Elaboration d'un pilote de filtration horizontale pour la potabilisation de l'eau dans les pays en voie de développement : aspects (bio) physico-chimiques

Surface water potabilisation of a horizontal flow filtration pilot elaborated for developing countries : some (bio) physicochemical aspects

• Auteur / Autrice : Bienvenu Armand Éric Foto
• Direction : Abdel Boughriet, Joseph Mabingui, Michel Wartel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Optique et Lasers, physico-chimie, atmosphère
• Date : Soutenance le 26/02/2015
• Etablissement(s) : Lille 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Villeneuve d'Ascq, Nord)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Avancé de Spectroscopie pour les Interactions, la Réactivité et l'Environnement (LASIRE)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modèles mathématiques

Hydrodynamique

Granulométrie

Adsorption

Bangui (République centrafricaine)

Approvisionnement en eau

Eau -- Épuration -- Filtration lente sur sable

Mots clés libres

Pilote de filtration horizontale

Résumé

L’objectif de la thèse a été la construction d’un pilote de filtration horizontale en République Centrafricaine, pays dont les besoins en eaux potables sont criants. Le pilote devait permettre un traitement simple de l’eau de rivière, nécessitant un minimum d’énergie et de produits de traitement. La filtration lente sur sable qui apparaît comme une réplique des processus naturels dans le sol répond à ces exigences. Après avoir effectué un bilan de la pluviométrie, nous avons pu montrer que si les eaux souterraines étaient de bonne qualité, les aquifères superficiels sont par contre contaminés par le manque d’assainissement. Après examen de la qualité des eaux et sédiments en différents sites du fleuve Oubangui, un pilote a été construit selon les recommandations des «Eaux de Paris» à Bangui et alimenté avec de l’eau de l’Oubangui. Le suivi des performances et de la qualité des eaux produites a montré que ce pilote avec une production de 400l/h respectait les normes exigées pour une eau brute avant javellisation Des essais de la modélisation du transit des eaux dans le pilote ont été entrepris par l’utilisation du modèle MODFLOW. L’emploi du traceur «fluorescéine» a permis de calibrer le modèle .Les propriétés adsorbantes des différents sables du pilote ont été étudiées grâce à l’utilisation conjointe des techniques : MEB/EDS; BET; ICP/AES; CHNS; UV/Visible. Par comparaison avec les sables originels ayant été utilisés dans la conception du pilote, la capacité d’adsorption des sables est améliorée en raison de modifications de surface et de dépôts d’argile et oxydes/hydroxydes de fer dans les interstices et fissures produits par effet d’érosion dû à l’écoulement des eaux.

The objective of this thesis concerned the elaboration of a horizontal flow filtration pilot in Central African Republic because of a lack of potable waters in this country. In the conception of this pilot, treatment processes which should be chosen for riverine water purification, have to be low energy cost and easy to be implemented. Taking into account these considerations, we decided to employ the low-filtration method with the sand as the adsorbent. Indeed, this latter is known to behave as a natural adsorbent through hydrogeological processes in sols. After itemizing pluviometric data. it was shown that ground-waters possessed good water quality, whereas aquifers in low depths were found to be instead contaminated. A pilot was built by respecting the recommendations established by Eaux de Paris located at Bangui Performances and quality of treated waters were followed up, and the data obtained during the running were found to be in good accordance first with potable-water criteria with a water production of 400L/h and second with water-quality norms which were usually recommended for a raw water before its chlorination. Modelisation tests on the transit of water in the pilot were carried out using MODFLOW. For model calibration, it was used the dye Fluorescein as a tracer. The adsorption properties of sand in this pilot were studied owing to the combined use of the techniques:SEM/EDS;BET;ICP-AES;CHNS;UV/visible. In comparison with the starting sand used in the construction of the pilot, all the data showed clearly that the adsorption capacity of this sand increases with time owing to surface modifications and clays and iron oxides / hydroxides depositions in cracks.