Rapport Final de Réutilisation Des Eaux Usées [PDF]

Zitiervorschau

Mémoire de fin d’étude En vue de l’obtention du diplôme de Master en Sciences de l’eau et de l’environnement Sous le thème de

Contribution à l’étude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées traitées de la station d’épuration de la ville de Skhirat au Maroc

Réalisé par CISSE Issa Domigno

Devant les membres du jury M. Kamal EL HAJI, Directeur général de l’ISHÉDD, Rabat…………......….Président M. El Mostapha LOTFI, Chef de Département de GEE à l’ENSAM, Rabat....Encadrant Mlle KARA Kaoutar, laboratoire de GEE à l’ENSAM, Rabat…………...Co-encadrante Mme Siham BELHADJ, Enseignante à l’ISHÉDD, Rabat............................ Examinateur

Septembre 2021

© Tous les droits sont réservés à Issa Domigno CISSE, 2021.

DÉDICACE Je dédie ce présent mémoire à mes chers parents qui m’ont soutenu et encouragé durant tout mon parcours scolaire et universitaire ; qu’Allah les préserve et les procure la santé, la force, longue vie et pleine de joie.

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REMERCIEMENTS Je remercie tout d’abord le tout puissant ALLAH de m’avoir donné la vie, la santé, la force et le courage de venir à bout de ce travail. Je tiens à remercier M. EL HAJI Kamal, Directeur général de l’ISHÉDD, pour son partage de connaissances et de ses expériences durant tout mon parcours de formation à l’ISHÉDD. Je tiens à remercier et à témoigner toutes mes reconnaissances à mon encadrant M. LOTFI EL Mostapha, chef de Département de Génie Énergétique et Environnement à l’ENSAM de Rabat, pour son accueil, son encadrement, ses conseils et ses remarques pertinentes qui m’ont beaucoup aidés pour atteindre mes objectifs. J’adresse mes reconnaissances à mes Co-encadrant(e)s Mlle KARA Kaoutar et M. ABDELMAJID Achkir à l’ENSAM de Rabat, pour leur soutien, leur disponibilité et leur conseil qui ont contribués à améliorer ma connaissance. Je tiens à remercier Monsieur le Directeur Général de l’ENSAM de Rabat, de m’avoir accepté dans son établissement comme stagiaire, ainsi qu’à tout le personnel du laboratoire de GEE, pour leur soutien, encouragement et leur disponibilité. Je tiens également à remercier et à témoigner toutes mes reconnaissances aux personnes suivantes : Mme BELHADJ Siham, responsable pédagogique à l’ISHÉDD, pour son partage de connaissance et de ses expériences, le temps consacré à la lecture et aux réunions de suivi de notre PFE ont permis d’orienter mon travail à travers les différentes remarques relevées afin de l’améliorer. M. Souleymane KEITA et M. Adama TOURE, les Maîtres assistants (CAMES) à l’ENI-ABT de Bamako et M. Sylvain DARDEL pour leur soutien et encouragement qui m’ont permis de postuler à cette bourse d’étude. Toute la famille, ma sœur Anna Keita, ma femme Mme CISSE Maïmouna KONE, ma grande sœur Founé CISSE, et tous les Frères et Sœurs qui ont été toujours là pour moi ainsi que tous les membres de la famille pour leur soutien physique, moral et financier. Mes camarades de classe et tous les étudiant(e)s de l’ISHÉDD pour leur soutien lors de notre apprentissage. Enfin, je tiens à remercier et à signifier ma gratitude à l’endroit de tous ceux qui m’ont aidés de près ou de loin durant mon cursus scolaire et universitaire, qu’Allah les bénisse tous.

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RÉSUMÉ Ce présent projet de fin d’études a porté sur la contribution à l’étude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées traitées de la station d’épuration de la ville de Skhirat. Ainsi, le système de traitement appliqué à la STEP de la ville de Skhirat est le système de type lagunage naturel, ce type de traitement est basé sur la photosynthèse où la lumière du soleil et le vent qui sont utilisés pour assurer l’épuration. Dans ce système les eaux usées passent dans les bassins de lagunage, puis sont traitées par des processus naturels. Les bassins sont reliés en série par trois types de bassins. Les eaux passent tout d’abord dans le bassin anaérobie ou bassin de décantation de 305 m² de surface, ensuite rejoint le bassin de lagunage de 13 ha (130000 m² de surface), le lagunage est composé de 3 bassins facultatifs de 2m de profondeur et 6 bassins de maturation de profondeurs varient de 1m à 0,8 m. Dans ce travail, nous nous sommes intéressés à la caractérisation des paramètres physicochimiques, et certains éléments traces métalliques des eaux usées brutes et traitées de la STEP de la ville de Skhirat. Les résultats obtenus après les mesures, ont montré que tous les paramètres physicochimiques à la sortie, à savoir, la température, le potentiel d’hydrogène (pH), la conductivité électrique (CE), l’oxygène dissous (O2), le potentiel redox (eH), la demande biochimique en oxygène (DBO5), la demande chimique en oxygène (DCO), les matières en suspensions (MES), et d’autres éléments chimiques, sont tous conformes à la norme Marocaine de rejet et de réutilisation en irrigation. Mais, certains paramètres comme DBO5, DCO, N-NH4+, NH3, ne sont pas conformes et dépassent largement à la norme Marocaine fixée pour la réutilisation en piscicole. En outre, le résultat a montré que les paramètres des éléments traces métalliques, tels que le Fer (Fe), (Cu) et le Zinc (Zn) sont conformes à la norme Marocaine de rejet et de réutilisation en irrigation et en piscicole à l’exception du cuivre (Cu) qui dépasse la norme fixée pour la réutilisation en piscicole. L’évaluation du traitement de la STEP a permis d’obtenir un abattement des indicateurs de pollutions physico-chimique de l’ordre de 98% de MES, 91% de la DCO et 90% de la DBO5. En effet, les eaux usées traitées de la STEP de Skhirat après le traitement peuvent être restituées dans le milieu naturel ou être réutilisées en irrigation (des cultures non destinées à la consommation humaine et animale) sans aucun impact sur l’environnement et sur les cultures mais ne peuvent pas être valorisées en piscicole.

Mots clés : Eau, traitement, réutilisation, norme, STEP, qualité physicochimique, éléments traces métalliques, irrigation, piscicole, pollutions.

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TABLE DES MATIÈRES DÉDICACE ................................................................................................................................. i REMERCIEMENTS .................................................................................................................. ii RÉSUMÉ................................................................................................................................... iii TABLE DES MATIÈRES ......................................................................................................... v LISTES DES FIGURES........................................................................................................... vii LISTE DES TABLEAUX ....................................................................................................... viii LISTE DES PHOTOS ............................................................................................................... ix LISTE DES ABRÉVIATIONS .................................................................................................. x INTRODUCTION ...................................................................................................................... 1 II. REVUE DE LITTÉRATURE .................................................................................................. 4 1) Type des eaux usées ............................................................................................................... 4 2) Paramètres de pollutions des eaux usées : ............................................................................. 5 3) Paramètres globaux de pollution des eaux usées : ................................................................. 6 4) Procédés généraux de traitement des eaux usées ................................................................... 8 5) Réglementations au rejet des eaux usées.............................................................................. 10 III. OBJECTIFS .......................................................................................................................... 10 IV. MÉTHODOLOGIE .............................................................................................................. 11 V. MATÉRIELS ET MÉTHODES ............................................................................................ 11 1) Technique de prélèvement ................................................................................................... 11 2) Point et période de prélèvement ........................................................................................... 12 3) Transport et conservation des échantillons .......................................................................... 12 4) Méthodes d’analyses ............................................................................................................ 12 VI. RÉSULTATS ....................................................................................................................... 20 1) Description du milieu d’étude .............................................................................................. 20 2) Présentation et localisation de STEP de la ville de Skhirat.................................................. 21 3) Système de traitement utilisé à la STEP de Skhirat ............................................................. 22 4) Résultats des analyses des paramètres physico-chimiques des eaux usées de la STEP de Skhirat .................................................................................................................................. 25 VII. ANALYSE .......................................................................................................................... 26 VIII. INTERPRÉTATION ......................................................................................................... 41 IX. CONCLUSIONS .................................................................................................................. 52 X. REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES............................................................................... 54 ANNEXE ................................................................................................................................. 56 iv

LISTES DES FIGURES Figure 1: Schéma global de l'approvisionnement en eaux potables (AEP) ----------------------- 4 Figure 2: Présidés généraux de traitements des eaux usées à la STEP----------------------------- 8 Figure 3: Situation géographique de la STEP de la municipalité de Skhirat (M Lakhlifi et al, 2017)-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 21 Figure 4: Situation géographique de la STEP de la municipalité de Skhirat (M Lakhlifi et al., 2017)-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 22 Figure 5: Schéma du procédé général par lagunage naturel --------------------------------------- 22 Figure 6: Températures des eaux usées brutes et traitées de la STEP de SKHIRAT ----------- 26 Figure 7: la valeur de PH des eaux usées brutes et traitées de la STEP Skhirat ---------------- 27 Figure 8: Valeur de l'oxygène dissous à l'entrée et à la sortie de STEP de Skhirat ------------- 28 Figure 9: la valeur de conductivité électrique des eaux usées à l’entrée et à la sortie de STEP Skhirat ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 29 Figure 10: DBO5 des eaux usées brutes et traitées de la STEP de Skhirat ----------------------- 30 Figure 11: valeur de DCO des eaux usées à l'entrée et à la sortie de STEP de Skhirat --------- 31 Figure 12: Valeur des matières en suspensions à l'entrée et à la sortie de la STEP de Skhirat 32 Figure 13: Valeur de nitrate dans les eaux usées brutes et traitées de la STEP de Skhirat ----- 33 Figure 14: Valeur de l'azote nitreux des eaux usées à l’entrée et à la sortie de la STEP de Skhirat --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 34 Figure 15: Valeur de l'azote ammoniacal des eaux usées à l'entrée et à la sortie de la STEP de Skhirat ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 35 Figure 16: valeur de l'ammoniac dans les eaux usées traitées de la STEP de Skhirat ---------- 36 Figure 17: Valeur de phosphore dans les eaux usées à l'entrée et à la sortie de la STEP de Skhirat --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 37 Figure 18: Valeur de chlorure des eaux usées à l'entrée et à la sortie de la STEP de Skhirat - 38 Figure 19: valeur du chlore total dans les eaux usées traitées de la STEP de Skhirat ---------- 38 Figure 20: valeur de Fer des eaux usées à l’entrée et à la sortie de STEP de Skhirat ---------- 39 Figure 21: Teneur de Cuivre des eaux usées à l'entrée et à la sortie de la STEP de Skhirat --- 40 Figure 22: Valeur de Zinc des eaux usées à l'entrée et à la sortie de STEP de Skhirat --------- 40 Figure 23: Valeur de TDS dans les eaux usées à l'entrée et à la sortie de la STEP de Skhirat 41

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LISTE DES TABLEAUX Tableau 1: Échantillonnage au niveau de Station d'épuration de la ville de Skhirat ............... 12 Tableau 2:Fonctionnement détaillé de lagunage naturel de la STEP de Skhirat ..................... 23 Tableau 3: Résultat d’analyse des paramètres mesurés dans les eaux usées à l'entrée et à la sortie de la STEP ...................................................................................................................... 25 Tableau 4: Bilan d'analyse des eaux usées pour les paramètres qui sont conformes au rejet et à la réutilisation ........................................................................................................................... 48 Tableau 5: Validation des eaux usées traitées de la STEP de Skhirat au rejet et à la réutilisation en irrigation .............................................................................................................................. 49 Tableau 6: Utilisations et matériels de protection .................................................................... 50 Tableau 7:Concentration maximale en pollution des rejets ..................................................... 59 Tableau 8:Concentration maximale en azote et phosphore au niveau des rejets ..................... 59 Tableau 9:Valeurs Limites Générales de Rejet applicable aux déversements des eaux usées ne disposant pas des Valeurs Limites Spécifiques de rejet. .......................................................... 60 Tableau 10:Normes de qualité des eaux usées destinées à l’irrigation (décret d’application de la loi 10-95 du 4 février A1 (N° 2-97-787). ................................................................................. 61 Tableau 11: Suite de normes de qualité des eaux usées destinées à l’irrigation ...................... 62

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LISTE DES PHOTOS Photo 1: Echantillons prélevés des eaux usées de la STEP de Skhirat .................................... 56 Photo 2: Appareils Multi-paramètres (1/2) .............................................................................. 56 Photo 3: Appareils Multi-paramètres (2/2) .............................................................................. 57 Photo 4: Photomètre multi-paramètre avec gamme DCO, marque HI8322 (1/2) .................... 57 Photo 5: Photomètre multi-paramètre avec gamme DCO, marque HI8322 (2/2) .................... 58 Photo 6: Matériels et réactifs utilisés ....................................................................................... 58

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LISTE DES ABRÉVIATIONS OMS : Organisation mondiale de la santé. DCO : Demande chimique en oxygène. pH : Potentiel hydraulique. DBO : Demande biologique en oxygène. STEP : Station d’épuration. MES : Matière en suspension. PFE : Projet de fin d’études. N-NH4+: Azote ammoniacal N-NO3-: Azote nitrique N-NO2- : Azote nitreux PO43- : Orthophosphate TDS : Solide total dissous mg/l : Milligramme par litre ml : Millilitre µS/Cm : Micro-siémens par centimètre % : Pourcentage Cl- : Ions chlorures Cu : Cuivre Zn : Zinc Fe : Fer ºC : Degré Celsius FAO : Organisation des Nations unies pour l’alimentation et l’agriculture ; AFNOR : Association française de normalisation ; NaOH : Hydroxyde de sodium ; mV : Millivolt ETM : Éléments traces métalliques

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INTRODUCTION Partout dans le monde, et particulièrement au Maroc ; l’accès à l’eau se soulève en terme de l’épanouissement économique et social. Le potentiel des ressources en eaux naturelles au Maroc est évalué à environ 22 Mm3/an soit à peu près 750 m3/habitant/an. Selon les prévisions, les ressources en eau potentielles auront tendance à baisser sous l’effet des changements climatiques et beaucoup d’autres facteurs dans le futur proche. Le scénario tendanciel montre que la plupart des bassins du territoire Marocain seront déficitaires à terme à l’horizon 2030 (Programme mixte FAO/UNW-DPC/UNU-INWEH, 2011). L’eau est une ressource limitée nécessaire à la vie de tous les organismes vivants pour le maintien de l’équilibre de l’écosystème (2iE, Juillet 2010). L’eau douce est une ressource rare à la surface de la terre, puisqu’elle ne représente que 3% du volume total de l’hydrosphère selon sa répartition mondiale. Sous sa forme générale, l’eau, à la surface de la terre recouvre 71 % de la surface du globe, principalement elle est localisée dans les mers et océans à environ 97% en volume (également dans l’atmosphère et la biosphère). Donc en se basant sur ces points l’eau est inégalement répartie à la surface du globe terrestre. Ainsi, cette petite proportion de 3% d’eau douce est limitée et vulnérable et peut être menacée par le changement climatique, la croissance démographique, l’urbanisation combinée, la surexploitation des nappes d’eau, l’intensification industrielle et agricole, qui entrainent une demande en eau plus forte. En effet, les écosystèmes, les milieux producteurs et régénérateurs de cette ressource sont menacés, pollués et détruits (2iE, Juillet 2010). Il est important de voir l'eau sous ses aspects à la fois positifs et négatifs. L'eau est, d'une part, essentielle à la vie humaine, animale et végétale (GWP/RIOB, 2009). Par conséquent, cette ressource doit être protégée contre la pollution liée aux activités humaines (urbaines, industrielles, agricoles etc.), afin de préserver la santé humaine, ainsi qu’à la sécurité des écosystèmes aquatiques. Alors, l’accent est mis sur la pollution urbaine, tel que le rejet intense des eaux usées non traitée dans la nature. Les eaux usées sont chargées des polluants, solubles ou non, provenant essentiellement des activités humaines. Du fait de cette charge polluante, il est important d’épurer ces eaux au niveau des stations d’épuration, avant son rejet dans le milieu récepteur. En effet, ce rejet peut avoir des effets néfastes en générale pour le milieu récepteur, et en particulier pour l’homme et pour les activités qu’il réalise au niveau de ce dernier, mais également les organismes aquatiques (Rodier, 2002). 1

Les eaux usées étant définies comme des eaux utilisées et polluées par un usage humain (lavage corporel et du linge, lavage des locaux, eaux de cuisine, et les eaux de vannes chargées des fèces et d’urines etc.) et les eaux industrielles (industrie chimique, pharmaceutique, métallurgique et énergétique, agroalimentaire, etc.) qui sont acheminées dans les égouts collectifs ou séparés vers la station d’épuration. Par ailleurs face au déficit et à la demande croissante de l’eau, les eaux usées deviennent très utiles et indispensable généralement dans plusieurs pays au monde, particulièrement au Maroc, pour combler le manque d’eaux dans des diverses fins comme par exemple la réutilisation des eaux épurées en irrigation, en agriculture, l’arrosage des espaces verts des villes, refroidissements des moteurs dans les industries, en piscultures, en élevage des animaux, etc. Tout projet de rejet et de réutilisation des eaux usées doivent faire l’objet d’une analyse appropriée aux caractéristiques physicochimiques et microbiologiques selon le contexte bien définit afin de respecter les normes et les recommandations fixées à leur concernant. C’est dans ce cadre que s’inscrit notre mémoire de fin de d’études intitulé « Contribution à l’étude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées traitées de la station d’épuration de la ville de Skhirat.» afin de déterminer les différents paramètres de pollutions puis les comparer aux normes fixées au rejet dans la nature et à la réutilisation. Pour mener à bien ce travail et afin de bien structurer et organiser notre étude, après l’introduction générale, nous allons tout d’abord donner un aperçu général sur les types et différents paramètres à analyser des eaux usées ; puis les paramètres globaux, ensuite pour avoir une vision pertinente et précise, la fixation des objectifs nous sera nécessaire, par la suite nous aborderons les matériels et méthodes d’analyse utilisés pour obtenir les résultats. Et après dans la phase de résultats, nous donnerons une explication récapitulative dans la zone d’étude, puis nous analyserons les résultats trouvés et nous les interpréterons, afin de donner une discussion détaillée et enfin nous terminerons par une conclusion générale.

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II. REVUE DE LITTÉRATURE 1) Type des eaux usées Généralement il existe trois grandes catégories des eaux usées, on distingue : Eaux usées domestiques, eaux industrielles et eaux pluviales. Eaux usées domestiques Elles proviennent des différents usages domestiques de l'eau. Elles sont essentiellement porteuses de pollutions organiques. Elles se répartissent en eaux ménagères provenant de (salles de bains et les cuisines), et en eaux vannes provenant des toilettes (LIBES, 2010). Eaux industrielles Ce sont des eaux contenant des polluants divers. Leurs caractéristiques varient d'une industrie à l'autre. Ainsi, elles peuvent former des composés organiques, azotés, phosphorés, les hydrocarbures etc. (LIBES, 2010). Eaux pluviales L'eau de pluie se charge d'impuretés au contact de l'air (fumées industrielles), puis, en ruisselant, des résidus déposés sur les toits et les chaussées des villes (huiles de vidange, carburants etc. (LIBES, 2010). Le cycle domestique de l’eau ou l’assainissement de l’eau est présenté sur la figure (Fig. 1) ci-dessous.

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Figure 1: Schéma global de l'approvisionnement en eaux potables (AEP) 3

Description du schéma : 1- Source d’eau (rivière) ; 2- Station de pompage ; 3- Station de traitement des eaux de surface (eau potable) ; 4- Château d’eau ; 5- Conduite d’eau ou la tuyauterie ; 6- Agglomération (domestique) ; 7- Industries ; 8- Station d’épuration des eaux usées ; 9- Rejet à la nature. 2) Paramètres de pollutions des eaux usées Les différents paramètres d’analyses sont les suivants : Les paramètres physico-chimiques Les paramètres physico-chimiques sont des paramètres généralement mesuré in situ (mesure sur le terrain), ils sont faciles à mesurer avec l’appareil de mesure portable. - Potentiel hydrogène (pH) : PH un paramètre très important à connaitre pour se renseigner la qualité des eaux, en plus il nous indique si le milieu est basique, acide et neutre. Il varie entre [0, 14], le PH neutre est égale à 7. - La température (T) : La température de l’eau joue un rôle important par exemple en ce qui concerne la solubilité des sels et des gaz dont, entre autres, l’oxygène nécessaire à l’équilibre de la vie aquatique. (DE VILLERS Juliette, Novembre 2005). - Conductivité électrique (CE) : La conductivité électrique est une expression numérique de la capacité d’une solution à conduire le courant électrique, également elle permet de déterminer l’ensemble des minéraux présents dans une solution (DE VILLERS Juliette, Novembre 2005). La valeur moyenne de conductivité électrique est de 900 à 1300 µs/cm pour les effluents urbains (Rodier, 2002) - Oxygène dissous (O2) : Ce paramètre est indispensable dans le traitement biologique des eaux usées. La concentration de ce paramètre est proche de zéro dans les effluents résiduaires (Rodier, 2002).

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- Potentiel redox : Un paramètre qui permet de quantifier les réactions d’oxydation et de réduction, il permet de déterminer septicité (saleté, infectieux) ou le caractère fermentés des effluents qui arrive à la station d’épuration (Rodier, 2002). 3) Paramètres globaux de pollution des eaux usées Les composés que l’on trouve dans les eaux usées sont très nombreux et variés. Pour déterminer le degré de pollution, on ne peut pas identifier la totalité des composés chimiques présents. On fait plutôt appel aux paramètres globaux de pollution applicables sur tous les types d’eau. Ces paramètres globaux, mesurés par analyses courantes, correspondent aux principales pollutions et ceux que l’on va retrouver dans les normes de rejet. Si on se réfère à l’arrêté du 22 décembre 1994, on retrouve les paramètres suivants (Rodier, 2002): 3.1. Paramètres de la pollution particulaire Les paramètres de la pollution particulaire correspondent aux matières minérales dissoutes et les particules colloïdes qui sont en suspensions dans l’eau. On les appelle les matières en suspensions (MES). 3.2. Paramètres de la pollution organique - La demande biochimique en oxygène (DBO) La DBO correspond à la quantité d’oxygène consommé par les microorganismes aérobies présents dans cet échantillon pour l’oxydation biochimique des composés organiques et/ou inorganiques (Rodier, 2002). - La demande chimique en oxygène (DCO) La DCO est la concentration, exprimée en mg/l d’oxygène équivalente à la quantité de dichromate de potassium consommée par matières dissoutes et en suspension lorsqu’on traite un échantillon d’eau cet oxydant dans des conditions définies par la norme (Rodier, 2002). Nous pouvons calculer le rapport DCO/DBO5 à partir de ces paramètres, pour estimer la biodégradabilité des matières oxydables d’une eau.

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3.3. Paramètres de la pollution azotée Au niveau des rejets de station d’épuration, la pollution azotée peut être à l’origine de plusieurs problèmes dont le plus aigu provient de la toxicité de l’ammoniaque pour la faune piscicole. Il peut être l’origine de phénomène d’eutrophisation du milieu naturel. L’azote peut être présent dans l’eau sous quatre formes principales comme azote organique, azote nitrique (N-NO3-), azote nitreux (N-NO2-), azote ammoniacal (N-NH4+) (Rodier, 2002). - Azote Kjeldahl (NK) Il correspond à celui qui se trouve sous la forme de composés azotés organiques et d’ammonium. L’expression « azote KJELDAHL » trouve son origine dans le nom de celui qui a mis au point (CREPA, Janier 2007). - Azote ammoniacal (N-NH4+) Les concentrations en azote ammoniacal dans les eaux sont très variables. De plus, diverses substances contenues dans ces eaux sont capables de perturber le dosage ; c’est dans le cas des chlorures, du fer, des sulfures et des matières organiques (Rodier, 2002) : - Les nitrites (NO2-) Les nitrites constituent une étape importante dans la métabolisation des composés azotés. Ils s’insèrent dans le cycle de l’azote entre l’ammoniaque et les nitrates. Leur présence est due, soit à l’oxydation bactérienne de l’ammoniaque, soit à la réduction des nitrates (Rodier, 2002). - Nitrates (NO3-) Les nitrates constituent le stade final de l’oxydation de l’azote et ils se trouvent naturellement dans les eaux de surface ainsi que dans les eaux souterraines. Leur dosage est difficile, du fait des méthodes relativement complexes requises (Rodier, 2002). 3.4. Paramètres de la pollution phosphorée Le dosage des ions orthophosphate, polyphosphate et du phosphore total (PO43-, PO33-, PT) est applicable à tous types d’eaux, y compris de l’eau de mer et les effluents urbains ou industriels. Ces paramètres contribuent à l’eutrophisation dans le milieu récepteur, ils proviennent le métabolisme humain et les détergents (Rodier, 2002). En dehors de ces paramètres, il y a plusieurs d’autres paramètres à analyser dans les eaux usées pour vérifier la conformité de normes à la réutilisation dans des différents usages. Parmi ces paramètres, on peut citer : 6

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Les composés toxiques ;

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Les hydrocarbures ;

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Les pesticides ;

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Les paramètres microbiologiques etc.

4) Procédés généraux de traitement des eaux usées Les procédés généraux de traitement des eaux usées sont l’ensemble des étapes de traitements physiques, chimiques et biologiques utilisés pour satisfaire les normes de rejet et la réutilisation de cette dernière. On distingue : le prétraitement, traitement primaire (décantation primaire), traitement secondaire (traitement biologique) et traitement tertiaire (nitrification-dénitrification, déphosphatation) puis clarification ou décantation secondaire voir la figure ci-dessous.

Dessablage/ Déshuilage

Dégrillage

Décantation primaire

Traitement Biologiques

Clarification Rejet des eaux usées

Entrée Des eaux usées Sortie des sables

Arrivée des Boues

Épaississeur

Figure 2: Présidés généraux de traitements des eaux usées à la STEP

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4.1. Prétraitement Tout traitement de dépollution doit comporter ce qu’il est convenu d’appeler un « prétraitement » qui consiste en un certain nombre d’opérations mécaniques ou physiques destinées à extraire le maximum d’éléments sous formes (solides ou liquides etc.) dont la nature et la dimension constitueraient une gêne ultérieurement. Ces opérations sont : le dégrillage, le dessablage et le déshuilage (GAÏD, 1993). - Dégrillage Le dégrillage est une technique qui permet d’éliminer les déchets solides de grandes tailles passant par la grille. Les eaux usées passent ainsi à travers des grilles de plus en plus fines. Les déchets des plus gros aux plus fins sont alors récupérés : lingettes, chiffons, coton-tige, papiers, plastiques, branchages etc. Les tailles de grilles varient généralement entre 4 à 0,6 cm et pour les tamis de 10 à 20 mm. - Dessablage Le dessablage est un procédé utilisé pour récupérer les déchets particulaires, les particules lourdes vont être déposées par sédimentation au fond du bassin et ensuite éliminées par coulissage. Les particules récupérées sont ainsi refoulées vers l’installation de lavage et réutiliser dans les travaux de génie civil. - Déshuilage Déshuilage est une technique utilisée pour récupérer les huiles et les graisses contenant des effluents par injection de bulles d’air pour faire remonter plus rapidement les matières grasses à la surface. Elles sont ensuite raclées par un dispositif appelé pont transversal en surface. 4.2. Traitement primaire (décantation primaire) Cette phase de traitement consiste à la séparation de l’eau et les particules fines insolubles en suspension dans le bassin appelé décanteur primaire. Ce procédé est accélérer en ajoutant les réactifs chimiques (coagulants et floculant) afin de minimiser le temps de décantation mais le cout sera onéreux. Dans la plus part de station d’épuration, le traitement primaire est facultative ; après le prétraitement, l’eau est évacuée directement à la phase du traitement biologique. 4.3. Traitement secondaire (traitement biologique)

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Le traitement biologique consiste à éliminer les polluants organiques biodégradables, par les microorganismes (les bactéries) dans un grand bassin aéré. La dégradation peut se réaliser par voie aérobie (en présence d’oxygène) ou anaérobie (en l’absence d’oxygène). Dans ce dernier cas, où les réactions s’effectuent à l’abri de l’air, le carbone organique, après dégradation, se retrouve sous forme de CO2, méthane et biomasse. Ce type de traitement appelé « digestion anaérobie » n’est utilisé que pour des effluents très concentrés en pollution carbonée, de type industriel (brasserie, sucrerie, conserverie etc.) (GAÏD, 1993). Dans ce procédé on utilise deux méthodes telles que la culture bactérienne fixée où la biomasse épuratrice est fixée sur le support solide et culture bactérienne libre où les bactéries sont en suspensions dans l’eau traitée on l’appelle aussi boues activées. 4.4. Traitement tertiaire (clarification ou décantation secondaire) Clarification est la dernière étape de traitement des eaux usées, une dernière décantation permet de séparer l’eau des éléments lourds (flocs des bactéries et des boues) par sédimentation. L’eau épurée est ensuite évacuée par débordement de clarificateur pour rejeter à la nature, quant aux boues, elles sont récupérées puis traiter afin de réutiliser ou incinérer. Certains rejets d’eaux traitées sont soumis à des réglementations spécifiques concernant l’élimination de l’azote, du phosphore ou des germes pathogènes qui nécessitent la mise en œuvre de traitement tertiaires (Rodier, 2002). 5) Réglementations au rejet des eaux usées La norme est une limite obligatoire qui ne doit pas être franchie, autrement dit c’est un critère ou une réglementation avec laquelle on se réfère pour juger une valeur comme normale. Ces normes varient d’un pays à l’autre ou d’un organisme à l’autre avec les époques données. Les différentes normes sont présentées dans les tableaux (6 à 10) en annexe.

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III. OBJECTIFS Afin de bien mener ce mémoire et avoir une vision pertinente et précise, la fixation des objectifs était nécessaire pour la réalisation de ce travail. Objectif ultime 

Protéger les ressources en eaux afin de préserver la santé humaine ;

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Protéger la biodiversité dans le milieu aquatique afin d’assurer la continuité de l’écosystème.

Objectif principal 

Contribuer à l’étude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées traitées de la station d’épuration de la ville de Skhirat au Maroc.

Objectifs spécifiques Les objectifs spécifiques fixés sont les suivants : 

Étudier le procédé du traitement utilisé au niveau de la STEP de la ville Skhirat ;



Caractériser les paramètres physico-chimiques et certains éléments traces métalliques des eaux à l’entrée et à la sortie de la STEP de Skhirat ;

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Évaluer l’efficacité du procédé de traitement des eaux à la sortie de la STEP ;

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Vérifier la possibilité de réutilisation des eaux traitées de la STEP en irrigation et en piscicole.

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IV. MÉTHODOLOGIE Pour mener à bien notre travail et afin d’atteindre nos objectifs, nous avons élaboré quelques approches qui sont les suivantes : 

Faire une recherche sur les types des eaux usées collectées vers la station d’épuration de Skhirat et rassembler les informations sur le procédé du traitement utilisé au sein de la STEP.



Prélever les échantillons à l’entrée et à la sortie de la STEP, puis les transporter au laboratoire pour effectuer les analyses nécessaires.



Comparer les résultats des paramètres obtenus avec les normes pour évaluer l’efficacité du traitement.



Comparer les résultats des paramètres physico-chimiques des eaux traitées avec les normes pour la vérification de la possibilité de réutilisation de ces eaux en irrigation et en piscicole.

11

V. MATÉRIELS ET MÉTHODES 1) Technique de prélèvement Pour le suivi de la qualité des eaux, il est primordial de procéder à une bonne pratique de prélèvement, en effet, un bon échantillonnage conditionne la validité des analyses et interprétations effectuées sur ces dernières. Ainsi l’échantillonnage des effluents résiduaires est très délicat contrairement aux eaux naturelles. Pour que ce travail soit réussi et afin d’atteindre nos objectifs, il est nécessaire de suivre certaines exigences de prélèvement : Les méthodes de prélèvement varient selon la nature des eaux et les paramètres recherchés. D’abord, rincer trois fois le flacon (en polyéthylène, téflon ou en verre de borosilicaté), avec l’eau à examiner ; ensuite remplir complètement le flacon avec des échantillons puis fermer hermétiquement avec bouchon approprié. Mais certains paramètres sont mesurés sur place, si les circonstances locales les permettent comme (pH, CE, eH, T°, O2 etc.). 2) Points et période de prélèvement Les échantillonnages ont été réalisés à la station d’épuration de la ville de Skhirat en deux points : 

À l’entrée de la station (eaux brutes) après le prétraitement, pour évaluer la quantité des polluants qui vont arriver à la STEP ;



Et à la sortie (eaux épurées) pour évaluer la performance de la STEP, et afin de vérifier les normes de rejet et de réutilisation.

Tableau 1: Échantillonnage au niveau de la Station d'épuration de la ville de Skhirat Numéro 1

Échantillonnage de la STEP de Skhirat Désignation points de prélèvement Entrée Décantée Sortie Échantillon X X

Date 10/05/2021

3) Transport et conservation des échantillons Les échantillons sont soigneusement étiquetés et bien conservés dans un conservateur (glacière) à environ à la température de +4°C, puis transportés jusqu’au laboratoire où on

12

effectue les analyses dans le bref délai en ne dépassant pas 24 H d’après Rodier (Images des échantillons prélevés dans l’annexe). 4) Méthodes d’analyses - Température (T°) Cette mesure est très importante pour la détermination de qualité des eaux. La température est mesurée en même tant que le pH avec multi-paramètre. - Potentiel hydrogène (pH) Le pH est l’un des paramètres les plus importants lorsqu’il s’agit de déterminer la qualité d’une eau. Il sert au contrôle de la qualité de l’eau à l’entrée de la station d’épuration (STEP) (les variations importantes du pH sont presque toujours la conséquence de rejets industriels) (CREPA, Janier 2007). Nous utiliserons dans notre cas la méthode potentiométrique. a) Principe L’appareil de mesure doit être étalonné avant la mesure, le pH-mètre, mesure la différence entre le potentiel existant entre une électrode de verre et une électrode de référence plongeant dans l’eau à analyser (Rodier, 2002). b) Appareillage 

pH-mètre à électrode et multi-paramètre



Récipient contenant de l’eau à analyser c) Mode opératoire



Rincer d’abord l’électrode avec de l’eau distillée



Immerger l’électrode dans l’eau à analyser



Faire la lecture sur le pH-mètre après la stabilisation de l’enregistrement des valeurs.

- Conductivité électrique La conductivité détermine la concentration des ions et les solides dissous dans une solution à 25 °C, elle détermine également l’ensemble des éléments minéraux présents dans l’eau. Elle est exprimée µS/cm. a) Principe

13

La conductivité est due à la présence dans le milieu d’ions qui sont mobiles dans un champ électrique. Elle dépend de la nature des ions dissous, leurs concentrations, la température et souvent la viscosité influe la conductivité (Rodier, 2002). b) Appareillage 

La mesure est effectuée à l’aide de conductimètre à électrode.



Récipient contenant de l’eau à analyser. c) Mode opératoire



Rincer plusieurs fois l’électrode de l’appareil avant d’effectuer la mesure avec l’eau distillée.



Plonger l’électrode dans l’eau à analyser, en vous assurant qu’il soit bien immergé.



Effectuer la lecture sur le conductimètre après la stabilisation de l’enregistrement des valeurs.

- Oxygène dissous (O2) L’oxygène dissous est un composé essentiel de l’eau car il permet la vie de la faune et indispensable à la dégradation biologique des matières polluantes qui se fait principalement dans l’aérobiose (Rodier, 2002). Il existe la méthode iodométrique et la méthode électrochimique selon (normes NF EN 25813 et ISO 5813), dans notre cas précis nous utiliserons celle d’électrochimique. a) Principe Il s’agit d’une mesure ampérométrique d’un courant produit à l’intérieur d’une sonde à oxygène. Cette sonde est constituée d’une cellule fermée par une membrane sélective à l’oxygène (en téflon ou en polyéthylène) et imperméable à l’eau et aux matières dissoutes. À l’intérieur de sonde il y a deux électrodes métalliques et électrolyte avec la différence de potentielle entre ces deux électrodes. Le courant ainsi créé est amplifié, la mesure de son intensité permet grâce à l’étalonnage de l’appareil, de connaitre la concentration en oxygène dissous de l’échantillon (Rodier, 2002). b) Appareillage L’appareil de mesure utilisé est la sonde de mesure. c) Mode opératoire Cette mesure peut être réalisée directement dans l’eau sur le terrain, l’endroit où le courant est optimal. Mais dans le cas contraire, il faut prélever l’eau dans un récipient jusqu’à 14

débordement. Pour opérer de façon optimale, ce récipient doit être hermétiquement fermé et équipé d’un agitateur (magnétique par exemple) (Agence de l’eau Loire-Bretagne, 2006). Précautions lors de la mesure :  Il faut faire attention à ne pas toucher la membrane avec vos doigts ;  Lorsque la membrane est devenue sèche, ou après un changement de membrane ou d’électrolyte ; il faut attendre la stabilisation de lecture avant de procéder à l’étalonnage après avoir l’humidifié ;  Lorsqu’on plonge la sonde dans l’eau, veillé à ne pas laisser de bulle d’air. Mesure de l’oxygène dissous :  Effectuer le dosage sur l’eau à analyser en se conformant aux instruments du fabricant de l’appareil ;  Plonger dans la sonde dans l’eau à analyser, lui laisser un temps nécessaire pour atteindre la température de l’eau et fournir une réponse stable en assurant une agitation du milieu ;  Lire directement la valeur sur la sonde en mg/l ;  Nettoyer la sonde à l’eau distillée après la mesure, sans toucher la membrane avec les doigts. - Potentiel redox (eH) Cette mesure permet de nous renseigner sur la nature oxydante ou réductrice de l’échantillon. a) Principe Il s’agit d’une mesure potentiométrique, pratiquement sans courant, qui ne modifie pas la composition de la solution à mesurer et très facile d’un point de vue électronique qu’une mesure de pH. En effet l’électrode de mesure présente une basse impédance (pas de membrane en verre insolente) (Rodier, 2002). b) Appareillage et mode opératoire On utilise un eH-mètre, qui est en fait un pH-mètre adapté à la gamme de mesure du potentiel redox et auquel on branche une électrode redox, il est exprimé en (mV). Pour bien mesure eH, on procède ainsi :  Opérer de référence sur le lieu de prélèvement ;  Prélever l’échantillon en profondeur et éviter les sédimentations des boues et l’agitation en présence de bulle d’air ;  Attendre suffisamment le temps pour avoir la lecture stable environ entre 20 et 30 mn ; 15

 Effectuer la mesure du PH sur la même eau et dans les mêmes conditions. La valeur du eH varie en fonction du pH, donc il faudra des mesures comparatives, avoir le même pH (Rodier, 2002). - Détermination de demande biochimique en oxygène de la DBO5 a) Principe La mesure de DBO5 avec le système oxitop est basée sur le principe pression (mesure par différence). La mesure est faite par la sonde de pression électronique pièze résistante. b) Matériels et réactifs 

Système de mesure oxitop ;



Système d’agitation à induction ;



Armoire thermostatique (Température 20°C ±1 K)



Flacon d’échantillon brun (volume normal 510 ml)



Barreaux magnétiques et extracteur magnétique ;



Fioles jaugées ;



Godet caoutchouc ;



Pastilles de soude. c) Mode d’emploi



Rincer le flacon avec l’échantillon et remplir avec précaution ;



Mesurer exactement la quantité de souhaitée d’échantillon saturé n oxygène, ensuite homogénéiser avec précaution ;



Mettre le barreau magnétique dans le flacon ;



Insérer le godet caoutchouc dans le godet de flacon ;



Mettre 2 pastilles de soude dans le godet caoutchouc à l’aide d’une pince ;



Pour mesurer on estime la valeur de DBO5 à 80% environ à la valeur de DCO.

- Demande chimique en oxygène (DCO) a) Principe La détermination de la DCO comprend deux étapes selon (AFNOR T 90 – 101) : La première étape consiste à faire l’oxydation chimique des matières réductrices contenues dans l’eau, par un excès de dichromate de potassium (K2Cr2O7) et la seconde le dosage de l’excès de dichromate de potassium par sel de Mohr après refroidissement (Rodier, 2002).

16

b) Mode opératoire 

Prise d’essai 2 ml ;



Solution sulfurique 3,5 ml ;



Solution de Digestion 1,5 ml ;



Agiter et porter à l’ébullition à 150 °C pendant 2 heures ;



Après refroidissement lire la densité optique à 620 nm. c) Réactifs utilisés

Solution sulfurique : 

Sulfate d’argent 1,0129 g ;



Acide sulfurique 100 ml ;

Solution de digestion : 

Eau distillée 50 ml



Acide sulfurique 16,7 ml ;



Sulfate de Mercure 3,33 g ;



Chromate de potassium 1,02 g ;



Compléter le volume à 100 ml. d) Expression de résultat

DCO est exprimée en mg O2/l et est donnée par la formule selon la norme : DCO =

8000𝐶𝑓𝑒 (𝑉𝑡−𝑉𝑒) 𝐸

Avec Cfe : la concentration, exprimée en mol/l, de la solution de Mohr déterminée par étalonnage ; E : volume de prise d’essai, en (ml) ; Vt : Volume de sel de Mohr nécessaire pour le virage de couleur de l’échantillon témoin ; Ve: Volume du sel de Mohr nécessaire pour le virage de couleur de l’échantillon. - Détermination des matières en suspension (MES) a) Principe Selon (AFNOR T 90 – 105 – 2) la séparation de MES de l’eau se fait par centrifugation. L’échantillon est mis en rotation à grande vitesse. L’application de la force centrifuge sur les

17

particules solides permet de les rassembler dans le fond du tube sous forme d’un culot. Ce culot sera lavé et récupéré puis ensuite mis à sécher à 105 °C. Le résidu sec est donc pesé, et il correspond aux MES contenues dans l’échantillon (Rodier, 2002). b) Mode opératoire Imbibé le filtre millipores 0,45µ avec l’eau distillée et sécher à l’étuve à 105 °C puis laisser refroidir dans le dessiccateur et le peser jusqu’à masse constante à (0,1 mg) près. Puis placé le filtre dans la cellule de filtration. Filtré un volume connue (au moins 100 ml) et rincé les parois avec 10 ml d’eau distillée. Laisser sécher le filtre à 105 °C (environ 3 heures) et mettre dans le dessiccateur puis le peser jusqu’à masse constante. c) Appareillage Cellule de filtration  Pompe à vide ;  Filtres millipores 0,45µ ;

d) Expression de résultat La valeur de MES est exprimée en mg/l, la formule est donnée selon la norme : MES =

(M1 – M0)×1000 𝑉

M0 : masse du filtre imbibé avant filtration en (mg) ; M1 : masse du filtre sécher après filtration (mg) ; V : le volume du filtrat (ml) - Dosage des nitrates (NO3-) a) Principe En présence de salicylate de sodium, les nitrates donnent du paranitrosalicylate de sodium coloré en jaune, peut alors ainsi mesurer par le dosage colorimétrique (Rodier, 2002) et le résultat est donné en mg NO3-/l. b) Appareillage 

Appareil utilisé est spectrophotomètre UV-visible c) Mode opératoire



Prélever 10 ml de l’eau à analyser ; 18



Ensuite ajouter quelques gouttes de solution de NaOH à 30 %, environ 2 à 3 gouttes ;



Puis ajouter 1 ml de salicylate de sodium ;



Mettre à l’étuve à température entre 75 et 88°C, ensuite laisser refroidir pendant quelques minutes ;



Refaire l’opération avec le résidu à 2 ml H2SO4, puis laisser 10 mn ;



Ajouter 15 ml d’eau distillée ;



Ajouter encore 15 ml de tartrate de sodium et de potassium ;



Effectuer la mesure directement la valeur en mg NO3-/l à longueur d’onde de 415 nm.

- Dosage des nitrites (NO2-) a) Principe Les nitrites réagissent avec sulfanilamide pour former un composé diazoïque qui après copulation avec N1-Naphtyléthylène-diamine-dichloride donne naissance à une coloration rose mesurée à 537nm selon la (norme AFNOR T 90-013). b) Appareillage et réactif 

Appareil utilisé est spectrophotomètre UV-visible ; Matériel 

Pipette graduée de 10 ml ;



Pipettes jaugées de 10 ml ;



Fioles jaugées de 50 ml ;



Fioles jaugées de 100 ml et 1000 ml ;



Burette de 50 ml,



Pince et statif ;

Réactif de Diazotation 

Acide orthophosphorique 100 ml



Sulfanilamide 40 g ;



Dichlorure N1-Naphtyléthylène-diamine 2 g ;



Complété le volume à 1000 ml avec l’eau distillée. c) Mode opératoire



Prise d’essai 25 ml d’échantillon filtrée ;



Réactif de Diazotation 0,5 ml puis l’agiter pour avoir le mélange homogène ;



Apparition de coloration rose indique la présence de NO219



Attendre au 30 mn et mesurer l’absorbance à 537 nm en (mg NO2-/l).

- Détermination de l’azote ammoniacal (NH4+) a) Principe La mesure spectrophotométrique de longueur d’onde à peu près à 665 nm au bleu, formé par la réaction des ions ammonium avec salicylate en présence de nitroprussiate comme catalyseur (Rodier, 2002). Selon la norme AFNOR T 90-013, la manipulation se fait comme suite. b) Mode opératoire 

Prendre 40 ml d’échantillon ;



Ajouter 4 ml de la solution tartrate de double de sodium et de potassium, puis agiter ;



Ajouter 4 ml de réactif de Nessler et agiter à nouveau



Ensuite compléter à 50ml avec de l’eau distillée et attendre 10 mn.



L’apparition de la coloration verdâtre indique la présence de : NH4 +



Effectuer la lecture à 665 nm (mg NH4+/l). c) Appareillage



Appareil utilisé est spectrophotométrie d’absorption atomique (AAS)

- Détermination des éléments Fer, Zinc et Cuivre a) Principe L'analyse se base sur l’absorption de photons par des atomes à l'état fondamental. Les photons absorbés étant caractéristiques des éléments absorbants, et leur quantité étant proportionnelle au nombre d'atomes d'élément absorbant, l'absorption permet de mesurer les concentrations des éléments doser (J B KOUASSI et Al., 2013). b) Mode opératoire Pour le zinc, des volumes de 0, 0.2, 0.4, 0.8, 1.6 et 2ml de solution à 100 μg/ml de zinc sont introduits successivement dans six fioles jaugées différentes de 100 ml chacune. Ensuite un volume de 2 ml d’acide chlorhydrique concentré est ajouté dans chacune des fioles. Enfin ces volumes sont ramenés à 100 ml avec de l’eau déminéralisée. La longueur d’onde 213,9 nm. Pour le fer, des volumes de 0, 2.5, 5, 7.5, 10 et 20 ml de solution à 100 μg/ml de fer sont introduits successivement dans six fioles jaugées différentes de 100 ml chacune. Ensuite un volume de 2 ml d’acide chlorhydrique concentré est ajouté dans chacune des fioles. Enfin ces volumes sont ramenés à 100 ml avec de l’eau déminéralisée. La longueur d’onde 248,3 nm.

20

Pour le cuivre, des volumes de 0, 0.1, 0.25, 0.5, 1, 1.25 et 2 ml de solution à 100 μg/ml de cuivre sont introduits successivement dans sept fioles jaugées différentes de 100 ml chacune. Ensuite un volume de 2 ml d’acide chlorhydrique concentré est ajouté dans chacune des fioles. Enfin ces volumes sont ramenés à 100 ml avec de l’eau déminéralisée. La longueur d’onde 324,8 nm. - Mesure d’ortho-phosphore Plage de mesure de l’appareil CHECKIT DISC est de 0 à 80 mg/l PO4 a) Matériels et réactifs 

Fioles pour le rinçage des matériels



Cuves de mesure ;



Pastilles ;



Eau distillée. b) Mode emploi



Remplir les deux cuves avec l’échantillon jusqu’à la marque 10 ml ;



Placer une cuve dans la chambre de mesure de gauche du comparateur (solution témoin)



Ajouter une pastille de Phosphate HR dans l’autre cuve ;



Écraser la pastille et fermer la cuve avec son couvercle, puis l’agiter ;



Placer celle-ci dans la chambre de mesure de droite ;



En fin faire concorder la couleur obtenue avec le CHECKIT Disc et lire la valeur en mg/l PO4. P = 0,33 x PO4.

21

VI. RÉSULTATS 1) Description du milieu d’étude La zone d’étude s’étale sur une superficie d’environ 600 ha et fait partie de la commune urbaine de Skhirat qui se situe à une vingtaine de kilomètre au sud-ouest de la ville de Rabat. Elle est limitée par les communes de Harhoura et Ain Atiq au nord et par les communes Essabah et Charrat au sud. La zone d’étude fait partie du plan d’aménagement urbain de la ville de Skhirat. Au Nord, on note une extension importante de la zone industrielle qui dépasse la surface délimitée par le plan d’aménagement. Les coordonnées géographiques 33° 51′ 13″ nord, 7° 02′ 08″ ouest, il a une altitude de 61 m et une superficie de 47 km2. - Population La population de la commune urbaine de Skhirat, selon les derniers recensements de 1994, 2004 et 2014, comptait respectivement 29599, 43025 et 59598 habitants soit un taux d’accroissement moyen interannuel de 3,8 %. - Climat Le climat de la zone est de type subhumide avec une température moyenne annuelle de la région proche de 18°C et une pluviométrie annuelle moyenne qui est de l’ordre de 500 mm en variant d’une année à l’autre (M Lakhlifi et al., 2017).

22

Figure 3: Situation géographique de la STEP de la municipalité de Skhirat (M Lakhlifi et al., 2017) 2) Présentation et localisation de STEP de la ville de Skhirat La station d’épuration (STEP) de Skhirat a été construite en 2002, avec un coût de construction estimé à 35 millions de dirham Marocain à peu près (3,4 millions d’Euros). Cette station est gérée par la REDAL, filiale de VEOLIA dans la région de Rabat. Elle peut traiter jusqu’à 6000 m3/j estimé comme débit journalier et une tonne (1000 kg) de boue par jour. Les eaux usées résiduaires sont acheminés par un réseau d’égout de système unitaire dans lequel les eaux usées domestiques et industrielles sont mélangées pour collecter à la station. La longueur du réseau est estimée à 25 km de la ville vers la STEP (Overblog, 2008).

23

Figure 4: Situation géographique de la STEP de la municipalité de Skhirat (M Lakhlifi et al., 2017) 3) Système de traitement utilisé à la STEP de Skhirat Le système de traitement appliqué dans la station d’épuration des eaux usées de la ville de Skhirat est le système de lagunage naturel, ce type de traitement est basé sur la photosynthèse où la lumière du soleil et le vent sont utilisés pour assurer l’épuration. Dans ce système les eaux usées passent dans les bassins de lagunage, puis sont traitées par des processus naturels. Les bassins sont reliés en série par trois types de bassins : 

Bassin anaérobie ;



Bassin facultatif :



Bassin de Maturation ou aérobie.

Le fonctionnement schématique du système de lagunage naturel est présenté sur la figure 5 ci-dessous.

24

Bassins facultatifs Dégrilleur

Bassins de maturation

Bassins anaérobies Rejet

Eaux usées

Ou Réutilisation

Figure 5: Schéma du procédé général par lagunage naturel Le fonctionnement détaillé du système de lagunage naturel utilisé à la station d’épuration des eaux usées de la ville de Skhirat, est présenté dans le tableau 2 ci-dessous. Tableau 2: Fonctionnement détaillé de lagunage naturel de la STEP de Skhirat Désignation

Description  Dégrillage : Il permet d’éliminer les gros déchets dans les eaux à l’entrée de la STEP.

Prétraitement 

Déshuilage/ Dessablage : Il permet d’enlever les huiles à la surface et les sables dans les eaux au fond du bassin.



Décantation

Décantation primaire : Séparation des particules décantables par sédimentation. S = 305 m²

25

Images

Lagunage naturel 13 hectares (130 000 m²) de superficie utilisée, repartie de 9 lagunes.

3 Bassins Facultatifs de 2m de profondeur : Ce sont des bassins dans lesquels s’effectuent les activités bactériennes et algales pour oxyder les matières oxydables par procédé biologiques. Bassin de Maturation : 6 (3x2) bassins de ‘maturité’ d’une profondeur respectives d’un (1m) mètre et de 80 centimètres.

Le circuit des boues

Après la récupération des boues primaire et secondaire, elles sont envoyées dans les digesteurs avec les cuves de 506m3 de volume fermées hermétiquement. Elles sont recyclées pour produire l’énergie en biogaz

26

Les boues seront ensuite séchées dans des lits de séchage, des bacs de 160m2 de surface et les utilisées en agriculture comme composte.

Source (overblog, 2008) 4) Résultats d’analyse des paramètres mesurés dans les échantillons prélevés de la STEP de Skhirat Au cours de notre étude, les mesures des paramètres physico-chimiques et les éléments traces métalliques des eaux usées brutes et épurées de la STEP de la ville de Skhirat sont effectuées sur deux échantillons prélevés (à l’entrée et à la sortie) à la date du 10 Mai 2021 entre 10 à 12 heures. Les résultats obtenus des paramètres mesurés sont présentés dans le tableau 3 cidessous.

27

Tableau 3: Résultats des analyses physico-chimiques des eaux usées à l'entrée et à la sortie de la STEP (Effectués au laboratoire de GEE à l'ENSAM, RABAT et d’EST de SALE) Paramètres

T pH CE O2 eH DBO5**

Unités

Entrée

Paramètres physico-chimiques °C 19,3 7,32 µS/cm 2270 mg/l 0,13 mV -44 mg O2/l 420

Sortie

18,4 7,63 840 4,66 -53 40

DCO* MES

mg O2/l mg/l

845,54 552

78 12

N-NH4+**

mg/l

78,88

7,12

N-NO2 **

mg/l

0,105

0,055

N-NO3-*

-

mg/l

16,58

0

3-

PO4 *

mg/l

156,53

6,9

Pt**

mg/l

9,16

0,12

NH3*

mg/l

58,5

9

-

NO3 *

mg/l

18,4

0

Cl2

mg/l

-

0,08

Cl-**

mg/l

269,44

17,01

TDS

mg/l

1930,48

637,18

Éléments traces métalliques Fe**

mg/l

1,16

0,13

Zn**

mg/l

0,55

0,13

Cu**

mg/l

0,06

0,1

(*) Analyses réalisées par M. ABDELMAJID Achkir, Doctorant au laboratoire de Génie Énergétique et l’Environnement à l’ENSAM de Rabat. * mesurés à l’entrée de la STEP de Skhirat ; ** mesurés à l’entrée et à la sortie de la STEP de Skhirat.

28

VII. ANALYSE Les teneurs des paramètres physicochimiques des eaux usées en amont et en aval de traitement sont représentées dans cette partie du mémoire. 1) Température La valeur de la température enregistrée dans les eaux usées brutes après la mesure au laboratoire est de 19,3 °C. Cette valeur diminue au cours du passage dans les différents ouvrages de traitement due au climat de la zone et temps de passage dans le bassin du décanteur avant traitement nous avons trouvé 18,8 °C. Après le traitement des effluents, la valeur enregistrée au cours de notre étude est de 18,4 °C, ce qui montre que la température des eaux usées traitées de la STEP est en dessous de norme Marocaine fixée au rejet [30 °C] et l’OMS. Elle obéit également la norme Marocaine de réutilisation en irrigation [35 °C] et en piscicole [30 °C]. 40

T (°C)

35 30 25 entrée 20

sortie Rejet

15

Irrigation 10

Piscicole

5 0 entrée

sortie

Rejet

Irrigation

Piscicole

Figure 6: Températures des eaux usées brutes et traitées de la STEP de la ville de SKHIRAT 2) pH La valeur du pH enregistrée à l’entrée de la STEP lors de notre étude est de 7, 32. La variation du pH dans les eaux usées est fonction de la nature des terrains traversés, le terrain calcaire, la lumière du jour rayonnement UV et la nature du rejet dans les égouts. 29

Le résultat d’analyse de pH des eaux usées traitées de la STEP de la ville de Skhirat est de 7,63. Cette valeur augmente légèrement vers la sortie de la station. Mais elle reste toujours inférieure et conforme à la norme du rejet [6 - 9] (OMS, 1989), et norme Marocaine de rejet [5,5 - 9,5]. A l’instar, la valeur du pH de rejet respecte la norme Marocaine de la réutilisation en aquaculture [6,5 - 8,4] et en irrigation [5 - 9].

pH 10 9 8 7

Entrée

6 5

Sortie

4

Norme de rejet

3

Norme en irrigation

2

norme en piscicole

1 0

Entrée

Sortie

Norme de rejet

Norme en irrigation

norme en piscicole

Figure 7: la valeur du pH des eaux usées brutes et traitées de la STEP de la ville de Skhirat 3) Oxygène dissous La teneur de l’oxygène dissous des eaux brutes à l’entrée de la STEP est de 0,13 mg/l, cette valeur est proche de zéro dans les eaux brutes, ce qui est provoqué par l’autoépuration des matières organiques biodégradables dans les égouts. La quantité de l’O2 enregistrée à la sortie de la STEP après l’épuration est de 4,66 mg/l, cette valeur proche de la norme Marocaine et Algérienne recommandée au rejet ainsi qu’à la réutilisation en piscicole [5 mg/l].

30

O2 (mg/l) 6

5

4

Entrée 3

Sortie Norme de rejet

2

norme en piscicole

1

0

Entrée

Sortie

Norme de rejet

norme en piscicole

Figure 8: Valeur de l'oxygène dissous à l'entrée et à la sortie de STEP de la ville de Skhirat 4) Conductivité électrique La conductivité électrique étant l’ensemble des éléments minéraux présents dans l’eau et indique aussi le passage du courant électrique dans une eau donnée. Au cours de notre étude, la teneur de la conductivité électrique des eaux usées à l’entrée de la STEP est de 2270 µS/cm. La concentration de la conductivité varie en fonction de la température et la viscosité de l’eau. La concentration de CE de rejet à la sortie de la STEP est enregistrée à 840 µS/cm. Cette valeur reste non seulement en dessous de la norme de FAO de rejet dans le milieu récepteur [3000 µS/cm], mais aussi en dessous de la norme Marocaine de réutilisations en irrigation [12000µS/cm] et en piscicole [3000 µS/cm].

31

CE (µS/cm) 14000

12000

10000

Entrée

8000

Sortie 6000

Norme de rejet Norme en irrigation

4000

norme en piscicole

2000

0

Entrée

Sortie

Norme de rejet

Norme norme en en irrigation piscicole

Figure 9: la valeur de conductivité électrique des eaux usées à l’entrée et à la sortie de STEP de la ville de Skhirat 5) Potentiel redox Le potentiel redox des eaux usées enregistrées lors de notre analyse effectuée au laboratoire, est de -44 mV à l’entrée et -53 mV à la sortie. En effet, la valeur négative d’eH explique la septicité et fermentation des eaux. Donc les eaux usées proviennent dans un milieu réducteur avec un dégagement d’odeurs nauséabondes. 6) Demande biochimique en oxygène La concentration de la DBO5 enregistrée dans les eaux usées brutes est de 420 mg O2/l, cette valeur permet de nous renseigner sur la teneur des matières organiques biodégradables qui arrive à la STEP. Cette concentration varie en fonction de la quantité de biomasse épuratrice et d’oxygène dans l’eau. La valeur de DBO5 mesurée à la sortie de la STEP après tous les traitements est de 40 mg O2/l, la concentration de la DBO5 de rejet n’obéit pas à la directive Européenne du 21 Mai 1991 du rejet [25 mg O2/l], mais respecte le seuil rédhibitoire de rejet [50 mg O2/l] et la norme Marocaine de rejet [120 mg O2/l]. Cette valeur dépasse la norme Marocaine de la réutilisation en piscicole [< 6 mg O2/l pour eaux tièdes]. 32

L’efficacité de la STEP avec un taux de rendement d’épuratoire à la réduction de DBO5 est de 90%.

DBO5 (mg O2/l) 450

420

400 350 300

Entrée

250

Sortie

200

Norme de rejet 150

norme en piscicole

100 50

40

50

6 0

Entrée

Sortie

Norme de rejet

norme en piscicole

Figure 10: DBO5 des eaux usées brutes et traitées de la STEP de la ville de Skhirat 7) Demande chimique en oxygène La DCO est la mesure de la quantité d’oxygène nécessaire pour oxyder les matières oxydables dans un effluent par le procédé chimique, en utilisant un oxydant très puissant permanganate de potassium. La teneur de la DCO mesurée à l’entrée de la STEP est de 845,54mg O2/l, comme la quantité totale des matières organiques qui arrive à l’entrée de la station. C’est cette raison qui fait que la concentration de l’oxygène dissous tend vers zéro à l’entrée. Après le traitement des eaux usées, la valeur de la DCO trouvée est de 78 mg O2/l, ce qui va nous permettre de confirmer que cette valeur respecte la directive européenne du 21 Mai 1991 (91/271/CEE) [125 mg O2/l] et la norme Marocaine de rejet [250 mg O2/l]. En plus elle reste inférieure à la norme Marocaine de réutilisation en irrigation [500 mg O2/l] mais dépasse la norme de réutilisation en piscicole [30 mg O2/l].

33

L’efficacité de la STEP à la dégradation des matières organiques avec un taux de rendement épuratoire de 91% DCO éliminée.

DCO (mg O2/l) 900

845.54

800 700 600

Entrée

500 500

Sortie

400

Norme de rejet

300

Norme en irrigation norme en piscicole

200

125 78

100

30

0

Entrée

Sortie

Norme de Norme en norme en rejet irrigation piscicole

Figure 11: Valeurs de DCO des eaux usées à l'entrée et à la sortie de STEP de la ville de Skhirat 8) Rapport de biodégradabilité DCO/DBO5 = 2 donc les matières organiques contenues dans ces eaux usées sont biodégradables. Dans les eaux usées domestiques ce rapport est compris entre 1,5 et 2,5, alors cela explique que la quantité des polluants organiques vient dans le rejet domestique. 9) Matières en suspensions La quantité des matières en suspensions enregistrée à l’entrée de la STEP au cours de notre étude est de 552 mg/l, cette quantité correspond à l’ensemble de pollutions particulaires, colloïdes, des matières insolubles entrant à la STEP. Elle varie selon la charge des rejets urbains dans les égouts collectifs lors des évènements pluvieux. La valeur des matières en suspension des eaux brutes mesurées au laboratoire au cours de notre étude est de 552 mg/l, cette valeur diminue après avoir décanté les matières décantables dans le bassin de décanteur à 412 mg/l.

34

Après le traitement des eaux usées, la valeur enregistrée à la sortie de la STEP est de 12 mg/l. Cette valeur est conforme à la norme Marocaine, Algérienne, directive Européenne du 21 Mai 1991 et l’OMS de rejet ; respectivement [150 mg/l], [35 mg/l] et [30 mg/l]. A l’instar, cette valeur est inférieure à la norme Marocaine de réutilisation en aquaculture [< 25 mg/l pour 5< T< 20 °C] et en irrigation gravitaire [2000 mg/l] et pour irrigation par aspersion [100 mg/l]. La capacité d’élimination des matières en suspensions est de 98 % comme rendement épuratoire au niveau de la STEP.

MES (mg/l) 600

552

500 entrée

400

sortie 300

Rejet Irrigation

200

Piscicole

100 100 12

35

25

0 entrée

sortie

Rejet

Irrigation

Piscicole

Figure 12: Valeurs des matières en suspensions à l'entrée et à la sortie de la STEP de la ville de Skhirat 10) Nitrate et azote Nitrique En ce qui concerne le nitrate, sa teneur à l’entrée des eaux usées à la STEP, est de 16,58 mg/l. La concentration de nitrate dépend généralement de la provenance de rejets, particulièrement (domestique et agricole) et la nature du terrain traversé. La teneur de nitrate NO3- et d’azote nitrique N-NO3-, au cours de notre étude sont nulles, cela nous montre que ces deux paramètres sont absents dans l’effluent traité de la STEP de la ville de Skhirat. Donc N- NO3- respecte la norme Marocaine de réutilisation en irrigation [30 mg/l], et pour l’OMS [50 mg/l]. La valeur de nitrate aussi est inférieure à la norme Marocaine de réutilisation en piscicole [0,5 mg/l].

35

N-NO3- (mg/l) 35

30

25

20

Entrée Sortie

15

Norme de rejet norme en piscicole

10

5

0

Entrée

Sortie

Norme de rejet

norme en piscicole

Figure 13: Valeurs de nitrate dans les eaux usées brutes et traitées de la STEP de la ville de Skhirat 11) Azote Nitreux La concentration de nitrite NO2- dans les eaux usées au cours de notre étude est enregistrée à 0,105 mg/l à l’entrée de la STEP. Après le traitement, le résultat de notre analyse montre que la teneur de nitrite au rejet est proche de zéro 0,055 mg/l, cette valeur de NO2- est inférieure à la norme Algérienne de rejet [1 mg/l] et la norme Marocaine de réutilisation en piscicole [< 1 mg/l] pour les eaux tièdes.

36

N-NO2- (mg/l) 1.2

1

0.8

Entrée 0.6

Sortie Norme de rejet

0.4

0.2

0

Entrée

Sortie

Norme de rejet

Figure 14: Valeurs de l'azote nitreux des eaux usées à l’entrée et à la sortie de la STEP de la ville de Skhirat 12) Azote ammoniacal (N-NH4+) La concentration de N-NH4+ dans les eaux usées à l’entrée de la STEP est enregistrée à 78,88 mg/l. L’azote se trouve dans les eaux usées sous forme ionisée NH4+ qui est peu toxique dans le milieu récepteur, contrairement à NH3 qui est plus toxique pour les faunes et flores aquatiques. La teneur de rejet de NH4+ à la sortie de la STEP est obtenue à 7,12 mg/l au cours de notre étude. Cette concentration de NH4+ à la sortie est supérieure à la norme Marocaine de la réutilisation en piscicole [0,9 mg/l]. La présence de l’azote ammoniacal dans les eaux usées est souvent d’origine humaine (présence d’urée).

37

N-NH4+ (mg/l) 90

80

78.88

70

60

50

Entrée Sortie

40

norme en piscicole

30

20

10

7.12 0.9

0

Entrée

Sortie

norme en piscicole

Figure 15: Valeurs de l'azote ammoniacal des eaux usées à l'entrée et à la sortie de la STEP de la ville de Skhirat 13) Ammoniac (NH3) L’azote se transforme en ammoniac sous forme non ionisée en NH3, c’est un gaz soluble dans l’eau. Il est fonction de pH et la température de l’eau. Le résultat de la mesure de l’ammoniac NH3 à la sortie de la STEP est de 9 mg/l. Cette valeur dépasse largement la norme Marocaine de réutilisation des eaux usées en aquaculture ou piscicole [0,025 mg/l]. En effet, le NH3 est un paramètre limitant et provoque une toxicité aiguë aux faunes piscicoles.

38

NH3 (mg/l) 10

9

9 8 7 6 5

Sortie STEP

4

norme en piscicole

3 2 1

0.025

0

Sortie STEP

norme en piscicole

Figure 16: Valeurs de l'ammoniac dans les eaux usées traitées de la STEP de la ville de Skhirat

14) Orthophosphate (PO43-) La teneur de PO43- dans les eaux usées à l’entrée de la STEP est enregistrée à 156,53 mg/l. Le phosphore se trouve dans les eaux usées soit sous forme d’ions orthophosphates ou soit sous forme condensée. Il provient généralement des rejets industriels et les rejets domestiques (métabolisme humain et les détergents). Après le traitement, la concentration de PO43- est enregistrée à 6,9 mg/l, cette valeur respecte la norme Marocaine de rejet [10 mg/l], mais supérieure à la directive Européenne du 21 Mai 1991 [2 mg/l] fixée pour les zones sensibles au phosphore.

39

PO43- (mg/l) 180 160 140 120

Entrée

100

Sortie

80

Norme de rejet Norme rejet Maroc

60 40 20 0

Entrée

Sortie

Norme de rejet

Norme rejet Maroc

Figure 17: Valeurs de phosphore dans les eaux usées à l'entrée et à la sortie de la STEP de la ville de Skhirat 15) Chlorure (Cl-) Le résultat de notre analyse montre que la teneur entrant de Cl- dans la STEP est 269,44 mg/l. Les chlorures sont des sels minéraux dissous dans l’eau, sa présence dans les eaux usées est très souvent causée par le rejet pluvial (lessivage des routes) et par les industries. La concentration de chlorure à la sortie de la STEP est enregistrée à 17,1 mg/l. Cette Valeur de Cl- est inférieure à la norme Marocaine de la réutilisation en irrigation gravitaire [350 mg/l] et en irrigation par aspersion [105 mg/l].

40

Cl- mg/l 400 350 350 300

269.44

250 200 150

105

100 50

17.01

0 Entrée

Sortie

Norme en irrigation

irrigation par aspersion

Figure 18: Valeurs de chlorure des eaux usées à l'entrée et à la sortie de la STEP de la ville de Skhirat 16) Chlore Le résultat du chlore total des eaux usées à la sortie de la STEP, lors de notre mesure au laboratoire est de 0,08 mg/l. Le chlore étant utilisé à la STEP comme un désinfectant, qui permet d’empêcher les activités bactériennes ou d’autres types de microorganismes présents dans l’eau. En effet, cette concentration est limitée dans le rejet afin d’éviter certaines maladies dans les eaux de baignade. Le résultat de chlore est conforme à la norme marocaine de rejet dans le milieu récepteur [0,2 mg/l].

Cl2t (mg/l) 0.25 0.2 0.15

Sortie STEP 0.1

Norme de rejet

0.05 0

Sortie STEP

Norme de rejet

Figure 19: Valeurs du chlore total dans les eaux usées traitées de la STEP de la ville de Skhirat

41

17) Les éléments traces enregistrés des eaux usées de la STEP de la ville de Skhirat Les teneurs des paramètres des éléments traces métalliques des eaux usées en amont et en aval de traitement sont représentés dans les figures ci-dessous : - Fer (Fe) La valeur du Fer à l’entrée de la STEP est enregistrée au cours de notre étude au laboratoire à 1,16mg/l et à la sortie 0,13mg/l. Cette valeur respecte la norme Marocaine de rejet [5 mg/l] et la réutilisation en irrigation [5 mg/l].

Fe (mg/l) 6

5

5

5

4

Entrée 3

Sortie Norme de rejet Norme en irrigation

2 1.16 1 0.13 0

Entrée

Sortie

Norme de rejet

Norme en irrigation

Figure 20: Valeurs de Fer des eaux usées à l’entrée et à la sortie de la STEP de la ville de Skhirat - Cuivre (Cu) La teneur en cuivre enregistrée dans les eaux usées à l’entrée de la STEP est de 0,06 mg/l et celle mesurée à la sortie après le traitement est de 0,1 mg/l. Donc la concentration de Cu à la sortie respecte la norme Marocaine de rejet [2 mg/l], de réutilisation en irrigation [2 mg/l] mais elle est supérieure à la réutilisation en piscicole [0,04 mg/l].

42

Cu (mg/l) 2.5

2

2

2

1.5

Entrée Sortie Norme de rejet

1

Norme en irrigation norme en piscicole

0.5

0.06

0.1

Entrée

Sortie

0.04

0

Norme de Norme en norme en rejet irrigation piscicole

Figure 21: Teneur de Cuivre des eaux usées à l'entrée et à la sortie de la STEP de la ville de Skhirat - Zinc (Zn) La teneur en Zn mesurée dans les eaux usées brutes est de 0,55 mg/l et celle de la sortie après le traitement est de 0,13 mg/l. Alors cela explique que la concentration de Zn à la sortie est conforme à la norme Marocaine de rejet [5 mg/l], en irrigation [2 mg/l] et en piscicole [1,3 mg/l].

Zn (mg/l) 6 5 5

Entrée

4

Sortie

3 2 2 1

1.3 0.55

0.13

Sortie

Norme en irrigation norme en piscicole

0

Entrée

Norme de rejet

Norme de rejet

Norme en irrigation

norme en piscicole

Figure 22: Valeur de Zinc des eaux usées à l'entrée et à la sortie de STEP de la ville de Skhirat 43

- Solide total dissous (TDS) Le TDS correspond à l’ensemble des éléments solides dissous dans l’eau, généralement les composés organiques et inorganiques ; provenant dans les différentes sources de rejets (industries, domestiques et pluviales). La teneur en TDS mesurée à l’entrée de la STEP lors de notre analyse, est de 1930,48 mg/l et celle enregistrée à la sortie est de 637,18 mg/l. Cette valeur de rejet est inférieure à la norme Marocaine de la réutilisation en irrigation [7680 mg/l].

TDS (mg/l) 9000.00 8000.00 7000.00 6000.00 5000.00

Entrée Sortie

4000.00

Norme en irrigation 3000.00 2000.00 1000.00 0.00

Entrée

Sortie

Norme en irrigation

Figure 23: Valeurs de TDS dans les eaux usées à l'entrée et à la sortie de la STEP de la ville de Skhirat

44

VIII. INTERPRÉTATION

La présente étude porte sur la faisabilité de la réutilisation des eaux usées traitées de la STEP de la ville de Skhirat en irrigation et en piscicole. Cette étude a donc un double objectif, le premier contribue à la protection des milieux récepteurs contre la pollution afin d’assurer l’équilibre de son cycle, et le second consiste à fournir la quantité supplémentaire d’eau de bonne qualité pour satisfaire les besoins socio-économiques d’eau dans des diverses fins et afin de combler les déficits hydriques. En effet, il est indéniable de voir les eaux usées sous ses aspects négatifs. Par conséquent, l’utilisation et rejet des eaux usées brutes peuvent avoir des effets néfastes sur la santé humaine et sur les organismes aquatiques. Par ailleurs, la réutilisation et rejet des effluents urbains non traités nécessitent des traitements et une analyse appropriée de ses caractéristiques conformément aux réglementations fixées. 1) Suivi des paramètres physico-chimiques C’est dans ce cadre que nous avons effectué un suivi des paramètres physicochimique et certains éléments traces métalliques des eaux usées brutes et traitées de la station d’épuration de la ville de Skhirat. Ensuite, nous avons comparé les résultats obtenus avec les normes nationale et internationale. - Température La mesure de la température est indispensable dans la détermination de la qualité de l’eau, car elle conditionne certains paramètres comme par exemple, l’oxygène dissous, la conductivité électrique et pH. Par ailleurs, la température de l’eau conditionne le bon fonctionnement des plantes en irrigation et la vie des poissons en aquaculture. La température enregistrée au cours de notre étude à l’entrée et à la sortie de la STEP sont respectivement de 19,3 °C et 18,4 °C, ces valeurs sont inférieures à la norme de rejet et de réutilisation en piscicole et en irrigation. Donc la température de ces eaux est acceptable au rejet et à la réutilisation en irrigation et en aquaculture sans effet néfaste sur l’environnement et sur les cultures. - Potentiel d’hydrogène (pH)

45

Le pH est un paramètre très important pour la détermination de la qualité des eaux car il permet d’indiquer l’acidité, la basicité et la neutralité d’une solution. Ainsi une concentration trop basse ou trop élevée du pH peut avoir non seulement les effets néfastes sur les substrats du sol en irrigation mais aussi sur les faunes aquatiques dans le bassin piscicole et dans le milieu récepteur. Donc, il est très important d’ajuster la valeur du pH des eaux destinées à divers usages avant son utilisation conformément aux normes comme par exemple la norme Marocaine de rejet [5,5 < pH < 9,5] ; le pH est acidose lorsque [pH < 5,5] et basidose lorsque [pH > 9,5]. Au cours de notre étude, la valeur du pH à l’entrée et à la sortie de la STEP est respectivement 7,32 et 7,63, nous constatons une légère augmentation du pH à la sortie de la STEP. Cette petite élévation de concentration est due à la lumière de rayonnement UV, car la lumière du jour a une valeur de pH élevée pour éliminer les organismes pathogènes dans le bassin de maturation. Alors conformément à la norme de rejet, de réutilisation en irrigation et en aquaculture, ces valeurs sont acceptables sans aucun préjudice sur les faunes aquatiques et sur les plantes. - Oxygène dissous La détermination de l’oxygène dissous dans la détermination de la qualité des eaux est très importante car il conditionne la vie des organismes vivants dans l’eau. Dans le bassin de traitement biologique, particulièrement le traitement des boues activées, de même, la quantité de l’oxygène dissous est très nécessaire voire indispensable pour l’oxydation des matières organiques biodégradables dans les eaux usées. La concentration enregistrée de l’oxygène dissous au cours de notre étude à la STEP de la ville de Skhirat est de 0,13 mg/l à l’entrée et 4,66 mg/l à la sortie. Cette valeur à la sortie est très proche de la valeur fixée [5 mg/l] dans les eaux de rejet et en piscicole pour assurer la vie des faunes aquatiques. - Conductivité électrique La conductivité électrique correspond à l’ensemble des éléments ou sels minéraux présents dans une eau donnée. Elle est également considérée comme indicateur de salinité des eaux. Une concentration trop élevée de CE peut causer des effets néfastes sur les cultures pour les eaux destinés en irrigation.

46

La teneur de conductivité électrique mesurée au cours de notre étude est de 2270 µS/Cm à l’entrée et 840µS/Cm à la sortie de la STEP. Cette concentration de CE à la sortie reste inférieure à la norme de rejet, de réutilisation en irrigation et en piscicole. Donc les eaux usées traitées de la STEP de Skhirat peuvent être rejetées ou être valorisées dans l’irrigation et en aquaculture sans aucun problème des sels minéraux dissous sur les plantes. - Matières en suspensions La détermination des matières en suspensions est nécessaire pour les eaux destinées au rejet dans le milieu récepteur, la teneur de MES correspond à l’ensemble des particules minérales, organiques, colloïdales et microorganismes en suspension dans l’eau. La concentration trop élevée de MES dans le rejet au milieu récepteur peut provoquer le phénomène d’envasement dans les cours d’eaux. Aussi elle peut provoquer la turbidité et bloque la photosynthèse dans le milieu récepteur. Cependant les matières en suspensions sont nécessaires et bénéfiques pour les eaux destinées à l’irrigation, car elles contiennent des éléments nutritifs pour les plantes. La valeur trouvée de MES au cours de notre étude est enregistrée à 552 mg/l à l’entrée et à la sortie 12 mg/l. Après le traitement des eaux, nous avons constaté que le procédé utilisé à la STEP a une très bonne efficacité d’épuration avec le rendement épuratoire de 98 %. La concentration de MES est conforme à la norme nationale et internationale de rejet ainsi, elle respecte aussi la norme nationale de réutilisation en irrigation et en piscicole. En effet, les eaux usées traitées à la STEP de la ville de Skhirat peuvent être rejetées dans le milieu récepteur ou être réutilisées en irrigation et en piscicole sans avoir aucun effet de pollution particulaire sur l’environnement et sur les faunes aquatiques. - DBO5 La demande biochimique en oxygène correspond à la mesure de quantité d’oxygène qui a été consommée par les microorganismes lors de la dégradation des matières organiques biodégradables pendant 5 jours à 20 °C, exprimé en mg O2/l. La teneur trop élevée de la DBO5 dans le milieu récepteur peut provoquer une diminution d’oxygène dans les cours d’eau par conséquent provoque par la suite, le problème de l’asphyxie dans ce milieu. En effet, le problème d’asphyxie dans l’eau peut avoir une influence négative pour les poissons dans le bassin piscicole ainsi que les organismes aquatiques dans le milieu récepteur. Pour le cas de notre étude, la valeur de la DBO5 est enregistrée à l’entrée de la STEP à 420 mg O2/l, et la sortie est de 40 mg O2/l. Cette concentration de DBO5 est inférieure à la norme 47

Marocaine de rejet, mais largement dépassé la norme fixée pour la réutilisation en piscicole [< 6 mg/l]. Donc les eaux usées traitées de la STEP de la ville de Skhirat peuvent être rejetées dans le milieu récepteur. Mais pour les valoriser en piscicole, il faut procéder au traitement supplémentaire ou de prolonger le temps de séjour des eaux traitées dans le bassin de maturation afin de diminuer la quantité de pollutions organiques de ces eaux. Une autre solution peut remédier ce problème par exemple en procédant au traitement chimique ou en faisant diluer les eaux épurées par l’eau douce si possible pour réduire la concentration des polluants. - DCO La demande chimique en oxygène est un paramètre d’indicateur de teneur en matières organiques présente dans l’eau. En outre, elle permet de déterminer l’ensemble des matières organiques oxydables dans l’eau, mais elle ne peut pas nous indiquer le caractère biodégradable de ces composés organiques. La DBO5 détermine la quantité d’oxygène nécessaire pour oxyder toutes les matières organiques par le procédé chimique, exprimée en mg d’O2/l. Le résultat obtenu au cours de notre période d’analyses au laboratoire montre que la valeur de la DCO enregistrée à l’entrée de la STEP est de 845,54 mg O2/l et à la sortie est de 78 mg O2/l. Cette concentration de la DCO à la sortie respecte les normes nationales et internationales de rejet et de réutilisation en irrigation, mais dépasse largement la norme fixée de réutilisation en piscicole [30 mg O2/l]. La solution est de même pour celle proposée à la DBO5 afin qu’elles soient réutilisées en pisciculture. La quantité de pollutions organiques qui arrive à l’entrée de la STEP est facilement biodégradable avec le rapport biodégradabilité de DCO/DBO5 = 2. La teneur des matières oxydables (MO) a pour expression : MO = (DCO + 2*DBO5)/3 = 562 mg O2/l comme charge totale des matières oxydables de la STEP de la ville de Skhirat. - Les pollutions azotées L’azote se trouve dans les eaux usées sous la forme (organique, ammoniacale, nitrite et nitrate). Mais l’azote sous forme ammonium ou nitrique sont très toxiques pour la plupart des

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êtres vivants. Par contre, le nitrate peut entrer en chaine alimentaire comme les éléments nutritifs et il est aussi favorable pour le bon fonctionnement des cultures en fertilisant le sol. Une forte concentration de l’azote prend sa source dans le rejet agricole (lessivage ou ruissellement de sol agricole pendant les évènements pluvieux) ou la contamination provenant des déchets d’origine animale, l’azote se trouve également dans les rejets domestiques et industriels. La concentration trop élevée de l’azote peut provoquer le phénomène d’eutrophisation dans le milieu récepteur, mais elle est très bénéfique pour la valorisation en irrigation. Le nitrate est peu nocif pour les faunes aquatiques, mais une dose trop élevée peut endommager leur développement, la diminution de taux de reproduction et augmentation de taux de mortalité. Au cours de notre étude, la valeur de l’ammonium dans les eaux usées brutes est de 78,88 mg/l à l’entrée de la STEP, et à la sortie 7,12 mg/l. La diminution de teneur de NH4+ est due au passage des eaux dans les différentes phases d’épuration et aussi une forte épuration dans les bassins de traitement biologique (bassins facultatifs et bassins de maturation) par intermédiaire de rayonnement solaire (UV), les activités bactériennes et algales. Mais la valeur de NH4+ à la sortie est supérieure à la norme de réutilisation en piscicole [0,9 mg/l]. Donc conformément à la norme Marocaine, les eaux usées traitées de la STEP de Skhirat ne sont pas admissibles à la valeur fixée en NH4+ pour être valorisées en pisciculture, car NH4+ peut causer des effets néfastes aux faunes aquatiques. La concentration de nitrite au cours de notre période d’analyse est enregistrée à l’entrée de la STEP à 0,105 mg/l et à la sortie à 0,055 mg/l. Donc cette valeur à la sortie reste inférieur à la norme Marocaine de rejet [1 mg/l] et à la réutilisation en piscicole [0,5 mg/l]. Alors les eaux usées traitées de la STEP de Skhirat sont admissibles en piscicole sans effet de NO2- sur les poissons. La valeur de nitrate enregistrée dans les eaux usées brutes au cours de notre étude est de 16,58 mg/l et celle trouvée à la sortie de la STEP est nulle. Donc NO3- respecte la norme Marocaine de rejet et de réutilisation en piscicole [1 mg/l]. Alors les eaux épurées de la STEP peuvent être valorisées dans l’aquaculture sans problème causé par NO3-. L’azote sous la forme de l’ammoniac NH3 est très toxique pour les poissons, selon la norme Marocaine de réutilisation en piscicole, cette valeur ne doit pas dépasser [0,025 mg/l]. 49

Au cours de notre étude, nous avons trouvé la valeur de NH3 à 58,5 mg/l à l’entrée de la STEP, et celle mesurée à la sortie est de 9 mg/l. Cette valeur de NH3 à la sortie est largement supérieure à la norme Marocaine de réutilisation en piscicole. À l’instar, les eaux usées traitées ne sont pas conformes à la norme fixée en NH3 pour être valorisées en piscicole. - Les pollutions phosphorées Le phosphore provient dans le rejet domestique (les urines et les détergents), dans les industries (laveries, agroalimentaire) et dans le sol agricole (ruissèlement de surface). La concentration trop élevée de phosphore peut causer le problème d’eutrophisation dans le milieu récepteur, mais il est cependant bénéfique pour les eaux destinées à l’irrigation. La valeur de l’orthophosphate dans les eaux usées brutes à l’entrée de la STEP est de 156,53 mg/l et à la sortie est 6,9 mg/l. Donc PO43- reste inférieure à la valeur fixée au rejet de la norme Marocaine [10 mg/l]. Alors les eaux usées traitées de la STEP de la ville de Skhirat peuvent être rejetées dans le milieu récepteur conformément à la norme Marocaine de rejet. - Chlore Le chlore est utilisé dans le traitement des eaux pour inhiber les activités bactériennes dans les eaux, il joue le rôle de désinfectant ou d’oxydant des diverses eaux. Une forte concentration de chlore dans les eaux destinées à la baignade peut provoquer une maladie de peaux. Au cours de notre période d’étude nous avons mesuré la valeur du chlore total à la sortie de la STEP à 0,08 mg/l. Cette teneur du chlore à la sortie est inférieure à la norme Marocaine de rejet dans le milieu récepteur. Donc les eaux traitées de la STEP de la ville de Skhirat peuvent être rejetées dans le milieu récepteur conformément à la norme Nationale fixée pour le Cl2. - Chlorure Les chlorures sont des sels minéraux dissous dans l’eau, ils proviennent généralement dans les industriels, dérivée du chlore, sur les chaussées des routes (salage) et aussi de l’ajout de perchlorure de fer lors de l’élimination de phosphore à la STEP. Une forte concentration de chlorures peut affecter la croissance et le bon fonctionnement des cultures causant par le détriment des éléments nutritifs dans les sols agricoles. Aussi, il faut savoir que la salinisation peut avoir des effets néfastes sur les poissons dans la chaine alimentaire, car au-delà d’une certaine limite de salinité, pourra détruire les microorganismes servant la nourriture des poissons dans le milieu récepteur et dans le bassin piscicole.

50

Au cours de notre travail, la concentration de chlorure enregistrée dans les eaux usées brutes est 269,44 mg/l à l’entrée de la STEP, et celle mesurée à la sortie est de 17,01 mg/l. La teneur Cl- à la sortie respecte les normes Marocaines de réutilisation en irrigation gravitaire [350 mg/l] mais dépasse un peu pour l’irrigation par aspersion [15 mg/l] et la norme Algérienne en irrigation [250 mg/l]. Alors les eaux traitées de la STEP de la ville de Skhirat peuvent être valorisées conformément à la norme fixée en Cl- sans préjudice aux plantes. - Les éléments traces métalliques Les éléments traces métalliques sont des éléments chimiques indésirables dans les eaux usées, qui peuvent avoir des effets négatifs sur la santé humaine et sur l’environnement. Ces éléments vont être bioaccumulés au fur des années et deviennent très toxiques. Au cours de notre analyse, nous avons mesuré les valeurs de certains éléments traces métalliques tels que le Cu, le Fe et le Zn dans les eaux usées brutes qui sont respectivement de 0,06 mg/l, 1,16 mg/l et 0,55 mg/l, et à la sortie nous avons trouvé dans les eaux usées traitées respectivement des valeurs de 0,1 mg/l, 0,13 mg/l et 0,13 mg/l. Toutes ces valeurs respectent les normes en irrigation [2 mg/l] et de rejet [5 mg/l]. Mais seul Cu dépasse la norme Marocaine de réutilisation en piscicole [0,04 mg/l]. Donc les eaux usées traitées de la STEP de Skhirat peuvent être réutilisées irrigation ou être rejetées dans le milieu récepteur. 2) Possibilité de réutilisation des eaux usées traitées Pour notre cas d’étude, après avoir analysé les échantillons prélevés à la STEP de Skhirat puis vérifié la conformité avec les normes nationales et internationales. Nous avons constaté que tous les paramètres physico-chimiques et certains éléments traces métalliques des eaux usées traitées ont répondu aux exigences environnementales et réglementaires définis pour la valorisation en irrigation, et le rejet dans la nature. Donc elles peuvent être réutilisées en utilisant certaines mesures de sécurité ou simplement être restituées au milieu naturel. Le bilan d’analyses des eaux usées pour la conformité au rejet dans le milieu naturel et de réutilisation en irrigation et en piscicole est présenté dans le tableau 4 ci-dessous.

51

Tableau 4: Bilan d'analyses des eaux usées pour les paramètres qui sont conformes au rejet et à la réutilisation Bilan d’analyses des eaux usées traitées de la STEP de la ville de Skhirat Paramètres Rejet dans la Réutilisation en Réutilisation en nature irrigation piscicole T PH CE O2 DBO5 DCO MES N-NH4+ N-NO2N-NO3PO43PT NH3 Cl2T ClTDS Fe Zn Cu

Légende Conforme à la norme nationale Éléments nutritifs pour les cultures Conforme à la norme nationale et internationale Non conforme à la norme nationale et internationale Et toxique pour les poissons

NB : les parties vides sont les paramètres qui n’ont pas d’informations concernant les normes. Pourcentage de conformités : 

Rejet dans le milieu récepteur : 100% des paramètres qui sont conformes aux normes ; 52



Réutilisation en irrigation : 100% des paramètres qui sont conformes aux normes ;



Réutilisation en piscicole : 58% des paramètres qui sont conformes aux normes et 42% ne les sont pas. Parmi les paramètres non conforme aux normes, on trouve l’ammoniac sous forme ionisée (NH4+) et forme non ionisée (NH3) qui sont considérés comme les paramètres limitant aux faunes piscicoles. La NH3 est un gaz dissous dans l’eau très dangereux et peut aller jusqu’à la mort. Nous pouvons même le classer parmi les paramètres qui présentent une toxicité aiguë. En effet, les eaux usées traitées de la STEP de la ville de Skhirat est à proscrire pour pouvoir être réutiliser en aquaculture.

La validation du rejet et de la réutilisation des eaux résiduaires traitées de la STEP de la ville de Skhirat est présentée dans le tableau 5 ci-dessous. Tableau 5: Validation des eaux usées traitées de la STEP de la ville Skhirat au rejet et à la réutilisation en irrigation Désignation Rejet des EU traitées

Validation Les eaux usées traitées sont acceptées conformément aux normes de rejet

Réutilisation des EU traitées en irrigation

Les eaux usées traitées sont acceptées conformément aux normes de réutilisation en irrigation

Réutilisation des EU traitées en piscicole

Les eaux usées traitées sont à proscrire conformément aux normes de réutilisation en piscicole

Raison Tous les paramètres mesurés sont conformes aux normes. Donc ces paramètres sont sans aucun impact sur le milieu récepteur. Tous les paramètres mesurés sont conformes aux normes. Donc ces paramètres sont sans aucun impact sur les cultures. 42% des paramètres mesurés ne sont pas conformes aux normes et en plus toxiques aux faunes piscicoles

Le domaine d’utilisation des eaux usées traitées de la STEP de la ville de Skhirat, et certains matériels de protections pour minimiser les risques de contamination, sont représentés dans le tableau 6 ci-dessous.

53

Tableau 6: Utilisations et matériels de protection Désignation Réutilisation des EU traitées en irrigation

Réutilisation des EU traitées en piscicole

Utilisation  En irrigation des espaces verts ;  Irrigation en arboricultures ;  Irrigation des terrains de golfs ;  Culture industrielle non destinées à la consommation humaine (coton, sisal, chanvre, lin et laine etc.)

Matériels de protection Les matériels de protection sont nombreux et variés selon le contexte d’utilisation et les produits utilisés : - Habillements, - Gants, - Visière, - Bottes, - Masques etc.

Solutions pour valoriser les eaux traitées de la STEP de la ville de Skhirat en piscicole :  Dilution avec de l’eau douce,  Prolongation du temps de séjour des eaux traitées à la sortie de la STEP ;  Procédé à un traitement spécifique, simple et moins coûteux.

Le contact de l’eau en piscicole, ne se fait pas tout le temps comme en irrigation : - Habillements, - Gants, - Bottes, - Masques etc.

3) Intérêt de traiter et réutiliser les eaux usées Les ressources en eaux douces ne cessent de diminuer d’une année à l’autre, cela est dû au réchauffement climatique, le développement économique et l’accroissement démographique, l'accès à l'eau est alors devenu un enjeu vital pour de nombreux territoires. La dépollution des eaux usées en provenance des activités domestiques ou industrielles pour en faire une nouvelle ressource constante et réutilisable sera indispensable. Les eaux usées n’étaient pas trop bien considérées comme une ressource supplémentaire en matière de gestion durable en eau. Cependant les eaux usées traitées constituent non seulement une solution au déficit et à la demande croissante de l’eau, mais aussi une source riche de nutriments, des minéraux très bénéfiques pour la valorisation en irrigation afin de réduire l’utilisation des engrais chimiques. Aspects environnementaux 

Les eaux usées traitées sont une des ressources en eaux alternatives pour lutter contre les pénuries d'eau dans les zones où la ressource en eau ne suffit pas pour répondre à la demande. 54



En épurant une quantité des eaux usées cela va permettre de diminuer la quantité des polluants au rejet dans le milieu récepteur.



Les eaux usées traitées peuvent ainsi être utilisées pour recharger artificiellement les cours d'eau et la nappe phréatique ou alimenter les zones humides pour le domaine agricole.



Les eaux usées étant très riche en composés organiques, en azote et en phosphore, peuvent aussi entretenir la fertilité des sols et contribuer à réduire l'utilisation des engrais chimiques pour une agriculture plus raisonnée.

Aspects sociaux et culturels 

Les collectivités utilisent également les eaux usées traitées pour des usages qui ne nécessitent pas une eau potable pour arroser les terrains de sport et les golfs, nettoyage des voiries, alimentation des points d’eau pour les circuits d’incendie ou irriguer les parcs et les espaces verts résidentiels de la ville.



Ainsi la réutilisation des eaux usées est donc devenue une pratique incontournable pour éviter le gaspillage de la ressource en eau et améliorer le cadre de vie des habitants.

Aspects économiques 

Les eaux urbaines traitées peuvent aussi être valorisés pour des usages industriels (chaudière pour le refroidissement et lavage des installations).



En tant que composante essentielle d’une économie circulaire, l’utilisation des eaux usées et la récupération des sous-produits peuvent générer de nouvelles opportunités d’affaires et permettre de récupérer de l’énergie, des nutriments, des métaux et d’autres sousproduits.



Ces modèles d'économie circulaire préservent et renouvelle la ressource et prolonge durablement le cycle de l'eau.



La réutilisation des eaux usées, après le traitement permet d’économiser les ressources en eau douce en minimisant la consommation inutile dans certains usages.

55

IX. CONCLUSIONS En somme, cette étude a été menée dans le but de contribuer à l’étude de faisabilité de la réutilisation des eaux usées traitées de la station d’épuration de la ville de Skhirat. Ainsi, elle nous a permis de déceler les différentes sources de pollutions provenant dans le milieu résiduaire (domestique et industriel) qui vont être acheminées dans un réseau unitaire vers la STEP de la ville de Skhirat. La quantité des matières organiques obtenues au cours de notre étude a montré que la plupart des eaux polluées proviennent des activités domestiques, avec le rapport de la biodégradabilité DCO/DBO5 = 2, ce rapport permet de nous renseigner que les matières organiques arrivant à la STEP sont toutes moyennement biodégradables et la charge totale des matières oxydables MO = 562 O2 mg/l. D’autre part, notre étude nous a aussi permis de connaitre le système de traitement utilisé dans la STEP de la ville de Skhirat, qui est de type lagunage naturel. Ce type de procédé permet non seulement l’élimination très élevé des polluants particulaires (MES), organiques (DCO, DBO5), azotés et phosphorés, mais aussi l’élimination complète des germes pathogènes (problème de santé pour les exploitants et consommateurs) sous l’action de rayonnement ultraviolet et l’augmentation de temps de séjour des eaux usées traitées dans le bassin de lagunage. Par ailleurs, dans l’objectif d’évaluer la performance de la STEP et de surveiller la qualité des eaux usées à la sortie, les analyses des paramètres physico-chimiques ont été réalisés puis comparés avec les normes de rejet et de réutilisation. Les résultats obtenus permettent d’affirmer que les eaux usées traitées de la STEP de la ville de Skhirat peuvent être rejetées dans la nature ou être valorisées en irrigation (pour les cultures non destinées à la consommation humaine et animale), leurs caractéristiques physico-chimiques acquièrent de bonne qualité d’eau appréciable. En outre, ces résultats obtenus au cours de cette période d’étude ont montré que la majeure partie des paramètres sont conformes à la norme nationale et internationale pour le rejet et la valorisation en irrigation, à l’exception de certains paramètres pour la valorisation en piscicole, comme DCO, DBO5, NH4+, NH3 et Cu qui dépassent largement les normes fixées. La capacité de réduction des indicateurs physicochimiques de pollution sont de l’ordre de 98% pour MES, 91% pour la DCO et 90% pour la DBO5.

56

X. RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES 2iE, I. I. (Juillet 2010). MANUEL TECHNIQUE DE GESTION INTEGREE DES RESSOURCES EN EAUX. Burkina Faso. Agence de l’eau Loire-Bretagne. (2006). Guide technique prélèvement d’échantillons en rivière:TECHNIQUES D’ÉCHANTILLONAGE EN VUE D’ANALYSES PHYSICOCHIMIQUES. France , loire (ORLÉANS CEDEX 2). BENSAYAH N A, .. L. ( 13 juin 2017). Etude des systèmes de collecte et épuration des eaux usées . Algérie . CAWST, C. f. (Octobre 2013). Introduction à l’Analyse de Qualité de l’Eau de Boisson. Canada: Creative Commons . CREPA, C. R. (Janier 2007). CONTRÔLE ETSUIVI DE LA QUALITÉ DES EAUX USÉES:PROTOCOLE DE DETERMINATION DES PARAMETRES PHYSICOCHIMIQUES ET BACTERIOLOGIQUES. Ouagadougou - Burkina Faso. DE VILLERS Juliette, S. M. (Novembre 2005). Qualité physico-chimique et chimique des eaux de surface: cadre général. GAÏD, A. (1993). Traitement des eaux usées urbaines. GWP/RIOB, P. m. (2009). Manuel de Gestion Intégrée des Ressources en Eau par Bassin. Suède: Elanders, 2009. HAMED M et Al, .. (2012). Etude des propriétés physico-chimiques et bactériologiques de l’eau du Barrage Djorf-Torba Bechar. Université de Bechar. J B KOUASSI et Al. (2013, Mars 13). Détermination des teneurs en fer, en calcium, en cuivre et en zinc de deux variétés de gombo. Bulletin de la Société Royale des Sciences de Liège, 82, pp. 22 - 32. Consulté le Juillet 8, 2021 LIBES, Y. (2010). Les eaux usées et leur épuration. M Lakhlifi et al. (2017, Avril). Evaluation de la performance d’une station d’épuration de type lagunage à boues activées : Cas de la STEP Skhirat, Maroc. International Journal of Innovation and Applied Studies, 20(2 ), 724-730. Consulté le Mai 06, 2021, sur http://www.ijias.issr-journals.org/ Ministère délégué chargé de l’Eau. (Juin 2014). Valeurs Limites de Rejet à respecter par les déversements (Normes de pollution). Maroc. MOS. (1989). L’utilisation des eaux usées en agriculture et en aquiculture recommandation à visés sanitaire. Rapport technique, Genève. doi:778 overblog. (2008, Mars 14). Consulté le Juin 19, 2021, sur overblog, le blog d'Aquaba: http://aquaba.over-blog.com/article-17701030.html Programme mixte FAO/UNW-DPC/UNU-INWEH. (2011). Projet de Renforcement des Capacités sur l’Utilisation sans danger des Eaux Usées en Agriculture. Maroc. Consulté le Juin 8, 2021 57

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58

ANNEXE Échantillons prélevés

Photo 1: échantillons prélevés des eaux usées de la STEP de Skhirat Les matériels et appareils de mesures 

Appareils de mesures de (T°, PH, eH, O2, CE)

Photo 2: Appareils Multi-paramètres (1/2)

59

Photo 3: Appareils Multi-paramètres (2/2) 

Appareil de mesure (des paramètres azotés, phosphorés, DCO etc.)

Photo 4: Photomètre multi-paramètre avec gamme DCO, marque HI8322 (1/2)

Photo 5: Photomètre multi-paramètre avec gamme DCO, marque HI8322 (2/2) 60

Matériels et réactifs utilisés

Photo 6: Matériels et réactifs utilisés Normes utilisées Tableau 7: Concentration maximale en pollution des rejets

Paramètres

Valeurs limites spécifiques de rejet domestique Maroc

DBO5 mg O2/1

120

DCO mg O2/1

250

France 25 125

Seuil rédhibitoire

Bulletin officiel Norme Marocaine

50 N°5448 du 17/08/2006

250

35 à 150 85 MES mg/1 150 Source (Rodier, 2002), (Ministère délégué chargé de l’Eau, Juin 2014)

61

Norme Française AFRNOR EN 18991 AFONOR T 90- 101 EN 872 : 1996

Tableau 8: Concentration maximale en azote et phosphore au niveau des rejets Réglementation Concentration max

Française

valeurs du paramètre concerné, fixées en concentration Paramètres charges brutes de Zones pollution organique reçue (Kg/j) Zones sensible NGL (mg/l) 600 à 6000 à l'azote > 6000 Zones PT (mg/l) 600 à 6000 sensibles aux > 6000 phosphores Source (Rodier, 2002)

15 10 2 1

Selon la directive européenne du 21 Mai 1991 (91/271/CEE), loi sur l’eau 3 janvier 1992 Décrets n°94-469 & 2000-318. Valeurs limites de rejets :     

MES : 35 mg/l ou 90% réduction DBO5 : 25 mg/l ou 70-90% réduction DCO : 125 mg/l ou 75% réduction N global : 10-20 mg/l ou 70-80% réduction pour les zones sensibles P total : 1-2 mg/l ou 80% réduction pour les zones sensibles (Thévenot, 2005).

Tableau 9: Valeurs Limites Générales de Rejet applicable aux déversements des eaux usées ne disposant pas des Valeurs Limites Spécifiques de rejet. Paramètres

Température (°C) PH MES (mg/l) Azote kjeldhal (mg /l) Phosphore total (mg /l) DCO (mg O2/l) DBO5 (mg O2/l) Chlore actif (Cl2) (mg/l) Dioxyde de chlore (ClO2) (mg/l) Aluminium (Al) (mg/l) Détergents (anionique, cationique et ionique) (mg/l)

Valeurs limites générales de rejet dans les eaux superficielles ou souterraines. 30 5.5-9.5 100 40 15 500 100 0.2 0.05 10 3

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Bulletin Officiel

Date d’effet

N°6199 janvier du 28/10/ 2018 2013

Conductivité électrique (µS/cm) Salmonelles/5000 ml Vibrions cholériques/5000 ml Cyanures libres (CN-) (mg/l) Sulfates (SO42-) mg/l Sulfures libres (S2-) (mg/l) Fluorures (F-) (mg/l) Indice de Phénols (mg/l) Hydrocarbures par Infra-rouge (mg/l) Huiles et graisses (mg/l) Antimoine (Sb) (mg/l)

2700

Absence Absence 0.5 600 1 20 0.5 15 30 0.3

Tableau 10:Normes de qualité des eaux usées destinées à l’irrigation (décret d’application de la loi 10-95 du 4 février A1 (N° 2-97-787). PARAMETRES

VALEURS LIMITES

PARAMETRES BACTERIOLOGIQUES Coliformes fécaux

100/500 ml*

Salmonelle

Absence dans 5l

Vibrion Cholérétique

Absence dans 450 ml

PARAMETRES PARASITOLOGIQUES Parasites pathogènes

Absence

Œufs, Kystes de parasites

Absence

Laves d’Ankylostomides

Absence

Fluococercaires de Schistosoma hoematobium

Absence

PARAMÈTRES TOXIQUES (mg/L) Mercure (Hg)

0,001

Cadmium (Cd)

0,01

Arsenic (As)

0,1

Chrome total

0.1

Plomb (Pb)

5

Cuivre (Cu)

0.2

Zinc (Zn)

2

63

Sélénium (Se)

0,02

Fluor (F)

1

Cyanures (CN)

1

Phénols

3

Aluminuim (Al)

5

Beryoum (Be)

0,1

Cobalt (Co)

0,05

Fer Fe

5

Lithium

2,5

Manganèse (Mn)

0,2

Molybdène (Mo)

0,01

Nickel (Ni)

0.2

Vanadium (V)

0,1

SALINITE Salinité totale (mg/l)**

7680

Tableau 11: Suite de normes de qualité des eaux usées destinées à l’irrigation PARAMETRES

VALEURS LIMITES

Conductivité électrique (mS/cm) à 25°C** Si le SAR du sol= 0-3 3-6 6-12 12-20 20-40 IONS TOXIQUES Sodium (Na) -Irrigation en surface (SAR***) -Irrigation par aspersion (mg/L) Chlorures (Cl) -Irrigation de surface (mg/L) -Irrigation par aspersion (mg/L) PARAMETRES EFFETS DIVERS Température pH Matière en suspension (mg/L) irrigation gravitaire Irrigation par aspersion et localisée

12 2 0,3 0,5 1,3 3

9 69 350 105 VALEURS LIMITES 35°C 6,5-8,6 2000 100 64

Bicarbonate (HCO3) Irrigation par aspersion (mg/L) 518 Sulfate (mg/L) 250 * 1 000 CF/100 ml pour les cultures consommées crues. **A partir d’une conductivité électrique de 3µS/cm, une eau nécessite des restrictions sévères pour l’irrigation, mais des rendements de 50% du rendement potentiel peuvent être réalisés avec des eaux de 8,7µS/cm (cas du blé). *** SAR = Sodium Absorption Ratio (taux d’absorption du sodium).

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