
  Les MES. Elles donnent également à l’eau une apparence trouble, un mauvais goût et une
  Mauvaise odeur. Cependant, elles peuvent avoir un intérêt pour l’irrigation des cultures (Faby.1997.) à refaire

3-2.Paramètres Organoleptiques
3-2.1. La Turbidité
La turbidité est une propriété optique de l’eau, c’est-à-dire sa capacité à diffuser ou à absorber la lumière entrante. La turbidité est donc l’un des facteurs qui affectent la couleur de l’eau. Elle résulte de la présence de particules en suspension dans l’eau, qu’elles soient minérales, organiques ou inorganiques, ainsi que de plancton ou de micro-organismes vivants ou non. (Extrait d’un livre TURBIDITÉ , à partir d’un site Internet FUTURA). Ces particules peuvent être d’origine naturelle (acides humiques, particules résultant de la dégradation des plantes ou de l’érosion des sols) ou anthropique (rejets industriels, agricoles et urbains) (US EPA, 1999).
Ainsi, plus la quantité de phytoalgues parasites ou de particules de sédiments dans l’eau est importante, plus celle-ci devient trouble.

3-2.2 l’Odeur :
Les eaux usées se caractérisent par une odeur particulière. Toute odeur est une pollution résultant de la présence de matières organiques en décomposition. Celles-ci sont produites par des micro-organismes qui décomposent les particules de saleté dans le courant d’eau d’une manière anaérobie, ce qui entraîne l’émission d’un gaz malodorant.(réf)
3-2.3 La couleur :
Une eau pure observée sous une lumière transmise sur une profondeur de plusieurs mètres émet une couleur bleu clair car les longueurs d’ondes courtes sont peu absorbées alors que les grandes longueurs d’onde (rouge) sont absorbées très rapidement. (REJESK, 2002). La coloration d’une eau est dite vraie ou réelle lorsqu’elle est due aux seules substances en solution. Elle est dite apparente quand les substances en suspension y ajoutent leur propre coloration. (RODIER et al., 2005).
3-3. Paramètres Chimiques
3.3.1.Le potentiel Hydrogène (pH):
Les organismes sont très sensibles aux changements de pH, car ils mesurent la concentration d’ions H dans l’eau. La valeur du pH de l’eau représente l’acidité et l’alcalinité de la solution aqueuse avec une concentration de H3O+ (appelée H+). Nous utilisons le logarithme décimal de l’inverse de la concentration en ions H+ : c’est le pH.(MATHIEU et PIELTAIN, 2003).
PH=log1/[H+]
Le pH joue un rôle important dans l’épuration des effluents et le développement bactérien (Rodier, 2005)
3.3.2.La Conductivité
La conductivité électrique est la propriété que possède l’eau de favoriser le passage du courant électrique. Cela est dû à la présence d’ions dans le milieu qui sont mobiles dans un champ électrique. Cela fournit une indication précise de la teneur en sel dissous (salinité de l’eau). Mesurer la conductivité permet d’évaluer la minéralisation générale de l’eau (Rodier, 2009). La conductivité électrique de l’eau est la conductance d’une colonne d’eau entre deux électrodes métalliques d’une superficie de 1 cm².
L’unité de conductivité est le siemens par mètre (S/m).
1 S/m = 104 µS/cm = 103 mS/m. (RODIER, 2005).
3-3.3. L’Oxygène Dissous
L’oxygène dissous est un composé essentiel dans l’eau car il soutient la vie sauvage et conditionne les interactions biologiques qui se produisent dans les écosystèmes aquatiques. La solubilité de l’oxygène dans l’eau dépend de divers facteurs, notamment la température, la pression et la force ionique du milieu. La concentration en oxygène dissous est exprimée en mg O2 L-1 (REJSEK, 2002).
3-3.4. La Demande Chimique en Oxygène (DCO)
La demande chimique en oxygène (DCO) est la quantité d'oxygène dissous qui doit être présente dans l'eau pour oxyder chimiquement les matières organiques, comme le pétrole. La DCO est utilisée pour évaluer l’effet à court terme des effluents d’eaux usées sur les niveaux d’oxygène dans les eaux réceptrices.(Site HACH).
La DCO est la concentration, exprimée en mg.L-1, d’oxygène équivalente à la quantité de dichromates consommée par les matières dissoutes et en suspension lorsqu’on traite un échantillon d’eau avec cet oxydant dans des conditions définies par la norme. (REJSEK, 2002).

3.3.5. La Demande Biochimique en Oxygène (DBO)
La demande biochimique en oxygène (DBO) représente la quantité d’oxygène consommée par les bactéries et autres micro-organismes lorsqu’ils décomposent la matière organique présente dans un échantillon d’eau dans des conditions aérobies à une température donnée.
Ces substances se décomposent dans les 5 jours suivant l’incubation à 20 degrés Celsius dans l’obscurité, et la réaction chimique est la suivante :
Substrat nutritif + microorganismes + O2 CO2 + H2O + énergie + biomasse
3-3.6. L’azote
Dans les eaux usées urbaines, l’azote est présent en grande quantité et provient principalement de composés organiques tels que les protéines, les polypeptides, les acides aminés et l’urée. L’azote se présente principalement sous forme d’ammoniac (NH3) et d’autres composés organiques. Les niveaux de nitrites (NO2) et de nitrates (NO3) sont souvent faibles, voire inexistants, dans ces eaux. (Beaumont, 2009)
Exemple :_L’azote ammoniacal :
Est un Gaz soluble dans l’eau, mais, suivant les conditions de pH, il se transforme soit en un composé non combiné, soit sous forme ionisée (NH4+). Les réactions réversibles avec l’eau sont fonction également de la température et sont les suivantes :
NH3 +H2O → NH4OH → NH4+ + OH- (REJSEK ;2002)
3.3.7.Les nitrites et nitrates :
Les nitrites ne se trouvent qu’exceptionnellement en sortie des installations de traitement de potabilisation de l’eau. Dans ce cas, ils sont oxydés en nitrates. La part de l’eau de boisson dans l’exposition aux nitrites ne dépasse pas 14 %, lorsque la limite de qualité de 0,5 mg de nitrites par litre est respectée.
Une eau de boisson contenant 20 mg de nitrates par litre représente environ 10 % des apports en nitrates de la population française. Pour une concentration de 50 mg de nitrates par litre, la contribution de l’eau dans l’exposition aux nitrates est estimée à 34 %.
Lorsque le taux de nitrates de la ressource est élevé, les producteurs d’eau prennent des mesures préventives ou curatives pour notre santé : dilution de la ressource en eau contenant des nitrates avec une ressource en eau non contaminée, traitements spécifiques comme la dénitrification biologique utilisant des bactéries capables de transformer les nitrates en azote gazeux. Lors des contrôles faits par les autorités sanitaires, la limite de qualité de 50 mg/l a été respectée pour plus de 98 % des mesures. (Marillys Macé..27mars2013)
3-3.8. Le Phosphore :
La concentration en phosphore dans les effluents secondaires varie de 6 à 15 mg/l (soit15 à 35 mg/l en P205) .Cette quantité est en général trop faible pour modifier le rendement (FAO, 2003). Mais s’il y a excès, il est pour l’essentiel retenu dans le sol par des réactions d’adsorption et de précipitation ; cette rétention est d’autant plus effective que le sol contient des oxydes de fer d’aluminium ou du calcium en quantités importantes. On ne rencontre pas en général de problèmes liés à un excès de phosphore (Asano, 1998)
3-3.9.Le Chlore :
Cet élément peut se présenter sous deux formes :
Le chlore : CL²
C’est un gaz qui ce dissout bien dans l’eau jusqu’à 7000mg/l et qui a une action désinfectante. Mais c’est aussi un poison pour les organismes vivants, une concentration de 0.1mgt/l peut déjà détruire les ouïes. Le chlore peut se combiner à l’ammonium pour se transformer en chloramine dangereuse et difficilement éliminable de l’eau.
L’ion chlorite : CL-
Cet ion se trouve toujours en association avec un anion : Na+ pour le sel ou H+ pour l’acide chlorhydrique par exemple. Il est essentiellement apporté dans la nourriture. Un changement régulier d’eau le maintien à un niveau peu dangereux (2006-2024 – Koiconnect)
3-3.10. Le Potassium (K+) :
Le potassium est présent dans les effluents secondaires à hauteur de 10 à 30 mg/1 (12 à 36 mg/l de K2 O) et permet donc de répondre partiellement aux besoins (Faby, 1997). Il faut noter cependant que, s’il existe, un excès de fertilisation potassique conduit à une fixation éventuelle du potassium à un état très difficilement échangeable, à une augmentation des pertes par drainage en sols légers, à une consommation de luxe pour les récoltes (FAO, 2002.)
3-3.11. Produits chimiques synthétiques :
Lorsque des pesticides et autres produits chimiques sont utilisés fabriqués dans le processus de fabrication, ils peuvent être transmis à l’homme et à l’environnement par les eaux usées, causant des dommages à l’environnement et à la santé humaine. Le diéthylstilbestrol, la dioxine, les PCB, le DDT et d’autres pesticides font partie des produits chimiques courants présents dans les eaux usées. Ces perturbateurs endocriniens» peuvent bloquer les hormones dans le corps et affecter les fonctions que ces hormones contrôlent.(réf)
3-3.12. Métaux lourds :
Les métaux lourds ou éléments traces sont des éléments ayant une densité supérieure à 3,5 g/cm³, ils sont en concentration dans les êtres vivants à moins de 1% ; certains sont Essentiels à la vie, ce sont les oligo-éléments (Le Cleche, 1998).
3-4. Paramètres Bioloogiques :
3-4.1.les bactéries :
3.4.1.1.Les coliformes :
Sous le terme de « coliformes » est regroupé un certain nombre d’espèces bactériennes appartenant en fait à la famille des Enterobacteriaceae.
3-4.1.1.1.Coliforme totaux : (c’est plutôt les coloformes fécaux)
Les coliformes fécaux, ou coliformes thermotolérants, sont un sous-groupe des coliformes totaux capables de fermenter le lactose à une température de 44,5 °C. L’espèce la plus fréquemment associée à ce groupe bactérien est l’Escherichia coli (E. coli) et, dans une moindre mesure, certaines espèces des genres Citrobacter, Enterobacter et Klebsiella (Elmund et al., 1999 ; Santé Canada, 1991 ; Edberg et al., 2000). La bactérie E. coli représente toutefois 80 à 90 % des coliformes thermotolérants détectés (Barthe et al., 1998 ; Edberg et al., 2000). Bien que la présence de coliformes fécaux témoigne habituellement d’une contamination d’origine fécale, plusieurs coliformes fécaux ne sont pas d’origine fécale, provenant plutôt d’eaux enrichies en matière organique, tels les effluents industriels du secteur des pâtes et papiers ou de la transformation alimentaire (Barthe et al., 1998 ; OMS, 2000). C’est pourquoi il serait plus approprié d’utiliser le terme générique « coliformes thermotolérants » plutôt que celui de « coliformes fécaux » (OMS, 1994 ; Robertson, 1995). L’intérêt de la détection de ces coliformes, à titre d’organismes indicateurs, réside dans le fait que leur survie dans l’environnement est généralement équivalente à celle des bactéries pathogènes et que leur densité est généralement proportionnelle au degré de pollution produite par les matières fécales (CEAEQ, 2000). Par ailleurs, puisque les coliformes fécaux ne prolifèrent habituellement pas dans un réseau de distribution, ils sont utiles pour vérifier son étanchéité, permettant de détecter une contamination fécale découlant par exemple d’infiltrations d’eau polluée dans les canalisations (AWWA, 1990). Ils sont aussi de bons indicateurs de l’efficacité du traitement de l’eau, mais comme leur nombre est moins élevé que celui des coliformes totaux, ces derniers leur sont préférables pour cette fonction (Robertson, 1995).
3.4.1.1.2.Les coliforme fécaux : (répitition)
Les Coliformes fécaux sont des bactéries utilisées comme indicateur de la pollution fécale d’une eau. Ces bactéries proviennent des matières fécales produites par les humains et les animaux à sang chaud.

La qualité bactériologique de l’eau peut être déterminée en fonction des teneurs en coliformes fécaux, afin d’évaluer si celle-ci est suffisamment sécuritaire pour des fins récréatives (MDDELCC, 2015). Les classes de l’IQBP sont également fréquemment utilisées pour qualifier la qualité bactériologique générale en rivière.
( Site organisme des bassins versants de la capitale)
3-4.1.2. Les streptocoques fécaux et Enterococcus :
Sous la dénomination générale « streptocoques fécaux », il faut entendre l’ensemble des streptocoques possédant la substance (acide teichoïque) antigénique caractéristique du groupe D de Lancefield, c'est-à-dire essentiellement : Enterococcus faecalis, E.faecium, E.durans, E. hirae, Streptococcus bovis, S. suis et S. equinus. Ces streptocoques du groupe D sont généralement