ETUDE COMPARATIVE DE L’UTLISATION DE L’HYPOCHLORITE DE

ETUDE COMPARATIVE DE L’UTLISATION DE L’HYPOCHLORITE DE CALCIUM ET DES

ELECTROCHLORATEURS EN VUE DE L’OPTIMISATION DE LA DESINFECTION DE

L’EAU : CAS DE LA STATION DE DJICORONI PARA DE LA SOMAGEP A BAMAKO AU

MALI

MÉMOIRE POUR L’OBTENTION DU

MASTER EN INGENIERIE DE L’EAU ET DE L’ASSAINISSEMENT

------------------------------------------------------------------

Présenté et soutenu publiquement le 26 Octobre 2016 par

Iréko Maouloud DOLO

Travaux dirigés par :

M. Mamadou DEMBELE, Chef de Département de la Production/SOMAGEP-SA

M. Boukary SAWADOGO, Ingénieur de Recherche au LEDES/2iE

Jury d’évaluation du stage :

Président : Dr. Franck LALANNE

Membres et correcteurs : Dr. Igor OUEDRAOGO

Dr. Héla KAROUI

M. Boukary SAWADOGO

Promotion [2014/2015]

Etude comparative de l’utilisation de l’hypochlorite de calcium et des électrochlorateurs en vue de l’optimisation de la désinfection de l’eau : cas de la station de djicoroni para de la SOMAGEP à Bamako

au Mali

Citations

Seul le silence est grand tout le reste est faiblesse

"Alfred de Vigny"

Iréko Maouloud Dolo Master Eau&Assainissement /Fondation 2iE-Promotion 2014-2015 Page ii


au Mali

Remerciements

Mes remerciements sont d’abord adressés à Monsieur Boubacar Kane, Président Directeur

Général de la SOMAGEP-SA qui m’a permis d’effectuer mon stage au sein de sa structure.

Mes sincères remerciements également vont à l’endroit de Monsieur Mamadou Dembélé, Chef

de Département Production pour le suivi et l’encadrement tout au long de la période de mon

stage.

Je tiens à exprimer ma profonde gratitude à Monsieur Mahamadou Guindo, Chef de Service

Etudes Hydrauliques pour sa parfaite collaboration et ses conseils au sein de la structure.

Je remercie très sincèrement Monsieur Boukary Sawadogo, Ingénieur de Recherche au

laboratoire LEDES de 2iE de pour sa disponibilité, ses remarques et suggestions dans

l’élaboration de ce document.

J’aimerai adresser mes vifs remerciements au personnel de la SOMAGEP-SA, en particulier :

- Monsieur Monzon Coulibaly, Chargé d’Etudes Hydrauliques ;

- Monsieur Ibrahim Ouologuem, Chef de Département Etudes et Planification ;

- Monsieur Adama Konaté, Chef de Service Contrôle et Qualités pour son esprit

d’ouverture et pour la transmission des données malgré ses multiples occupations ;

- Monsieur Yenizanga Koné, Directeur de l’Exploitation ;

- Monsieur Souleymane Sow, Chef de Département Distribution pour son accueil au sein

de la structure ;

- Monsieur Ousmane Monzon Marico, Chef de Service Distribution Bamako

SOMAGEP-SA pour son hospitalité et ses encouragements ;

- Monsieur Paul Bayo, Chef de Service Planification Statistique ;

- Monsieur Sidy. P. Diallo, Chef de Service Contrôles Spécifiques (Laboratoire).

Tout le personnel de la SOMAGEP pour leur courage et leur sens de responsabilité élevé dans

le travail quotidien.

Enfin mes remerciements vont à l’endroit de tous ceux qui ont contribué de près ou de loin à

l’élaboration de ce document.

Iréko Maouloud Dolo Master Eau&Assainissement /Fondation 2iE-Promotion 2014-2015 Page iii


au Mali

Dédicaces

A Dieu le tout puissant,

A mon père DOLO Ogoyo Iréko,

A ma mère DOLO Salimata,

A mes frères, sœurs, cousins et amis

Iréko Maouloud Dolo Master Eau&Assainissement /Fondation 2iE-Promotion 2014-2015 Page iv


au Mali

Résumé

L’approvisionnement en eau potable de la ville de Bamako assuré par la Société Malienne de

Gestion de l’Eau Potable (SOMAGEP-SA) se fait à partir des eaux du fleuve Niger. La nature de

l’eau a conduit à l’adoption d’un traitement conventionnel comprenant en bout de filière une étape

de désinfection de l’eau traitée par des produits à base de chlore. Depuis la mise en route des

stations de traitement, l’hypochlorite de calcium a de loin été le produit utilisé pour la désinfection

de l’eau nonobstant les plaintes du personnel en charge de l’exploitation et les effets constatés sur

les installations et l’environnement.

En vue d’une optimisation de la désinfection de l’eau la société a décidé de se procurer

d’électrochlorateurs pour la production de désinfectant (hypochlorite de sodium) à partir du

chlorure de sodium plus facile à manipuler et moins dangereux. Dans le cadre de la mise en œuvre

de cette politique, la station de Djicoroni Para, la plus grande du réseau de la SOMAGEP-SA a été

retenue comme site pilote. Il s’est agi dans ce travail de réaliser une comparaison des performances

des deux produits de désinfection, de juger de la robustesse du système, d’analyser l’acceptabilité

des acteurs et de proposer des recommandations pour une meilleure mise en œuvre de ce procédé.

Il ressort des résultats obtenus qu’aucun cas de non-conformité n’ait été enregistré pour les

paramètres microbiologiques. Par contre une insuffisance de chlore résiduel a été notée dans le

réseau au cours de l’étude. L’étude économique pour sa part a conclu à une baisse des charges de

fonctionnement avec l’utilisation des électrochlorateurs. En effet les calculs de coût de production

d’un kg de chlore actif pour les deux systèmes nous prouvent que la société réalise un gain

économique annuel de 226 270 800 FCFA. D’autre part les enquêtes de satisfaction montrent une

bonne acceptation du système par les opérateurs et les consommateurs. Il a donc été recommandé

l’adoption de ce procédé et un meilleur paramétrage des données de sortie de la station pour

garantir un meilleur temps de contact.

Mots clefs : Désinfection de l’eau- Hypochlorite de calcium –Electrolyseur- Station de Production

de Djicoroni Para .

Iréko Maouloud Dolo Master Eau&Assainissement /Fondation 2iE-Promotion 2014-2015 Page v


au Mali

Abstract

Bamako supply in drinking water by Malian Drinking Water Management Company (SOMAGEP-

SA) is done through surface waters from Niger river. Water nature has led to conventional

treatment adoption with a stage of treated water disinfection by chlorine products. Since water

treatment stations have been implemented, calcium hypochlorite has been used in disinfecting

water notwithstanding complaints of employees in charge of operation and effects on facilities and

environment. Calcium hypochlorite use can affect water quality, alter facilities and cause

maintenance additional costs.

In order for water disinfection to be optimized, the company has been equipped with

electrochloraters to produce disinfection products (sodium hypochlorite) through sodium chloride

which is easy to handle and less dangerous. Within the context of this politics, Djicoroni Para

station, the biggest network of SOMAGEP-SA has been retained as pilot site. This study aims at

realizing performances comparison between two disinfection products, judging the robustness of

this system, analyzing actor’s acceptability and proposing recommendation for the adoption of this

process.

Results show that no nonconformity case has been recorded for microbial parameters on one hand.

On the other hand, residual chlorine shortness has been noticed during the study. Economic study

has shown a decrease in operating expenses with electrochloraters use. As a matter of fact,

production cost calculation for 1 kilogramme of active chlorine for the two systems reveal that the

company makes an annual economic profit of about 226 270 800 FCFA. In addition, satisfactory

surveys revealed systems acceptance by agents and consumers. The process adoption has been

recommended and the best station output data parametrizing has been suggested in order to ensure

the best contact time.

Keywords: water disinfection, calcium hypochlorite, electrolyseurs, Djicoroni Para processing

station.

Iréko Maouloud Dolo Master Eau&Assainissement /Fondation 2iE-Promotion 2014-2015 Page vi


au Mali

Liste des Abréviations

AOF : Afrique occidentale française

BSR : bactéries sulfitoreductrices

CAP : Charbon Actif en Poudre

CT : coliformes thermotolerants

DLC : Département Laboratoire Central

DNH : Direction Nationale de l'Hydraulique

EDM-SA : Energie du Mali

ENSAN : Enquête Nationale sur la sécurité alimentaire et nutritionnelle

FGT: Faso Technology General

HTH: High Test Hypochlorite (Hypochlorite de calcium hautement éprouvé)

INSD : Institut National de la Statistique et de la Démographie

MES : Matières en Suspension

MO : Matières Organiques

NC : non-conformité

OHADA : Organisation pour l’Harmonisation en Afrique du Droit des Affaires

OMS : Organisation mondiale de la santé

ONEA : Office National de l’Eau et de l’Assainissement

PSD : Plan Sectoriel de Développement

SNDAEP : Plan National d'Accès à l'Eau Potable

SOMAGEP-SA : Société Malienne de Gestion de l’Eau Potable

SOMAPEP-SA : Société Malienne Pour le Patrimoine de l’Eau Potable

TH : Titre Hydrométrique

TMg : Titre magnésique

Iréko Maouloud Dolo Master Eau&Assainissement /Fondation 2iE-Promotion 2014-2015 Page vii


au Mali

Table des matières

Citations ............................................................................................................................................. ii

Remerciements .................................................................................................................................. iii

Dédicaces .......................................................................................................................................... iv

Résumé ............................................................................................................................................... v

Abstract ............................................................................................................................................. vi

Liste des Abréviations...................................................................................................................... vii

Table des matières ........................................................................................................................... viii

Liste des Tableaux ............................................................................................................................. x

Liste des Figures ............................................................................................................................... xi

Introduction Générale ........................................................................................................................ 1

Chapitre I. SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE ............................................................................... 4

1.1. Généralité sur la Structure d’Accueil .................................................................................. 4

1.2. Généralités sur les eaux naturelles ...................................................................................... 7

1.3. Les techniques de la potabilisation de l’eau ...................................................................... 10

1.4. Terminologie .............................................................................................................. 13

1.5. Les microorganismes pathogènes .............................................................................. 16

1.6. Les Paramètres physico-chimiques influençant sur la désinfection avec l’hypochlorite de calcium ( Ca(ClO)2) ou l’hypochlorite de sodium (NaOCl ) .................. 18

1.7. Législation concernant la qualité microbiologique des eaux de consommation de l’OMS ................................................................................................................................... 19

1.8. Les différentes étapes de la potabilisation de l’eau ........................................................... 22

1.9. Les différents procédés de désinfection ............................................................................ 23

1.10. Impacts sanitaires et environnementaux des deux produits ........................................... 27

Chapitre II. MATERIELS ET METHODES ................................................................................... 30

2.1. Présentation du site d'étude ........................................................................................... 30

2.1.1. Les points de prélèvement et les matériels utilisés ............................................. 32

2.1.2. La technique d'échantillonnage .......................................................................... 35

2.2. Conclusion partielle : ................................................................................................. 36

Iréko Maouloud Dolo Master Eau&Assainissement /Fondation 2iE-Promotion 2014-2015 Page viii


au Mali

Chapitre III : RESULTATS ET DISCUSSION............................................................................... 37

3.1. Dimensionnement et Choix d’un électrolyseur pour la station de Djicoroni Para .... 37

3.2. Efficacité des différents procédés de la désinfection ................................................. 38

3.2.1 Paramètres microbiologiques ............................................................................. 39

3.2.2 Paramètres physico-chimiques ........................................................................... 40

3.3. Analyse intégrée sur les performances des deux systèmes ........................................ 42

3.4 Couts d’utilisation de l’électrolyseur et de l’hypochlorite de calcium dans la désinfection ........................................................................................................................... 44

3.4.1 Cout d’exploitation des procédés de désinfection ....................................... 45

3.4.2 Analyse intégrée des coûts d’investissement, de maintenance et d’exploitation ......................................................................................................... 46

3.4.3. Analyse de faisabilité économique et technique des différentes filières de

désinfection ......................................................................................................... 48

3.4.4. Acceptabilité du système de désinfection avec les électrolyseurs ........... 49

3.4.5. Conclusion partielle : ............................................................................... 50

RECOMMANDATIONS ..................................................................................................... 51

CONCLUSION GENERALE .......................................................................................................... 52

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ......................................................................................... 53

ANNEXES ....................................................................................................................................... 57

Iréko Maouloud Dolo Master Eau&Assainissement /Fondation 2iE-Promotion 2014-2015 Page ix


au Mali

Liste des Tableaux

Tableau 1: Caractéristiques comparées des eaux de surfaces et eaux souterraines ......................... 8 Tableau 2 : Dose de chlore et temps de contact .............................................................................. 19 Tableau 3: Qualité bactériologique requise pour les eaux douces superficielles pour la production

d'eau livrée à la consommation humaine d'après la Directive du Conseil des Communautés

Européennes du 16/06/1975 (n°75/440/EEC) ................................................................................. 20

Tableau 4: Qualité microbiologique de l’eau du fleuve Niger exploitée par la station de Djicoroni.......................................................................................................................................................... 21 Tableau 5: Equipements et consommables utilisés .......................................................................... 33 Tableau 6: Liste de matériels utilisés par type de chloration .......................................................... 34 Tableau 7:: données de dimensionnement des électrolyseurs à la station de Djicoroni Para ........ 38 Tableau 8: résultats des analyses bactériologiques ........................................................................ 39 Tableau 9: Suivi des paramètres physico-chimiques des eaux désinfectées .................................... 40 Tableau 10: évolution de la dureté totale de l’eau au cours du traitement ..................................... 42 Tableau 11: coût journalier de production de chlore actif pour chaque système ........................... 46 Tableau 12: coût d’investissement et de maintenance des systèmes de désinfection ...................... 46

Iréko Maouloud Dolo Master Eau&Assainissement /Fondation 2iE-Promotion 2014-2015 Page x


au Mali

Liste des Figures

Figure 1:Organigramme de la SOMAGEP ....................................................................................... 5 Figure 2:comparaison des couts d’exploitations donnés par le constructeur (Siemens 2015) ....... 11 Figure 3: système de traitement d'eau de la SOMAGEP ................................................................. 22 Figure 4: schéma de l'électrochlorateur .......................................................................................... 24

Figure 5: électrochlorateur et transformateur fournissant l’alimentation électrique au système .. 24 Figure 6: dispositifs de stockage sur site de l’hypochlorite de sodium et de la saumure ............... 25 Figure 7: schéma du principe de l’électrochloration avec le chlorure de sodium .......................... 25 Figure 8: localisation de la zone d’étude ........................................................................................ 30 Figure 9: dégradation des installations du fait de l’action de l’hypochlorite de calcium .............. 44 Figure 10: Comparaison du cout d'exploitation, de maintenance et d'investissement .................... 47 Figure 11: Résultats des enquêtes de satisfaction des consommateurs dans le district de Bamako 50

Iréko Maouloud Dolo Master Eau&Assainissement /Fondation 2iE-Promotion 2014-2015 Page xi

Etude comparative de l’utilisation de l’hypochlorite de calcium et des électrochlorateurs en vue de l’optimisation de la désinfection de l’eau : cas de la station de djicoroni para de la SOMAGEP à

Bamako au Mali

Introduction Générale

Dans les cinquante dernières années les prélèvements d'eau ont triplé, la demande a augmenté

partout dans le monde (Programme mondial pour l’évaluation des ressources en eau (WWAP),

2012).Aujourd'hui les municipalités représentent 12% de la consommation totale d'eau douce

prélevée dans le monde et l’industrie 19% alors que l'agriculture représente 69% restants à cause

de l'irrigation(PNUE,FAO,CCNUCC, CDIAC, 2015). Ainsi dans le monde, 91% de la population

utilise une source d'eau potable améliorée contre 76% en 1990 dépassant la cible des OMD qui a

été fixée des 2010(UNICEF, 2015). Cette situation risque de s’aggraver car selon les prévisions,

d’ici 2025, 1,8 milliards d’individus vivront dans des régions soumises à une sévère pénurie d’eau

(FAO, 2008).

Malgré les progrès réalisés en matière d’accès à l’eau et à l’assainissement du fait des Objectifs du

Millénaire pour le Développement(OMD) dont l’ambition était de réduire de moitié le nombre de

personnes n’ayant pas accès à l'eau potable et à l'assainissement de 1990 à 2015. De plus, il existe

de grandes disparités dans l’approvisionnement en eau potable : En 2015 on estime que 663

millions de personnes dans le monde utilisent des sources d'eau potables non améliorées, y

compris les puits non protégées, les sources, et les eaux de surface. La moitié de ces personnes qui

utilisent des sources d'eau potables non améliorées vit en Afrique subsaharienne (UNICEF, 2015) .

Au Mali, plus de 2/3 des ménages ont accès à l'eau potable soit 70.8%, ce taux est de 98.2 % pour

le district de Bamako(ENSAN Mali, 2016). Cette faiblesse du taux d’accès à l’eau potable

concerne tant le milieu urbain que le milieu rural. En milieu urbain en général et dans la ville de

Bamako, ce constat est plus marqué dans les quartiers périphériques, quartiers les plus défavorisés

où le problème se pose avec acuité.

Pourtant, l'eau insalubre, le manque d'assainissement et le manque d'hygiène causent des maladies

diarrhéiques entrainant chaque année le décès de 800 000 enfants de moins de 5 ans (UNESCO,

2012). Selon l’Organisation Mondiale pour la Santé (OMS) ce faible accès à l’eau potable et à

l’assainissement est une des principales causes de décès chez les enfants de moins de cinq ans au

Mali (OMS, 2013). Selon la même source, les populations vivant dans les quartiers défavorisés des

villes et celles du milieu rural sont les plus touchées.

Iréko Maouloud Dolo Master Eau&Assainissement /Fondation 2iE-Promotion 2014-2015 Page 1


Bamako au Mali

C’est donc face à cette situation préoccupante que des actions ont été entreprises depuis plusieurs

années pour améliorer l’approvisionnement en eau potable des populations du Mali par les

pouvoirs publics notamment à travers les activités de la SOMAGEP-SA.

La SOMAGEP-SA est un établissement public de l’état Malien chargé du traitement et de la

distribution de l’eau potable aux populations du Mali. Pour mener à bien ses missions, elle s’est

dotée d’équipements et de techniques pour garantir une meilleure qualité de l’eau potable. Pour la

protection des consommateurs contre les risques liés à la présence de germes, une désinfection de

l’eau traitée est systématiquement opérée avant l’acheminement dans le réseau de distribution.

Cette opération a depuis toujours été menée avec l’utilisation de l’hypochlorite de calcium.

Cependant des difficultés ont été rencontrées dans l’utilisation de ce réactif. Ces problèmes se

situent au niveau du stockage et le transport engendrant une baisse de la teneur en chlore actif du

produit livré et donc des erreurs de dosage. Cette perte augmente par ailleurs les consommations

spécifiques de produit par mètre cube d’eau traitée et dégrade l’environnement de travail avec des

risques de brulure et d’inhalation de gaz de chlore. Les bouchages réguliers par des impuretés des

pompes doseuses de chlore et des conduites d’injection entrainent des surcouts de maintenance

(changement des membranes et des clapets des pompes doseuses) et des pertes de matière

première occasionnant même quelque fois un arrêt de la production, l’oxydation des équipements

hydrauliques et électriques due aux émanations du gaz de chlore, favorisant la corrosion et la

défection de ces pièces.

Face à ces contraintes, la SOMAGEP-SA a décidé à titre expérimentale d’équiper une de ses

stations de traitement d’électrochlorateurs. C’est un ensemble d’équipements qui produit de

l’hypochlorite de sodium à partir de l’électrolyse de chlorure de sodium en pastilles. Le produit de

désinfection, qui en résulte est directement injecté dans le réseau de distribution.

Objectif global :

La présente étude est une contribution à l’amélioration de la qualité de l’eau fournie aux

populations du Mali par le réseau de la SOMAGEP-SA à travers une désinfection adéquate de

l’eau traitée.

Objectifs spécifiques :

Plus spécifiquement, il s’agira dans ce travail de :



Bamako au Mali

- Evaluer les conditions d’utilisation de chaque procédé de désinfection ;

- Comparer les avantages et les inconvénients de l’utilisation de chacun des procédés ;

- Proposer des solutions pour l’amélioration de la désinfection des eaux traitées par la

SOMAGEP en tenant compte des aspects économiques, pratiques et de l’acceptation des

consommateurs.



Bamako au Mali

Chapitre I. SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE

1.1.Généralité sur la Structure d’Accueil La SOMAGEP qui a repris les activités d’exploitation de l’eau potable précédemment assurées par

la société Energie du Mali (EDM-SA) est une société anonyme d’état avec Conseil

d’Administration. Elle a été créée le 05 Août 2010 dans le cadre de la mise en œuvre de la réforme

institutionnelle des secteurs publics de l’eau et de l’électricité du Mali. Elle est régie par les lois et

règlements en vigueur en république du Mali, notamment l’acte uniforme de l’harmonisation en

Afrique du Droit des Affaires (OHADA) du 17 Avril 1997 et les dispositions pertinentes de la loi

N°92-002/AN-RM du 27 Aout 1992 portant code du commerce. Son capital de 2.000.000.000

FCFA est détenu entièrement par l’état malien.

La SOMAGEP-SA ayant en charge l’ensemble du territoire malien, son administration est assurée

par un Conseil d’Administration composé de 8 membres et un comité directeur (PDG, DGA, le

Directeur de la Distribution, le Directeur de l'Exploitation, le Directeur des Etudes et Travaux, le

Directeur des Finances et de la Comptabilité, le Directeur Pôle et Supports et le Directeur

commercial et Clientèle) en plus des huit (8) directions régionales et des dix-huit(18) centres de

production disséminés sur l’ensemble du pays.

Les attributions d'une direction régionale et d'un centre

Ces structures assurent le relais de la direction générale dans les dits centres pour l'exécution de la

mission de service public de production, de la distribution et de la commercialisation de l'eau

potable ainsi que les services connexes. En plus elles représentent la direction générale de la

SOMAGEP-SA auprès des autorités politiques et administratives des dits centres. Un

organigramme résume les différentes relations fonctionnelles entre ces différentes entités (figure

1).


Etude comparative de l’utilisation de l’hypochlorite de calcium et des électrochlorateurs en vue de l’optimisation de la désinfection de l’eau : cas de la station de djicoroni para de la SOMAGEP à Bamako au Mali

Figure 1:Organigramme de la SOMAGEP



Bamako au Mali

Historique et cadre Institutionnel

Dans le cadre de la mise en œuvre de la réforme institutionnelle des services publics de

l’électricité et de l’eau potable, le gouvernement de la République du Mali a décidé le 14 janvier

2010 de la séparation de la gestion des deux secteurs de l’Eau et de l’Electricité.

Cette décision s’est traduite au mois d’août 2010 par la création de deux sociétés en charge de la

gestion du secteur de l’eau potable :

• Une société de patrimoine : la Société Malienne du Patrimoine de l’Eau Potable

(SOMAPEP-SA)

• Une société d’exploitation : la Société Malienne de Gestion de l’Eau Potable

(SOMAGEP-SA)

Ces deux sociétés ont repris les activités d’EDM-SA dans le domaine de l’eau. La mise en œuvre

de ces décisions a eu pour corollaire la disparition de la Direction Centrale des Eaux et le

transfert d’une partie du personnel de l'EDM-SA dans les nouvelles sociétés. La SOMAGEP-SA

est gérée par un Président Directeur Général, assisté d’un Directeur Général Adjoint. Le siège

social de la Société Malienne de Gestion de l’Eau Potable du Mali est situé à Djicoroni Para

Troukabougou à la Rue 41 à Bamako.

La SOMAGEP a pour mission d’assurer l’exploitation de l’eau potable sur son périmètre qui lui

ait affermé au niveau national, ses missions spécifiques sont :

Le captage de l’eau brute et son traitement ;

Le pompage et la distribution de l’eau traitée ;

Le contrôle de la qualité de l’eau ;

La relève, la facturation et le service à la clientèle ;

La réalisation des branchements, des extensions, des réhabilitations et des

renouvellements du réseau ;

La maintenance préventive et curative des installations

Etat Actuel de la production en eau

La SOMAGEP assure l’approvisionnement en eau potable de 18 centres urbains. Les villes de

Bamako et de Kati sont alimentées en eau potable par six unités de production d’une capacité

Mémoire de fin d’étude de Master Eau&Assainissement présenté par Iréko M. Dolo /Fondation 2iE-Promotion 2014-2015

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Bamako au Mali

nominale cumulée de 200000m3/j dont 130000m3/j pour la seule station de Djicoroni Para. Les

16 autres centres ont une production cumulée de 88524m3/j. La station de Djicoroni Para fournit

à elle seule environ 45 % de la production d’eau potable de l’ensemble des centres gérés par la

SOMAGEP.

Les volumes d’eau traitée refoulés à partir des stations de traitement et de pompage transitent

dans un réseau de distribution maillé avant d’arriver chez le consommateur final. La longueur

totale du réseau de Bamako (diamètre supérieur ou égal 60mm) est de 4106.04 km pour une

capacité de stockage (y compris bâches d’eau traitée des stations) de 60019 m3, contre 3514 de

longueur de réseau pour 23039 m3 de capacité de stockage dans les centres extérieurs.

Chantiers réalisés ou en cours

Ils portent principalement sur le projet structurant d’alimentation en eau potable de la ville de

Bamako à partir de la localité de Kabala avec l'eau du fleuve Niger. Ce projet dans sa 1ère phase,

portera sur la réalisation d’ouvrage de production, de stockage et de transfert d’eau potable.

Ainsi il est prévu la construction d’une station de production de 144000m3 d’eau potable par

jour, d’un réseau long de 1400km, la réalisation de 9600 branchements sociaux et 1000 bornes

fontaines publiques et qui doit être opérationnelle en fin 2018 au début 2019 puis la seconde

phase du projet s'enchainerait dans laquelle il est prévu la construction d'une autre station de 144

000 m3 par jour . Un autre projet en cours d’exécution est le projet Dano-Suédois(PADS).Il

assurera l’approvisionnement en eau des villes de Sikasso, Koutiala, Kati et Kayes.

1.2.Généralités sur les eaux naturelles

Les eaux naturelles sont généralement utilisées pour la satisfaction des besoins de l’homme :

agriculture, industrie et approvisionnement en eau potable (Duhamel, 2001 ; Jequier et Constant,

2009). Elles sont généralement classées en fonction de leur origine car de là se définit très

souvent la nature des techniques de traitement à la faire subir pour la potabiliser et la distribuer

dans un réseau. Ainsi, on retrouve les eaux de surface et les eaux souterraines, chacune avec ses

caractéristiques particulières comme le montre le (tableau 1)


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Bamako au Mali Tableau 1: Caractéristiques comparées des eaux de surfaces et eaux souterraines

Caractéristiques Eaux de surface Eaux souterraines Température Variable (saisons) Plutôt constante Turbidité / MES vraies ou colloïdales

Variable (parfois élevée / crues, rejets de carrières, fortes pluies

Faible ou nulle sauf en pays karstique et en pays crayeux

Couleur Dépend essentiellement des MES, des acides humiques, tannins, etc. et des algues

Dépend des acides humiques ou des précipitations Fe - Mn

Goûts et odeurs Fréquents Rares sauf H2S Minéralisation globale / Salinité

Variable (précipitations rejets, nature des terrains traversés, etc.)

Généralement plus élevée que celle mesurée dans les eaux de surface sur le même territoire

Fe et Mn divalent dissous

Normalement absents sauf dystrophisation des eaux profondes

Présents

CO2 agressif Généralement absent Présent souvent en quantité O2 dissous Variable (proche de la saturation

dans les eaux propres / absent dans les eaux polluées)

Absent

H2S Absent Présent NH4 Seulement dans les eaux

polluées Présence souvent sans rapport avec une pollution bactérienne

Nitrates Variable (normalement absent, parfois en quantité dans les zones d’excédent azoté)

Teneur parfois élevée

Silice Teneur normalement modérée Teneur élevée Micropolluants minéraux et organiques

Surtout présents dans les eaux des régions industrialisés

Absents sauf suite d’une pollution accidentelle

Solvants chlorés Normalement absents Présents en cas de pollution de la nappe

Éléments vivants Virus, bactéries, algues, protistes, etc. / Présence d’organismes pathogènes toujours possible

bactéries sulfato-réductrices et ferrobactéries surtout

Eutrophie Possible, davantage si les eaux sont chaudes

Jamais


Page 8


Bamako au Mali

1.2.1 Les eaux de source

On rencontre les sources essentiellement dans les régions montagneuses dans les zones de

collines. Une source peut être définie comme un endroit où se produit un écoulement naturel

d'eau souterraine. Une source d'eau est généralement alimentée par une formation souterraine de

sable ou de graviers contenant de l'eau ; dite aquifere.Ca peut être un écoulement d'eau à travers

un rocher fissuré.

Lorsque les couches de terrain compactes ou argileuses font obstacle à un écoulement souterrain,

l'eau peut se trouver refoulée et apparait en surface. Elle peut émerger à l'air libre : c'est une

source, ou s'écouler de façon invisible dans la rivière, un courant, un lac ou dans la mer. Là où

elle émerge sous forme de source, l'eau peut être facilement captée. Les sources sont recherchées

sur les pentes des collines ou dans les vallées parcourues par une rivière. La présence de la

verdure dans un certain point d'une zone sèche marque l'existence d'une source d'eau. Une

véritable source d'eau est pure et peut être utilisée sans aucun traitement d'autant mieux que la

source soit protégée par une construction (maçonnerie brique ou béton) pour empêcher la

contamination de l'eau par l'extérieur. On doit être sûr que l'eau provient des nappes souterraines

et non d'un courant superficiel qui se serait enfoncé sous terre sur une courte distance(CIR,

1989).

1.2.2 Les eaux de surface

Les eaux de surface ou eaux de faibles profondeurs sont généralement constituées de matières

organiques provenant de la décomposition de matières végétales, de digestions animales ou de

vie biologique comme celle des algues, champignons, diverses bactéries qui sont à l’origine de

mauvaises odeurs ,de goûts désagréables. Les eaux de surface comme les fleuves reçoivent les

eaux pluviales qui sont chargées de pollutions diverses, des poussières, le dioxyde de carbone

avant de rejoindre les cours d’eau, ces eaux de pluie ramassent toutes les impuretés qui se

trouvent au niveau du sol. Il y a aussi les eaux usées domestiques et diverses activités

quotidiennes menées par l’homme qui contribuent à la pollution des eaux de surface qui se

traduit par la présence de micro-organismes pathogènes .Ces différentes sources de pollution

rendent le traitement un peu plus complexe des eaux de surface exploitées et destinées à la

consommation humaine. Les sources de matières particulaires peuvent être d’origine naturelle


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Bamako au Mali

(acides humiques, particules provenant de la dégradation des végétaux ou de l’érosion du sol) ou

anthropique (rejets industriels, agricoles et urbains)(US EPA, 1999) .De plus, pour envisager

d’alimenter des populations à partir d’eaux de surface, il faut éviter les conditions favorisant

l’érosion des sols , et les pollutions accidentelles et chroniques( Viland et Montiel, 2001).

1.2.3 Les eaux souterraines

Les eaux souterraines sont généralement protégées contre les pollutions car elles se trouvent au

plus profond des nappes et sont de bonne qualité le plus souvent à l’exception de certains cas

d’accident de ces eaux ou par infiltration d’eau contaminée. Partout où des eaux souterraines

accessibles et exploitables ont été reconnues, il a été compris qu’elles étaient des sources

d’approvisionnement plus extensives et plus stables que les eaux de surface surtout dans les

régions du monde où celles-ci sont rares et irrégulières, tout particulièrement en zones aride et

semi-aride et plus à la portée de nombreux usagers. Aussi, l’exploitation et l’utilisation des eaux

souterraines ont-elles une forte spécificité dans l’économie de l’eau. En principe, elles sont

accessibles à tous les occupants du sol en domaine aquifère, qui sont beaucoup plus nombreux

que les riverains de cours d’eau : ménages, agriculteurs, industriels, collectivités locales et

entreprises auxquelles les services d’eau sont délégués, qui ont les moyens et le droit de les

exploiter et y trouvent avantage parce que c’est la source d’approvisionnement souvent la moins

coûteuse, la plus commode et la plus individuelle. Leur traitement lorsqu’elle ne renferme pas de

micropolluants spécifiques en teneur importante est généralement plus simple ( Margat, 2015).

1.3.Les techniques de la potabilisation de l’eau

L'utilisation de ces eaux pour la consommation nécessite dans certains cas un traitement

préalable. Plusieurs techniques de traitement ont été documentées. Parmi ces techniques, il y en a

beaucoup qui utilisent le chlore pour désinfecter les eaux. Dans le paragraphe suivant nous nous

intéresserons aux différentes opérations entrant dans la potabilisation de l’eau.

Maintenant avec l'avancée de la technologie le chlore peut être obtenu par électrolyse du sel de

sodium. Ces générateurs, qui ne nécessitent que du sel et de l’électricité, permettent au

fournisseur d’eau de respecter les normes relatives à la désinfection et aux concentrations


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Bamako au Mali

résiduelles. Parmi les facteurs à considérer pour cette option, il y a le coût, la concentration de la

saumure produite, la facilité de se procurer les matières premières et la fiabilité du procédé

(AWWA and ASCE , 1997).

De nombreux fournisseurs d’eau potable, en raison des difficultés liées à l’entreposage de

l’hypochlorite, évaluent la possibilité de le produire sur place plutôt que de l’acheter du fabricant

ou d’un distributeur (USEPA, 1998b).

La courbe présentée dans la figure ci-dessous montre l'intérêt de l'utilisation des

electrochlorateurs par rapport aux deux autres types de chloration.

Les doses typiques de chlore en mg/l dans un système d'approvisionnement en eau potable des

trois produits de désinfection : le chlore gazeux, l'hypochlorite de calcium et l'hypochlorite de

sodium. Les résultats obtenus ont prouvé une meilleure efficacité de l'hypochlorite de sodium par

rapport aux deux autres réactifs dans la désinfection de l'eau et les résultats sont consignés dans

le tableau en annexe3 selon SAIC (1998) élaboré par USEPA.

Figure 2:comparaison des couts d’exploitations donnés par le constructeur (Siemens 2015)


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Bamako au Mali

Que ce soit au cours du stockage ou du transport le chlore présente des risques inacceptables

pour la sécurité. Il peut être produit sur place à partir d'une solution de saumure ce qui supprime

les risques liés à son transport et sa manutention. Actuellement c'est la seule technique qui est

utilisée dans les stations européennes urbaines et devient populaire aux Etats-Unis. Le système

de chloration avec l'hypochlorite de calcium est moins efficace que celui de l'hypochlorite de

sodium. Son pouvoir de traitement est faible c'est pour cela que son utilisation est restreinte au

Québec dans la production de l'eau potable(AQTE, 1993).

Bien que la formation des chlorates soit associée à l'utilisation du dioxyde de chlore les deux

autres formes de chlore (hypochlorite de calcium et hypochlorite de sodium) peuvent engendrer

la concentration des chlorates. L'entreposage des solutions d'hypochlorite de longue durée

provoque la décomposition et la formation des chlorates. La formation d'ions chlorates dans une

solution d'hypochlorite dépend des conditions d'entreposage comme le pH, la température, la

durée de l'entreposage ; la présence des rayons ultras violets, la concentration de la solution et la

présence des métaux de transition. Les formes solides d'hypochlorite ne font pas l'objet d'une

telle décomposition (Gordon, G., Adam, L. et Bubnis, B., 1995).C'est comme un avantage dans

l'utilisation de l'hypochlorite de calcium.

L'ONEA a commencé à utiliser les électrochlorateurs depuis 1999-2000, 6 électrochlorateurs de

5kg/h ont été installés 2 à Bobo et 4 à Ouagadougou suite à de nombreuses difficultés

rencontrées avec l'utilisation de l'hypochlorite de calcium. Selon les données d’exploitation de

l'ONEA de Ouagadougou, depuis l'introduction des électrochlorateurs il a été noté une

amélioration sur la qualité des eaux fournies aux populations et les difficultés liées aux

fournisseurs pour la livraison du produit sont supprimées. Selon la même source depuis

l'installation des electrochlorateurs de Bobo depuis 1999-2000 c'est en 2015 qu'une électrode a

été changée. Maintenant il y a les electrochlorateurs un peu partout dans les stations de l'ONEA.


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Bamako au Mali

1.4.Terminologie

La potabilisation des eaux fait appel à une terminologie bien particulière. Nous tenterons sans

être exhaustif de faire ressortir les principaux termes utilisés dans le domaine du traitement des

eaux de consommation.

1.4.1. Les eaux potables

Plusieurs définitions existent pour l'eau potable mais dans le cas de notre étude, l'eau potable

désigne une eau qui ne doit pas porter atteinte à la santé de ceux qui la consomment, le caractère

de potabilité visant principalement à protéger contre un risque par ingestion.

1.4.2. Accès à l’eau

Le terme accès à l'eau potable intègre plusieurs paramètres tels que la distance au point d'eau ; la

disponibilité de la ressource, le temps consacré à la collecte et le coût d'achat de l'eau.

L'accessibilité peut être définie comme la possibilité pour tout ménage de pouvoir régulièrement

acquérir la quantité d'eau nécessaire grâce à des différentes sources. L'OMS définit la notion

d'accès à l'eau en termes de distance et, la quantité d'eau disponible par personne par jour. Elle

fixe une distance raisonnable de 200 m et de 20 litres pour la satisfaction des besoins de base

(boisson, douche etc…)

La Direction Nationale de l’Hydraulique (DNH) au Mali, définit 200 m comme norme en termes

de distance à parcourir par les ménages pour s’approvisionner en eau en milieu urbain et 500 m

en milieu rural.

En termes de coût l'accessibilité n'est pas facilement mesurable car le prix de l'eau varie en

fonction des pays, des villes, des quartiers et du type d'infrastructures mises en place. Selon

l’Institut national de la Statistique et de la Démographie (INSD, 2009), la disponibilité d'une

source d'approvisionnement en eau potable pendant 30 minutes par un ménage peut être définie

comme l'accès à l'eau potable. Pour Dos Santos (2005) la distance, la quantité d'eau disponible

utilisée, la qualité de l'eau consommée et le prix de l'eau dans le budget des ménages sont inclus

dans l'accessibilité. Selon ENSAN Mali (2016), le point d'eau se trouve dans la maison pour

27,5% des ménages contre 23,6% en Février 2015. Ce taux de progression est du de la prise en


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Bamako au Mali

compte de la ville de Bamako (45,5%), le nombre de ménages ayant accès à l'eau potable au

Mali à moins d'une demi-heure (aller/retour + temps d'attente sur place) est de 56,2%.Ce temps

est compris dans un intervalle de 30 minutes à une heure pour 10,5% des ménages. Selon la

même source les principales sources d'eau de boisson sont les puits à pompe ou forage utilisés

par 21% des ménages, les puits aménagées/protégées (19,6%), le robinet (15,3%) et les bornes

fontaines/fontaines publiques (14,3%). Il ressort que les sources d'eau non potables sont utilisées

principalement pour l'eau de boissons telles que les puits non aménagées par 21,2% des

ménages, les eaux de surface (4,2%) et autres sources non protégées (4,2%). Moins d'un quart

des ménages (24,3%) procèdent au traitement de l'eau avant de la boire. Pour ces ménages les

traitements les plus pratiqués sont l'utilisation du chlore (55,2%) et le filtrage avec un linge/tissu

(30.8%des ménages).

Volumes d'eaux consommées

La consommation d'eau varie en fonction des saisons, la consommation d'eau est plus élevée en

saison sèche qu'en saison pluvieuse. Les quantités d'eau utilisées au sein d'un ménage sont en

fonction du niveau d'équipements en biens consommateurs d'eau, mais aussi des pratiques

culturelles et sociales (Dos Santos, 2005).

SNDAEP (2007), définit une plage de 10 à 30 litres/personne/jour comme dotations spécifiques

de base au Mali. D'après la DNH la norme nationale en matière de la consommation d'eau est

fixée à 40litres/personne/jour en milieu urbain. Selon ENSAN Mali ( 2016) le volume moyen d'eau

potable disponible par ménage y ayant accès est de 10,92 litres par jour et par personne au Mali. Il est

de 10,77 litres pour le district de Bamako.

Accessibilité financière

L'usage de l'eau et le choix des sources d'eau sont fonction de l'accessibilité économique de l'eau

selon (OMS, 2004). Selon le document fournit par (SNDAEP, 2007) compte tenu du pouvoir

d'achat de la population malienne et le côté social de l'eau potable le prix de vente de l’eau

potable aux consommateurs pour la tranche sociale (inférieure à 20 m3/mois) ne doit pas excéder

500 FCFA/m3 coût moyen. Coût chez l'opérateur national pour les centres urbains : environ

300FCFA/m3 (103FCFA/m3 pour la tranche sociale à Bamako). Le prix moyen de branchement en


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Bamako au Mali

eau était de 122 274 FCFA en 2014 contre 124 231 FCFA en 2015(Rapport d'activités SOMAGEP

2015).

1.4.3. Qualité de l’eau

Les études ont été menées pour faire un lien entre la qualité de l'eau et ses effets sur la santé pour

de nombreuses eaux. Un examen de la qualité d'une eau consiste à déterminer des organismes,

des composants, minéraux ou organiques, contenus dans l'eau.

Pour qu'une eau puisse être considérée comme potable, elle doit être exempte d'organismes

pathogènes (provoquant des maladies), sans aucun composant ayant des effets immédiats à long

terme sur la santé humaine, très claire (c’est-à-dire faible turbidité, faible coloration) et non

salée, sans composants pouvant induire un goût ou une odeur désagréable et elle ne doit

provoquer aucune corrosion ou dépôt dans le réseau d'alimentation(CIR, 1989).

Qualité de l'eau de surface

L'eau de surface peut être prélevée dans les lacs ou les rivières. Cette eau est issue des

écoulements souterrains et des eaux pluviales qui se sont écoulées sur le sol. Les écoulements

souterrains apportent les solides dissous ; les écoulements de surface constituent la principale

cause de la turbidité et de matières organiques ainsi que la présence des organismes pathogènes.

Les particules minérales dissoutes se maintiendront sans aucun changement dans les rivières ou

les plans d'eau qui regroupent les eaux de surface mais les impuretés seront dégradées par les

différents mécanismes microbiens ou chimiques. Dans les eaux de surface les matières en

suspension sont éliminées par sédimentation. Par manque de nourriture les organismes

pathogènes meurent. Une apparition d'algues ou une infiltration d'eaux polluées dans les eaux de

surface engendrent une nouvelle contamination(CIR, 1989).

Qualité de l'eau souterraine

L'eau souterraine provient de l'infiltration de l'eau de pluie qui atteint les nappes aquifères en

traversant les couches souterraines au cours de son parcours l'eau retient de nombreuses

impuretés telles que les particules minérales ou organiques comme la terre, des débris provenant

de la vie des plantes et des animaux, des micro-organismes, des engrais naturels ou chimiques,

des pesticides, etc…Au cours de son écoulement souterrain il y aura une amélioration sur la

qualité de l'eau : les particules en suspension sont éliminées par filtration, les matières Mémoire de fin d’étude de Master Eau&Assainissement présenté par Iréko M. Dolo /Fondation 2iE-Promotion 2014-2015

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Bamako au Mali

organiques sont dégradées par oxydation, et les micro-organismes meurent faute d'éléments

nutritifs. Les composés minéraux dissous ne sont pas supprimés et peuvent augmenter par

lessivage des couches souterraines.

L'eau souterraine, si l'exhaure est correctement réalisée sera libre de toute turbidité et

d'organismes pathogènes. Lorsqu'elle provient d'une nappe de sables aquifères propres, il n y a

aucun risque qu'elle contient des substances dangereuses. Lorsque l'eau provient d'une nappe

aquifère contenant des matières organiques, l'oxygène aura été consommé et la teneur de l'eau en

dioxyde de carbone est probablement élevée. L'eau sera alors corrosive à moins qu'elle ne

contienne du carbonate de calcium sous une forme ou une autre. Si la teneur en matières

organiques de la nappe aquifère est élevée tout l'oxygène peut être complètement éliminé. L'eau

étant exempte d'oxygène dissolvera le fer, le manganèse et les métaux lourds du sous-sol(CIR,

1989).

Normes ou directives de qualité de l’eau

L'OMS donne les directives sur la qualité de l'eau, c'est à chaque pays de fixer ses normes selon

les contraintes climatiques et les caractéristiques du milieu. Dans la présente étude il sera donné

les normes nationales du Mali en matière de la qualité de l'eau potable dans le tableau en

annexe6.

1.5.Les microorganismes pathogènes

Les eaux de surface notamment le fleuve reçoivent d’énormes quantités de polluants en recevant

les eaux usées domestiques, les eaux pluviales, la décomposition des matières végétales,

digestions animales ce sont tous ces facteurs qui favorisent la prolifération des micro-organismes

dans les eaux. Les eaux souterraines peuvent également contenir quelquefois des micro-

organismes qui peuvent provenir de l’infiltration d’eau contaminée bien que leur qualité reste

généralement meilleure pour les eaux exploitées destinées à la consommation humaine(Verhille,

2013).

Il sera énuméré ici quelques micro-organismes qui sont présents dans les eaux superficielles et

souterraines. Il existe deux types de germes de contamination fécale : ce sont les bactéries

indicatrices de contamination fécale tels que les coliformes thermo-tolérants (fécaux) et les


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Bamako au Mali

streptocoques fécaux (entérocoques) et les germes indicateurs d’efficacité de traitement qui sont

des micro-organismes assez résistants aux traitements comme les streptocoques fécaux, spores de

bactéries sulfitoreductrices, micro bactéries (dans certains cas).

Escherichia coli : La détection d'E. coli dans une eau traitée est une indication claire d’une

contamination d’origine fécale(Elmund, GK, Allen MJ et Rice EW, 1999) qui doit faire

sérieusement soupçonner la présence d’autres microorganismes pathogènes. L’infection, qui se

caractérise notamment par une diarrhée sanguinolente, peut entraîner le syndrome hémolytique et

urémique (SHU; défaillance rénale aiguë qui se développe chez environ 5 % des patients

infectés), principale cause d’insuffisance rénale chez l’enfant et responsable d’un taux de

mortalité variant de 0,6 à 5 % chez les personnes atteintes de ce syndrome(Dundas, S et Todd

WTA, 2000).

Streptocoques fécaux : De manière plus probante,(Charrière, G et al, 1994) ont clairement

démontré que la détection d’entérocoques était fortement associée à la présence d’E. coli dans

des réseaux de distribution approvisionnés par des eaux souterraines. Bien que les entérocoques

fassent partie de la flore normale de l’intestin humain, certaines espèces sont impliquées dans

diverses infections nosocomiales où le genre Enterococcus est reconnu comme la troisième plus

importante cause de ce type d’infection(Hancock, LE et Gilmore MS, 2000) (Facklam et al,

1999). (Edberg et al, 1997) suggèrent d’ailleurs de ne pas consommer une eau souterraine dans

laquelle des entérocoques ont été identifiés.

Coliformes totaux : La plupart des espèces de ce groupe se retrouvent naturellement dans le sol

ou la végétation(Edberg et al, 2000) et certaines espèces qui se retrouvent rarement dans les fèces

peuvent se multiplier dans l’eau de consommation comme Serratia fonticola (OMS, 2000).

Il existe cependant des cas où on a mis en évidence une association entre la détection de

coliformes totaux et l’apparition d’épidémies d’origine hydrique,(Barwick et al, 2000) bien

qu’une eau sans coliformes puisse aussi être à l’origine de problèmes de nature gastro-

entérique(Payment, P., et al 1997).


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Bamako au Mali

Coliformes fécaux : La détection de coliformes fécaux dans une eau traitée doit faire

sérieusement soupçonner une contamination d’origine fécale(Elmund,et al, 1999) (Santé Canada,

1991). Le risque est plus particulièrement lié aux réseaux qui ont un traitement minimal, comme

une simple chloration; des vérifications effectuées au Québec sur de petits réseaux ont confirmé

la présence d'E. coli dans 95 % des échantillons positifs en coliformes fécaux (CEAEQ, 2000).

1.6.Les Paramètres physico-chimiques influençant sur la désinfection avec l’hypochlorite de calcium ( Ca(ClO)2) ou l’hypochlorite de sodium (NaOCl )

L’action du chlore est en fonction du pH de l’eau avec laquelle il est en contact :

Lorsque qu’on introduit du chlore dans l’eau que ce soit de l’hypochlorite de calcium ou de

l’hypochlorite de sodium ce dernier se décompose en ion H+ et en ion OCl- (ion hypochlorite).

HOCl H + OCl-

L’effet de rémanence des différents désinfectants est représenté en annexe2, les deux produits

ont les mêmes compositions chimiques en chlore actif lors de leur réaction avec l’eau qui sont

HOCl et OCl. Suivant les formes qu’il adopte, le chlore est plus ou moins :Une concentration de

1/10 de chlore actif(HOCl) permettra d’inactiver plus de 99% des bactéries témoins telles que

Escherichia Coli en moins de 2 minutes de temps de contact, alors qu’un temps de contact

100minutes sera nécessaire en présence de ClO-, on remarque que l’acide hypochloreux a une

activité 50 fois supérieure à celle de l’ion hypochlorique. (Il sera donné les différentes courbes

des paramètres physicochimiques influençant la désinfection en annexe1).

Le pH

C'est un paramètre clé de la désinfection, qui traduit l'équilibre acide-base : HOCl est en

équilibre avec H+ et ClO-.

Suivant le pH nous aurons donc plus ou moins de chlore actif :

- si le pH est acide, (HOCl) tend vers 100 % de chlore actif;

- si le pH est basique, il y aura peu d'HOCl (par exemple à pH = 9, 10% d'HOCl, 90 % de ClO-).

Ceci influe directement sur la dose à appliquer qui devra être plus forte en pH basique.

La Température

La rapidité de l'effet bactéricide du chlore est fonction de la température de l'eau ; par conséquent

cette désinfection est plus efficace dans des eaux de température élevée. En revanche, le chlore


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Bamako au Mali

est plus stable dans l'eau froide, donc subsiste plus longtemps, ce qui compense dans une certaine

mesure la lenteur de la réaction.

La qualité de l’eau

La présence de matières en suspension dans une eau réduit l'action du chlore en diminuant la

quantité de chlore libre disponible et en favorisant la protection des bactéries.

La dose de chlore et le temps de contact

La variation du temps de contact nécessaire permet de jouer sur cette dose requise : pour un pH

donné, si on augmente la dose de chlore, on pourra diminuer le temps de contact, par contre si on

diminue la dose, il faudra augmenter le temps de contact. De même le temps de contact est

fonction du pH. Tableau 2 : Dose de chlore et temps de contact

pH concentration en chlore (mg/L) temps de contact (minutes) 7,5 0,3 – 0,5 20 à 40

8,0 – 8,5 0,3 – 0,5 40 à 60

HOCl est un bactéricide puissant. En effet il ne porte pas de charge électrique et sa forme

ressemble à celle de l’eau. La membrane cytoplasmique le laisse passer en même temps que

l’eau, contrairement au ClO- qui ne pénètre pas du faite de sa charge négative à l’intérieur de la

cellule l’HOCl bloque toute l’activité enzymatique entrainant ainsi la mort de la cellule (Pierre

Marie Grondin, 2005).

1.7.Législation concernant la qualité microbiologique des eaux de consommation de l’OMS

L’Organisation Mondiale de la Santé est en principe l’autorité et la personne morale qui fixe

les normes en matière de la qualité des eaux de boisson ou de rejets d’eaux usées. Mais l'OMS

laisse la compétence juridique à chaque Etat membre quant aux résultats à atteindre ainsi que les

moyens à mettre en œuvre. Parallèlement à l'OMS, des pays ou groupe de pays possèdent

souvent leur propre réglementation en fonction des conditions climatiques, de la disponibilité de

la ressource en eau, de l'objectif à atteindre etc. Il en résulte une multitude de réglementation

dont on peut citer entre autres la réglementation française, américaine, canadienne, union

européenne, suisse, ...Les valeurs guides recommandées ne constituent pas des limites


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Bamako au Mali

impératives. Pour définir de telles limites, il convient de considérer les valeurs guides dans le

contexte des conditions environnementales, sociales, économiques et culturelles locales ou

nationales. Si l'on n'a pas cherché à faire adopter des normes internationales de qualité pour

l'eau de boisson, c'est principalement parce qu'il est préférable d'établir des normes et des

règlements nationaux en tenant compte du rapport (qualitatif ou quantitatif) risques/avantages.

Cette approche conduit à établir des normes et des règlements plus faciles à mettre en œuvre et à

faire respecter. En raison de la présence de certains micro-organismes d'origine non fécale, il est

nécessaire de compléter cette règle par des examens complémentaires en tenant compte des

réalités du milieu. De plus il faut considérer qu'en l'absence de dispositions légales dans un

pays, la réglementation de l'OMS est prioritaire.

La directive de l'union européenne a été introduite dans cette étude pour caractériser le type de

traitement qui est utilisé par la société pour l'exploitation du fleuve Niger à partir des valeurs

guides (tableau 3). Tableau 3: Qualité bactériologique requise pour les eaux douces superficielles pour la production d'eau livrée

à la consommation humaine d'après la Directive du Conseil des Communautés Européennes du 16/06/1975

(n°75/440/EEC)

Valeur guide A1 Valeur guide A2 Valeur guide A3

coliformes totaux 50/100ml 5000/100ml 50000/100ml

coliformes fécaux 20/100ml 2000/100ml 20000/100ml

Streptocoques fécaux 20/100ml 1000/100ml 10000/100ml

salmonelles Absence dans 5l Absence dans 1l

A1, A2 et A3 sont des types de traitement de potabilisation d'eaux de surface.

A1, traitement physique simple (filtration par exemple) avec désinfection.

A2, traitement physique normal, puis chimique et étape de désinfection.

A3, traitement physique, puis chimique poussé avec affinage et désinfection pour

terminer

Le traitement adopté par la société correspond au type A2 selon la législation européenne,

comme l'appareil ne pouvant déchiffrer une valeur supérieure à 100.La société n'applique pas


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Bamako au Mali

d'affinage d’où le système appliqué par la SOMAGEP se rapproche du type A2 selon la directive

de l'union européenne.

Tableau 4: Qualité microbiologique de l’eau du fleuve Niger exploitée par la station de Djicoroni

Paramètres Valeur guide A2

Coliformes totaux >100 dans 100ml

E.coli >100 dans 100ml

CTT >100 dans 100ml

Entero >100 dans 100ml

BSR >100 dans 100ml

Germes totaux >100 dans 100ml

Législation Nationale du Mali

Jusqu’en 1990, la référence en matière de législation sur l’eau était le décret du 05 Mars 1921

réglementant le régime des eaux en AOF et le décret du 21 Mars 1928 portant réglementation du

Domaine Public et des servitudes d’utilité publique en AOF.

L’importance et le rôle du secteur dans le développement socio-économique du pays allant

croissant, d’autres dispositifs législatifs indispensables à la bonne gestion de l’eau potable ont vu

le jour. Ainsi en 1990 fut promulguée la loi N°90-17/AN-RM du 27 Février 1990 fixant le

régime des Eaux au Mali. Elle fut complétée par le décret N°90-088/P-RM du 03 Avril 1990.

L’inadaptabilité de cette loi au contexte de la décentralisation a conduit à sa révision sous forme

de projet de loi portant code de l’Eau validé au cours d’un atelier national en Février 1999, et

actuellement en cours d’approbation. Ledit projet de loi, une fois promulgué régira avec ses

décrets d’application le cadre législatif et réglementaire régissant le secteur de l’eau.

Le Ministère chargé de l'administration de l'eau est le Ministère de l'Energie et de l'Eau.

Contrat qui lie la SOMAGEP-SA à l'état malien:

C'est le contrat d'affermage qui est conclu entre l'état malien avec la SOMAGEP-SA et la

SOMAPEP-SA. L'affermage est une convention de délégation de service public à durée

déterminée par laquelle un maître d’ouvrage confie à un tiers le mandat de gérer l’alimentation


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Bamako au Mali

en eau potable à ses frais, risques et périls, en se rémunérant sur les redevances perçues sur les

usagers, à charge pour lui de reverser des redevances à la personne publique.

1.8.Les différentes étapes de la potabilisation de l’eau

Une station de production d’eau est conçue pour fournir une eau de qualité qui répond aux

normes de l’OMS. Les eaux produites par la station sont captées à partir des eaux de surface

précisément le fleuve Niger qui traverse la ville de Bamako, les eaux brutes du fleuve vont

passer par différentes filières de traitement afin de neutraliser tous les microorganismes

pathogènes, polluants divers, éléments grossiers avant d’être distribuées à la population. La

station rassemble un ensemble d’ouvrages dont leur rôle est de retenir au fur et à mesure les

microorganismes et polluants dans l’eau brute. Les deux systèmes qui sont présentés ci-dessous

sont ceux que nous allons étudier dans ce mémoire.

Figure 3: système de traitement d'eau de la SOMAGEP


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Bamako au Mali

1.9.Les différents procédés de désinfection

Electrochoration

Un electrochlorateur est un appareil dont le procédé utilise le passage d'un courant électrique à

travers un électrolyte (un composé chimique à l'état de solution (sel et eau) forçant les ions (ex:

Na+, Cl-, OH-; H+) à migrer vers les électrodes (anode et cathode), séparant ainsi les éléments de

base de la solution(EU Comission DGIII Industrials affaires, 2006). Cette technique est peu

connue en Afrique sauf à l’exception de quelques pays. Mais ici il sera cité les différents

composants de l’électrochlorateur. Un électrochlorateur est composé de :

Deux cellules d’électrolyse qui sont constituées chacune deux électrodes (cathode et anode).

Une armoire de commande et de surveillance du fonctionnement du système en général

Un tableau de commande qui comprend le transformateur-redresseur et l’automate

programmable.

Un bac pour la préparation de saumure

Un bac de stockage et de dosage de la solution d’eau de javel

Deux adoucisseurs d’eau

Un Système de nettoyage à HCl avec (50l) et une pompe de circulation

Surveillance de niveau dans la cellule d’électrolyse avec coupure de l’installation si les

électrodes ne sont pas recouvertes par la solution.

Le schéma ci-dessous donne la présentation globale de la machine.


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Figure 4: schéma de l'électrochlorateur

Figure 5: électrochlorateur et transformateur fournissant l’alimentation électrique au système


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Bamako au Mali

Figure 6: dispositifs de stockage sur site de l’hypochlorite de sodium et de la saumure

Les réactions compétitives sont minimisées par le choix des matériaux des électrodes. La figure

7 présente les réactions qui se produisent à l’intérieur des cellules d’électrodes. Une remarque

sur la figure ci-dessus permet de dire que la solution de l’eau adoucie et le sel à l’entrée des

électrodes, il y a formation de l'hypochlorite de sodium et un dégagement du dihydrogène qui

sera acheminé à l'extérieur par un tuyau.

• Saumure : mélande eau + NaCl

Figure 7: schéma du principe de l’électrochloration avec le chlorure de sodium


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Bamako au Mali

Réaction chimique aux électrodes

Anode: Reactions:

2 Cl- => Cl2 + 2 e- Cl2 + H2O => HClO + HCl E0 = 1,49 V

Cathode: Reactions:

2 H2O + 2 e- => H2 + 2 OH-

Réactions compétitives à l’anode:

H2O + 2 OH- => ½ O2 + 2 H2O + 2 e- E0 = 1,23 V

H2O => 12O2 + 2 H+ + 2 e- E0 = 2,42 V

O2 + H2O => O3 + 2H+ + 2 e- E0 = 2,07 V

Cl- + 3 H2O => ClO3- + 6 H+ + 6 e- E0 = 1,45 V

6 OCl- + 3 H2O => 2 ClO3- + 4 Cl- + 6 H+ + 3/2 O2 + 6 e-

Décomposition de l’hypochlorite à la Cathode:

OCl- + H2O + 2 e- => Cl- + 2 OH-

3 OCl- + Br- => BrO3- + 3 Cl-

Réaction chimique de NaOCl dans l’eau à désinfecter

Quelque soit le type de chlore qu’on introduit dans l’eau on a cette réaction suivante.

HOCl H+ + OCl-

Le taux de dissociation dépend du pH et dans une moindre mesure de la température. La

dissociation est très faible pour des pH inférieurs à 6. Par contre, elle est pratiquement totale pour

un pH de l’ordre de 8,5.

Mais il sera beaucoup plus spécifier dans notre cas il s’agit de la solution de l’hypochlorite de

sodium liquide +l’eau on obtiendra cette réaction ci-dessous :

NaOCl + H2O HOCl + NaOH

Hypochlorite de Sodium + Eau Acide hypochloreux + Soude.


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Bamako au Mali

L’acide hypochloreux a un effet bactéricide très puissant contre les microorganismes, c’est lui

qui réagira dans tout le cycle que l’eau va parcourir pour empêcher une croissance bactérienne au

cours de la production, du stockage et de la distribution jusqu’au robinet du consommateur à

cause de son effet de rémanence élevé.

Chloration avec l’hypochlorite de calcium :

Ce système qui a été anciennement utilisé par la SOMAGEP-SA depuis l’indépendance jusqu’à

nos jours. Le système est très simple à mettre en place. Le système comprend : un bac de

préparation de chlore, un agitateur au-dessus du bac qui permet de bien mélanger la solution, une

pompe doseuse qui permet d’injecter le produit dans l’eau à traiter.

En réalité la quantité commandée de poudre de Ca(ClO)2 contenait une quantité importante

d'impuretés. Ce sont ces impuretés qui bouchaient les clapets, et les membranes des pompes

doseuses lors des préparations des solutions chlorées. Souvent ces résidus qui sont issus de la

poudre d’hypochlorite de calcium provoquaient des dépôts au niveau des canalisations. Tous ces

facteurs affectaient sur la qualité de l’eau traitée, notamment par l’absence de chlore dans les

eaux distribuées. C’est pour cela qu’au moment où la société utilisait l’hypochlorite de calcium

dans le mois il y avait de nombreux cas de non conformités dus à la présence des pathogènes.

L’ajout de l’hypochlorite de calcium Ca(ClO)2 dans l’eau produit le même oxydant essentiel

HOCl comme dans la réaction de NaOCl avec l’eau .

L’équation suivante va nous donner :

Ca(ClO)2 + 2H2O Ca(OH)2 + 2HOCl

1.10. Impacts sanitaires et environnementaux des deux produits

Inconvénients des électrolyseurs

Un des inconvénients que l’électrochlorateur présente est son dégagement d’hydrogène lors de la

fabrication de la solution d’eau de javel mais il existe un système de balayage qui achemine

l’hydrogène vers l’extérieur, il faut beaucoup de précaution aux alentours et de mesures de

sécurité lors de l’acheminement de l’hydrogène vers l’extérieur. Car l’hydrogène à la sortie du

bac s’il se trouve en contact avec certains composés peut être explosif.


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Bamako au Mali

Les sous-produits du chlore et ses dérivés

Il s'est avéré que tout comme l’hypochlorite de calcium, l’hypochlorite de sodium aussi forme

des sous-produits lors de sa réaction avec les matières organiques dans la désinfection, pour

former les THM qui sont toxiques et même cancerinogeniques. On retrouve les mêmes équations

chimiques qu’avec l’hypochlorite de calcium. En Europe en 1974, Johannes Rook avait déjà

signalé que l’eau potable chlorée contenait davantage de chloroforme et d’autres THM que les

réserves d’eaux de surface brutes ; il avait présenté des observations méticuleuses pour étayer

l’hypothèse selon laquelle les THM étaient attribuables aux réactions entre le chlore et les

matières organiques naturellement présentes dans l’eau.

Les concentrations de THM (et autres sous-produits de la chloration) peuvent être très variables

d’un réseau à l’autre. En général, les concentrations les plus élevées se retrouvent dans l’eau

traitée provenant de sources à fortes teneurs en matières organiques, comme les lacs et les

rivières, et les concentrations les plus faibles, dans les sources souterraines(Tremblay, H, 1999)

(Milot et al, 2000) (Santé Canada, 2000)

Inconvénients de l’hypochlorite de calcium :

Ce produit très corrosif peut entrainer une irritation du nez et de la gorge. L'exposition à de forts

niveaux de chlore gazeux peut sévèrement endommager les poumons. De nombreux problèmes

sanitaires ont étés observés avec l’utilisation de ce produit tels que la rougeur, et d'autres

maladies dermatologiques. Un bref contact avec le produit provoque l’irritation. Une plus grande

exposition cause de sérères brulures. L’hypochlorite de calcium étant corrosif s’il se trouve en

contact avec les yeux peut conduire à de sérieux problèmes oculaires comme la cécité, le

glaucome, et la cataracte.

Effets sur l’environnement

Ce produit est toxique pour la vie aquatique

Non disponible ses effets sur l’environnement. Mais ce produit ne doit pas contaminer les étangs,

les lacs, les ruisseaux et les rivières.


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Bamako au Mali

Les sous-produits du chlore et ses dérivés

Cependant, l’un des inconvénients du chlore est qu’il réagit avec les matières organiques pour

former les chloramines. L’apparition de ces substances dans l’eau potable indique une

insuffisance de traitement. Mais il faut noter que ces produits ont deux grands inconvénients :

son utilisation de façon chronique est potentiellement toxique, ils peuvent donner lieu à des

odeurs et goûts désagréables à l'eau. L'apparition de ces éléments indésirables dans l'eau lors du

traitement est fréquente avec les eaux de surface contrairement aux eaux souterraines qui ne

peuvent être concernées qu’en cas d’infiltration. Une exposition prolongée à de fortes doses de

THM peut entraîner une toxicité hépatique et rénale. Chez l’animal, ces effets peuvent être

observés à de très fortes doses qui peuvent être l’ordre de plusieurs mg par kg de poids corporel

(OMS, 2000).


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Chapitre II. MATERIELS ET METHODES

2.1.Présentation du site d'étude L’étude s’est déroulée dans la station de Djicorori-Para, l’une des stations de traitement des eaux

de la SOMAGEP. Il s’agit de la plus importante avec un volume journalier d’eau de 145 000m3.

Cette station est située dans la ville de Bamako, à 15Km de Kati et dessert la ville de Kati et une

partie de la ville de Bamako (Figure 8). L’alimentation de la station se fait à partir des prises de

rivière qui sont conçues sur le fleuve Niger. Ce sont des chambres qui sont construites sur le lit

du fleuve Niger qui alimentent les puits d’hexaure à l’aide des conduites.

Figure 8: localisation de la zone d’étude

L’alimentation en eau brute de la station est assurée à partir de deux stations d’exhaure : une

première station équipée de deux groupes immergés 750m3/h sous 19mCE chacun et une

deuxième station équipée de quatre groupes deux groupes immergés de 1260m3/h et deux autres

de 1600m3/h sous 19mCE chacun.


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Bamako au Mali

L’amenée d’eau brute vers les ouvrages de répartition est assurée de la manière suivante :

La première station dessert la tranche file de traitement dite Accelerator via une conduite DN

400mm.

La deuxième station refoule via un collecteur principal DN 1100mm vers le puits d’exhaure

principal, puis par relevage à travers une conduite DN 700mm vers le répartiteur primaire

desservant les files P3 et P4 ainsi que le répartiteur secondaire alimentant lui-même les files

P1 et P2.

L’exhaure N°1 a une capacité de production maximale de 1150m3/h tandis que la N°2 a une

capacité maximale de 5750m3/h soit au total 6900m3/h.

La station de traitement a été réalisée dans son intégralité par Dégremont et se compose des

unités suivantes :

Une première tranche de deux décanteurs Accelerator A1 et A2 d’une capacité nominale

unitaire de 375m3/h et de 8 filtres à sable de type AquazurT

Une deuxième tranche est constituée de deux décanteurs P1 et P2 de type Pulsator d’une

capacité nominale unitaire de 900m3/h et de dix filtres à sable de type AquazurT.

Une troisième tranche dénommée Kati2 constituée de deux décanteurs P3 et P4 de type

Pulsator d’une capacité nominale unitaire de 900m3/h et de huit filtres à sable de type

AquazurV.

L’injection des réactifs (hypochlorite de calcium, sulfate d’alumine, lait de chaux, polymère

anionique AN905 et charbon actif en poudre) est réalisée sur les deux conduites de départs des

stations d’exhaure en même temps.

La SOMAGEP-SA s’est dotée de laboratoires pour l’accompagnement des opérateurs pour

l’assurance de la qualité de l’eau. Ils sont logés dans la Direction de l’exploitation. Il s’agit de :

- un laboratoire central rattaché au Département Laboratoire Central (DLC) dont le rôle est de

faire les analyses des paramètres physico-chimiques et microbiologiques de toutes les

stations qui se trouvent sur le territoire national.

- un laboratoire au niveau de la station de production qui est rattaché au Département de la

production et qui est chargé du contrôle des paramètres physico-chimiques.


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Bamako au Mali

2.1.1. Les points de prélèvement et les matériels utilisés Pour un suivi de la qualité de l’eau et de l’efficacité du traitement plusieurs points de

prélèvement ont été identifiés. Ces prélèvements concernent aussi bien les eaux brutes que les

eaux au niveau des points de consommation en passant par celles des étapes intermédiaires.

Pour l’eau brute :

• Eau brute Accelerator(Acc) : eau brute alimentant les décanteurs Accelerator. Ces

échantillons portent les codes : A1 et A2

• Eau brute Pulsator (Puls) : eau brute alimentant les décanteurs Pulsator. Nous avons

nommé ces échantillons : P1, P2, P3 et P4

Pour les eaux décantées :

• Eau décantée (A1 et A2) provenant d'eau brute pour Accelerator

• Eau décantée (P1, P2, P3 et P4) provenant de l'Eau brute qui provient des différents

puits alimentant les décanteurs Pulsator

Pour les eaux filtrées :

• eau filtrée issue de A1 (AF1)

• eau filtrée issue de P1 et P3 (P1F, P3F)

Pour les eaux traitées :

• Zone normale (ZN)

• Zone Basse (ZB)

• Réseau Haut (RH)

• Kati (KATI)

• Korofina (KOROF)

Des résultats récoltés de septembre 2014 avec l’utilisation de l’hypochlorite de calcium et la

même période septembre 2015 avec l’utilisation des électrochlorateurs ont servi de bases à une

comparaison des propriétés des deux systèmes. Le taux de non-conformité notamment a été un

critère d’appréciation de l’efficacité de la chloration dans un premier temps.


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Bamako au Mali Tableau 5: Equipements et consommables utilisés

Type d’analyses Matériels utilisés

Physico-chimiques

pH-mètre

Turbidimètre

Burette

Chlorimètre

Erlenmeyer

DPD

Sulfate d'ammonium et de FerII

Microbiologiques

Thiosulfate de sodium : Solution utilisée pour

neutraliser le chlore contenu dans le flacon

ECC Aggar, BEA : Milieux de culture

Boîtes de pétrie : Utilisées pour les

ensemencements

Rampe de filtration munte d’entonnoirs, reliée

à une pompe à vide et un chalumeau portatif

pour la filtration

Ringer: Solution utilisée pour le rinçage au

début de la filtration et à la fin de la filtration

Incubateur : Sert à incuber le milieu ensemencé

Autoclave : pour stériliser les flacons et autres

matériels

Compteur de colonies


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Bamako au Mali Tableau 6: Liste de matériels utilisés par type de chloration

Type de désinfection Matériels

Electrolyseurs

Un système d’électrolyse comprend :

• Deux cellules d’électrolyse.

• Une armoire de commande et de surveillance du système.

• Un tableau de commande qui comprend le transformateur-

redresseur et l’automate programmable.

• Un bac pour la préparation de saumure.

• Un bac de stockage et de dosage de la solution d’eau de javel.

• Deux adoucisseurs d’eau.

• Un Système de nettoyage à HCl (50l) et une pompe de

circulation.

• Surveillance de niveau dans la cellule d’électrolyse avec coupure

de l’installation si les électrodes ne sont pas recouvertes par

l’électrolyse.

Système de

désinfection par

hypochlorite de

calcium

Le système comprend :

• Un bac de préparation de chlore

• Un agitateur au-dessus du bac qui permet de bien mélanger la

solution

• Une pompe doseuse


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Bamako au Mali

2.1.2. La technique d'échantillonnage L’échantillonnage a été réalisé de façon quotidienne pendant la période de stage en dehors du

samedi et du dimanche. Au cours de l’opération chaque flacon est noté indiquant l’heure, la date

et le lieu. Tous les flacons sont nettoyés au départ avant l’utilisation et rincés à l’eau distillée

puis séchés. Les flacons utilisés pour les analyses microbiologiques sont stérilisés à l’autoclave

pendant 15 minutes à 121 °C et conditionnés avec 1ml de thiosulfate. Le rôle du thiosulfate est

de neutraliser toutes les substances qui peuvent inactiver les microorganismes dans le flacon

notamment pour annihiler l’effet bactéricide du chlore.

Analyses physicochimiques

Le potentiel hydrogène (pH)

C’est un paramètre qui traduit l'acidité ou l'alcalinité d'une eau. Son rôle est prépondérant dans

l'équilibre calco-carbonique. Son suivi dans la chloration est indispensable parce que de sa valeur

dans l’eau clarifiée dépend de l’efficacité du chlore pour la désinfection le refoulement dans le

réseau pour la distribution. La mesure du pH est obtenue à l’aide d’un pH mètre WTW 310i.

La turbidité

La turbidité mesure l'aspect plus ou moins trouble de l'eau due à la présence de matières en

suspension (MES) très finement divisées (argile, silice, limons et matières colloidales). La

présence de matières en suspension réduit l’action du chlore dans la désinfection. Elle est

mesurée à l'aide d'un turbidimètre et est exprimée en NTU (Nephelometric Turbidity Unit)

Le dosage du chlore libre

Le chlore résiduel est mesuré en tout point du réseau afin de s'assurer que la désinfection a été

correctement réalisée. Il s’agit de la quantité de désinfectant disponible après réaction avec les

espèces réductrices du milieu y compris les germes. Le chlore libre est un indicateur d’une bonne

désinfection de l’eau et d’une protection contre une éventuelle contamination accidentelle dans le

réseau de distribution ou au point de consommation .La mesure du taux de chlore a été réalisée

pour les eaux filtrées et traitées. Les valeurs du taux de chlore contenu dans les eaux sont

obtenues à l’aide d’un chlorimètre.


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Bamako au Mali

Analyses microbiologiques

Elles sont effectuées pour dénombrer les indicateurs de contamination contenus dans les eaux.

La technique de filtration sur membrane a été utilisée. 100ml d’échantillons ont ainsi été filtrés

sur une membrane en acétate de cellulose de porosité 0,45µm avec une rampe de filtration munie

d’un entonnoir puis mis en incubation après ensemencement sur une boite de pétri contenant un

milieu de culture sélectif. Le dénombrement s’est fait en comptant les colonies révélées après la

période d’incubation le milieu de cultures suivi d’un dénombrement de colonies sur un compteur

de colonies.

Le dénombrement des coliformes fécaux et Escherichia coli

Il a été réalisé par un ensemencement sur boite de pétri avec la gélose BEA (Bilesqulain Azide

Aggar) milieu déshydraté 123. L’incubation s’est faite dans une étuve réglée à 37°C pour les

coliformes fécaux , pour E.coli à 44°C et à 37°c pendant 24heures.

Le dénombrement des coliformes totaux

Il a été réalisé par un ensemencement sur boite de pétri avec la gélose Compass ECC Aggar.

L’incubation s’est faite dans une étuve réglée à 37°C pendant 24heures.

Le dénombrement des entérocoques et coliformes thermo tolérants

Il a été réalisé par un ensemencement sur boite de pétri avec la gélose BEA milieu déshydraté

BK156. L’incubation s’est faite dans une étuve réglée à 37°C pendant 24 heures pour les

entérocoques .Pour Les coliformes thermo tolérants l’ensemencement a été fait avec des boites

de pétri avec la gélose ECC Aggar et l’incubation a été faite à 44°C pendant 24 heures.

2.2.Conclusion partielle :

L’étude a été menée avec des conditions opératoires standard. Les critères de comparaison des

deux modes de désinfection sont dictés par les considérations normatives et par l’acceptabilité

des consommateurs. Les équipes de la SOMAGEP assurant déjà des analyses de routines pour le

suivi de la qualité de l’eau distribuée, notre travail a consisté à compléter ces dernières avec des

opérations supplémentaires pouvant conduire à une prise de décision.


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Bamako au Mali

Chapitre III : RESULTATS ET DISCUSSION

L’étude de l’efficacité d’une opération peut être évaluée sur plusieurs angles. L’eau traitée

devant être consommée par les populations nous nous sommes intéressés dans un premier au

respect des normes de potabilité en vigueur sur l’aire de couverture de la SOMAGEP c’est-à-dire

le territoire malien. Il a ensuite été question de voir les avantages comparatifs de l’utilisation des

électrochlorateurs en termes de coût, de facilité de maintenance, de la robustesse du système, de

sa durabilité et de l’acceptabilité des opérateurs et des consommateurs. L’existant ayant déjà un

vécu, nous ferons à chaque fois que de besoin une comparaison avec le procédé actuel pour juger

de la pertinence de la mise en place du nouveau procédé.

3.1. Dimensionnement et Choix d’un électrolyseur pour la station de Djicoroni Para

Les données de bases disponibles actuellement à la station de Djicoroni Para ont servi de base au

dimensionnement et au choix du nombre d’électrochlorateurs à installer. Les équipements ayant

été installés avant notre étude, il s’agira pour nous sur la base des documents existants et à la

lumière des explications des exploitants de justifier le nombre d’électrochlorateurs installés.

La quantité totale de produit de désinfection utilisé à la station avant l’installation des

électrochlorateurs s’évaluait à 1 080 kg d'hypochlorite de calcium par jour pour une production

moyenne de 145 000m3. Sur cette base, nous avons obtenu un ratio de 7,45 grammes de produit

brut par mètre cube d’eau traitée. D’autre part, pour produire 1 kilogramme de chlore actif il faut

1,5 kilogramme d’hypochlorite de calcium, et il faut 3 kilogrammes de sel pour produire 1

kilogramme de chlore actif. Donc le rapport entre le sel et l’hypochlorite de calcium est de 1

pour 2. Ainsi, pour avoir la consommation spécifique de sel de sodium par mètre cube on va

multiplier la consommation spécifique de l’hypochlorite de calcium par 2 ce qui va donner la

valeur de 14,9g/m3 pour le sel de sodium. Pour l’ensemble de la station de Djicoroni Para on

aura 2160 kilogramme de sel pour une production journalière d’eau potable de 145000m3. Il

faudra donc environ le tiers du poids en chlore libre soit 720 kilogrammes par jour (30

kilogrammes par heure). Pour un fonctionnement régulier et continu de 24 heures, on aboutit à 3

électrochlorateurs OSECB de 10 kilogramme par heure. Au total à la station de Djicoroni Para, il

a été acquis 5 électrochlorateurs dont 3 pour les besoins de fonctionnement courant et 2 en


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Bamako au Mali

réserve pour palier à une éventuelle panne évitant donc les risques de paralysie de la couverture

de la ville en eau potable. Le tableau 7 résume les principales données de dimensionnement des

électrolyseurs à la station de Djicoroni Para dans la ville de Bamako.

Tableau 7: Données de dimensionnement des électrolyseurs à la station de Djicoroni Para

Paramètres Valeurs

Quantité journalière d’hypochlorite de calcium consommée 1 080 Kg

Volume moyen d’eau traitée par jour 145 000 m3

Ratio produit brut d’hypochlorite de calcium consommé par mètre cube d’eau traitée

7,45 g/ m3

Proportion de chlore actif par kilogramme d’hypochlorite de calcium

0,66 Kg/Kg

Proportion de chlore actif par kilogramme de chlorure de sodium 0,33 Kg/Kg

Ratio produit brut de chlorure de sodium consommé par mètre cube d’eau traitée

14,9 g/m3

Quantité journalière de chlore actif consommé 720 Kg/j ou 30 Kg/h

Charge nominale des électrolyseurs OSECB 10 Kg/h

Nombre d’électrolyseurs OSECB à installer 3

3.2. Efficacité des différents procédés de la désinfection

Pour l’étude de l’efficacité des procédés de désinfection, il a été fait recours aux analyses de

l’eau traitée sur des points particuliers identifiés au niveau de la chaine de production. L’objectif

de la désinfection étant d’arriver à une eau dépourvue de germes indicateurs de contamination

fécale. Un accent particulier a été mis sur le dénombrement de germes spécifiques conformément

à la règlementation. L’étude n’ayant pas été réalisée sur des pilotes mais directement sur une

station en fonctionnement normal, nous avons tenu compte de la similarité des eaux brutes

pendant les périodes de l’année. Le compteur de colonie utilisé fournissant des valeurs grossières

du nombre de germes. Pour les deux périodes d’étude pour chaque paramètre la valeur obtenue

pour les eaux brutes contenaient plus de 100 UFC/mL.


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Bamako au Mali

3.2.1 Paramètres microbiologiques Les analyses ont concerné les indicateurs de contamination fécale qui sont identifiés dans les

eaux brutes que la société exploite. Les directives de l’OMS utilisées pour l’évaluation

recommande leur absence totale dans les eaux traitées (0 UFC/100mL).

Parmi les indicateurs qui sont étudiés dans cette étude seul E.coli a une signification sur la santé

publique. Les contrôles microbiens permettent d'indiquer qu'il pourrait y avoir des problèmes de

qualité(Hrudey SE, 2011).L'inconvénient majeur des indicateurs microbiens est la longueur du

temps de culture, il faut attendre 24 à 48 heures pour recevoir les résultats des analyses cela veut

dire que l'eau est consommée avant que l'exploitant sache que si elle peut être bue sans danger

(WEF et al, 2005)

L'absence d'E.coli ne signifie pas que l'eau peut être consommée sans danger parce que d'une

part un échantillon ne constitue qu'un instantané de l'eau du réseau de distribution (Allen MJ et

al, 2012) (Hrudey SE, Hrudey EJ, 2004)et que d'autres parts certains organismes résistent mieux

au chlore et à d'autres désinfectants que E.coli (Payment P et al., 2003)

Le tableau 8 récapitule les rendements d’élimination des microorganismes pour les deux types de

désinfection des eaux potables. Le tableau 8 présente les rendements des deux types de

désinfection face aux germes totaux, les entérocoques et les coliformes totaux, les bactéries

sulfitoreductrices et E.coli.

Tableau 8: résultats des analyses bactériologiques

type de désinfectant nombre d’analyses nombre de non conformité

taux de conformité

hypochlorite de calcium

127 11 91,33 %

hypochlorite de sodium

90 0 100 %

Il ressort de l’analyse du tableau que les eaux traitées avec les électrochlorateurs sont exemptes

de coliformes et de E. coli pendant la période de l’étude. Il n’a aussi pas été dénombré de

bactéries anaérobies sulfitoreductrices ni de germes totaux dans les eaux soumises à notre

examen. Ces résultats traduisent une parfaite désinfection des eaux soumises à l’action de Mémoire de fin d’étude de Master Eau&Assainissement présenté par Iréko M. Dolo /Fondation 2iE-Promotion 2014-2015

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Bamako au Mali

l’hypochlorite de sodium produit par les électrochlorateurs. Ils traduisent par la même occasion

le respect des dispositions règlementaires à savoir la distribution d’eau sans germes indicateurs

de contamination fécale et d’agents pathogènes pour la consommation des populations. Les

conditions d’utilisations des équipements et les doses de matière première utilisée ont donc

permis la disponibilité d’agents de désinfection ayant eu une action efficace sur les eaux sorties

des opérations de clarification.

Sur la même période des cas de non-conformité ont été constatés sur certains points du réseau

soumis à l’action de l’hypochlorite de calcium. Ces irrégularités sont probablement dues à une

insuffisance de chlore nécessaire à la désinfection correcte des eaux.

La production régulière de l’hypochlorite de sodium et son acheminement direct dans le

processus de désinfection tend à lui procurer plus d’efficacité par rapport à l’hypochlorite de

calcium dont les propriétés peuvent s’étioler avec le temps et en fonction des conditions de

conservation.

3.2.2 Paramètres physico-chimiques S’agissant des paramètres physico-chimiques notre attention s’est portée particulièrement sur le

pH, la turbidité et le chlore résiduel. Ce sont des paramètres dont le suivi est indispensable pour

garantir une bonne désinfection de l’eau. Les résultats obtenus pour 706 analyses d’échantillons

prélevés au niveau des stations de traitement pour ces paramètres sont résumés dans le tableau 9 Tableau 9: Suivi des paramètres physico-chimiques des eaux désinfectées

hypochlorite de calcium

hypochlorite de sodium

pH nombre de non-conformité 01 03 taux de conformité 99,85% 99,56%

chlore résiduel

nombre de non-conformité 01 01 taux de conformité 99,85% 99,85%

A partir des résultats expérimentaux présentés par (Mathieu L et al,1992) a monté qu'il faudrait

appliquer une concentration de 0.5 mg/L de chlore en continu et en tous points du réseau de

distribution pour inhiber le développement des micro-organismes cultivables dans l'eau potable

et dans le biofilm. La disparition du chlore dans le réseau est influencée par le pH qui détermine


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Bamako au Mali

la forme de chlore présente dans l'eau, la température (Nakache F et al, 1996) la concentration

initiale du chlore dans l'eau du réseau(Kiene L et al, 1993), le diamètre de la canalisation et le

temps de séjour de l'eau dans la canalisation(Mathieu L et al., 1992). Le chlore ajouté en sortie

d'usine de traitement est consommé dans le réseau et le maintien d'un résiduel en tous points du

réseau nécessiterait une forte concentration de chlore en sortie d'usine souvent incompatibles

avec les normes établies aussi bien en résiduel qu'en dérivés chlorés qui constituent les sous-

produits de désinfection(Paquin J.et al, 1992)

Il apparait donc qu’une seule valeur de chlore résiduel inférieure à 0,5mg/L (valeur guide OMS)

a été enregistrée aussi bien avec l’hypochlorite de calcium qu’avec l’hypochlorite de sodium sur

l’ensemble de la campagne de suivi. Les résultats confirment que l'effet de rémanence de

l'hypochlorite de sodium est supérieur à celui de l'hypochlorite de calcium. La valeur de chlore

résiduel était de 0,49 mg/L avec l'électrochloration due à une insuffisance de chlore dans le

réseau et avec l'hypochlorite de calcium elle était de 0,38 mg/L. Ces résultats sont satisfaisants et

rendent compte d’une bonne protection des eaux traitées. Ils traduisent également une bonne

maitrise des doses de désinfectant à appliquer par les équipes en charge du traitement au niveau

des stations de traitement.

Cependant, des valeurs de pH supérieurs à 8,5 ont été enregistrées au cours du suivi. Sur

l’ensemble des quatre cas de non-conformité liée au pH enregistré trois concernent des eaux

provenant du traitement avec l’hypochlorite de sodium. Les deux produits de désinfection

utilisés ayant une tendance à une augmentation du pH. Les écarts constatés pourraient donc

s’expliquer par un dosage inadéquat des quantités de chaux utilisées pour la correction du pH

après les opérations de clarification.

Les valeurs de turbidités contrôlées sont pour leur part toutes inférieures à 5 NTU (valeur guide

OMS) aussi bien pour les eaux désinfectées à l’hypochlorite de calcium qu’à l’hypochlorite de

sodium. Il n’y a donc pas de relargage de sels de calcium ou de sodium dans les eaux traitées

après la désinfection des eaux traitées.

D’autre part, chacun des deux produits de désinfection finaux étant chargé en ions majeurs

(sodium et calcium), il nous a plu d’investiguer l’effet de la désinfection sur la dureté des eaux


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Bamako au Mali

traitées. Le tableau 10 rend compte des évolutions de la dureté de l’eau brute en fonction du

procédé de désinfection.

Tableau 10: évolution de la dureté totale de l’eau au cours du traitement

type de désinfectant dureté de l’eau brute (°F)

dureté de l’eau traitée (°F)

hypochlorite de calcium 1,2±0,3 3,7±0,5

hypochlorite de sodium 1,0±0,2 1,7±0,3

Apres analyse des différentes valeurs de dureté on note une légère évolution, plus importante

avec à l’hypochlorite de calcium qu’avec l’hypochlorite de sodium. Cela traduit donc un apport

de calcium supplémentaire lors de la désinfection avec l’hypochlorite de calcium résultant de sa

réaction chimique avec l’eau qui donne de l’acide hypochloreux et de l’hydroxyde calcium. Cette

augmentation est par contre sans dommage pour la qualité de l’eau vu la faible valeur de la

dureté. Elle pourrait même avoir un effet bénéfique car les très faibles valeurs de dureté

pourraient conduire à un entartage accéléré des installations.

3.3. Analyse intégrée sur les performances des deux systèmes

L’analyse des deux types de procédés nous prouve que les deux méthodes de désinfection sont

efficaces en termes de destruction des microorganismes pathogènes. Quoique les résultats aient

mis en évidence la présence d’un nombre faible de non-conformité, il est apparu des écarts par

rapport aux normes. Certains de ces écarts font l’objet d’un traitement diligent pour une

correction rapide. Cependant force est de noter que les opérations de maintenances

indispensables pour une bonne marche du réseau et des installations sont dans la plus part des cas

responsables de ces cas de non-conformité constatée au niveau des paramètres microbiologiques.

La faible significativité des écarts entre les deux procédés, ne permet de déprécier une au profit

de l’autre relativement aux paramètres microbiologiques.

Avec l’utilisation des électrochlorateurs la dureté de l’eau a considérablement baissé ce qui va

éviter l’entartage au niveau des conduites des pompes doseuses. La maintenance des 5

électrolyseurs s’effectue trois fois par semaine avec le nettoyage régulier des filtres tandis


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Bamako au Mali

qu’avec l’utilisation de l’hypochlorite de calcium elle était de chaque jour ce qui était fastidieux

pour les agents de la maintenance. Lors de la préparation de la solution chlorée avec

l’hypochlorite de calcium qui contenait des impuretés dans son emballage et ce sont ces

impuretés qui se déposaient au niveau des clapets des pompes doseuses qui engendraient des non

conformités dans le réseau, chaque fois les agents faisaient régulièrement le nettoyage, des

filtres, clapets et même souvent les rechanges des pièces mécaniques.

L’utilisation des deux types de désinfection augmente le pH de l’eau. Comme nous le traduit les

équations chimiques eq1. et eq2.ci-dessous :

NaOCl +H2O HOCl + Na+ + OH- éq1.

Ca(OCl)2 + 2H2O 2HOCl + Ca++ + 2OH- éq2.

D’après ces équations, on voit que l’addition d’hypochlorite de calcium dans l’eau produit elle

aussi de l’acide hypochloreux, de manière similaire à l’hydrolyse de l'hypochlorite de sodium.

Cet ajout entraîne la formation d’ions hydroxyles, qui font augmenter le pH de l’eau c’est le cas

aussi avec l’ajout de l’hypochlorite de sodium à l’eau.

Les résultats obtenus pour les principaux paramètres de suivi de la qualité de l’eau traitée

montrent que l’utilisation des électrolyseurs semble avoir eu un écho favorable. Les

performances en termes de désinfection sont jugées satisfaisantes et les cas de non-conformité

sont assez rares. Dans cette étude la filière de désinfection qui est convaincante est

l’électrochlorateur. Il y a également, une meilleure résistance des installations avec moins de

maintenance du fait de l’encrassement et de l’entartrage moins fréquent des installations et

équipements de traitement dû à une dureté moins importante de l’eau désinfectée.

Le traitement avec l’hypochlorite de sodium s’avère meilleur par ce qu’il y a un adoucisseur au

niveau de l’électrochlorateur qui retient le calcium et le magnésium contenus dans les eaux pour

la production de l’eau de javel. Ce procédé semble également avoir une meilleure rémanence.

Cependant son utilisation pour une meilleure désinfection de l’eau requiert l’utilisation d’un sel

de très grande pureté et une eau brute très peu chargée en fer et manganèse pour une durée de

vie plus longue des équipements. Les figures ci-dessous nous montrent l’impact de HTH sur les

équipements et l’environnement de travail


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Bamako au Mali

Figure 9: dégradation des installations du fait de l’action de l’hypochlorite de calcium

3.4 Couts d’utilisation de l’électrolyseur et de l’hypochlorite de calcium dans la

désinfection

L’analyse des performances des systèmes prend également en compte l’aspect économique.

C’est pour quoi dans cette partie nous tenterons à la lumière des informations reçues des services

compétents de la SOMAGEP, de la consultation des données produites par le fournisseur des

équipements et sur la base de l’expérience de l’Office National de l’Eau et de l’Assainissement

(ONEA) du Burkina Faso qui utilise ce procédé depuis plus d’une dizaine d’année de mettre en

évidence des tendances de coût liées à l’installation et à la gestion des systèmes de désinfection.


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Bamako au Mali

Les calculs de l'amortissement, du prix du kilogramme de chlore actif, de la valeur du kwh qu'il

faut pour dissoudre une quantité de chaque produit sont donnés par les notices du projet

(SOMAGEP/ONEA, 2009) et du constructeur (Siemens, 2015).

3.4.1 Cout d’exploitation des procédés de désinfection Dans le cas de l’hypochlorite de calcium les équipements existent déjà et ont été installés depuis

la mise en route des stations de traitement de la SOMAGEP. Le produit étant introduit en l’état

après juste une dissolution, nous n’avons pas jugé utile de prévoir un amortissement particulier.

Il ne sera donc pris en compte que le prix unitaire du kilogramme de chlore actif qui peut se

trouver dans une quantité donnée d’hypochlorite de calcium. Pour l’achat de ce produit la société

a recours à un appel d’offres. Dans celui-ci, le transport du produit est inclus en sus du prix

d’achat à la sortie d’usine. Dans notre calcul il sera ajouté le coût de l’énergie pour la dissolution

de la poudre d’hypochlorite de calcium dans l’eau traitée et la transformation en de chlore actif.

Conformément à ce qui avait été mentionné dans le paragraphe précédent, pour avoir 1kg de

chlore actif il faut dissoudre 1,5 kg d'hypochlorite de calcium. En considérant 1 kilowattheure

comme valeur de l’énergie nécessaire à la production du chlore actif et tenant compte du coût du

kilowattheure à 64 FCFA, nous obtenons 2 239 FCFA comme coût de production de 1

kilogramme de chlore actif. Avec une consommation journalière de 720 Kg nous obtenons 1

612 080 FCFA pour la désinfection de l’eau traitée.

S’agissant des électrolyseurs, il sera introduit le coût de l’amortissement journalier en plus de

celui de l’énergie consommée par la machine pour la fabrication de 1 kilogramme de chlore actif

à partir du sel. Pour avoir 1kg de chlore actif il nous faut 3kg de sel, donc dans les calculs il sera

pris le prix de 3kg de sel comme égal au prix de 1kg de chlore actif. Pour produire 1kg de chlore

actif par dissolution de 3kg de sel, il nous faut une consommation moyenne d’électricité de

4kwh. Avec un coût journalier d’amortissement de 342 FCFA, on obtient après calcul 1 378

FCFA comme coût de production de 1 kilogramme de chlore actif. La consommation journalière

de produit étant estimée à 720 Kg, le coût de production de chlore actif avec ce système s’élève

donc à 992 160 FCFA.


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Bamako au Mali Tableau 11: coût journalier de production de chlore actif pour chaque système

Procédé de désinfection

Coût journalier de production de 1 kilogramme de chlore actif

Coût journalier de production du chlore actif

Hypochlorite de calcium

2 239 FCFA 1 612 080 FCFA

Electrochlorateur 1 378 FCFA 992 160 FCFA

On remarque que le coût pour produire 1kg de chlore actif avec l’électrochlorateur est de 1378

FCFA dans ce coût il y a l’amortissement, la consommation énergétique et le prix du kg de sel

qu’il faut pour produire 1kg de chlore actif. Lorsqu’on fait la différence des prix totaux entre les

deux produits utilisés on trouve une somme de 619 920 FCFA par jour ce qui veut dire avec

l’utilisation des électrolyseurs dans la désinfection la SOMAGEP réalise un gain économique de

619 920 FCFA par jour, soit un montant mensuel de 20 066 400FCFA et un montant annuel de

226 270 800 FCFA.

3.4.2 Analyse intégrée des coûts d’investissement, de maintenance et d’exploitation

L’étude des données techniques (voire annexe 4) a permis de fixer la fréquence de remplacement

des principales pièces des électrolyseurs et de chiffrer les temps de maintenance. La durée des

estimations a été callée à dix ans pour tenir compte de la durée de vie des électrolyseurs fournie

par le fabriquant. Les résultats pour les investissements et la maintenance sont fournis dans le

tableau 12.

Tableau 12: coût d’investissement et de maintenance des systèmes de désinfection

Procédé de désinfection Coût Investissement en FCFA Côut annuel de maintenance en FCFA

Hypochlorite de calcium 153 400 000 10 000 000

Electrochlorateur 1 295 862 000 61 750 000


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Il ressort donc de ces calculs une charge d’exploitation cumulée annuelle de 588 409 200 FCFA

pour l’hypochlorite de calcium contre une valeur de 362 138 400 FCFA pour les électrolyseurs.

Poursuivant l’analyse, nous avons réalisé le graphe de la figure 10 pour tenir compte des

investissements année par année. On note donc au début de la mise en place des deux systèmes

un gain économique en faveur de l’utilisation de l’hypochlorite de calcium. Par contre à partir de

la sixième année, il apparait plus avantageux sur le plan économique d’utiliser les électrolyseurs.

Cette situation s’explique par les coûts d’investissement importants qu’il faut apporter la

première année pour l’installation des électrolyseurs et par les faibles coûts d’opérationnalisation

des électrolyseurs dû notamment au prix du sel comparativement à l’hypochlorite de calcium.

0

1

2

3

4

5

6

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Mill

iard

s de

FCFA

Nombre d'années

comparaison du coût cumulé(exploitation ,investissement et maintenance) des deux systemes

Coût d'exploitation, de maintenance etd'investissement de l'hypochlorite desodium

Coût d'exploitation, de maintenance etd'investissement de l'hypochlorite decalcium

Figure 10: Comparaison du cout d'exploitation, de maintenance et d'investissement


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Bamako au Mali

3.4.3. Analyse de faisabilité économique et technique des différentes filières de désinfection

Bien que la filière de désinfection par électrolyse s’avère la plus efficace du point de vue

technique mais elle nécessite d’énormes coûts en termes d’investissement. Car avec les

électrochlorateurs à part les maintenances supplémentaires de certaines pièces tous les 2 et 5ans

il n y a pas d’autres maintenances qui sont réalisées avec les clapets des pompes doseuses, et des

filtres, on peut dire que sa consommation d’énergie est le quadruple que celle de l’hypochlorite

de calcium. Le coût d’exploitation du kilogramme de chlore actif par électrolyse est moins cher

que celui de l’hypochlorite de calcium. Avec l’utilisation des électrochlorateurs il n y a plus de

dépôt dans les canalisations, les ouvriers ne sont plus exposés aux nombreux problèmes

sanitaires et environnementaux. Pour une capacité de production énorme en eau potable comme

la station de Djicoroni Para, les électrochlorateurs sont mieux adaptés. Quand on voit la

comparaison du graphe de la figure 2 donné par le constructeur on remarque que le coût

d’exploitation, et de maintenance de l’utilisation de l’hypochlorite de calcium dépasse largement

celui de l’électrochlorateur comprenant coût d’exploitation, maintenance et investissement au-

delà de la 5e année à cause du coût du sel qui est très abordable sur le marché. Avec les

électrochlorateurs les coûts de transport d’achat, des taxes sont annulés, ça veut dire qu’on a

notre propre unité de fabrication de l’eau de javel. La conservation et le stockage du sel ne

nécessitent pas beaucoup de précaution. Pour produire de l’eau de javel par électrolyse on a

besoin que du sel et de l’eau. Ces deux ressources qui sont toutes facilement accessibles.

La désinfection avec l’hypochlorite de calcium est très facile à mettre en œuvre contrairement

aux électrochlorateurs, sa consommation énergétique est le quart que celle des électrochlorateurs.

Par contre, ce produit causait de nombreux problèmes lors de la production de l’eau, chaque jour

la société était confrontée à des dépôts des résidus et impuretés dans les clapets des pompes

doseuses et dans les canalisations qui empêchaient le dosage correct. Ces dépôts qui étaient dus à

la préparation de la solution chlorée avec l’hypochlorite de calcium, la quantité de l’hypochlorite

de calcium qui était commandée ne contenait qu’en réalité la moitié de cette quantité en chlore

actif qui était indiquée sur les emballages et le reste n’était que des impuretés et résidus. Les

agents de maintenance étaient obligés de faire le nettoyage des filtres, des clapets des pompes

doseuses quotidiennement et même souvent des rechanges des pièces, ceux qui engendraient des


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Bamako au Mali

surcoûts au niveau de la maintenance. Avec l’utilisation de l’hypochlorite de calcium la société

était confrontée aux arrêts de production ce qui plongeait la population dans la pénurie d’eau

souvent et cela coûtait chère à la société. Les ouvriers chargés de la manipulation de ce produit

étaient confrontés aux problèmes d’inhalation et autres maladies. L’environnement se dégradait

progressivement suite au déversement de la poudre d’hypochlorite de calcium. L’utilisation de

l’hypochlorite de calcium faisait perdre à la société plus de deux cent vingt-six millions deux

cent soixante-dix mille huit cent (226 270 800 FCFA) par an ce qui est une perte énorme. Ce

système de désinfection ne nécessite pas beaucoup d’investissement, comme on a eu à observer

dans le tableau 12. Le prix du kg d’hypochlorite de calcium qui est très cher actuellement sur le

marché mondial rend le coût d’exploitation très élevé comme on le remarque dans le tableau 11.

Les résultats de la figure 2 nous donnent l’intérêt économique de l’introduction des

électrochlorateurs dans la désinfection par ce que le coût cumulé d’investissement, de

maintenance et d’exploitation des électrochlorateurs est amorti en six ans avec l’exploitation de

l’hypochlorite (y compris maintenance, investissement).

3.4.4. Acceptabilité du système de désinfection avec les électrolyseurs De façon générale, les résultats des enquêtes que nous avons réalisées montrent un intérêt

particulier des parties prenantes pour l’introduction du procédé.

Les responsables de la SOMAGEP, en nous confiant ce sujet, ont traduit de façon indirecte leur

ouverture à la diversification des procédés visant l’amélioration de la qualité de l’eau, la

protection du personnel en charge des opérations de traitement, la protection de l’environnement

et l’optimisation des charges de l’entreprise.

Au niveau de la station de production de Djicoroni Para il y a 5 ouvriers qui sont chargés de faire

la préparation de la solution chlorée avec l’hypochlorite de calcium et 11 agents de quart qui font

le tour de quart chaque 4 heures. Une enquête fut menée auprès des ouvriers et les agents de

quart à travers des questionnaires d’enquête. Pour les personnels, ils trouvent en ce procédé une

réduction de leurs servitudes et un gain important en termes de temps (opérations de

maintenances des pompes doseuses réduites) et d’amélioration de leur environnement de travail

(exposition aux produits réduite).


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La satisfaction du consommateur étant le but ultime de toute idée d’amélioration dans le

processus de traitement de l’eau nous avons réalisé une enquête auprès d’un échantillon aléatoire

de 104 individus repartis dans les 6 communes desservies par la station de Djicoroni Para. Les

résultats font ressortir une tendance majoritaire à une bonne acceptabilité du produit par la

population enquêtée (figure 11).

Figure 11: Résultats des enquêtes de satisfaction des consommateurs dans le district de Bamako

3.4.5. Conclusion partielle : L’utilisation des électrolyseurs nécessite des investissements importants dès la mise en route du

système. Du fait de la facilité d’acquisition de la matière et de son coût relativement faible, les

coûts d’exploitation deviennent plus avantageux au bout de la sixième année comparativement à

l’utilisation de l’hypochlorite de calcium. Cela contribue à accroitre les gains de la société et à

soulager les personnels en charge de l’exploitation de la station.

75%

21%

4%

Les statistiques des enquetesConsommateurs en accord Consommateurs en desaccord Consommateurs sans avis


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RECOMMANDATIONS

Au regard de tous ces constats nous notons quelques recommandations et nous suggérons que la

SOMAGEP :

Renforce les capacités du personnel pour une meilleure prise en charge de la

maintenance des électrochlorateurs,

introduise les électrochlorateurs dans toutes ses stations qui se trouvent sur le territoire

national. Ce qui contribuerait à baisser énormément le budget prévisionnel des produits

chimiques vu que le sel est disponible partout dans le monde et à bas prix. En plus de son

concours au gain économique, l’introduction des électrochlorateurs serait non seulement

un facteur d’un gain de temps de travail pour les personnels exploitants mais aussi d’une

forte réduction des risques d’exposition aux produits dangereux.

Adopter des paramètres de réglage nécessaire à un meilleur contact entre le produit de

désinfection et l’eau traitée pour une meilleure efficacité de la désinfection.


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Bamako au Mali

CONCLUSION GENERALE

Produire une eau de qualité et à moindre coût a de tout temps été leitmotiv des innovations au

niveau des structures chargées de la gestion des réseaux d’eau potables. L’introduction des

électrochlorateurs constitue une véritable évolution pour la société dans la désinfection de l’eau.

Elle semble intéressante pour une station de grande capacité comme celle de Djicoroni Para. Plus

d’exposition du personnel exploitant aux risques liés aux émanations des produits chlorés qui

provenaient de l’utilisation de l’hypochlorite de calcium. La solution chlorée produite par

électrolyse est très soluble dans l’eau, il n y a plus de bouchage de pompes doseuses et dépôts de

résidus dans les canalisations. Le temps utilisé pour les nombreuses et fréquentes maintenances

fastidieuses effectuées par les électromécaniciens pourraient être mis à profit pour d’autres

actions d’amélioration continue des prestations de la SOMAGEP-SA au profit des populations.

La qualité de l’eau traitée est moins dure avec les électrochlorateurs ce qui va fortement

diminuer l’entartage fréquent au niveau des canalisations.

Avec l’utilisation des électrochlorateurs il n y a plus question de transport de produit dangereux,

et moins de dégradation de l’environnement de travail. Ce qui est important depuis l’introduction

des électrochlorateurs, c’est aussi et surtout l’absence d’arrêt de fonctionnement de la station pas

de coupure d’eau pour cause de bouchage de conduite ou de panne de pompe doseuse. L’étude

économique réalisée avec les facteurs en notre possession fait ressortir des économies de l’ordre

de deux cent vingt-six millions deux cent soixante-dix mille huit cent (226 270 800 FCFA)

même si à l’investissement cela entraine des sommes importantes à injecter.

Sur le plan de la qualité, l’eau désinfectée avec les électrochlorateurs a conduit à de meilleurs

indicateurs et sembles êtres mieux conformes aux normes en vigueur. Les électrolyseurs

constituent une optimisation du coût économique lié à la production. La bonne acceptation des

différents acteurs a été prouvée par les résultats de l’enquête réalisée avec un taux de satisfaction

autour de 75% pour les consommateurs.

Les recommandations formulées à l’endroit de la SOMAGEP pourraient conduire à une

meilleure mise en œuvre de ce procédé déjà mis en œuvre dans des structures aux missions

similaires et aux conditions semblables comme l’ONEA au Burkina Faso.


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Sites internets:

www.cdc.gov/epo/mmwr/preview/mmwrhtml/ss4904a1.htm

E-Mail : [email protected]

Web: www.siemens.de/wallace-tiernan

http://www.worldwatercouncil.org


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http://www.cdc.gov/epo/mmwr/preview/mmwrhtml/ss4904a1.htm

http://www.siemens.de/wallace-tiernan

http://www.worldwatercouncil.org/


Bamako au Mali

ANNEXES Annexe 1 : Variation de HOCl et de OCl en fonction du pH


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Bamako au Mali

Annexe2 :Indicateurs de la qualité de l'eau avant et après la désinfection finale à Lake Water

Works, Amsterdam (valeurs moyennes) (SCHELLART - 1986)

Réactifs Pouvoir

rémanent

Effet

bactériostatique

sur le biofilm

Bactéries Virus Kystes

HOCI ++++ ++++ ++ ++++ ++

OCI +++ ++ + +++ +++

NH2CI ++ + Néant ++++ ++++

O3 ++++ ++++ +++ Néant Néant

CIO2 ++++ ++++ +++ ++++ ++

++++ : excellent ++ : moyen

+++ : bon + : faible


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Bamako au Mali

Annexe3 : Doses typiques de chlore utilisées dans des installations de traitement d’eau potable

Composé chloré

Échelle de doses

Hypochlorite de calcium 0,5–5 mg/L

Hypochlorite de sodium

0,2–2 mg/L

Chlore gazeux 1–16 mg/L

Source : SAIC (1998) tel qu’adapté de l’examen par l’USEPA des Initial Sampling Plans des

systèmes publics d’approvisionnement en eau, préparés dans le cadre de l’Information Collection

Rule (ICR).


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Bamako au Mali

Annexe 4 : Coût du kilogramme de chlore actif dans différents pays et la fréquence de changement des pièces de rechanges


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Bamako au Mali

Annexe 5 : Résultats d'Analyses des échantillons d'eau de forage


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Bamako au Mali

Annexe 6: NORMES MICROBIOLOGIQUES DU MALI

Désignations Microorganismes Unités Valeurs maximales

admissibles

Eau distribuée

prélevée à l'entrée du

réseau

Coliformes totaux N/100 ml 0

Coliformes fécaux

(avec recherche de

E.coli)

N/100 ml 0

Streptocoques fécaux N/100 ml 0

Clostridium

perfringens

N/100 ml 0

Eau distribuée

prélevée dans le

réseau

Coliformes totaux N/100 ml 0

Coliformes fécaux

(avec recherche de

E.coli)

N/100 ml 0

Streptocoques fécaux N/100 ml 0

Clostridium

perfringens

N/100 ml .0


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Bamako au Mali

ANNEXE 7 : QUESTIONNAIRE D'ENQUETE

QUESTIONNAIRE D’ENQUETE

Ville :….

COMMUNE :….

NOM DU QUARTIER :….

DATE :…../…../….

NUMERO DE FICHE :….

AVIS DES CONSOMMATEURS SUR L’INTRODUCTION DES ELECTROLYSEURS EN REMPLACEMENT DE L'UTILISATION DE L'HYPOCHLORITE DE CALCIUM DANS LA DESINFECTION DE L’EAU A LA SOMAGEP-SA

Question1 :

Consommez-vous l’eau produite par la SOMAGEP, c’est-à-dire l’eau du robinet ou de la fontaine publique dans votre ménage ?

OUI NON Ne Sais pas

Question 2 :

Si Question 1 = OUI, Avez-vous constaté un changement sur la qualité de l’eau que vous consommez ?

OUI NON

Si Question 2= OUI, A quel moment avez-vous constaté un changement sur la qualité de l'eau ?

OUI NON Ne sais pas

Avez-vous d’autres commentaires par rapport au changement de la qualité de l’eau que vous consommez ?


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Bamako au Mali

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………:

Si Question 2= OUI : Avez-vous des explications à donner à ce changement ?

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………


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Documents

ETUDE COMPARATIVE DE L’UTLISATION DE L’HYPOCHLORITE DE