Traitement Des Eaux

ouver rarement des marnes et exceptionnellement du grès. 1.1.2. Caractéristiques générales La nature géologique du terrain a une influence déterminante sur la composition chimique de l'eau retenue. A tout instant, l'eau est en contact avec le sol dans lequel elle stagne ou circule: il s'établit un équilibre entre la composition du terrain et celle de l'eau. Les eaux circulant dans un sous-sol sablonneux ou granitique sont acides et peu minéralisées. Les eaux circulant dans des sols calcaires sont bicarbonatées calciques. Le tableau 1 donne les caractéristiques des eaux souterraines selon les principaux paramètres analytiques. Parmi les caractéristiques de ces eaux, il faut retenir une faible turbidité, une température et une composition chimique constantes, l'absence presque générale d'oxygène. Dans le cas des nappes en milieu fermé, principalement en circulation de type karstique, on peut cependant relever des variations brutales dans la composition de l'eau, avec apparition de turbidité et de pollution diverses. Ces variations sont liées à celles du débit de la nappe engendrées par les précipitations. En outre, les eaux souterraines sont souvent d'une grande pureté bactériologique. 1.1.3. Potabilité Les eaux souterraines ont, pendant longtemps, été synonymes "d'eaux propres" et répondant naturellement aux

1. Les eaux naturelles

normes de potabilité. Ces eaux sont en effet moins sensibles aux pollutions accidentelles. Une nappe libre, étant alimentée par toute la surface du sol située au-dessus d'elle, est plus sensible qu'une nappe captive. Les nappes alluviales sont aussi menacées sur toute leur surface et par l'ensemble des affluents de la rivière. Lorsqu'une nappe souterraine a été polluée, il est très difficile de récupérer sa pureté originelle: les polluants ayant contaminé la nappe sont en effet non seulement présents dans l'eau, mais également fixés et adsorbés sur les roches et minéraux du sous-sol. Les eaux souterraines peuvent aussi contenir des éléments à des concentrations dépassant largement les normes de potabilité. Ceci est dû à la composition du terrain de stockage. On peut citer Fe, Mn, H2 S, F... Les eaux souterraines doivent être traitées avant distribution toutes les fois que la concentration d'un ou plusieurs éléments dépasse la valeur autorisée par les règlements en vigueur.

1.1.4. Eaux minérales et eaux de source La Législation française définit des"eaux minérales" et des "eaux desource". Les eaux minérales sont des eaux profondes qui peuvent contenir certains éléments en concentration supérieure à la concentration autorisée pour les eaux potables et qui sont douées de propriétés thérapeutiques reconnues. Elles sont dis tribuées en bouteille, avec parfois certains traitements bien définis comme décantation naturelle, déferrisation par simple aération, élimination et/ou réin-corporation du C02 originel. Les eaux de source sont des eaux qui,contrairement aux eaux minérales, doivent répondre, à l'émergence, aux critères de potabilité, et ne peuvent subir aucun traitement. A ces deux types d'eaux, on peut opposer le terme "eaux de table" qui correspond à des eaux embouteillées dont le seul critère est de répondre aux normes de potabilité, tout traitement préalable étant autorisé.

1.2. LES EAUX DE SURFACE

Ce terme englobe toutes les eaux circulant ou stockées à la surface des continents. 1.2.1. Origine Elles ont pour origine, soit des nappes profondes dont l'émergence constitue une source de ruisseau, de rivière, soit les eaux de

ruissellement. Ces eaux se rassemblent en cours d'eau, caractérisés par une surface de contact eau-atmosphère toujours en mouvement et une vitesse de circulation appréciable. Elles peuvent se trouver stockées en réserves naturelles (lacs) ou artificielles (retenues, barrages) caractérisées par une surface d'échange eau atmosphère quasiment immobile, une profondeur qui peut être importante et un temps de séjour appréciable.

Chap. 2: Quelles eaux à traiter? Pourquoi?

Tableau 1. Principales différences entre eaux de surface et eaux souterraines.

Caractéristique Température Turbidité, MES (vraies ou colloïdales) Couleur

Eaux de surface variable suivant saisons variable, parfois élevée liée surtout aux MES (argiles, algues...) sauf dans les eaux très douces et acides (acides humiques) variable en fonction des terrains, des précipitations, des rejets... généralement absents, sauf en profondeur des pièces d'eau en état d'eutrophisation généralement absent le plus souvent au voisinage de la saturation. Absent dans le cas d'eaux très polluées généralement absent présent seulement dans les eaux polluées peu abondants en général teneur en général modérée présents dans les eaux de pays développés, mais susceptibles de disparaître rapidement après suppressio n de la source bactéries (dont certaines pathogènes), virus, plancton (animal et végétal) rarement présents fréquent Accentué par les températures élevées

Eaux souterraines relativement constante faible ou nulle (sauf en terrain karstique) liée surtout aux matières en solution (acides humiques par exemple) sensiblement constante en général nettement plus élevée que dans les eaux de surface de la même région généralement présents

Minéralisation globale

Fe et Mn divalents (à l'état dissous)

CO2 agressif O2 dissous

souvent présent en grande quantité absent la plupart du temps

H2 S NH4

Nitrates Silice Micropolluants minéraux et organiques

souvent présent présent fréquemment sans être un indice systématique de pollution bactérienne teneur parfois élevée teneur souvent élevée généralement absents, mais une pollution accidentelle subsiste beaucoup plus longtemps ferrobactéries fréquentes

Éléments vivants

Solvants chlorés Caractère eutrophe

souvent présents non

1. Les eaux naturelles

1.2.2. Caractéristiques générales La composition chimique des eaux de surface dépend de la nature des terrains traversés par l'eau durant son parcours dans l'ensemble des bassins versants. Au cours de son cheminement, l'eau dissout les différents éléments constitutifs des terrains. Par échange à la surface eauatmosphère, ces eaux se chargent en gaz dissous (oxygène, azote, gaz carbonique).

développement de végétaux macrophytes, de poissons,

- variations journalières (différence de température, d'ensoleillement) ou saisonnières: variations climatiques (température, fonte des neiges), de végétation (chute des feuilles). Elles peuvent être aléatoires: pluies soudaines, orages, pollutions accidentelles. Dans les retenues d'eau de surface, la qualité de l'eau varie de la surface de l'eau jusqu'au fond de la retenue (O2 , Fe, Mn, oxydabilité, plancton). Le tableau 1 donne les éléments Le profil de chacun de ces paramètres varie caractéristiques des eaux de surface par lui-même en fonction des périodes de rapport aux eaux souterraines. Il faut noter l'année, - présence quasi-générale de gaz dissous, - pollution organique conduisant souvent à en particulier l'oxygène, l'eutrophisation des eaux (cf. page 30). - concentration importante en matières en suspension, tout au moins pour les eaux 1.2.3. Potabilité des eaux de surface courantes. Ces matières en suspension sont très diverses, allant des particules La eaux de surface sont rarement potables colloïdales aux éléments figurés entraînés sans aucun traitement. Outre les éléments par les rivières en cas d'augmentation signalés en 1.2.2., les eaux de surface sont importante du débit Dans le cas des eaux de généralement polluées bactériologiquement. barrage, le temps de séjour provoque une De plus, elles peuvent présenter plusieurs décantation naturelle des éléments les plus pollutions grossiers: la turbidité résiduelle est alors colloïdale, - d'origine urbaine: les rejets provenant de la collecte des ERU (métabolisme de - présence de matières organiques l'homme, confort domestique), après leur d'origine naturelle provenant de la traitement en station d'épuration, décomposition des organismes végétaux ou animaux vivant à la surface du bassin - d'origine industrielle: polluants et versant ou dans la rivière et qui se micropolluants organiques (hydrocarbures, décomposent après leur mort (végétaux, solvants, produits de synthèse, phénols) ou animaux...), inorganiques (métaux lourds, ammoniaque, produits toxiques), - présence de plancton: les eaux de surface sont le siège d'un développement important - d'origine agricole: engrais et produits de phytoplancton (algues...) et de pesticides ou herbicides entraînés par les zooplancton. Dans certaines conditions, une eaux de pluie et le ruissellement. Également vie aquatique intense peut se développer: