Contribution À L'amélioration De La Qualité Des Eaux Albiennes (Cas Du
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UNIVERSITE KASDI MERBAH – OUARGLA - FACULTE DES SIENCES APPLIQUEES Département Génie Civil et Hydraulique Mémoire MASTER PROFESSIONNEL Filière : Hydraulique Spécialité : Traitement des eaux Thème : Contribution à l’amélioration de la qualité des eaux Albiennes (cas du Forage d’Ain El Beida) Présenté par : Mme DEBABECHE Saida Les membres de jury : Président Mr. NETTARI Kamel M.A.A UKM Ouargla Encadreur Mme.BOUZAYANE Lamya M.C.B UKM Ouargla Examinateur Mme.Gherairi Fatiha UKM Ouargla Année Universitaire : 2018-2019 REMERCIMENTS En tout premier lieu, je remercie Dieu, tout puissant, de m'avoir donné le courage, la force, et la patience d'achever ce modeste travail. Je tiens à remercier Madame Bouzayane Lamya qui a bien voulu accepter la direction de ce mémoire malgré ses innombrables responsabilités. Je voudrais également remercier Monsieur Kateb Samiret Monsieur SeguaySoufiane, ainsi que tous les enseignions qui mon enseignée cette année. J'adresse mes remerciements aussi à mes collègues Fatima et Lalla qui m'ont montré durant cette année une amabilité et une forte compréhensibilité. Je voudrais dire un grand merci à mon mari Samir qui n'a cessé de m'encourager de me tendre la main et de me montrer par sa patience et sa générosité combien le savoir était important pour les gens qui tiennent compte de l'intérêt de la science et du progrès. A mon mari Samir je dis merci. Dédicaces Du profond de mon cœur, je dédie ce modeste travail à tous ceux qui sont chers : À mon mari Daoudi Samir. À ma mère, mes sœurs et frères. À mes enfants ; Sihem, Salim, Rabie, Kaouthar et Youcef qui ont eu à supporter mes nombreuses absences, et à ma belle-fille Ismahene. Je dédie aussi ce travail à toute la famille Daoudi et la famille Debabeche. SOMMAIRE Introduction générale……………………………………………………………………1 I. Présentation de la ville d’Ouargla :……………………………………………………2 I.1.Situation géographique :……………………………..……………………………2 I.2.Organisation administrative :…………………..………………………………….4 I.3Caractéristiques Climatiques :………………………………….………………….5 I.3.1.Les précipitations :………………………..………………………………….7 I.3.2.Températures :……………………………………………………………….7 I.3.3.L’Humidité de l’air :………….. …………… ………………………………7 I.3.4.Le vent :…………………………………..... ……………………………….7 I.3.5. L’insolation :……………………………… ………………………………..7 I.4. Hydrogéologie :…………………………….... ……………………………….....7 I.4.1.Nappe continentale Intercalaire (CI) :……………………………...………..8 I.4.1.1.Nappe de l'Albien :………………………………….………………….8 I.4.2. La nappe du complexe terminal (C.T) :…………….…………………. …..9 I.4.3 La nappe phréatique :……………………….... …………………………….9 I.4.4 Sebkhas et Chotts :……………………………...……………………………9 II. Présentation de la région d’étude :…………………………………………………..10 II.1Présentation de la commune d’Ain El Beida :…………………………………..10 II.2.Présentation de la station d’étude (forage albien de Ain El Beida) : …………...10 II.2.1. Introduction :……………………………………………………………...10 II.2.2.Implantation :………………………………………………………………11 Figure 6. Carte d’implantation (forage Albien) Google Earth…………………...11 II.2.3. Coupes Lithologiques :…………………………………….………………11 II.2.4. Fiche technique :…………………………………………………………..14 SOMMAIRE III. Introduction :……………………………………………………………………….15 III.1.Définition des appellations des eaux :…………………………………………15 III.1.1.Une eau Brute :……………………………………………………………15 III.1.2.Une eau dure :…………………………………………………………….15 III.1.3.Une eau Traité :…………………………………………………………...15 III.1.4.Une eau potable :………………………………………………………….16 III.2.Les paramètre de potabilité de l’eau :…………………………………...……..16 III.2.1.Paramètres organoleptiques de l’eau :…………………………………….16 III.2.2. Paramètres physiques :…………………………………………………...17 III.2.2.1La température :……………………………………………………...17 III.2.2.2La conductivité électrique…………………………………………...17 III.2.3 Les paramètres chimiques :……………………………………………….18 III.2.3.1. Le potentiel d’hydrogène (pH) :…………………………………….18 III.2.3.2. La dureté : Le Titre Hydrotimétrique (TH)…………………………19 III.2.3.3. Titre Alcalimétrique (TA et TAC) :………………………………...19 III.2.3.4.La matière solide dissoute totale (TDS) :……………………………20 III.2.3.5.Oxygène dissous :……………………………………………………20 III.3.Composition chimique de l’eau :………………………………………………20 III.3.1. Sels minéraux nécessaires :………………………………………………20 III.3.1.1. Calcium Ca2+ :……………………………………………………...20 III.3.1.2. MagnésiumMg2+ :………………………………………………….21 III.3.1.3. Sodium Na+ :………………………………………………………..21 III.3.1.4. Bicarbonates HCO3- :(Hydrogénocarbonates) ……………………..21 III.3.1.5. Chlorures Cl- :………………………………………………………22 III.3.1.6. Sulfates SO42- :……………………………………………………..22 SOMMAIRE III.3.1.7Potassium (K+) :……………………………………………………..22 III.3.2.Elément indésirables :…………………………………………………….22 III.3.2.1.Fer (F2+) :…………………………………………………………...23 III.3.2.2.Le Manganèse (Mn2+) :…………………………………………….23 III.3.2.3.Nitrites NO2- :………………………………………………………23 III.3.3Elément toxiques :………………………………………………………...24 III.3.4.Propriété bactériologiques :……………………………………………….24 III.3.5Détermination de l’Indice de stabilité des eaux :…………………………25 Conclusion :……………………………………………………………………...28 III.3.6. L’entartrage est ses conséquences :………………………………………29 III.3.7.Classification de l’eau :…………………………………………………...29 III.3.7.1Les résultats d’analyses obtenus :……………………………………………..30 III.3.8. Outils d’analyse des données : …………………………………………..30 IV. Tour de refroidissement : …………………………..………………………………35 Introduction :…………………………………………………………………………...35 IV.1.Modes de transfert de chaleur :………………………………………………...35 IV.2.Température et chaleur :……………………………………………………….37 IV.2.2. La quantité de chaleur :…………………………………………………..38 IV.3. Description d’un tour de refroidissement :……………………………………42 IV.3.1.Introduction :……………………………………………………………...42 IV.3.2 Historique d’un tour de refroidissement :………………………………...42 IV.3.3. Les différents types des tours de refroidissement :………………………43 IV.3.4.Les principaux composants d’un tour de refroidissement :………………45 IV.5.1.Le corps d’échange ou packing :…………………………………………46 IV.5.2.Le pare-gouttelettes :……………………………………………………...46 SOMMAIRE IV.5.3. Les rampes de dispersion (rampes de pulvérisation) :…………………..47 IV.5.4. Le bassin de rétention :…………………………………………………..48 IV.5.5. Les ventilateurs :…………………………………………………………48 IV.5.6. L'échangeur intermédiaire :………………………………………………49 IV.5.7. La pompe de circulation additionnelle :………………………………….49 IV.6.Principe fondamental de tour de refroidissement :…………………………….49 IV.7.Impact sur le risque de prolifération des légionelles :…………………………50 .VI.8.Nettoyage de tour de refroidissement :………………………………………..50 VI.9. Choix du type de refroidisseur pour la station d’étude :………………………51 V.1. Présentation de la station :……………………………………………………..52 V.2. Description du fonctionnement :……………………………………………….53 V.2.1. Pré-traitement :……………………………………………………………53 V.2.2. Schéma de fonctionnement de la membrane :…………………………….57 V.2.3. Post-traitement : …………………………………………………………..58 V2.4. La nanofiltration :………………………………………………………….58 V.3. Introduction sur le dessalement………………………………………………...58 V.3.1 Introduction sur le dessalement……………………………………………58 V.3.2. Les principales technologies de dessalement des eaux :………………….58 V.4.Procédé à membranes………………………………………………. ………….60 V.4.1. L’Osmose inverse :………………………………………………………..60 V.4.2. Principe de l’osmose inverse :…………………………………………….60 V.4.3. Schéma général d'une installation d'osmose inverse :…………………….61 V.4.4. Pression osmotique :………………………………………………………62 V.4.5. Caractéristiques principales d'une unité d'osmose inverse :………………62 V.4.5. Modules d'osmose inverse :……………………………………………….62 SOMMAIRE V.5. Dimensionnement de la station de déminéralisation d’Ain El Beida :………...63 V.5.1. Dimensionnement du filtre à sable rapide :……………………………...63 V.5.2. Dimensionnement du filtre à cartouche :…………………………………65 V.5.3. Dimensionnement des modules d'osmose inverse :………………………66 Conclusion Bibliographie Annexe Liste des figures Figure n°1 : Carte géographique de la Wilaya d’Ouargla.(google Erth) Figure n°2 : Carte géographique d’Ouargla Figure n°3. Carte de la région d’Ouargla (Satellite ). Figure n°4. Les systèmes aquifères (TAIBI-SASS –Alger-18 Juillet 2017) Figure n°5. (Carte de localisation de Ain El Beida,(plan et image satellite de la ville ) Figure n°6. Carte d’implantation (forage Albien) Google Earth Figure n°7 : Les plages du titre hydrotimétrique Figure n°8 : Entartrage de canalisation Figure n°9 : un tour ouvert Figure n°10: Tour à circuit fermé Figure n°10 : les principaux composants d’un tour de refroidissement[15]. Figure n°11 : Corps d’échange avec Canaux verticaux [15]. Figure n°12 : Exemples de pare-gouttelettes Figure n°13 : Système de dispersion du fluide à refroidir[15]. Figure n°14 : Exemples de bassin de rétention avec point de vidange [15] Figure n°15 : ventilateurs centrifuge et axial [15] Figure n°16 : bloc diagramme Figure n°17 : Etapes du prétraitement avant osmose inverse (C.TANKASUL, 2009). Figure n°18 : Structure interne d’une membrane à spirale (d’après Degrémont-1989) Figure n°19 : Les différents procédés de dessalement Figure n° 20 : principe de l’osmose et de l’osmose inverse Figure n°21 : Schéma de principe d'une unité d'osmose inverse (A.Maurel, 2006) Liste des tableaux Tableau n°1. Données climatiques de la région d’Ouargla pour la période (2007- 2017) Tableau 02 : Qualité de l’eau en fonction de la conductivité électrique (14) Tableau 03 : La potabilité en fonction des résidus secs(14). Tableau 06 : Agressivité d’une eau en fonction de l’indice de Ryznar Tableau 05 : Valeurs des paramètres B, C et D en fonction de la température, du TH ou de la TAC Tableau n°07: les analyses d’eau du forage Albien d’Ain El Beida Tableau n°8 : Les types