Eau potable et cycle de l'eau

Introduction

L’eau est essentielle pour la vie et pour avoir une bonne santé. Pour cela, toutes les sociétés s’efforcent de fournir cette molécule de vie,par la quantité nécessaire et avec la qualité appropriée, de manière continue et permanente.

I – Les techniques de traitement d’eau

1 – Traitement de l’eau potable

a – Les techniques de traitement dans le milieu urbain

Le tableau suivant montre quelques techniques de traitement de l’eau potable

	Technique	Description
Traitement physique	Tamisage	Élimination des polluants solides gros, à l’aide de tamis mécaniques.
	Filtration	Élimination des polluants solides fin, à l’aide de filtres.
	Décantation	Élimination des polluants en suspensionpar sédimentation dans des bassins de décantations.
Traitement chimique	Chaux et charbon actif	La chaux est utilisée pour rendre le pH d’eau neutre, et le charbon actif pour traiter le goût anormal d’eau.
	Ozone	Désinfection d’eau par élimination des micro-organismes.
	Chlore	Désinfection d’eau par élimination des micro-organismes.

La figure suivante présente un schéma simplifié du fonctionnement d’une station de traitement de l’eau potable.

Bilan : L’eau potable est traitée dans des stations de traitement selon deux étapes essentielles :

• L’étape de traitement physique.

• L’étape de traitement chimique.

b – Les techniques de traitement dans le milieu rural

L’eau potable est traitée dans le milieu urbain par des techniques semblables à celles utilisées dans le milieu urbain. Ces techniques peuvent être individuelles ou en groupe.

La figure suivante présente des schémas de quelques techniques de traitement d’eau potable dans le milieu rural

Le tableau suivant montre les quantités d’eau de javel à ajouter selon la quantité d’eau à désinfecter

Quantité d’eau (l)	1	5	10	40	100	200	500	1000
Eau javel (12)	1 goutte	5 gouttes	10 gouttes	2 ml	5 ml	10 ml	25 ml	50 ml
Eau javel (24)	-	3 goutte	5 goutte	1 ml	2.5ml	5 ml	10 ml	12 ml

Q –Quelles sont les techniques présentées par ces données ?

R- Les techniques représentées par les schémas sont :

• La décantation :L’eau est placée dans un bassin d’eau pendant plusieurs heures, jusqu’à ce que les éléments solides en suspension se déposent.

• La filtration : Élimination des éléments fins par filtration de l’eau dans un filtre en sable.

• La désinfection : C’est une étape essentielle dans le traitement de l’eau potable, elle vise à éliminer les micro-organismes pathogènes. Le désinfectant le plus utilisé est l’eau de javel (chlore).

2 – Dessalement des eaux saumâtres

La figure suivante présente un schéma de la technique utilisée pour le dessalement des eaux saumâtre.

Q –Expliquer la technique présentée dans le schéma.

R –Le dessalement de l’eau de mer ou des eaux saumâtres est une des techniques prometteuses pour faire face à la pénurie d’eau. Au Maroc cette technique est utilisée dans les régions de Tarfaya, Boujdour et Smara.

Cette technique se base sur le phénomène de l’osmose inverse illustré par la figure précédente : Soit un système à deux compartiments séparés par une membrane semi-perméable (figure).

• Le phénomène d’osmose va se traduire par un écoulement d’eau dirigé de l’eau potable vers la solution saumâtre.

• On peutd’empêcher ce flux d’eau en appliquant une pression sur la solution concentrée, cette pression d’équilibre est appelée pression osmotique.

• Une augmentation de la pression au-delà de la pression osmotique va se traduire par un flux d’eau dirigé en sens inverse du flux osmotique (voir figure 1), c’est-à-dire de l’eau saumâtre vers l’eau potable :c’est le phénomène d’osmose inverse.

3 – Traitement des eaux usées

Lorsque l’eau usée (domestique, industrielle ou agricole) est jetée dans la nature sans traitement, elle constitue une menace pour le sol, les eaux souterraines, les poissons et autres organismes marins, et menace de propager des maladies infectieuses.

Les eaux usées sont considérées comme une ressource en eau supplémentaire qui peut être utilisée dans des domaines compatibles avec la qualité de cette eau. Ainsi, il peut être réutilisé, après purification nécessaire et au contrôle approprié.

Le procédé de traitement des eaux usées vise à réduire le pourcentage de solides en suspension, à réduire la proportion de la matière organique et de matières minérales dissoutes (azotées et phosphatées) et à les désinfecter des micro-organismespathogènes.

La figure suivante montre les étapes de traitement de l’eau usée.

Arrivé et pompage de l’eau usée (1,2).

Prétraitement (3, 4, 5, 6) :traitement physique (tamisage, décantation…) pour éliminer les polluants solides.

Traitement Biologique (7) : élimination de la matière organique en utilisant des bactéries.

Clarification (8) : par décantation.

Rejet des eaux traitée dans la nature (9).Utilisation des boues accumulées dans l’agriculture (10, 11).

II – Approvisionnement en eau potable

1 – Approvisionnement en eau dans le milieu urbain

La figure suivante présente un schéma qui illustre les étapes d’approvisionnement en eau pour une collectivité urbaine.

Q-1 – Déterminer les étapes d’approvisionnement d’eau dans le milieu urbain.

Q-2 – Quels sont les types de réseaux de distribution d’eau ?

Q-3 – Quel est le principal office responsable de la distribution de l’eau ? Et quels sont ses rôles ?

R-1 – Les principales étapes d’approvisionnement de l’eau sont :

• Le pompage d’eau potable brute.

• Traitement d’eau

• Stockage d’eau.

• Distribution d’eau.

R-2 – Les types de réseaux de distributions sont :

• Réseau de distribution individuel : Il s’agit d’un réseau de canaux qui fournissent de l’eau potable aux communautés résidentielles pour chaque maison.

• Réseau de distribution collectif :Ce réseau fournit de l’eau aux communautés résidentielles collectivement, comme les stations d’eau publiques et les puits équipés de pompes. Ce type de réseau est utilisé lorsqu’il est impossible de déployer des canaux d’alimentation individuels comme dans les bidonvilles.

R-3 – Le principal office responsable de l’approvisionnement d’eau est l’office national d’eau et de l’électricité, cet office assure :

• La recherche et le pompage d’eau.

• Le traitement d’eau.

• Les stockage et distribution d’eau.

2 – Approvisionnement en eau dans le milieu rural

L’environnement rural au Maroc se caractérise par plusieurs caractéristiques qui font de son approvisionnement en eau potable un processus très difficile et empêchent la généralisation de l’approvisionnement en eau aux habitations, parmi ces caractéristiques:

• Le petit nombre d’habitants dans ces communautés : seulement 6 % des communautés rurales ont plus de 1000 habitants.

• La propagation des habitats informels, qui rend la planification d’un réseau d’eau ou d’égouts très difficile.

• L’espacement entre les habitats augmente la longueur et le coût des canaux du réseau d’eau.

• La pénurie d’eau dans certaines zones.

La figure suivante montre quelques méthodes d’approvisionnement en eau dans le milieu rural.

Q – Quelles sont les méthodes d’approvisionnement en eaux présentées par la figure ?

R – Les méthodes d’approvisionnement en eau montrée par la figure sont :

• Utilisation de l’eau des puits.

• La collecte de l’eau des sources d’eau.

• La collecte de l’eau de pluie

III – Cycle de l’eau

1 – États physique de l’eau dans la nature

La figure suivante montre un schéma simplifié des différents états de l’eau dans la nature et des phénomènes qui permettent le passage d’un état à l’autre.

Q-1 – Citer les états de l’eau dans la nature.

Q-2 – Citer les phénomènes qui permettent le passage d’un état à l’autre.

R-1 – Les états de l’eau dans la nature sont : l’état gazeux, l’état liquide et l’état solide.

R-2 – Les phénomènes sont :

• La fusion :passage de l’état solide à l’état liquide.

• L’évaporation :passage de l’état liquide à l’état gazeux.

• La solidification :passage de l’état liquide à l’état solide.

• La condensation :passage de l’état gazeux à l’état liquide.

2 – Étapes du cycle de l’eau

La figure suivante montre un schéma simplifié du cycle de l’eau.

Q – Décrire le cycle de l’eau.

R – Le moteur du cycle de l’eau est l’énergie solaire. Au cours de ce cycle, la transition a lieu d’un état à un autre. Ainsi, le cycle de l’eau peut être divisé en deux étapes :

Étape atmosphérique : L’eau s’accumule dans l’atmosphère en raison des phénomènes d’évaporation et de transpiration qui se produisent au niveau de la terre. Après refroidissement et condensation de la vapeur d’eau, les nuages se forment et se transforment en eau liquide (pluie) ou en cristaux de neige.

Étape terrestre : Après la chute des précipitations (pluie, neige…), l’eau :

• peut ruisseler des à la surface de la terre

• peut s’infiltrer ver les nappe phréatiques.

• peut-être utiliser par les être vivant (végétaux et animaux)

La neige et la glace restent longtemps avant de fondre à nouveau.