II) Analyse des méthodes de potabilité
A- Visite d'une station d'épuration industriel biologique
Dans un premier temps, nous avons contacté la station d'épuration Systepur à Reventin-Vaugris par mail. Mais le personnel, ne pouvait pas nous recevoir à ce moment là car il avait trop de travail. On nous a alors proposé une date, au mois de janvier ; date qui était trop tardive par rapport à la date de la remise de notre dossier.
Dans un second temps, nous avons contacté par mail une autre station d'épuration qui pouvait nous accueillir dans nos délais (voir Annexe). La station d'épuration de Vienne située à côté du supermarché Leclerc nous a répondu favorablement et nous a autorisé une visite le jeudi 30 novembre de 9h20 à 10h30. Une personne de la famille de Zeliha travaillant à l'usine Candia-Yoplait nous a facilité nos démarches (adresse mail et numéros de téléphone).
Au cours de cette visite, nous avons découvert la station. L'employé de celle-ci nous a appris qu'elle était de type industrielle, c'est à dire qu'elle ne travaille que pour l'usine Candia-Yoplait. Elle vise à assainir les eaux usées de cette usine agro-alimentaire pour pouvoir les rejeter dans la nature, et dans ce cas précis dans le Rhône.
En
plus d'être une station industrielle c'est également une station
biologique car le personnel de la station utilise des bactéries
aérobies* comme les vorticelles qui vont digérer les matières polluantes de l'eau.
Grâce à ce procédé, les matières organiques azotées sont transformées en gaz carbonique et en azote gazeux. Mais pour que les bactéries aérobies survivent, elles vont se nourrir de pollution : de carbone, d'azote et de phosphore. De plus, on dope les bactéries d'oxygène liquide concentré pour qu'elles "travaillent mieux". Ces bactéries s'agglomèrent par la suite pour former des boues dites « biologiques* ».
Pour obtenir un assainissement de l'eau, les agents doivent respecter plusieurs étapes :
La
première étape est celle du dégrillage : Cela consiste en
l'élimination des aliments ou détritus visibles; dans ce cas précis
ce sont des morceaux de fruits issus des yaourts de Candia-Yoplait.
La deuxième étape est celle du désassemblage/déshuilage : Au cours de cette étape, l'effluent* est introduit lentement dans le bassin. Ensuite on procède à une élimination des graisses en injectant de fines bulles d'air qui permettent la remonter des graisses. La graisse est ainsi raclée à la surface de l'eau et ensuite isolée dans une cuve.
Pour lire la légende et les sources des photos ci dessous, veuillez s'il vous plaît glisser la souris sur celles-ci.
La troisième étape est celle du préleveur automatique : L'effluent est prélevé tous les jours pour vérifier son taux de pollution et pour connaître la charge et le volume de la pollution à traiter par la suite. Ces vérifications sont faites pour éviter un dysfonctionnement du système d'épuration.
La quatrième étape est celle du canal de contage: Cette étape sert à vérifier le débit de l'eau en m3.
La cinquième étape est celle du bassin tampon : Celui-ci sert à moduler le volume d'eau à traiter.
La septième étape est celle où l'eau passe dans le second bassin d'aération : Ce bassin est plus grand que le précédent. Il dispose de turbines qui apportent de l'oxygène grâce au brassage de l'eau et non pas avec de l'oxygène concentré injecté directement comme dans l'étape précédente. Cette étape est une méthode ancienne qui est toujours utilisée, ici en supplément de celle d'avant.
La huitième étape est celle du bassin à décanter : Dans ce bassin, la boue se sépare de l'eau; elle décante. Le principe de décantation revient à séparer les boues biologiques de l'eau assainit. On retrouve alors par ce processus une eau dépolluée avec moins de carbone, d'azote et de phosphore. L'eau est donc assainit mais non potable.
La
neuvième étape est celle où les résidus restant dans l'eau sont enlevés grâce à une filtration. Le premier plan de la photo ci-dessous montre cette filtration. Le bassin est muni de petites
«dents» noires au travers desquelles l'eau passe. L'eau est filtrée aux normes de rejet fixées
par la loi pour être rejetée dans le Rhône.
La
dixième étape correspond à celle de la centrifugeuse : La boue
répartie dans un bassin est asséchée grâce à une centrifugeuse.
Par la suite, de la chaux est ajoutée dans cette boue pour être
ensuite donnée aux paysans. Les paysans s'en serviront comme engrais
pour leurs terres.
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Cependant,
la station possède deux procédés
d'assainissement de l'eau, la méthode présentée ci-dessus est
la méthode actuelle. Il existe également dans cette station une
autre méthode qui se nomme «culture ou biologie fixée». Celle-ci
est plus ancienne, elle consiste à dépolluer l'eau grâce à un
arrosage d'eau propre sur
un lit bactérien*
fixé sur des toiles posées verticalement. En plus d'être
dépolluée, l'eau est également filtrée pour ensuite être
relâchée dans le Rhône. Cette méthode étant plus longue, elle est moins utilisée.
B- Propriétés et descriptions des méthodes de filtration
De nos jours, il existe beaucoup de techniques et de méthodes pour purifier et rendre potable une eau. Celles-ci peuvent être naturelles comme les montagnes par exemple ou chimiques comme les pastilles de purification ou l'utilisation de certaines stations d'épurations.
Mais comment savoir quelle technique utiliser ?
Pour répondre à cela nous allons expliquer chaque méthode en exposant le rôle qu'elle apporte à la potabilité de l'eau.
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- Tout d'abord, nous allons parler de la pouzzolane qui est une roche naturelle formée de projections basaltiques (produits émis lors des éruptions volcaniques). En France, on la trouve dans les régions volcaniques du Massif central et sa couleur varie du rouge au noir. La pouzzolane est inoffensive pour l'environnement, ne se désintègre pas dans l'eau et son pH neutre ne l'acidifie pas. La pouzzolane peut-être utilisée comme filtre car elle agit comme tel. Sa structure alvéolée permet à l'eau de passer et crée une nidification pour les bactéries.
- Dans les
pays industrialisés, les stations d'épurations sont aussi une des méthodes les
plus connues et les plus utilisées pour filtrer les eaux usées et polluées. L'épuration
physico-chimique des eaux usées en est une et se fait par précipitation chimique.
- Cette technique est conçue pour traiter les eaux contenant des résidus comme les métaux lourds, le phosphore, l'huile, la graisse, les substances en suspension et en émulsion, les composants organiques et inorganiques, les polluants...
- Elle est également conçue pour corriger la couleur de l'eau et son pH.
- Les entreprises produisant généralement ces eaux résiduelles sont les industries chimiques, pharmaceutiques, cosmétiques, textiles, alimentaires (abattoirs, usines laitières, conserveries, caves...) et métallurgiques entre autres.
- Après, les montagnes d'origine volcanique sont très souvent constituées de couches de scories perméables (pouzzolane*), de trachy-basalte*, de trachy-andésite*... Ces couches créent un immense filtre naturel qui forment le sous-sol.
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Dans certains cas, les montagnes peuvent former naturellement des crevasses appelées impluvium* volcanique. Lors de pluie, l'eau passe par ces crevasses puis s'infiltre lentement dans le sous sol et s'enrichit en éléments minéraux essentiels.
Cette infiltration peut durer de nombreuses années suivant la profondeur des nappes phréatiques* et suivant la densité des couches traversées.
La faible vitesse de circulation de l'eau à travers les couches garantit la pureté de l'eau, une faible minéralisation et l'absence de toute pollution.
- Et pour finir, les fibres comme le tissu, le coton et les compresses absorbent les micros algues présentes dans l'eau, la rendant jaune. Malheureusement, les fibres ne retiennent pas les hydrocarbures*, les produits chimiques et les bactéries de l'eau mais uniquement les particules les morceaux de feuilles, bois, mousse et poussières... Cependant, si les fibres stérilisées sont encore bouillantes quand on laisse passer l'eau celles-ci tuent les bactéries qui les traversent.
- Ensuite, des pastilles existent, elles sont très souvent utilisées par les randonneurs ou les voyageurs qui explorent des pays où l'eau est rare et de mauvaise qualité. Il suffit juste de mettre un comprimé dans l'eau pour que celle-ci devienne potable. En effet, ces pastilles contiennent un agent actif puissant qui permet d'éliminer les bactéries et les micro-organismes présents dans l'eau contaminée, évitant les diarrhées et autres troubles intestinaux liés à la consommation de cette eau.
- Il existe également des flacons en verre contenant des pastilles d'halazone. Elles sont très souvent utilisées par les militaires et les soldats pour tuer les micro-organismes contenus dans l'eau ce qui permet de purifier l'eau sur le terrain. Il faut environ 2 pastilles pour purifier une gourde d'eau.
- Puis, le sable (petits grains de pierres) permet de retenir les grosses impuretés et particules (mousse, graines, petits morceaux de feuilles, de brindilles ...) contenues dans l'eau. Le sable étant très compact, il ne laisse passer que l'eau. Malheureusement, le sable n'élimine pas ou très peu les bactéries car il ne possède pas d'agents actifs pour permettre cela.
- La phytoépuration est une filtration par les roseaux. Les roseaux ont la particularité de former un tissu racinaire très développé qui draine et permet la dépollution de l'eau dans le sol.
- Les racines absorbent des substances nutritives comme les nitrates, les phosphates et décomposent divers polluants grâce à une substance émise par leurs racines. Après ce processus de dépollution, l'eau est donc beaucoup plus propre, débarrassée de nombreuses pollutions et composants néfastes.
- Ensuite, le charbon actif permet de fixer et de retenir certaines molécules nocives ou chimiques amenées à son contact et capte des particules présentes dans l'eau. Il est particulièrement efficace contre les bactéries, les virus, les métaux lourds et la grande majorité des polluants actuels comme par exemple la pollution minérale par les sulfates. Mais aussi, le charbon actif apporte des minéraux comme du fer, du magnésium et du calcium dans l'eau.
Après avoir décrit toutes les méthodes utilisées dans le monde, nous avons décidé d'établir une liste de critères qui nous a permis de sélectionner les différents éléments et matériaux qui composeraient notre moyen de filtration. Notre première condition était d'utiliser des matériaux dits naturels* et recyclés. De plus, nous voulions que ces matériaux soit accessibles par tout le monde, qu'ils ne soient pas polluants, réutilisables et qui pourraient être pratique à utiliser lors de la création d'un filtre.
Les éléments qui répondent le plus à nos exigences étaient donc la pouzzolane qui est une roche volcanique très poreuse, le sable qui retient les particules visibles, le charbon actif qui retient les bactéries et pour finir le coton qui absorbe les micro-algues présentes dans l'eau. Le regroupement des couches créé une complémentarité qui théoriquement pourrait rendre une eau potable.
Nous avons donc pris une bouteille d'eau en plastique que nous possédions déjà pour pouvoir superposer, maintenir et compacter toutes les couches de matériaux.
Cela fera donc un filtre favorable pour rendre l'eau de mare potable.
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